Un artículo de preprint publicado en arXiv propone una estrategia de control automático que permitiría operar plantas de tratamiento por lodos activados convencionales como instalaciones de recuperación de recursos (WRRF) con balance energético no positivo —es decir, generando suficiente biogás como para compensar o superar su consumo eléctrico—, sin necesidad inmediata de costosas obras físicas.
El trabajo, titulado Predictive control of wastewater treatment plants as energy-autonomous water resource recovery facilities, y firmado por Otacílio B. L. Neto et al. (Aalto University y otras instituciones), plantea un controlador predictivo de tipo output-feedback model predictive control (MPC), apoyado en un estimador de horizonte móvil, que ajusta en tiempo real las acciones de planta para alcanzar metas de calidad de efluente concretas y al mismo tiempo optimizar la producción de biogás. El artículo fue sometido el 12 de junio de 2025.
Método y alcance técnico
Los autores formalizan tres clases de calidad de agua de reuso —ambiental, industrial y agrícola— definidas por límites en TSS, BOD y N total, y definen un índice de coste energético (ECI) que agrega consumo por aireación, bombeo, mezcla y calefacción y lo balancea contra la energía recuperada del metano. Para las simulaciones emplean el Benchmark Simulation Model no.2 (BSM2), plataforma de referencia en el diseño y prueba de estrategias de control para procesos biológicos de gran escala.
En escenarios de operación a un año con cargas influentes típicas y perturbaciones pluviométricas, el controlador mostró capacidad para alternar de forma consistente entre las tres clases de calidad y mantener, en promedio diario, los indicadores principales dentro de los límites definidos; las desviaciones ocurrieron sobre todo durante eventos extremos de lluvia o meses fríos que dificultan la eliminación de nitrógeno. Asimismo, los autores presentan que, con la configuración y supuestos planteados, la planta puede operar con ECI promedio no positivo, cumpliendo así el objetivo de autonomía energética en la simulación. Es importante subrayar que los experimentos son a nivel de simulación y constituyen una prueba de concepto.
Para empresas de desarrollo tecnológico como CDH Ingeniería, la propuesta presenta una ruta atractiva: reprogramar y optimizar la operación de la infraestructura existente puede ofrecer beneficios de recuperación de agua y energía sin la inversión inmediata en tecnologías físicas nuevas (membranas, cristalizadores, separación de fuente). No obstante, el paso desde simulación a planta exige validación piloto: ajuste del modelo al comportamiento real del activo, robustez frente a ruido de sensores, integración con sistemas de cogeneración (CHP) y evaluación económica y regulatoria del reuso en cada cliente.
