Luz solar para eliminar los contaminantes de las aguas residuales

Residuos farmacéuticos, pesticidas, productos de cuidado personal o diversos compuestos químicos son algunos de los contaminantes presentes en las aguas residuales. Son los denominados contaminantes de “preocupación emergente”, pues resultan de difícil eliminación mediante las técnicas de tratamiento convencionales de las depuradoras municipales e industriales.

Precisamente para eliminar este tipo de contaminantes, investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han diseñado y configurado un nuevo fotorreactor que puede realizar simultáneamente diferentes procesos de oxidación avanzada, empleando en todo momento radiación ultravioleta por tecnología LED.

El proceso de oxidación electroquímica es uno de los métodos utilizados en el tratamiento de aguas residuales para la degradación de diversos agentes contaminantes. En este prototipo se pueden realizar simultáneamente diferentes procesos de oxidación avanzada, como oxidación electroquímica, fotólisis y fotocatálisis con catalizadores de nanotubos de TiO2.

“El nuevo fotorreactor es compacto y multifuncional, y además puede utilizar únicamente la luz solar como reactivo”, explica María José Martín de Vidales Calvo, investigadora de la UPM y una de las autoras del estudio. Y es que su diseño permite llevar a cabo no sólo la oxidación electroquímica del contaminante, sino también el proceso fotocatalítico, es decir, la reacción fotoquímica que convierte la energía solar en energía química, pudiendo tener lugar la sinergia de los distintos procesos. Por tanto, se pueden estudiar estas tecnologías de manera separada y conjunta, dando lugar a la oxidación fotoelectrocatalítica.

Contaminantes de preocupación emergente: un riesgo para la salud humana

“El diseño busca efectos sinérgicos de alta eficiencia para el tratamiento de aguas residuales, con bajo coste, fácil implantación y compatibilidad ambiental”, subraya la profesora de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial (ETSIDI) de la UPM.

En concreto, el trabajo se centra en la degradación de ofloxacín, un bactericida de amplio espectro utilizado en numerosos medicamentos. Se trata de uno de los contaminantes de “preocupación emergente” en las aguas, residuos que incluso en bajas concentraciones pueden ocasionar importantes daños en la flora y la fauna y, por consiguiente, en la salud humana. Muchos de ellos pueden ocasionar desórdenes en los sistemas endocrino y neuronal, las capacidades reproductivas y el control hormonal, así como distintos tipos de cáncer (ovario, mama, próstata, testículos, etc.).

“Si un agua residual es tratada con los tratamientos de aguas convencionales, que no son capaces de eliminar estos compuestos completamente, y es usada para irrigación, estos riesgos aumentan considerablemente”, subraya María José Martín de Vidales. De este modo, es de vital importancia la aplicación de tecnologías eficientes para la eliminación de estos contaminantes de las aguas residuales.

En el estudio, los investigadores de la UPM han realizado una simulación para una planta de depuración de un municipio de 10.000 habitantes, en el que el presupuesto aproximado es de 200.000 euros de costes de inmovilizado, siendo de 0,72-0,75 € el coste del m3 de agua tratada. 

Martín de Vidales, M.J.; Palomo de la Fuente, E.; Atanes, E.; Fernández-Martínez, F., New compact multi option photo reactor for the removal of Contaminants of Emerging Concern from wastewater. J. Environ. Chem. Eng. 10, 2022, 107700-107707. ISSN: 2213-3437.