El carbón activado granular, conocido habitualmente por sus siglas en inglés, GAC, desempeña un papel esencial en el tratamiento de aguas municipales e industriales. Gracias a su estructura altamente porosa, este material puede retener una amplia variedad de contaminantes y contribuir a que el agua cumpla los requisitos ambientales, industriales y sanitarios establecidos.
Sin embargo, cuando el carbón activado alcanza su capacidad máxima de adsorción, su recuperación plantea importantes retos técnicos, económicos y ambientales. El proyecto europeo REGENIOUS nace para abordar este problema mediante un nuevo enfoque para la regeneración del carbón activado.
En lugar de depender exclusivamente de los procesos térmicos convencionales, el proyecto desarrollará y demostrará un sistema portátil y modular basado en regeneración electroquímica. Su objetivo es facilitar la recuperación del GAC directamente en las instalaciones donde se utiliza, reduciendo el consumo energético, los costes, las emisiones, el transporte del material y su envío a vertedero.
Financiado por Horizon Europe, REGENIOUS reúne a 16 organizaciones con experiencia complementaria en gestión del agua, ingeniería, materiales, sostenibilidad, normalización, explotación y comunicación. Durante sus 48 meses de duración, el consorcio trabajará para trasladar la regeneración electroquímica desde el laboratorio hasta su demostración en condiciones reales.
Por qué es necesario transformar la regeneración del carbón activado
La regeneración térmica es actualmente el método más extendido para recuperar el carbón activado granular agotado. Este proceso somete el material saturado a temperaturas muy elevadas para eliminar los contaminantes retenidos en sus poros y restaurar parte de su capacidad de adsorción.
Aunque se trata de una tecnología consolidada, presenta diferentes limitaciones. El tratamiento térmico requiere un consumo energético considerable, suele depender de combustibles fósiles y puede generar cantidades significativas de emisiones de gases de efecto invernadero.
Además, el carbón agotado debe transportarse con frecuencia hasta instalaciones especializadas situadas lejos de las plantas de tratamiento. Esto incrementa los costes operativos y añade impactos ambientales relacionados con el transporte y la logística.
La exposición repetida a altas temperaturas también puede deteriorar progresivamente la estructura del carbón activado. Como consecuencia, parte del material se pierde durante cada ciclo de regeneración y su vida útil disminuye. Cuando su recuperación deja de ser técnica o económicamente viable, el carbón puede terminar siendo eliminado como residuo, desaprovechando un material de gran valor.
REGENIOUS parte de una visión diferente: el carbón activado debe gestionarse como un recurso circular que puede utilizarse durante más tiempo, y no como un consumible que pierde valor progresivamente hasta ser descartado.
Una alternativa electroquímica portátil y modular
El núcleo tecnológico de REGENIOUS será una planta portátil y modular de regeneración electroquímica, considerada una solución pionera en su ámbito. El sistema estará diseñado para funcionar directamente en las instalaciones de los usuarios finales, permitiendo regenerar el carbón activado sin necesidad de transportarlo a plantas centralizadas.
La regeneración electroquímica utiliza procesos eléctricos para eliminar o degradar los contaminantes acumulados en el carbón activado. En comparación con el tratamiento térmico convencional, esta tecnología tiene el potencial de operar en condiciones menos intensivas en energía y conservar mejor la estructura del material durante sucesivos ciclos de regeneración.
En una primera fase, el proyecto optimizará a escala de laboratorio nuevas formulaciones de electrodos y diferentes protocolos de regeneración. Los investigadores evaluarán aspectos como la durabilidad, la eficiencia del proceso, la eliminación de contaminantes y la recuperación de la capacidad de adsorción.
Los resultados obtenidos permitirán desarrollar prototipos intermedios y, posteriormente, rediseñar una unidad portátil a escala real. Esta unidad integrará diferentes innovaciones complementarias.
La tecnología fotovoltaica orgánica contribuirá a suministrar electricidad renovable. La electrodiálisis selectiva facilitará la gestión de los electrolitos empleados durante el proceso, mientras que los sistemas digitales y de automatización permitirán mejorar la seguridad, el control operativo y la monitorización del rendimiento.
La combinación de electroquímica, energías renovables y digitalización pretende convertir la regeneración del carbón activado en un servicio flexible, descentralizado y adaptable a las necesidades de cada instalación.
Demostración en condiciones reales de uso
Para que una nueva tecnología pueda llegar al mercado, no basta con demostrar su funcionamiento en el laboratorio. También es necesario comprobar que puede operar de forma fiable, segura y eficiente en entornos reales.
Por este motivo, las actividades de demostración ocupan un lugar central en REGENIOUS. El proyecto realizará campañas en importantes plantas de tratamiento de agua potable en España y en instalaciones de tratamiento de aguas residuales en Chipre.
Estos casos de uso permitirán evaluar la tecnología con diferentes tipos de carbón activado agotado, contaminantes y condiciones operativas. Las demostraciones proporcionarán información sobre la eficiencia de regeneración, el consumo energético, la durabilidad del material, los costes de funcionamiento y la fiabilidad del sistema.
También ayudarán a identificar los requisitos prácticos relacionados con el transporte, la instalación, el mantenimiento y la operación de la unidad modular en instalaciones de tratamiento de aguas.
