Contaminantes emergentes en las aguas residuales: un estudio del Grupo EP que evalúa la ozonización y la adsorción recibe reconocimiento internacional
La presencia de contaminantes emergentes en las aguas residuales aumenta los retos a los que se enfrentan las industrias y los operadores de las plantas de tratamiento. Entre estas sustancias se encuentran los ingredientes farmacéuticos activos, conocidos por sus siglas API, que pueden requerir procesos de tratamiento específicos y una evaluación que vaya más allá de la eliminación del compuesto original.
Para investigar esta situación, el equipo de Investigación, Desarrollo e Innovación (PDI) del Grupo EP evaluó la aplicación de la ozonización combinada con la adsorción mediante carbón activado en polvo. El estudio recibió reconocimiento internacional en el VII Congreso Iberoamericano de Procesos Oxidativos Avanzados (CIPOA).
¿Qué son los contaminantes emergentes en las aguas residuales?
Los contaminantes emergentes son sustancias cuya presencia y posibles efectos medioambientales están recibiendo cada vez más atención, pero que no siempre se tienen en cuenta de forma específica en los parámetros de control habituales. Este grupo incluye compuestos de diferentes orígenes y características químicas, como residuos de medicamentos, productos de higiene personal y otros microcontaminantes.
En el caso de la industria farmacéutica y de otros flujos que puedan recibir residuos de medicamentos, los principios activos (API) merecen una atención especial. Son las sustancias que provocan el efecto terapéutico de los medicamentos y pueden comportarse de forma diferente durante el tratamiento, dependiendo de la matriz del efluente, la concentración, la estructura del compuesto y las condiciones operativas.
Además de los efectos ecotoxicológicos, el estudio destaca la resistencia a los antibióticos como una de las preocupaciones relacionadas con la presencia de fármacos y los productos que se forman durante el tratamiento. Este aspecto refuerza la necesidad de evaluar la vía de forma integrada, sin limitarse únicamente a la reducción de la concentración del compuesto original.
Por eso, una tecnología eficaz para un compuesto o efluente concreto no debe extrapolarse automáticamente a otra aplicación. Para definir la ruta, hay que caracterizar el flujo, hacer pruebas de tratabilidad y establecer criterios de rendimiento que se ajusten al objetivo del proyecto.
¿Por qué también hay que evaluar la toxicidad?
La reducción de la concentración de un contaminante es un indicador importante, pero no lo dice todo. Durante los procesos de oxidación, la molécula original puede transformarse en otros compuestos. Dependiendo de la matriz y de las condiciones del tratamiento, estos productos de transformación pueden mantener o alterar los efectos del efluente sobre los organismos de ensayo.
El análisis ecotoxicológico complementa los análisis químicos al observar el efecto global de la muestra. En el trabajo del Grupo EP, los ensayos utilizaron la microalga Raphidocelis subcapitata y el microcrustáceo Daphnia magna, organismos que representan diferentes niveles tróficos. Entre los indicadores que se siguieron estaban el factor de toxicidad (FT), la concentración sin efecto observable (CENO o NOEC, en inglés) y la concentración efectiva mediana a las 48 horas (CE50-48 h).
Estudio del Grupo EP presentado en la VII CIPOA 2026
El estudio «Evaluación del proceso de ozonización para la eliminación de ingredientes farmacéuticos activos (API) y sus efectos toxicológicos» lo han elaborado Haroldo Pereira, Rodrigo Constant y Rafael Sousa, de EP Engenharia do Processo. El trabajo, en formato de póster, se presentó en el VII CIPOA 2026, celebrado en Quito, Ecuador, del 12 al 16 de octubre de 2026.
El evento reunió a investigadores, profesionales y representantes de los sectores público y privado para hablar sobre tecnologías avanzadas de oxidación aplicadas al tratamiento del agua, las aguas residuales, el aire y el suelo. Entre los temas oficiales se encontraban la ozonización, los contaminantes emergentes y la combinación de procesos oxidativos con la adsorción.
Cómo se llevó a cabo el estudio
Se analizaron muestras recogidas en cuatro ocasiones en una industria farmacéutica brasileña. Los compuestos analizados fueron la azitromicina, la ciprofloxacina, el diclofenaco, el ketoprofeno y el metamizol, además de la demanda química de oxígeno (DQO). Antes de la ozonización y la adsorción, se aplicó un pretratamiento físico-químico con policloruro de aluminio (PAC) para reducir los sólidos en suspensión y facilitar la oxidación por el ozono.
