Urge mejorar tratamiento de aguas contaminadas por fármacos.

Las plantas de tratamiento actuales no eliminan por completo los fármacos contaminantes presentes en aguas residuales.

Foto: Alcaldía de Medellín.

Los “contaminantes de preocupación emergente” –entre los que se encuentran medicamentos y cosméticos– son un problema mundial asociado, por ejemplo, con la feminización de peces macho y la resistencia de ciertas bacterias a los antibióticos. Los procesos de oxidación avanzados basados en ozono –capaces de cambiar la estructura de los contaminantes aumentando su biodegradabilidad– eliminarían en solo 60 segundos más del 50 % de los fármacos presentes en nanogramos por litro de agua residual, y reducirían a la mitad la generación de otros compuestos tóxicos durante el proceso.

Cada vez que usted toma un medicamento su cuerpo absorbe una fracción de este y lo demás, conocido como “activo no metabolizado”, lo expulsa a través de la orina o las heces, y así se convierten en “contaminantes de preocupación emergentes” que llegan a ríos y mares. Se trata de sustancias químicas o materiales que últimamente se han detectado en las aguas y cuya presencia puede suponer un riesgo para el medioambiente y la salud humana.

Una de sus consecuencias más preocupantes es la presencia de antibióticos y su contribución a que algunas bacterias se vuelvan más resistentes a ellos, una de las 10 amenazas más grandes para la salud pública según la Organización Mundial de la Salud (OMS).

“Estudios adelantados en Medellín y Bogotá detectaron concentraciones altas de paracetamol, azitromicina, losartán y naproxeno en algunos efluentes”, señala María Angélica Prada Vásquez, doctora en Ingeniería – Recursos Hídricos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín.

Esto se debe no solo al aumento de la producción y el consumo de fármacos, sino también a que los actuales sistemas de tratamiento de aguas residuales del país están diseñados especialmente para eliminar sólidos en suspensión y materia orgánica degradable, y por lo tanto son incapaces de limpiar dichos contaminantes presentes en contracciones tan bajas.

Para solventar esta falencia, la investigadora Prada evaluó una avanzada tecnología basada en el ozono, que por ser un agente oxidante puede degradar una gran variedad de estos contaminantes.

“La ozonización, que opera a través de los radicales hidroxilos, se usa en pocos países (Suiza, por ejemplo) porque es costosa y aún tiene algunas limitaciones, entre ellas dos principales: (i) por ser un gas, el ozono es poco soluble en agua, y (ii) se logran ‘bajas tasas de mineralización’, es decir que después del proceso deja otros productos que pueden ser incluso más tóxicos que los compuestos originales. La tesis doctoral se enfoca en mejorar esas dos limitaciones”, afirma.

Para limpiar agua contaminada con ibuprofeno, la investigadora probó en laboratorio tres combinaciones basadas en ozono: ozono más luz, ozono más oxidante (peroximonosulfato de potasio) y ozono más catalizador (zeolitas).

La solución se depositó en un prototipo de reactor con capacidad de un litro; se aplicó cada combinación y se midieron los tiempos de degradación y los costos. “Encontramos que el ozono con la zeolita sería el sistema más efectivo para eliminar por completo el ibuprofeno, y además degradaría el 50 % de la mineralización o carbono orgánico total”, menciona la investigadora.

Sobre la poca solubilidad del ozono en agua, la magíster optimizó un dispositivo desarrollado por investigadores de la Universidad de Oporto (Portugal). “Se trata de un sistema en el que se inyecta el ozono a través de un contactor de membrana que permea el gas a la fase líquida. Lo que ocurre es que se crean unas microburbujas y aumenta la transferencia de masa. Así determinamos que el caudal del gas debe ser de 0,75 litros por minuto (l/min) y el del agua 100 l/h”.

En Portugal y España se probaron los métodos en aguas residuales reales. “Con el dispositivo eliminamos en 60 segundos 12 compuestos de los 21 detectados, es decir más del 50 % de estos; quizá aumentando un poco el tiempo de residencia se eliminen por completo, mientras que con un sistema de ozonización convencional tardaríamos entre 30 minutos y una hora. Por otro lado, con las zeolitas aumentó 3 veces la velocidad de degradación de los contaminantes en el agua frente a una ozonización única”, explica.

Esta investigación, que es un avance para la protección efectiva de las fuentes de agua, los ecosistemas y la vida humana, obtuvo el reconocimiento de “Tesis Laureada” y fue posible gracias a los laboratorios de la UNAL Sede Medellín, al grupo de investigación en Remediación y Biocatálisis de la Universidad de Antioquia, la Universidad Politécnica de Valencia (España) y la Universidad de Oporto.

Más información: agencianoticias@unal.edu.co

Contenido elaborado por Universidad Nacional de Colombia*

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