El biogás en EDAR es la oportunidad operativa más infrautilizada del sector del agua en España. La mayoría de plantas con digestión anaerobia operan con eliminación de SV del 35-50 % digiriendo solo lodos primarios y secundarios, cuando podrían llegar al 45-65 % codigiriendo con fracciones orgánicas de los residuos sólidos urbanos (FORSU). La codigestión bien gestionada eleva la producción de biogás, reduce el fango deshidratado a gestionar entre un 20 y un 30 %, y mejora la trazabilidad del digestato como subproducto valorizable. La pregunta operativa no es si la codigestión funciona, sino cómo se diseña sin comprometer la calidad del efluente ni la línea de fangos.
La producción de biogás en EDAR es uno de los casos de uso más maduros de la digestión anaerobia industrial: lleva décadas operándose y forma parte estándar del diseño de plantas medianas y grandes. Pero la curva de aprendizaje del sector se ha quedado en el primer escalón: digerir solo el fango interno y aceptar el biogás generado como subproducto del tratamiento de lodos. El segundo escalón, donde está el valor real, es operar la digestión anaerobia como una unidad de negocio: maximizar la producción de biogás por codigestión, reducir el coste de gestión final del fango deshidratado y monetizar el digestato según normativa. Este artículo describe qué cambia entre los lodos primarios y secundarios, por qué la codigestión con FORSU es el escalón con mayor retorno, qué hay que vigilar en la calidad del digestato y cuándo el pretratamiento térmico empieza a compensar económicamente.
Qué cambia el biogás en EDAR respecto al biogás agroindustrial
La digestión anaerobia en una EDAR comparte la bioquímica con la digestión agroindustrial pero opera bajo restricciones contractuales y normativas muy distintas. Tres diferencias estructurales explican por qué las EDAR funcionan operativamente con criterios distintos:
- El objetivo primario no es el biogás: es el cumplimiento del vertido del efluente al cauce receptor. El biogás es un subproducto del tratamiento de fangos. Cualquier decisión sobre el digestor debe garantizar que la línea de fangos no se desestabiliza, porque los retornos del digestor (sobrenadante, deshidratado del lodo digerido) vuelven a cabecera de la EDAR y afectan al vertido.
- El sustrato es endógeno y muy estable: el lodo primario y el secundario tienen composición predecible y caudal constante (ligado al caudal de agua tratada). Esto facilita el control operativo pero limita el techo de producción: el potencial de producción de metano BMP de lodos es relativamente bajo (150-350 NmL CH₄/g SV) comparado con sustratos energéticos como ensilados (290-340) o FOG (800-1.000).
- La codigestión es opcional y altamente rentable: una EDAR con capacidad de digestión sobredimensionada (caso muy frecuente en plantas diseñadas antes de la optimización del primario) puede aceptar sustratos externos a coste de gestión, generando dos ingresos simultáneos: tarifa de tratamiento del residuo entrante y biogás adicional producido.
Codigestión EDAR + FORSU: el caso de mayor retorno
La codigestión de lodos de EDAR con FORSU (Fracción Orgánica de Residuos Sólidos Urbanos) es, en términos económicos, el caso de uso del biogás con mejor TCO del sector.
Tres efectos se acumulan: el BMP medio de la dieta sube (la FORSU tiene BMP 350-500 NmL CH₄/g SV frente a los 150-350 de los lodos), la productividad de la planta absorbe más volumen aprovechando capacidad ociosa del digestor, y la eliminación de SV sube del 35-50 % al 45-65 % porque la FORSU es más biodegradable que los lodos, reduciendo proporcionalmente el fango deshidratado a gestionar.
La condición crítica para que la codigestión EDAR + FORSU funcione es la estabilidad de la entrada. La FORSU recibida por la EDAR debe estar previamente pretratada (separación de impropios, trituración, homogeneización) y caracterizada por lote. Si la EDAR recibe FORSU con plásticos, vidrios o metales no separados, los problemas mecánicos en bombas, intercambiadores y agitadores anulan el retorno económico. La regla operativa: la EDAR no debe convertirse en planta de pretratamiento de residuos, sino recibir un sustrato ya acondicionado.