Las muestras sin tratar presentaban altas concentraciones de principios activos y DQO. De entre los compuestos analizados, el metamizol era el que tenía la mayor concentración inicial. El resultado puso de manifiesto la carga farmacéutica del efluente antes del tratamiento y la necesidad de un proceso capaz de actuar al mismo tiempo sobre la materia orgánica y los microcontaminantes.
El estudio comparó tres ensayos en los que solo se utilizó la ozonización y un cuarto ensayo en el que se combinó una dosis de 548,5 mg de O₃/L —estimada a partir de la demanda relacionada con la DQO— con la adsorción en carbón activado en polvo. La eliminación de los API se controló mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (HPLC-MS). La toxicidad se evaluó mediante ensayos con Raphidocelis subcapitata y Daphnia magna.
Principales resultados de ecotoxicidad
El tratamiento combinado fue el que dio los resultados toxicológicos más favorables del estudio. Para el organismo Raphidocelis subcapitata, el FT pasó de ser superior a 64 en la muestra bruta a 1 en el efluente final, mientras que la CENO aumentó de menos del 1,56 % al 100 %. En el caso de Daphnia magna, el FT bajó de 32 a 1 y el CE50-48 h subió de menos del 1,56 % a más del 100 %. Los resultados indicaron una reducción significativa de la toxicidad en las condiciones del ensayo combinado. Por el contrario, las pruebas realizadas únicamente con ozonización mantuvieron niveles más altos de toxicidad, cuyo comportamiento se atribuyó a la posible formación de subproductos de oxidación. El estudio también registró altos índices de eliminación para la mayoría de los API. El pretratamiento con PAC ayudó a reducir los sólidos en suspensión y la turbidez, mejorando el rendimiento de las etapas posteriores; sin embargo, sin la etapa de oxidación, no fue suficiente para demostrar la eficacia de la eliminación en el efluente final.
¿Cómo pueden complementarse la ozonización y la adsorción?
El ozono actuó como agente oxidante y reaccionó con los compuestos presentes en el efluente. La eficacia dependió de factores como la composición de la matriz, la demanda de oxidante, la dosis aplicada, el pH, el tiempo de contacto y las características de los contaminantes. Por eso, hay que comprobar el rendimiento en condiciones representativas de la producción industrial.
El resumen científico destacó que el pH tuvo un papel importante en el proceso: las condiciones ácidas suelen ser menos favorables para la formación de radicales hidroxilo, mientras que los valores más alcalinos favorecieron la descomposición de parte del ozono y la formación de radicales hidroxilo, lo que aumentó la oxidación. Esto no significa que un pH alcalino sea una recomendación para cualquier efluente; el ajuste debe determinarse mediante ensayos de laboratorio, estudios piloto y la evaluación de la eliminación de los contaminantes objetivo.
La adsorción, por su parte, favoreció la retención de sustancias en la superficie de un material adsorbente. En el estudio se utilizó carbón activado en polvo (CAP) como etapa complementaria. Al aplicarse tras la oxidación, la adsorción puede actuar como un pulido para eliminar compuestos residuales o subproductos derivados de la degradación incompleta de los API.
La combinación de ambas tecnologías no sustituye al análisis técnico. Amplía las posibilidades de tratamiento, pero requiere ensayos para determinar la secuencia de las etapas, el consumo de insumos, la capacidad del adsorbente, la generación de residuos y los criterios analíticos y toxicológicos de control.
¿Qué significan estos resultados para el tratamiento industrial?
El estudio ha puesto de relieve la importancia de evaluar los contaminantes emergentes con un enfoque integrado. En este estudio, la ozonización por sí sola fue capaz de degradar los fármacos, pero la etapa de adsorción fue esencial para minimizar la toxicidad residual en las condiciones evaluadas. Para una industria, elegir una tecnología solo por su capacidad para eliminar uno o varios compuestos objetivo puede dejar lagunas en cuanto a la calidad final del efluente tratado.
Los resultados no deben interpretarse como una garantía universal de rendimiento. Las muestras se recogieron en cuatro entornos industriales y presentaban diferentes concentraciones iniciales de API y DQO. En la práctica, la decisión debe tener en cuenta el origen y la variabilidad del efluente, los compuestos presentes, los objetivos del vertido y la viabilidad técnico-económica de la solución.
Investigación aplicada para definir pautas de tratamiento
El departamento de Investigación, Desarrollo e Innovación del Grupo EP se dedica a resolver retos y evaluar tecnologías mediante estudios de laboratorio y a escala piloto. Este método permite comparar vías tecnológicas con capacidad de escalabilidad antes de su implantación, generando datos fiables para el dimensionamiento del proyecto y el funcionamiento del sistema con la máxima eficiencia.
La participación en la VII CIPOA forma parte de este trabajo de investigación aplicada y de intercambio con la comunidad técnico-científica internacional.
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