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Un equipo de investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha desarrollado nuevas soluciones tecnológicas destinadas a mejorar la calidad del agua y facilitar su reutilización. Entre los avances más destacados se encuentra un método capaz de retirar microplásticos mediante separación magnética, junto con otros procesos experimentales orientados a reducir la presencia de nitratos, residuos farmacéuticos, antibióticos y otros contaminantes que representan un desafío creciente para los sistemas de depuración.
Uno de los descubrimientos más importantes se produjo de manera inesperada durante los trabajos de laboratorio. Los científicos observaron que pequeñas partículas de plástico podían recubrirse con un material captador magnético, lo que les permitía adquirir propiedades magnéticas y agruparse. De este modo, los microplásticos podían separarse del agua mediante la aplicación de un campo magnético y retirarse posteriormente.
La Universidad Autónoma de Madrid dio a conocer este avance el miércoles, destacando su potencial para desarrollar nuevas herramientas de tratamiento del agua. A partir de este hallazgo, el equipo consiguió desarrollar una tecnología patentada que ha impulsado la creación de Captoplastic, una empresa de base tecnológica surgida para llevar esta innovación al ámbito empresarial.
Además, el proyecto ha iniciado procesos de transferencia tecnológica con la participación del Canal de Isabel II, con el objetivo de acercar los resultados de la investigación a posibles aplicaciones prácticas en el sector de la gestión del agua.
Investigación pública para afrontar los nuevos retos de la depuración
Los trabajos forman parte de una línea de investigación financiada por la Agencia Estatal de Investigación (AEI), centrada en el desarrollo de soluciones que permitan mejorar los tratamientos de depuración y avanzar hacia una gestión más sostenible de los recursos hídricos.
La investigación está dirigida por José Antonio Casas, investigador de la UAM cuyo grupo cuenta con más de veinte años de experiencia en el desarrollo de tecnologías avanzadas para el tratamiento de aguas. Durante este tiempo, el equipo ha trabajado en la búsqueda de métodos capaces de hacer frente a contaminantes que los sistemas convencionales no siempre pueden eliminar con suficiente eficacia.
Entre las sustancias estudiadas figuran los microplásticos, los restos de medicamentos, los pesticidas, los antibióticos, los nitratos y las cianotoxinas. La presencia de estos compuestos plantea nuevas dificultades para las instalaciones depuradoras, especialmente en un escenario marcado por el cambio climático, la escasez de agua y la necesidad de aprovechar mejor los recursos disponibles.
Casas señala que las plantas de tratamiento tradicionales están preparadas para retirar los contaminantes habituales, pero se enfrentan ahora a un número creciente de nuevas moléculas. Por ello, considera fundamental desarrollar alternativas que permitan mejorar la eficacia ambiental sin que los costes económicos dificulten su implantación en instalaciones reales.
Una tecnología que permite retirar y cuantificar microplásticos
El sistema de separación magnética constituye uno de los resultados más destacados del grupo investigador. Su funcionamiento se basa en dotar a las partículas de plástico de propiedades magnéticas para facilitar su agrupación y posterior extracción del agua.
Esta tecnología no solo ofrece una nueva vía para retirar microplásticos, sino que también permite cuantificar estas partículas presentes en el agua. Esta capacidad resulta especialmente importante para conocer mejor la dimensión de una contaminación emergente que despierta una preocupación creciente entre las autoridades ambientales y sanitarias.
La identificación y medición de los microplásticos es un aspecto relevante para comprender su presencia en los recursos hídricos y evaluar la eficacia de las medidas destinadas a reducirlos. En este contexto, disponer de procedimientos que permitan tanto detectar como retirar estas partículas puede contribuir al desarrollo de estrategias de control más completas.
La patente obtenida y la creación de Captoplastic representan, además, un paso importante para trasladar los resultados científicos fuera del laboratorio y explorar su aplicación en el sector del agua.
Nuevos métodos para reducir los nitratos en acuíferos y masas de agua
Otra de las áreas de trabajo del equipo se centra en la eliminación de nitratos, sustancias relacionadas principalmente con las actividades agrícolas y ganaderas. Estos contaminantes afectan a numerosos acuíferos y masas de agua, por lo que su reducción constituye uno de los retos ambientales vinculados a la protección de los recursos hídricos.
A partir de los conocimientos adquiridos en proyectos anteriores, los investigadores consiguieron ampliar la escala de un procedimiento que combina hierro, ácido oxálico y luz para reducir la concentración de nitratos.
