Tratamiento de agua contaminada

La contaminación de las aguas está a la orden del día y cada vez son más los acuíferos con altos niveles de residuos. Así se pueden encontrar varias tesis que acompañan a estos estudios. (ver)  En la Universidad Politécnica de Valencia han desarrollado un sistema que permite eliminar algunos contaminantes especialmente persistentes, como los plaguicidas o los fármacos.

“Un proyecto de la UPV demuestra la eficiencia de este tratamiento que inactiva el 99% de los coliformes fecales en una hora”

Este nuevo método destaca tanto por su bajo coste económico como energético, al basarse principalmente en la energía solar y en catalizadores no tóxicos para el medio ambiente. El equipo dirigido por la catedrática Ana María Amat Payá, de la UPV, tenía un objetivo claro: encontrar un tratamiento simple y barato que pudiera utilizarse en el tratamiento de aguas. Y así lo han conseguido.  Se plantea la posibilidad de aplicar fotocatálisis solar como tratamiento alternativo para la eliminación de contaminantes presentes en aguas.

El principal problema de estas sustancias nocivas para el medio ambiente es su origen. Al provenir de la industria química resulta muy complicada su eliminación de forma natural, pues su estructura no consigue absorber la radiación solar y no se produce la fotólisis (el mecanismo natural que consigue fragmentar las moléculas a través de la luz consiguiendo eliminarlas). Es precisamente sobre estas sustancias sobre las que percute el nuevo sistema. El método se basa en ciertos catalizadores, que no tienen un impacto tóxico sobre el medio ambiente, pero que son capaces de reaccionar con los contaminantes ayudando a su eliminación.

El catalizador seleccionado (sales de hierro) combinado con el oxidante, peróxido de hidrógeno funciona como intermediario, de modo que, al absorber la radiación solar, genera unas expecies de alta capacidad oxidante (radical hidroxilo) que facilitan la oxidación de los contaminantes presentes en el agua, eliminándolos de los acuíferos. Ventajas del nuevo sistema de depuración de aguas Las ventajas de este sistema son la sencillez del sistema y el bajo coste. Sencillez pues su implementación como tratamiento terciario a las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) se basa únicamente en la circulación de agua por un circuito al que se añaden catalizador y oxidante. Y bajo coste pues el sistema solo requiere la energía del sol para provocar la oxidación de los compuestos y la de una pequeña bomba que mueva el agua por el interior de la planta. Como explica la propia doctora Amat, “los resultados iniciales del proyecto financiados por el Ministerio de Ciencia y Tecnología y desarrollado en la Universidad Politécnica de Valencia en colaboración con la Platafoma Solar de Almería han dado unos resultados muy positivos”. Señalando que en las aguas tratadas “las concentraciones de las sustancias emergentes analizadas se sitúan por debajo del límite de detección”.

Primeras conclusiones del estudio

La fotocatálisis solar ha demostrado ser un tratamiento terciario eficiente para eliminar contaminantes emergentes que aparecen en aguas de salida de EDAR. El tratamiento ha conseguido reducir todos los contaminantes hasta dejarlos por debajo de los límites de detección. Además, de forma paralela se han alcanzado tasas de desinfección importantes, quedando inactivados el 99% de los coliformes fecales tras una hora de tratamiento solar.

El proceso aplicado, una variación del proceso foto-fenton realizado a pH neutro, logra mantener en disolución suficiente cantidad de hierro para permitir la formación de especies reactivas como el radical hidroxilo, imprescindibles para oxidar los contaminantes. El mecanismo del proceso aprovecha la energía solar para generar una especie altamente oxidante, el radical hidoxilo (●OH) cuyo potencial de oxidación es superior al de cualquier otro oxidante, incluido el ozono; para ello se parte de peróxido de hidrógeno y sales de hierro como únicos reactivos. El radical hidroxilo interacciona con los contaminantes presentes en el agua (CE) provocando su oxidación y desaparición del ecosistema.

Los principales contaminantes del agua son los siguientes:

• Aguas residuales y otros residuos que demandan oxígeno (en su mayor parte materia orgánica, cuya descomposición produce la desoxigenación del agua).

• Agentes infecciosos (cólera, disentería)

• Nutrientes vegetales que pueden estimular al crecimiento de las plantas acuáticas que interfieren con los usos a los que se destina el agua y agotan el oxígeno disuelto y producen olores desagradables.

• Productos químicos, incluyendo los pesticidas y los productos de la descomposición de otros compuestos orgánicos.

• Minerales inorgánicos

• Sustancias radiactivas procedentes de los residuos producidos por la minería y el refinado del urano y el torio, las centrales nucleares y el uso industrial, médico y científico de materiales radiactivos.

• El calor también puede ser considerado un contaminante cuando el vertido de agua empleada para la refrigeración de las fábricas y las centrales energéticas hace subir la temperatura del agua de la que se abastecen.

• Contaminación cloacal: líquidos cloacales sin purificar, o con purificación deficiente. Este problema puede surgir por fallos en los sistemas de bombeo.

En zonas frías el derrame es mucho más grave. La degradación por bacterias es muy lenta, y se produce poca evaporación.