Valorización de residuos municipales y agroindustriales mediante conversión en carbones activados para aplicaciones de almacenamiento de energía y remediación ambiental
- Autores: Hansi Martínez Alvarenga
- Directores de la Tesis: Almudena Benítez de la Torre (dir. tes.), María del Carmen Gutiérrez Martín (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2025
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Ángel Siles López (presid.), Ramiro Ruiz Rosas (secret.), Paula Oulego Blanco (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias y Ciencias Agroalimentarias por la Universidad de Córdoba
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
El crecimiento acelerado de la población mundial y el aumento del consumismo han provocado un incremento exponencial en la generación de residuos de diversa tipología, incluyendo los residuos municipales y agroindustriales. Los primeros proceden principalmente de actividades domésticas y urbanas, mientras que los segundos se generan en procesos agrícolas y en el procesamiento de alimentos. Estos residuos, que contienen una alta carga orgánica e inorgánica, representan un desafío ambiental importante debido a su acumulación y los efectos adversos asociados, como la contaminación del aire, el suelo y el agua. Su gestión inadecuada agrava los problemas ambientales y de sostenibilidad, lo que fomenta la necesidad de desarrollar estrategias de valorización.
La conversión de estos residuos en productos de alto valor añadido y materiales funcionales destaca como una alternativa viable para avanzar hacia una economía circular, reduciendo el impacto ambiental y promoviendo el uso de recursos sostenibles en sustitución de los derivados de recursos fósiles. Los lodos de depuradora y el alpeorujo son ejemplos representativos de residuos municipales y agroindustriales, respectivamente, cuya generación masiva y características particulares plantean un gran reto. En concreto, los lodos de depuradora son un residuo generado en las estaciones de tratamiento de aguas residuales como resultado de los procesos físicos, químicos y biológicos. Su composición varía en función del origen del agua tratada, así como del tratamiento aplicado, pero generalmente suele incluir una mezcla compleja de compuestos orgánicos e inorgánicos. Por su parte, el alpeorujo es un subproducto semi sólido obtenido tras la extracción de aceite de oliva, compuesto por pulpa, agua y huesos de oliva. Es un material rico en grasas, fibra y polifenoles, pero debido a su alta carga orgánica puede presentar problemas ambientales si no se gestiona adecuadamente.
En este contexto, en la presente Tesis Doctoral, se ha estudiado la conversión de lodos de depuradora y alpeorujo en carbones activados como una estrategia eficiente para su gestión y valorización. Los carbones activados son materiales con elevada área superficial y propiedades idóneas para diversas aplicaciones industriales, promoviendo tanto la sostenibilidad como la economía circular.
En particular, esta investigación ha evaluado la eficacia de los carbones activados obtenidos a partir de estos residuos en dos aplicaciones clave: su uso en baterías de litio-azufre (Li-S) y la adsorción de contaminantes emergentes en el agua, siendo en este caso seleccionado el bisfenol A (BPA) como objeto de estudio. En el caso de las baterías de Li-S, los carbones activados desempeñan un papel esencial como adsorbentes de polisulfuros, mejorando el rendimiento electroquímico y la estabilidad de estas baterías. Por otro lado, el BPA, compuesto utilizado en la fabricación de plásticos, es un contaminante persistente con efectos adversos sobre los ecosistemas acuáticos debido a su toxicidad y resistencia a la degradación. La alta superficie específica y la estructura porosa de los carbones activados los convierten en una solución eficaz para la eliminación eficiente de estos contaminantes, proporcionando una alternativa sostenible para el tratamiento de aguas residuales y fomentando la economía circular del proceso.
Los resultados de esta investigación destacan la valorización de residuos mediante la producción de carbones activados de alta calidad, mejorando su gestión y promoviendo tecnologías sostenibles. Su aplicación en baterías de Li-S impulsa sistemas de almacenamiento de energía más eficientes, mientras que su eficacia en la adsorción de contaminantes emergentes refuerza su utilidad en el tratamiento de aguas. Estos hallazgos evidencian el valor estratégico de los residuos y el papel clave de la economía circular en soluciones innovadoras con impacto positivo tanto en el medio ambiente como en la industria tecnológica.