Ratio típica de codigestión EDAR + FORSU
La fracción de FORSU en la mezcla suele situarse entre el 10 y el 25 % sobre SV totales alimentados al digestor. Por debajo del 10 % el efecto económico es marginal. Por encima del 25 % aumenta el riesgo de desestabilización (acumulación de propiónico, picos de amonio si la FORSU contiene mucha fracción proteica) y se complica la gestión de los retornos a cabecera de EDAR. El punto óptimo operativo y económico se sitúa en 15-20 % de FORSU sobre SV en la mayoría de plantas medianas y grandes.
Reducción de SV y disposición final del fango
El coste de gestión final del fango deshidratado es uno de los OPEX más altos de una EDAR mediana, con valores típicos entre 40 y 90 €/t de fango húmedo según destino (valorización agrícola, compostaje externo, vertedero, incineración). Cada punto porcentual de eliminación de SV adicional en el digestor se traduce en reducción proporcional del fango deshidratado producido.
En cifras: una EDAR de 200.000 hab-eq con eliminación de SV típica del 42 % digiriendo solo lodos, que pasa al 55 % al implementar codigestión con 18 % de FORSU, reduce su producción anual de fango deshidratado en aproximadamente un 22 %. Para una planta que gestiona 8.000 t/año de fango deshidratado a 65 €/t, eso equivale a un ahorro anual cercano a 115.000 € solo en disposición final, antes de contar la tarifa cobrada por aceptar la FORSU y el valor del biogás adicional.
Calidad de digestato y limitaciones agronómicas
El digestato (fase líquida del lodo digerido tras la deshidratación) puede valorizarse agronómicamente como enmienda orgánica, pero la normativa española (Real Decreto 1051/2022 sobre nutrición sostenible de los suelos agrícolas) y europea (Reglamento UE 2019/1009 sobre productos fertilizantes) imponen límites estrictos en metales pesados, patógenos e impropios. La calidad agronómica del digestato de una EDAR codigestora depende críticamente de la calidad de los sustratos externos aceptados.
| Parámetro | Umbral típico (digestato agronómico) | Riesgo principal |
|---|---|---|
| Cd (cadmio) | < 3 mg/kg MS | Sustratos industriales no caracterizados |
| Pb (plomo) | < 150 mg/kg MS | FORSU con impropios metálicos |
| Hg (mercurio) | < 1,5 mg/kg MS | Cribado deficiente |
| Patógenos (E. coli) | < 1.000 UFC/g MS | Digestión incompleta o pretratamiento térmico ausente |
| Salmonella | Ausente en 25 g | Digestión mesofílica sin higienización |
| Impropios (plásticos) | < 0,5 % en peso | FORSU mal cribada en origen |
Pretratamientos térmicos en biogás en EDAR: cuándo compensan
Los pretratamientos térmicos (THP, Thermal Hydrolysis Process, con tecnologías comerciales tipo CAMBI, Exelys, BIOTHELYS) someten el lodo a hidrólisis térmica a 150-170 °C y presión elevada antes de entrar al digestor. El efecto bioquímico es doble: solubilización de la materia orgánica difícilmente biodegradable (sobre todo del lodo secundario, rico en biomasa con paredes celulares resistentes), e higienización del lodo (clase A según normativa). El resultado operativo es un incremento del BMP del lodo secundario del 20-40 % y la posibilidad de valorización agronómica del digestato sin limitaciones sanitarias.
El umbral económico de viabilidad del THP se sitúa generalmente en plantas de > 250.000-300.000 hab-eq por dos razones: el CAPEX es alto (varios millones de euros), y el OPEX térmico requiere economía de escala para que el biogás extra producido compense la energía consumida. Para plantas medianas (50.000-200.000 hab-eq), el ROI suele ser marginal salvo que existan condicionantes adicionales (destino agronómico exigente, costes elevados de disposición final del fango). En plantas pequeñas, el THP raramente compensa.
