Una biorrefinería de maíz que produce etanol recibe el grano, lo muele, fermenta sus azúcares, destila el alcohol y separa una serie de coproductos que luego viajan por cadenas productivas muy distintas. Algunos terminan en la nutrición animal; otros, como el aceite de maíz, vuelven a convertirse en materia prima para nuevos biocombustibles; y el dióxido de carbono generado durante la fermentación puede recuperarse y utilizarse en la industria alimentaria, en bebidas o como hielo seco para la conservación y el transporte de vacunas, sangre y otros productos médicos sensibles a la temperatura.
Entre esa materia prima que ingresa y los productos que finalmente salen de la destilería también circulan vapor, electricidad, agua y corrientes residuales cuyo manejo puede modificar la eficiencia ambiental de todo el proceso.
En Canadá esa cuenta tiene además una consecuencia económica concreta. Las Clean Fuel Regulations evalúan la intensidad de carbono de los combustibles considerando su ciclo de vida y permiten generar créditos a partir de reducciones verificadas. Kawartha Ethanol, una productora integrada de etanol de maíz ubicada en Havelock, Ontario, trabaja precisamente sobre la intensidad de carbono de su producción y sobre la trazabilidad de la materia prima agrícola que recibe.
La compañía acaba de avanzar sobre otra parte de esa ecuación. Una prueba realizada en su complejo industrial consiguió eliminar más del 98% de los contaminantes seleccionados presentes en sus aguas residuales, bajo las condiciones operativas ensayadas, mediante un sistema de tratamiento biológico desarrollado por Miranda Water Technologies, una empresa especializada en sistemas descentralizados de tratamiento y purificación de agua. El resultado fue suficientemente satisfactorio como para que Kawartha decidiera comprar el equipo y sumar otras tecnologías complementarias de filtración y tratamiento. El proyecto forma parte de una iniciativa más amplia de la empresa para recuperar sus corrientes residuales y mejorar su gestión dentro del proceso productivo.
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Una corriente difícil dentro de la biorrefinería
Kawartha Ethanol produce etanol combustible y alcoholes de mayor pureza a partir de maíz. La planta comenzó a fabricar etanol en 2010 y posteriormente fue ampliada para elaborar alcoholes premium que comercializa bajo la marca Kawartha Premium Alcohols. .
La compañía opera con un esquema integrado que comprende diferentes etapas de su cadena productiva, desde el cultivo de maíz y la operación de acopios hasta su procesamiento industrial. Ese esquema le permite intervenir desde el abastecimiento agrícola hasta el aprovechamiento de las distintas corrientes y coproductos que se generan durante la transformación del grano.
Kawartha viene trabajando específicamente sobre la intensidad de carbono de su producción dentro del régimen canadiense. La empresa solicita información de trazabilidad de los granos para poder respaldar el origen del maíz que ingresa a la planta y mejorar la información utilizada en el cálculo de intensidad de carbono. Bajo las Clean Fuel Regulations, un combustible con menor intensidad puede generar una mayor cantidad de créditos para los productores obligados a reducir progresivamente la intensidad de carbono de los combustibles que comercializan.
En ese mismo marco, la compañía sumó ahora el tratamiento de sus efluentes industriales como otra variable sobre la cual intervenir.
Un “disco biológico” para limpiar una corriente industrial compleja
La tecnología ensayada pertenece a Miranda Water Technologies, una empresa especializada en sistemas descentralizados de tratamiento y purificación de agua con más de 1.200 sistemas instalados en más de 40 países.
El equipo utilizado en Havelock fue un MC200 Miracell, basado en una tecnología conocida como Rotating Biological Contactor o RBC, que puede traducirse como contactor biológico rotativo.
Cómo funciona el sistema Miracell
En lugar de depender solamente de tratamientos químicos, un RBC utiliza microorganismos para degradar la materia orgánica presente en el agua.
El corazón del equipo está formado por una sucesión de discos montados sobre un eje horizontal que giran lentamente y permanecen parcialmente sumergidos en el efluente. Sobre sus superficies se desarrolla una película de microorganismos —un biofilm— que entra alternativamente en contacto con el agua residual y con el aire.
Cuando la superficie atraviesa el líquido, los microorganismos tienen acceso a los compuestos orgánicos que utilizan como alimento. Cuando vuelve a quedar expuesta al aire, reciben el oxígeno necesario para sostener su actividad biológica. La rotación mantiene este ciclo en forma continua.
Según Miranda, este diseño permite realizar la aireación de manera pasiva, sin recurrir a los grandes sistemas de sopladores utilizados en otros procesos biológicos que demandan altos requerimientos energéticos. La compañía había desarrollado Miracell principalmente para soluciones descentralizadas y comunitarias; el ensayo en Kawartha representa su primera aplicación dentro del mercado especializado de efluentes industriales de América del Norte y su utilización sobre una corriente de alta carga.
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Del ensayo a la planta industrial
El trabajo no terminó con el tratamiento biológico. Los equipos de Miranda en América del Norte trabajaron junto con especialistas ambientales, de procesos y de manufactura de la compañía para analizar los datos obtenidos y adaptar las condiciones de funcionamiento a las características del efluente generado por Kawartha.
La configuración definitiva combinará el contactor biológico Miracell con otras tecnologías de filtración y tratamiento. Kawartha ya acordó adquirir el MC200 utilizado como base del proyecto junto con esos equipos adicionales. También se incorporará una versión industrial de SmartCell, la plataforma digital de Miranda para controlar y optimizar sus sistemas de tratamiento.
SmartCell centralizará variables de proceso, monitoreo de desempeño y recopilación de datos operativos. El sistema permitirá monitorear el desempeño del tratamiento y ajustar sus parámetros a medida que cambien las condiciones de producción de la destilería y las características del agua residual. Durante el piloto se definieron precisamente los parámetros necesarios para adaptar esa plataforma, hasta ahora utilizada principalmente en otras aplicaciones de tratamiento de agua, a un entorno industrial de mayor complejidad.
Para Miranda, el proyecto también funciona como puerta de entrada a un nuevo mercado. La compañía utilizará la información obtenida en Havelock para continuar desarrollando soluciones destinadas a efluentes industriales de alta carga, tratamiento biológico, recuperación de recursos, filtración avanzada y control inteligente de procesos.
Kawartha, por su parte, pasará del ensayo a la instalación permanente. La siguiente etapa será integrar el Miracell, las tecnologías adicionales de tratamiento y la versión industrial de SmartCell dentro del complejo de Havelock y evaluar su desempeño bajo las variaciones normales de producción de una destilería que fabrica etanol combustible y alcoholes de alta pureza.
