Grupo de Compostaje de Residuos Sólidos Orgánicos

Grupo de Compostaje de Residuos Sólidos Orgánicos (2017 SGR 671)

www.gicom.cat

Investigador Responsable: Dr. Antoni Sánchez Ferrer.

Descripción de la investigación

El Grupo de Compostaje de Residuos Sólidos Orgánicos nace el año 2000 con una línea de investigación muy definida, que se basaba en el estudio del proceso de compostaje como tecnología sostenible para el tratamiento biológico de residuos orgánicos. Desde el año 2005 hasta la actualidad, la línea principal de investigación se ha mantenido como base del grupo, especialmente en aspectos de mejora y optimización del proceso, de cara a obtener sistemas de control avanzado basados en maximizar la actividad biológica.

Paralelamente a esta línea principal, y en relación directa con el proceso de compostaje, se han abierto dos líneas que actualmente se encuentran consolidadas: por un lado, el estudio de la estabilidad de los residuos orgánicos mediante índices respirométricos, de gran interés en la actualidad de cara a definir los rendimientos de las plantas de tratamiento de residuos (Ecoparques, plantas de compostaje, mecanización, etc.) y los límites de estabilidad que han de tener los materiales depositados en vertederos o el compost producido en su aplicación agronómica; por otro lado, el estudio de los impactos ambientales asociados al tratamiento biológico de los residuos, de gran importancia para evaluar científicamente el papel de estos tratamientos y el coste ambiental que suponen, haciendo especial énfasis en el capítulo de las emisiones gaseosas del proceso.
Como líneas emergentes donde el Grupo participa queremos destacar:

• Biorremediación de suelos contaminados. Los objetivos de esta línea se centran en la utilización del compostaje como técnica de bajo coste para la descontaminación de residuos y suelos contaminados, normalmente con productos de origen humano, como hidrocarburos y compuestos fitotóxicos. 
• Bioconversión de residuos en productos de utilidad, por técnicas de fermentación en estado sólido. La motivación para iniciar esta línea de trabajo es explorar alternativas de aprovechamiento de residuos orgánicos, que no se basen únicamente en un tratamiento finalista.
• Uso de  nanomateriales en remediación ambiental, especialmente limpieza de aguas con contaminantes específicos y evaluación de la toxicidad de las nanopartículas inorgánicas y sus derivados.

Todas estas líneas están financiadas mediante subvenciones públicas o convenios y contratos con empresas y administraciones. El Grupo forma parte de red TECNIO de la Generalitat de Catalunya (Consorcio BIO-GLS).

