♻️ Puede que llegue el día en que una depuradora de aguas residuales sea también una central eléctrica.

La "membrana de separación de CO2 totalmente de carbono" de Toray ha superado con éxito una prueba de purificación de biogás en una depuradora de la prefectura de Osaka. La generación con biogás, frenada hasta ahora por su alto coste, gana realismo con una cifra rompedora: un 70 % menos de coste de deshumidificación.

Qué es la generación de energía con biogás

Consiste en usar como combustible el metano que se libera al fermentar en ausencia de oxígeno (fermentación anaerobia) residuos como los restos de comida o los lodos de depuradora. Al convertir residuos en energía sin depender de combustibles fósiles, se ve como una tecnología útil para una economía circular.

Japón cuenta con unas 1.500 depuradoras, y cerca del 80 % de los lodos son materia orgánica. Según el Ministerio de Infraestructuras (MLIT), el potencial energético de esos lodos, expresado en calor, equivale a unas 1,6 veces el consumo eléctrico anual de todas las depuradoras del país. Es decir, bien aprovechadas, podrían pasar de consumir electricidad a producirla.

Pero la realidad es otra: en el año fiscal 2022, la tasa de aprovechamiento energético de los lodos era de solo un 26 %. El gran obstáculo era el elevado coste de purificar el biogás.

El problema de la tecnología convencional

El biogás contiene, además del metano que sirve de combustible, CO2 y mucha humedad. Para llevarlo a la calidad necesaria para generar electricidad hay que retirar esas impurezas.

Las membranas poliméricas y las de zeolita usadas hasta ahora tienen un punto débil: en contacto con la humedad, su capacidad de separación cae en picado. Por eso había que secar antes el gas con un equipo de deshumidificación a base de adsorbentes, un pretratamiento que agrandaba las instalaciones y disparaba el coste.

El resultado: aun sabiendo que era bueno para el medio ambiente, muchos ayuntamientos y empresas renunciaban por la barrera económica.

Lo que cambia la nueva membrana de Toray

La membrana de CO2 totalmente de carbono de Toray ataca el problema de raíz. Desde que en 2021 presentó la tecnología básica, la compañía la ha ido perfeccionando hacia el uso comercial.

Su gran baza es que, al estar hecha solo de fibra de carbono, no le afecta la humedad. Tiene una estructura de dos capas: un soporte de fibra de carbono porosa, en forma de hilo hueco de menos de 300 micrómetros de diámetro, sobre cuya superficie se forma una fina capa de carbono de unos pocos micrómetros que hace de filtro.

El CO2 y el metano tienen moléculas de distinto tamaño, así que una membrana con poros del tamaño adecuado los separa como si fuera un tamiz. El diámetro molecular del CO2 es de 0,330 nanómetros y el del metano de 0,380; esa mínima diferencia basta para separarlos de forma selectiva.

En enero de 2026, Toray anunció que, en la prueba realizada en una instalación de producción de biogás de una depuradora de Osaka, había logrado eliminar a la vez el CO2 y la humedad, y que el coste de deshumidificación se reducía en torno a un 70 % frente a la tecnología anterior.

Sus puntos fuertes y el futuro

La membrana tiene ventajas más allá del ahorro. La primera, unas instalaciones más compactas: al ser el hilo hueco muy fino y flexible, se puede empaquetar a alta densidad. Frente a los módulos inorgánicos de separación de CO2 al uso, alcanza hasta cinco veces el paso de CO2 en el mismo volumen.

Además, puede fabricarse en continuo como una fibra normal, lo que rebaja la barrera de la producción en serie. Toray prevé poner en marcha una planta piloto en su centro de Shiga dentro del año fiscal 2025 y llegar al uso comercial en el 2026, con la meta de convertirlo en un negocio de 10.000 millones de yenes (unos 67 millones de dólares) hacia 2035.

La tecnología no se limita al biogás: también se espera aplicarla a la mejora del gas natural y a la separación y captura de CO2 de gases de escape industriales (CCUS).

Qué supone para el biogás en Japón

La demostración tiene un peso importante para la política energética del país. El Gobierno se ha fijado elevar de aquí a 2030 el aprovechamiento energético de los lodos, y para lograrlo la generación con biogás es imprescindible.

Para quienes "querían implantarlo, pero desistían por el coste", un 70 % de ahorro puede ser el empujón para volver a considerarlo. Si cada una de las cerca de 1.500 depuradoras funcionara como una pequeña central, podría dibujarse una red energética distribuida por el territorio.

Al tratarse de un desarrollo con ayuda de la agencia pública NEDO, su difusión aportaría de forma concreta a la neutralidad de carbono de Japón. En concreto, se apunta a que mejore la rentabilidad de los proyectos de "conversión a combustibles de origen biomásico" dentro del sistema de créditos J-Credit.

Cuando lo molesto se vuelve recurso

La membrana de Toray intenta derribar, con la fuerza de un material, el mayor muro del biogás: su rentabilidad. Y asoma un camino para que las aguas residuales, algo que la vida cotidiana genera sin remedio, se conviertan en recurso energético.

Ahora mismo la prueba de larga duración, de un año, sigue en marcha. Según cómo salga, el papel de las depuradoras de todo Japón podría cambiar: de instalaciones que gastan electricidad a instalaciones que la producen.

En Japón, el aprovechamiento energético de los lodos empieza así a moverse. En tu país, ¿cómo avanza la recuperación de energía a partir de aguas residuales o residuos de biomasa?

Referencias