Caso operativo: EDAR de 150.000 hab-eq con codigestión FORSU
EDAR de 150.000 hab-eq con dos digestores anaerobios mesofílicos (38 °C) operando a TRH 22 días. Configuración previa: digestión exclusiva de lodos mixtos (60 % primario, 40 % secundario espesado). Producción media: 750 m³ biogás/día. Eliminación SV: 41 %. Fango deshidratado producido: 6.200 t/año a 65 €/t.
Intervención: incorporación de FORSU pretratada
Acuerdo con planta de tratamiento mecánico-biológico (TMB) cercana para recepción de FORSU pretratada (separación de impropios y trituración previa). Entrada gradual del 5 % al 18 % sobre SV totales durante 16 semanas, con monitorización reforzada de FOS/TAC, AGV individuales (especialmente propiónico), amonio total y calidad del sobrenadante.
Resultado tras 12 meses de operación estable
Resultados clave a 12 meses.
Producción de biogás: 750 → 1.180 m³/día (+57 %). Eliminación SV: 41 % → 56 % (+15 puntos). Fango deshidratado anual: 6.200 → 4.850 t (−22 %).
Ingresos por tarifa de tratamiento de FORSU: +145.000 €/año. Ahorro en gestión final de fango: +88.000 €/año. Ingresos por biogás adicional (valorizado en cogeneración): +52.000 €/año. Retorno total directo: ≈ 285.000 €/año. CAPEX adicional necesario (depósito recepción FORSU + bomba dosificación): 320.000 €. Payback: ≈ 14 meses.
Preguntas frecuentes sobre biogás en EDAR
¿Cuánto biogás produce un lodo de EDAR?
El BMP típico del lodo primario de EDAR se sitúa entre 250 y 350 NmL CH₄/g SV; el del lodo secundario espesado entre 150 y 250 NmL CH₄/g SV (más bajo por la mayor resistencia de las paredes celulares de la biomasa). En operación industrial, la productividad específica real es típicamente el 60-75 % del BMP teórico, condicionada por el TRH del digestor y la composición de la mezcla. La codigestión con FORSU puede elevar la productividad media de la dieta entre un 30 y un 50 %.
¿Qué tipo de FORSU es codigestible con lodos de EDAR?
La FORSU adecuada para codigestión con lodos de EDAR debe estar previamente pretratada en una planta TMB o de selección: separación de impropios (plásticos, vidrios, metales), trituración a tamaño < 12 mm y homogeneización. La recepción de FORSU sin pretratar en la EDAR no compensa: los problemas mecánicos en bombas, intercambiadores y agitadores anulan el retorno económico. La caracterización mínima debe incluir SV, ratio C/N, contenido de impropios y ausencia de patógenos críticos.
¿Cómo afecta la codigestión al digestato y a su uso agronómico?
La codigestión con FORSU puede mejorar el contenido en nutrientes (N, P, K) del digestato pero también puede empeorar su calidad si la FORSU aporta metales pesados o impropios no separables. La normativa española (RD 1051/2022) y europea (UE 2019/1009) imponen límites estrictos en Cd, Pb, Hg, patógenos e impropios para uso agronómico. La trazabilidad analítica del digestato es crítica: caracterización por lote, no solo trimestral.
¿Cuándo compensa un pretratamiento térmico tipo CAMBI o Exelys?
El pretratamiento térmico (THP) compensa generalmente en plantas de más de 250.000-300.000 hab-eq por el alto CAPEX requerido y la necesidad de economía de escala para amortizar el OPEX térmico. En plantas medianas el ROI suele ser marginal, salvo que existan condicionantes adicionales como destino agronómico clase A obligatorio o costes elevados de disposición final del fango. En plantas pequeñas raramente compensa.
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Referencias y normativa
Mehariya, S. et al. (2018). Co-digestion of food waste and sewage sludge. Chemosphere, 211, 670-681.
Bolzonella, D. et al. (2018). Anaerobic codigestion in wastewater treatment plants. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 92, 1-13.
Real Decreto 1051/2022, de 27 de diciembre, por el que se establecen normas para la nutrición sostenible en los suelos agrícolas. boe.es/eli/es/rd/2022/12/27/1051
Reglamento (UE) 2019/1009 sobre productos fertilizantes UE. eur-lex.europa.eu/eli/reg/2019/1009/oj