De forma complementaria, se desarrollarán actividades de replicación en Portugal y Alemania para estudiar cómo podría adaptarse la solución a otros contextos geográficos, empresariales e industriales.
Esta capacidad de adaptación será especialmente importante porque el carbón activado no se utiliza únicamente en el tratamiento municipal de aguas. También tiene aplicaciones en sectores como la industria alimentaria, química o textil, donde se emplea habitualmente para retirar compuestos no deseados de líquidos y corrientes de proceso.
Prolongar el valor del carbón activado durante todo su ciclo de vida
REGENIOUS no se limitará a desarrollar una nueva tecnología de regeneración. El proyecto también generará herramientas y conocimiento para mejorar la gestión del carbón activado a lo largo de todo su ciclo de vida.
Uno de sus objetivos será crear herramientas predictivas capaces de estimar la vida útil del GAC. Estas soluciones ayudarán a los operadores a tomar mejores decisiones sobre cuándo debe regenerarse o sustituirse el material.
El proyecto también desarrollará nuevos indicadores para evaluar el rendimiento de la regeneración electroquímica y comparar diferentes condiciones y estrategias operativas.
En paralelo, el consorcio investigará aplicaciones de segunda vida para el carbón activado agotado que ya no pueda regenerarse eficazmente. Se desarrollarán pruebas de concepto para analizar su posible uso en la construcción y la agricultura, evitando que el material pierda completamente su valor y reduciendo su eliminación en vertedero.
Estas actividades permitirán ofrecer a los operadores del sector hídrico un marco de decisión más completo. La regeneración, la sustitución y el final de vida dejarán de considerarse decisiones aisladas y podrán evaluarse conjuntamente según criterios técnicos, ambientales, económicos y sociales.
La contribución multidisciplinar de Contactica a REGENIOUS
La participación de Contactica en REGENIOUS abarca diferentes dimensiones del proyecto, desde la gestión y el desarrollo técnico hasta la sostenibilidad, la explotación y la comunicación.
Paloma Pardo apoyará el WP1, dedicado a la gestión del proyecto, contribuyendo al seguimiento y a la correcta implementación de las actividades.
Javier Sáez tendrá una participación técnica transversal. Apoyará el WP2, centrado en los requisitos del sistema y las estrategias de planificación; el WP5, relacionado con el rediseño de la unidad modular, la digitalización y la optimización energética; el WP6, dedicado a la demostración en casos reales; y el WP7, orientado al desarrollo de herramientas de toma de decisiones y soluciones innovadoras para el final de vida del GAC.
Además, Javier liderará el WP8: Evaluación de la sostenibilidad a largo plazo: impactos ambientales, económicos y sociales, con el apoyo de Sara Lago.
Este paquete de trabajo evaluará si la solución REGENIOUS genera mejoras cuantificables frente a las alternativas actuales. Contactica desarrollará análisis de ciclo de vida, estudios tecnoeconómicos, evaluaciones sociales y procesos de optimización multiobjetivo.
El equipo analizará aspectos como el consumo energético, las emisiones de gases de efecto invernadero, el uso de recursos, los costes de inversión y operación, la creación potencial de empleo y los impactos organizativos.
Al combinar estas dimensiones, Contactica ayudará a identificar las configuraciones operativas que ofrezcan el mejor equilibrio entre sostenibilidad ambiental y viabilidad económica.
Eduardo Da Concepción apoyará el WP9, contribuyendo a las estrategias de explotación, replicabilidad y escalabilidad. Su trabajo ayudará a transformar los resultados técnicos y de sostenibilidad en modelos de negocio, oportunidades de mercado y planes para una futura implantación.
Por último, Jaime Villamuera apoyará el WP10, dedicado a las actividades de comunicación y difusión, facilitando que los avances, resultados e impactos del proyecto lleguen a sus diferentes públicos objetivo.
Hacia una industria europea más circular y competitiva
REGENIOUS responde a la necesidad de desarrollar procesos industriales capaces de utilizar menos recursos, generar menos residuos y reducir las emisiones sin comprometer el rendimiento técnico.
Al ofrecer una alternativa in situ a la regeneración térmica, el proyecto podría ayudar a los operadores de agua a prolongar la vida útil del carbón activado, reducir las necesidades de transporte y eliminación y mejorar el control sobre un material estratégico para el tratamiento de aguas.
El impacto de REGENIOUS dependerá no solo del funcionamiento de la unidad de regeneración, sino también de su capacidad para operar de forma segura, replicarse en diferentes instalaciones y sostenerse mediante modelos comerciales viables.
Gracias a su liderazgo en la evaluación de la sostenibilidad a largo plazo y a su participación en distintos paquetes de trabajo, Contactica contribuirá a que REGENIOUS sea evaluado no solo como una tecnología innovadora, sino como una solución práctica capaz de generar valor ambiental, económico y social.
El proyecto pretende, en última instancia, hacer que la regeneración del carbón activado sea más limpia, local y circular, contribuyendo a los objetivos del Pacto Verde Europeo, el Plan de Acción para la Economía Circular y la asociación Processes4Planet.
Puedes encontrar más información en la página oficial de REGENIOUS en CORDIS.
