Tecnología solar para reutilizar aguas residuales de lavanderías industriales con eficiencia y sostenibilidad

Un equipo del grupo de investigación ‘Metalurgia e Ingeniería de los Materiales’ de la Universidad de Sevilla, en colaboración con la Universidad Técnica de Dinamarca, ha creado un sistema avanzado para la descontaminación de aguas residuales generadas por lavanderías industriales. La clave de esta innovación radica en la integración de una membrana cerámica de filtración con un reactor fotocatalítico que, utilizando luz solar, degrada los contaminantes orgánicos presentes en el agua.

La propuesta destaca por su eficiencia energética, su capacidad de reutilizar el agua tratada en nuevos ciclos de lavado y por su alineación con principios de economía circular.

Tratamiento dual: filtración cerámica y fotocatálisis solar

El sistema desarrollado actúa en dos fases complementarias. En primer lugar, se emplea una membrana cerámica altamente resistente al calor y a la corrosión, capaz de retener partículas finas, como microplásticos, mediante sus poros, que actúan como filtro físico. Estos residuos quedan atrapados para su posterior eliminación.

Sin embargo, los contaminantes más pequeños, como los nanoplásticos o compuestos orgánicos disueltos, requieren una intervención adicional. Para ello, el sistema incorpora un reactor fotocatalítico que, mediante radiación luminosa, descompone estos compuestos de forma eficaz. Como explica Víctor Candelario, investigador principal de la Universidad de Sevilla:

“Esta técnica se basa en la economía circular para reutilizar un bien finito como el agua. Es decir, planteamos el uso continuado del agua depurada aplicando una metodología que no produce residuos, sino todo lo contrario. Además, el reactor empleado requiere menos consumo de energía que un equipo de filtración convencional”.

Resultados prometedores

Los resultados del estudio, publicados en el Journal of Membrane Science bajo el título ‘Microplastics removal from a hospital laundry wastewater combining ceramic membranes and a photocatalytic membrane reactor: Fouling mitigation, water reuse, and cost estimation’, se validaron tanto en laboratorio como en un entorno real. La prueba piloto se llevó a cabo en una lavandería hospitalaria en Copenhague, Dinamarca.

Durante el experimento, los investigadores prepararon una solución sol-gel en la que se sumergió la membrana cerámica, posteriormente endurecida en un horno para formar una capa activa. Esta configuración permitió alcanzar una tasa de depuración de 96 % de microplásticos y más del 98 % de sólidos suspendidos.

“Probamos en laboratorio y en la lavandería de un hospital danés, y con ambas herramientas conseguimos depurar con éxito el 96% de los microplásticos y más del 98% de los sólidos suspendidos, es decir, componentes que no llegaron a disolverse en agua y la enturbian”, indica Candelario.

Dado que las condiciones de luz solar en Dinamarca no garantizaban una exposición óptima, durante los ensayos se optó por utilizar luces LED de bajo consumo como fuente de radiación artificial.

“Durante los ensayos aplicamos luces led porque las horas de sol y su intensidad en Dinamarca no garantizaban un resultado determinante. Por ello, recurrimos a luz artificial”, precisa el investigador.

Viabilidad económica y beneficios ambientales

Una parte crucial del estudio consistió en evaluar los costes económicos y ambientales asociados a esta tecnología. Los expertos concluyeron que la combinación de fotocatálisis y filtración tradicional no solo permite una depuración eficaz, sino que reduce significativamente el gasto energético y químico. “Evita incrustaciones irreversibles, reduciendo la frecuencia y el desperdicio de productos químicos”, apunta Candelario.

Además, el análisis coste-beneficio reveló que el agua tratada mediante esta tecnología podría resultar más económica que el agua dulce, lo que facilitaría su reutilización directa en el ciclo de lavado de las propias instalaciones. Esta eficiencia permite avanzar hacia el objetivo de vertido neto cero de aguas residuales y responde a los compromisos adquiridos en los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas en materia de agua limpia y acción climática.

Próximos pasos: fabricación 3D y ampliación

Este trabajo, financiado por la Universidad de Sevilla, representa un avance técnico con gran potencial de escalado. La siguiente fase, en colaboración con la Plataforma Solar de Almería, se centrará en la fabricación en 3D de membranas con geometrías específicas, optimizadas para una mayor captación de luz y una implementación eficiente en aplicaciones industriales de gran escala.