Artículos destacados

• Adding value to home compost: biopesticide properties through Bacillus thuringiensis inoculation. 
  Ballardo, C., Vargas-García, M.C., Sánchez, A., Barrena, R., Artola, A. Waste Management. 
• Biosurfactants from Waste: Structures and Interfacial Properties of Sophorolipids Produced from a Residual Oil Cake. Jiménez-Peñalver, P., Koh, A., Gross, R., Gea, T., Font, X. 
  Journal of Surfactants and Detergents. (2019). DOI 10.1002/jsde.12366
• Rice husk as a source for fungal biopesticide production by solid-state fermentation using B. bassiana and T. harzianum. Sala, A., Artola, A., Sánchez, A., Barrena, R. Bioresource Technology. 296, 122322 (2020).
• Use of wastes for sophorolipids production as a transition to circular economy: state of the art and perspectives. Jimenez-Penalver, P., Rodriguez, A., Daverey, A., Font, X., Gea, T. Reviews in environmental science and bio-technology. 18(3) 413-435 (2019).
• Filling in sewage sludge biodrying gaps: Greenhouse gases, volatile organic compounds and odour emissions. González, D., Guerra, N., Colón, C., Gabriel, D., Ponsá, S., Sánchez, A. Bioresource technology. 291, 121857 (2019).
• The use of magnetic iron oxide based nanoparticles to improve microalgae harvesting in real wastewater. Abo Markeb, A., Llimós-Turet, J., Ferrer, I., Blánquez, P., Alonso, A., Sánchez, A., Moral Vico, J., Font, X. Water Research. 159, 490-500 (2019).
• Promoting circular economy in the surroundings of an organic fraction of municipal solid waste anaerobic digestion treatment plant: Biogas production impact and economic factors. Abad V., Avila, R., Vicent, T., Font, X. Bioresource Technology. 283, 10-17 (2019).
• Current developments in the production of fungal biological control agents by solid-state fermentation using organic solid waste. Sala, A., Barrena, R., Artola, A., Sánchez, A. Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 49 (8), 655-694.
• Valorisation of digestate from biowaste through solid-state fermentation to obtain value added bioproducts: A first approach. Cerda, A., Mejías, L., Rodríguez, P., Rodríguez, A., Artola, A., Font, X., Gea, T., Sánchez, A. Bioresource Technology. 271, 409-416 (2019).
• Bioprocesses for 2-phenylethanol and 2-phenylethyl acetate production: current state and perspectives.  Martínez-Avila, O., Sánchez, A., Font, X., Barrena, R. Applied Microbiology and Biotechnology. 102(23), 9991-10004 (2018).
• Microbial strategies for cellulase and xylanase production through solid state fermentation of digestate from biowaste. Mejías, L., Cerda, A., Barrena, R., Gea, A., Sánchez, A. Sustainability. 10(7), 2433 (2018).
• Enhancing the bioproduction of value-added aroma compounds via solid-state fermentation of sugarcane bagasse and sugar beet molasses: Operational strategies and scaling-up of the process. Martínez, O., Sánchez, A., Font, X., Barrena, R. Bioresource Technology. 263, 136-144 (2018).
• Production of proteases from organic wastes by solid-state fermentation: downstream and zero waste strategies. Marín, M., Artola, A., Sánchez, A. 3Biotech. 8, 205 (2018).
• A life cycle assessment on the dehairing of rawhides: Chemical treatment versus enzymatic recovery through solid state fermentation. Catalán, E., Komilis, D., Sánchez, A. Journal of Industrial Ecology. 23 (2), 365-373 (2018).
• A novel strategy for producing compost with enhanced biopesticide properties through solid-state fermentation of biowaste and inoculation with Bacillus thuringiensis. Ballardo, C., Barrena, R., Artola, A., Sánchez, A. Waste Management. 70, 53–58 (2017).
• Cellulase and xylanase production at pilot scale by solid-state fermentation from coffee husk using specialized consortia: The consistency of the process and the microbial communities involved.  Cerda, A., Mejías, L., Gea, T., Sánchez, A. Bioresource technology. 243, 1059–1068 (2017).
• Core-shell Au/CeO2 nanoparticles supported in UiO-66 beads exhibiting full CO conversion at 100˚C. A. Yazdi, A.M.A. Abo Markeb, L. Garzón-Tovar, J. Patarroyo, J. Moral-Vico, A. Alonso, T. Gea, A. Sánchez, N. Bastus, I. Imaz,  X. Font, V. Puntes, D. Maspoch. Journal of Materials Chemistry A. 5, 13966-13970 (2017).
• Technology Overview of Biogas production in anaerobic digestion plants: A European Evaluation of Research and Development. Lora Grando, R., Souza Antune, A.D., Valéria da Fonseca, F., Sánchez, A., Barrena, R., Font, X. Renewable & Sustainable Energy Reviews. 80, 44-53 (2017).
• Critical review of existing nanomaterial adsorbents to capture carbon dioxide and methane.  Alonso, A., Moral-Vico, J., Markeb, A.A., Busquets-Fité, M., Komilis, D., Puntes, V., Sánchez, A., Font, X. Science of the Total Environment. 595, 51-62 (2017).
• Towards a competitive solid state fermentation: cellulases production from coffee husk by sequential batch operation and role of microbial diversity. Cerda, A., Gea, T., Vargas-García, M.C., Sánchez, A. Science of the Total Environment. 589, 56-65 (2017).
• The immobilisation of proteases produced by SSF onto functionalized magnetic nanoparticles: Application in the hydrolysis of different protein sources. Abu Yazid, N., Barrena, B., Sánchez, A. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 133, S230–S242 (2016).
• Assessment of protease activity in hydrolysed extracts from SSF of hair waste by and indigenous consortium of microorganisms. Abu Yazid, N., Barrena, B., Sánchez, A. Waste Management. 49, 420-426 (2016).
• A new paradigm for waste management of organic materials (Editorial). Sánchez, A., Artola, A., Gea, T., Barrena, R., Font, X.  Waste Management. 42, 1-2 (2015).
• Maulini-Duran, C., Abraham, J., Rodríguez-Pérez, S., Cerda, A., Jiménez-Peñalver, P., Gea, T., Barrena, R., Artola, A., Font, X., Sánchez, A. Bioresource Technology. 179, 211-218 (2015).
• Potential of the solid-state fermentation of soy fibre residues by native microbial populations for bench-scale alkaline protease production. Abraham, J., Gea, T., Sánchez, A. Biochemical Engineering Journal, 74, 15-19 (2013)
• Effect of cerium dioxide, titanium dioxide, silver, and gold nanoparticles on the activity of microbial communities intended in wastewater treatment. García, A., Delgado, L., Torà, J.A., Casals, E., González, E., Puntes, V., Font, X., Carrera, J., Sánchez, A. Journal of Hazardous Materials, 199-200, 64-72 (2013)
• Determination of the energy and environmental burdens associated to the biological treatment of source-separated Municipal Solid Wastes. Colón, J., Cadena, E., Pognani, M, Barrena, R., Sánchez, A., Font, X., Artola, A. Energy & Environmental Science, 5, 5731-5741 (2012)
• Production of lipases by solid state fermentation using vegetable oil-refining wastes. Santis-Navarro, A., Gea, T., Barrena, R., Sánchez, A. Bioresource Technology, 102, 10080-10084 (2011)
• Evolution of organic matter in a full-scale composting plant for the treatment of sewage sludge and biowaste by respiration techniques and pyrolysis-GC/MS. Pognani, M., Barrena, R., Font, X., Adani, F., Scaglia, B., Sánchez, A. Bioresource Technology. 102, 6, 4536-4543 (2011).
• Effects of compost stability and contaminant concentration on the bioremediation of PAHs contaminated soil through composting. Sayara, M. Sarrà, M., Sánchez, A. Journal of Hazardous Materials. 179, 1-3, 999-1006 (2010).
• A new control strategy for composting process based on the oxygen uptake rate. Puyuelo, B., Gea, T., Sánchez, A. Chemical Engineering Journal. 165, 1, 161-169 (2010).
• A methodology to determine gaseous emissions in a composting plant . Cadena, E., Colón, J., Sánchez, A., Font X., Artola, A. Waste Management. 29, 11, 2799-2807 (2009).
• Evaluation of model nanoparticles eco-toxicity. Barrena, R., Casals, E., Colón, J., Font, X., Sánchez, A., Puntes, V. Chemosphere. 75, 7, 850-857 (2009).
• In search of a reliable technique for the determination of the biological stability of the organic matter in the mechanical-biological treated waste. Barrena, R., d’Imporzano, G., Ponsá, S., Gea, T., Artola, A., Vázquez, F., Sánchez, A., Adani, F. Journal of Hazardous Materials. 162, 2-3, 1065-1072 (2009).
• Air filled porosity measurements by air pycnometry in the composting process: a review and a correlation analysis. Ruggieri, L., Gea, T., Artola, A., Sánchez, A. Bioresource Technology. 100, 10, 2655-2666 (2009).
• Comparison of aerobic and anaerobic stability indices through a MSW biological treatment process. Ponsá, S., Gea, T., Alerm, L., Cerezo, J., Sánchez, A. Waste Management. 28, 12, 2735-2742 (2008).