Uno de los aspectos más relevantes de este método es que permite tratar estos compuestos sin generar otras sustancias potencialmente problemáticas, como los nitritos o el amonio. Evitar la aparición de nuevos contaminantes durante el tratamiento es un factor importante para garantizar que los procesos de depuración contribuyan realmente a mejorar la calidad del agua.
El desarrollo de esta tecnología continuó gracias a una prueba de concepto financiada por la Agencia Estatal de Investigación. Esta iniciativa busca avanzar desde los resultados obtenidos en investigación hacia futuras aplicaciones demostrativas, un paso necesario para evaluar su posible implantación en condiciones más próximas a las reales.
Antibióticos, medicamentos y pesticidas: el desafío de los contaminantes emergentes
La tercera línea principal de investigación aborda la eliminación de microcontaminantes, entre los que se encuentran los antibióticos, los medicamentos y los pesticidas. Aunque estas sustancias pueden aparecer en concentraciones muy bajas, algunas son capaces de persistir en el medio ambiente y producir efectos negativos sobre los ecosistemas.
Para afrontar este problema, el grupo de la UAM trabaja con procesos de oxidación avanzada que utilizan catalizadores de bajo coste y peróxido de hidrógeno. Bajo determinadas condiciones, estos sistemas generan radicales altamente reactivos capaces de degradar moléculas complejas que resultan difíciles de eliminar mediante los tratamientos convencionales.
El principal desafío consiste en conseguir que estos procedimientos sean eficaces y, al mismo tiempo, económicamente viables. La incorporación de nuevas tecnologías a las plantas depuradoras requiere estudiar tanto su capacidad para retirar contaminantes como los recursos necesarios para mantenerlas en funcionamiento.
Casas advierte de la dificultad que supone desarrollar tratamientos capaces de actuar sobre un metro cúbico de agua sin elevar excesivamente los costes. Por este motivo, la investigación no se limita a buscar soluciones técnicamente efectivas, sino que también pretende facilitar su utilización a una escala que resulte asumible para los operadores del sector.
La reutilización del agua, una necesidad ante la escasez hídrica
La regeneración de aguas residuales se perfila como una herramienta fundamental para responder a los problemas de disponibilidad de agua en las próximas décadas. El cambio climático y la escasez hídrica refuerzan la necesidad de aprovechar los recursos existentes y reducir el desperdicio de agua que podría recibir nuevos usos después de un tratamiento adecuado.
El investigador considera que renunciar a la reutilización de las aguas residuales no es una opción sostenible. En este sentido, defiende la regeneración como una necesidad para mejorar la gestión de los recursos hídricos y avanzar hacia un modelo más circular.
Para alcanzar ese objetivo, será necesario disponer de tratamientos capaces de eliminar no solo los contaminantes tradicionales, sino también aquellas sustancias que, por su tamaño, persistencia o dificultad de detección, requieren tecnologías más especializadas.
Además de los microplásticos, los nitratos y los microcontaminantes farmacéuticos, el equipo de la UAM participa en proyectos internacionales relacionados con las cianobacterias y las cianotoxinas.
La proliferación de estos organismos y de las sustancias tóxicas que pueden producir se ve favorecida por fenómenos como la eutrofización y el calentamiento global. Su presencia puede comprometer la calidad del agua y generar riesgos para los ecosistemas y la salud pública.
El estudio de estos contaminantes amplía el alcance de las investigaciones del grupo y responde a la necesidad de anticiparse a los efectos ambientales asociados a los cambios en las condiciones de los ecosistemas acuáticos.
De la investigación básica a las aplicaciones reales
La financiación pública ha desempeñado un papel determinante en el desarrollo de estas iniciativas. Según Casas, el apoyo recibido ha permitido transformar años de investigación básica en resultados concretos, como patentes, pruebas de concepto y colaboraciones con empresas y operadores del sector.
La transferencia de conocimiento constituye una parte esencial de este proceso, ya que permite explorar cómo aplicar los avances científicos a los problemas que afrontan las instalaciones de tratamiento de agua.
El objetivo final del equipo es desarrollar tecnologías capaces de eliminar contaminantes cada vez más pequeños, persistentes y difíciles de detectar, combinando eficacia ambiental y viabilidad económica.
Los avances de la Universidad Autónoma de Madrid, desde la separación magnética de microplásticos hasta los tratamientos de nitratos y otros contaminantes emergentes, reflejan la importancia de la investigación científica para afrontar los retos de la gestión del agua. En un contexto de creciente presión sobre los recursos hídricos, estas soluciones pueden contribuir a mejorar la calidad del agua, proteger los ecosistemas y favorecer su reutilización de una manera más segura y sostenible.
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