El pasado viernes 9 de noviembre, el doctorando Josep Ruiz Sánchez defendió su tesis doctoral “Syntrophic acetate oxidation in the anaerobic digestion of nitrogen-rich wastes: from microbial interactions to process optimization" en el auditorio Josep Tarragó de Torre Marimon (Caldes de Montbui). La tesis forma parte de un doctorado con mención internacional de la Universitat Politécnica de Catalunya (UPC), con una estancia en la Universidad de Padua (Italia). La tesis ha sido dirigida por Belén Fernández y Francesc Prenafeta, ambos del programa GIRO del IRTA, siendo Ivet Ferrer el tutor por parte de la UPC. Un tribunal internacional con integrantes de la Technical University of Denmark (Dinamarca) y la Universidade do Minho (Portugal) calificó la tesis de excelente.
La digestión anaerobia es una tecnología clave en el nuevo paradigma de la economía circular para la valorización de los residuos orgánicos en forma de bioenergía (biogás y biometano) y nutrientes para la agricultura (fertilizantes orgánicos). No obstante, la presencia de elevadas cantidades de determinados compuestos, como es el caso del amoníaco procedente de compuestos nitrogenados (urea, proteínas, etc.), pueden originar problemas de inhibición de las poblaciones microbianas en los que se basa el proceso, llegando incluso a desestabilizar la operación de los digestores a escala industrial.
En la presente tesis, este problema se ha abordado con un enfoque altamente interdisciplinar para, por un lado, mejorar el conocimiento básico sobre como los microorganismos de digestores anaerobios se adaptan a elevadas concentraciones de amoníaco y, por el otro, desarrollar soluciones a nivel de su aplicación práctica. Para ello se han puesto a punto y combinado una serie de técnicas avanzadas, algunas de ellas por primera vez en el IRTA, basadas en el análisis de isótopos estables y la biología molecular (análisis del microbioma activo y del metagenoma, DNA-SIP, etc.). Los resultados obtenidos han permitido determinar qué poblaciones microbianas y rutas metabólicas son clave para la estabilidad del proceso. Por otro lado, se han ensayado una serie de materiales en digestores de laboratorio que mejoran la actividad de los microorganismos metanogénicos mediante diferentes mecanismos fisicoquímicos (eliminación del amoníaco, mejora de la adhesión microbiana, e intercambio electrónico entre especies) y se ha diseñado un nuevo material basado en nanotubos de carbono que combina varios de estos efectos beneficiosos.
Esta es la quinta tesis doctoral que se defiende en el IRTA durante el 2018. En los últimos 5 años, se han completado un total de 41.
