Ficha del Reto Innotransfer
Prioridad AVI del Reto
Título del reto
Necesidad a resolver
ESTE RETO YA NO ADMITE MÁS PROPUESTAS DE SOLUCIÓN.
La actual industria citrícola mundial utiliza fungicidas postcosecha para poder controlar los diferentes hongos patógenos que producen importantes mermas y desperdicio alimentario. Existen diferentes legislaciones en cuanto al uso de estos productos en función de países.
Los fungicidas de uso más frecuente son el imazalil (IMZ) (imidazol) y pirimetanil (PYR) (anilinopirimidina) y en menor medida fludioxonil, ortofenilfenol, tiabendazol, procloraz e incluso el propiconazol (no utilizable en la UE).
Estos fungicidas suelen ser añadidos a los diferentes procesos de una central hortofrutícola, en especial en los procesos de drencher, pero con consecuencias en los procesos de Lavado, ya que la fruta una vez tratada en el drencher debe ser lavada para asegurar su higiene, mejorar la apariencia y sobre todo para permitir un correcto encerado. Este lavado genera una mezcla acuosa contaminada con suciedad y restos de productos fitosanitarios arrastrados de la fruta tratada que debe ser depurada para verterse a la red o ser preferiblemente reutilizada, cumpliendo con la legislación vigente.
A nivel general, la tecnología disponible puede o bien utilizarse en las zonas del proceso o bien en depuradoras finales para toda la instalación, pero para vertido cero y reutilización de aguas, los nuevos avances tecnológicos están permitiendo el desarrollo de sistemas compactos de depuración ubicados en las zonas de trabajo, tanto en los drencher como en las líneas de lavado y encerado. Sin embargo, debido al alto volumen de agua utilizada en las lavadoras, los desarrollos para conseguir la reutilización o vertido cero según especificaciones en este proceso tienen actualmente un elevado coste, y ocupan una gran dimensión no disponible en muchas instalaciones.
En concreto las soluciones de mercado actuales permiten a estas aguas cumplir la legislación mediante la concatenación de diferentes procesos como son integración, decantación (floculación), filtración (eliminación de sólidos), degradación del fungicida (ozono, etc), desinfección (ozono, cloro, peracético, etc) ) y vertido o reutilización, pero requieren de una inversión de unos 60.000€ a 100.000€ por lavadora, y ocupan mucho espacio, con el consiguiente freno a la implantación de soluciones de vertido cero en centrales hortofrutícolas, en las que además el margen por unidad procesada es muy bajo y no soportan grandes inversiones. La otra opción son grandes plantas de depuración.
Los procesos de lavado son pues un buen foco para encontrar nuevas alternativas innovadoras, todo y que se han realizado numerosos esfuerzos para darle solución tanto por por empresas de forma privada como por consorcios (por ejemplo Eco3-Wash), pero no se han implantado al no ser soluciones costo-efectivas, ineficientes en espacio, proceso y coste. Además el que exista variabilidad en la concentración y caudal, con elevados caudales punta, y una gran abanico en cuanto a productos químicos aplicados a la fruta (además de fungicidas postcosecha, se arrastran otros pesticidas utilizados en campo, e incluso ceras si se trata de fruta reprocesada), así alta variabilidad en cuanto a tipo de suciedad arrastrada.
En definitiva, nos enfrentamos de forma general a la necesidad de desarrollar soluciones disruptivas que permitan depurar grandes volúmenes de agua procedentes de las aguas de lavado de cítricos, con baja y variable concentración de productos fitosanitarios, elevada turbidez, y a una legislación cada vez más restrictiva en cuanto al vertido a la red o la reutilización de aguas.
Requisitos de la solución
Se buscan soluciones que:
Reto 1. Permitan la depuración de aguas de lavado de cítricos buscando su reutilización en el proceso y calidad de aguas de salida según requisitos EPSAR, preferiblemente combinando nuevas tecnologías o desarrollos prometedores y que sea compatible con diferentes tipos de fruta y variabilidad de la calidad de agua de lavado. Y en particular que:
• Consiga un coste objetivo de menos de 50.000€ por instalación.
• Se pueda implantar en una superficie máxima de menos de 20m2.
• Capaz de operar con caudales de hasta 3.000l/hora en continuo preferiblemente, o bien en proceso batch.
• Parta de una situación variable de aguas resultantes de limpieza de cítricos como las indicadas más abajo.
• Que cumpla las especificaciones indicadas de requisitos de vertido EPSAR (ver más abajo).
• Que sea compatible con diferentes tipos de fruta (amplio espectro de uso).
Reto 2. De forma especial se buscan innovadores sistemas de secuestro selectivo con posibilidad de recuperación del producto fitosanitario utilizado, en particular de imazalil (IMZ) (imidazol) y pirimetanil (PYR) (anilinopirimidina), o bien degradación total o mineralización de los mismos, que no generen subproductos de la degradación que puedan ser peligrosos.
En ambos casos las soluciones deben ser compatibles con estas variables.
• Caudal. Dependiendo del tamaño de la central hortofrutícola el sistema debe procesar un mínimo de 500 l/h, optimizado para unos 1.000l/h pero capaz incluso de enfrentarse a caudales de 3.000l/h.
• Análisis del agua de salida de lavadora de críticos, antes de su tratamiento. Aunque hay mucha variedad, podemos establecer como una situación de partida un agua de lavado con las siguientes características (se incluyen las ppm de los dos principales fungicidas (imazalil (IMZ) y pirimetanil (PYR) y Pesticidas (ppm) es la suma de las concentraciones de IMZ y PYR.
Parámetro Rango Valor
pH 5,50 – 8,00
DQO (mgO2/L) 400 – 3.000
Turbidez (NTU) 400 – 2.000
Sólidos en suspensión (mg/L) 200 -2.000
Conductividad (μS/cm) 500 – 1.500
IMZ (ppm) 0,50 – 10,00
PYR (ppm) 0,50 – 10,00
Pesticidas (ppm) * 1,00-20,00
Bacterias (UFC/mL) 1×103 – 1×107
Hongos (UFC/mL) 1×102 – 1×104
Levaduras (UFC/mL) 1×102 – 1×105
• Especificaciones de agua a conseguir, bien para vertido a red de saneamiento (consultar aquí https://www.epsar.gva.es/sites/default/files/2021-05/Limites de vertidos.pdf), o bien límites de vertido para aguas de origen industrial que permitan su recirculación (https://www.epsar.gva.es/sites/default/files/2023-02/Limites de vertidos para aguas origen industrial_0.pdf).
Perfil del colaborador buscado
De forma preferente investigadores con evidencias de aplicación de sus conocimientos y tecnologías en depuración de aguas, en las que la turbidez y la existencia de productos fitosanitarios o de síntesis sean evidentes, y de forma especial investigadores con innovadores procesos químicos o físicos para depuración de aguas y en particular que permitan el secuestro de forma selectiva de sustancias fitosanitarias, que presenten un TLR mayor que 4, aunque también se pueden valorar ideas de concepto con un menor TLR pero que sean muy prometedoras.
Plazo deseado de la solución