Projectes i contractes amb empreses

• A Decentralised management Scheme for Innovative Valorization of urban biowastE (DECISIVE). Convocatòria: Horizon 2020. Entitat finançadora: Comissió Europea. Entitats participants: Irstea (França), UAB i 12 partners més. 2016-2019. Quantia de la subvenció: 8819104 €.
• Del residuo al producto: aplicación de la fermentación en estado sólido para la obtención de enzimas de interés (lipolíticas, proteolícas y lignocelulósicas) a partir de residuos industriales orgánicos (WA2PRO). Ministerio de Economía y Competitividad CTM2012-33663 2013-2015 Quantia de la subvenció: 117000 €.
• Estudio de las emisiones de procesos de compostaje de distintos residuos orgánicos. Dinámicas de carbono y nitrógeno e influencia en la estabilidad del producto final y en la optimización del proceso. Ministerio de Ciencia e Innovación CTM2009-14073-C02-012009-2012 Quantia de la subvenció: 163000 €.
• Estudio de alternativas de valorización de la fibra orgánica obtenida durante el tratamiento por higienización activa del rechazo generado en plantas de tratamiento de RSU. Ministerio de Ciencia e Innovación TRA2009_0216. 2010-2012. Quantia de la subvenció: 99220 €.
• Increasing the production of biogas from sludge and other organic solid wastes using low cost iron oxide biocompatible nanoparticles (FeNps) and the simultaneous production of a high quality sanitized compost. Fundació Bill & Melinda Gates (Grand Challenges Explorations, Round 7. 2011-2013. Quantia de la subvenció: 100000 $.
• Estudio de la compostabilidad de la fibra orgánica obtenida en los procesos de higienización activa GeiserBox® del rechazo procedente de RSU. Ambiensys SL. Duració: 2010-2011. Quantia de la subvenció: 60000 €.
• Respirometria aplicada a fangs de depuradora. Agència Catalana de l’Aigua. Duració: 2009-2010. Quantia de la subvenció: 12000 €.
• Establiment i redacció d'un protocol de treball per determinar l'estabilitat d'un material orgànic i estandardització del mètode analític. Anàlisi de l'estabilitat de diferents fraccions de rebuig generades a diversos punts d'instal·lacions de tractament de residus representatives de Catalunya. Agència de Residus de Catalunya. Duració: 2008-2009. Quantia de la subvenció: 18500 €
• Estudio de las emisiones de procesos de compostaje de distintos residuos orgánicos. Dinámicas de carbono y nitrógeno e influencia en la estabilidad del producto final y en la optimización del proceso (REF. CTM2009-14073-C02-01).Programa Nacional de Recursos Naturales, Ministerio de Ciencia e Innovación, Plan Nacional de I+D+I 2008/2011. Duració: 2010-2012. Quantia de la subvenció: 161000 €.
• Evaluación del potencial de nanopartículas inorgánicas funcionalizadas para la eliminación de nitrógeno, fósforo, pesticidas orgánicos y metales pesados en masas de agua. Evaluación de la toxicidad y posibilidades de regulación (NANOCLEAN). (007/RN08/03.1). Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino. Duració: 2008-2010. Quantia de la subvenció: 370700  €.
• Desarrollo de índices para el seguimiento de la materia orgánica biodegradable en residuos sólidos. Aplicación a plantas de tratamiento de FORM y RSU (REF. CTM2006-00315/TECNO). Ministerio de Educación y Ciencia. Duració: 2006-2009. Quantia de la subvenció: 85000 €.