Investigadores de la ULE comparan sistemas de adsorcion de fármacos en aguas residuales

Un grupo de investigadores del IMARENABIO realizó un estudio comparativo sobre la utilización de materiales poliméricos y carbonosos para la adsorción de fármacos.

Actualmente existe una creciente preocupación acerca de la presencia de contaminantes emergentes (CE) en el medio ambiente. Entre esos contaminantes, los fármacos son especialmente preocupantes debido a su capacidad intrínseca de alterar las funciones biológicas y, por tanto, de afectar negativamente a los organismos a ellos expuestos.

En los últimos años, numerosos estudios han demostrado la presencia inequívoca de fármacos de uso humano o veterinario en diversos ecosistemas acuáticos, apuntando a los efluentes de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) como fuente principal. Esto se debe asociar no solo a la eliminación inadecuada de medicamentos (por ejemplo, arrojándolos por el inodoro), sino también que, después de su utilización terapéutica, los fármacos y sus residuos son eliminados principalmente a través de la orina y las heces, que, a su vez, van a parar a las aguas residuales.

El principal inconveniente es que, hoy por hoy, la mayor parte de las estaciones depuradoras no son eficaces en la eliminación de fármacos de las aguas, por lo que sus efluentes constituyen una vía de entrada de estos contaminantes hacia el medio acuático.

Una posible solución para evitar este problema ambiental sería la incorporación de un tratamiento terciario de adsorción para separar los fármacos del agua residual tratada antes de su vertido en el medio y en ese estudio se centra el proyecto de un grupo de investigadores del Instituto de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Biodiversidad (IMARENABIO) de la Universidad de León (ULE), integrado por Ricardo N. Coimbra,Carla Escapa y Marta Otero, cuyo trabajo acaba de ser publicado en la revista ‘Polymers’.

Los tratamientos de adsorción, además de ser relativamente fáciles de implementar, consumir poca energía y tener una operación simple, no suponen la degradación de los fármacos, por lo que tienen la ventaja de evitar la generación de productos de transformación (cuya toxicidad puede ser mayor incluso que la de los compuestos originales). Sin embargo, para que sean efectivos, es esencial seleccionar el material adsorbente adecuado.

En este contexto, los investigadores compararon la utilización de un carbón activado (GPP20, Chemviron Carbon) y de una resina polimérica (Sepabeads SP207, Resindion) para la eliminación de dos de los fármacos más consumidos a nivel global y, por ello, con una mayor presencia en las aguas residuales, el acetaminofén (paracetamol) y el ibuprofeno.

Este trabajo fue coordinado por Marta Otero en el ámbito del proyecto ‘Removal of emerging contaminants from wastewater: study of conventional and alternative treatment systems’ (RYC 2010-05634).

Resultados experimentales

Para este trabajo fueron realizados experimentos cinéticos y de equilibrio de adsorción en discontinuo utilizando los dos tipos de materiales referidos. Con vistas a la aplicación práctica del estudio, estos experimentos fueron realizados tanto en agua ultrapura como en agua residual (efluente de la EDAR de León y su alfoz). Para describir los resultados experimentales, se probaron diferentes modelos, seleccionando aquellos que proporcionaban un mejor grado de ajuste.

Los resultados obtenidos y los parámetros de ajuste mostraron que, bajo las condiciones experimentales utilizadas, el carbón activado proporcionó mayor velocidad y capacidad de adsorción que la resina polimérica, tanto para el paracetamol como para el ibuprofeno. En cualquier caso, a pesar de la mayor capacidad y afinidad del carbón activado por los fármacos considerados en este trabajo, ambos materiales mantuvieron su eficiencia cuando se utilizaron para el tratamiento de agua residual, a pesar de la complejidad de este tipo de matrices acuosas.

En la misma línea de investigación, los autores de este trabajo han estudiado la utilización de materiales adsorbentes alternativos a los comerciales para la adsorción de fármacos de las aguas residuales. Entre ellos, carbones producidos a partir de lodos de la industria papelera o biomasa residual del cultivo de algas, cuya utilización para el tratamiento de aguas está en sintonía con el paradigma de Economía Circular.

Fuente:
DiCYT