Diversos estudios han detectado su presencia en concentraciones que oscilan entre los 100 y los 50 nanogramos (milmillonésimas partes de un gramo) por litro. Estas sustancias llegan al medio acuático principalmente a través de la excreción humana y animal tras el consumo de medicamentos, o por una eliminación de fármacos en desagües y vertidos industriales sin un control adecuado.
Entre los antibióticos más detectados se encuentran las fluoroquinolonas (ciprofloxacino, norfloxacino), beta-lactámicos (amoxicilina, penicilinas), macrólidos (eritromicina, claritromicina), tetraciclinas (doxiciclina, oxitetraciclina) y sulfamidas (sulfametoxazol, sulfametazina), todos ellos ampliamente utilizados en medicina humana y veterinaria.
Una problemática creciente
Ante esta realidad, ríos y lagos se están convirtiendo en el caldo de cultivo perfecto para el desarrollo de bacterias superresistentes, concebidas a partir de mutaciones genéticas azarosas.
Las superbacterias suponen una gran amenaza para la salud humana y animal, pues hacen que enfermedades comunes como la neumonía o infecciones urinarias sean difíciles de tratar, obligando al paciente a tomar fármacos más agresivos con multitud de efectos secundarios (alteraciones gastrointestinales y neurológicas, daños hepáticos y renales, además de efectos hematológicos e inmunológicos, entre otros).
Según estimaciones recientes, las infecciones bacterianas farmacorresistentes fueron responsables de aproximadamente 1,27 millones de muertes en 2019. Además, se calcula que para 2050 supondrán casi 5 millones de defunciones anuales y billones en pérdidas económicas sobre el PIB y costos en atención primaria.
En el agua del grifo
Actualmente, son las plantas de tratamiento de agua convencionales las que evitan que esto suceda. Sin embargo, carecen de la tecnología necesaria para eliminar completamente estos contaminantes. Por ello, es primordial desarrollar tecnologías avanzadas para su eliminación.
Para hacer frente a este desafío, investigadores del Instituto IMDEA Energía, en colaboración con la Universidad de Granada, hemos desarrollado una nueva familia de catalizadores (denominados IEF-22, siglas de IMDEA Energy Frameworks) capaces descomponer estos antibióticos en agua con ayuda de la luz solar.
Se trata de materiales basados en polímeros de coordinación o redes metal-orgánicas (MOF por sus siglas en inglés, Metal-Organic Frameworks), un tipo de sólido cristalino que combina metales sostenibles (hierro, níquel, calcio o magnesio) con un ligando orgánico de tipo fosfonato.
En particular, los materiales basados en hierro y níquel han demostrado tener propiedades excepcionales. Por un lado, son altamente estables en aguas residuales y en condiciones extremas de alcalinidad y acidez. Por otro, son capaces de absorber luz en el rango del espectro visible, lo que los convierte en potenciales fotocatalizadores para descomponer contaminantes en agua bajo luz visible.
¿Qué dicen los resultados?
Nuestros experimentos han evidenciado que el fotocatalizador de hierro –IEF-22(Fe)– puede eliminar la sulfametazina (un antibiótico ampliamente utilizado en la industria ganadera) en aguas residuales reales en tan solo 3 horas de irradiación con luz visible.
Además, mantiene su rendimiento fotocatalítico durante 16 ciclos de reutilización, demostrando una gran robustez y estabilidad. Esto lo convierte en una solución prometedora para el tratamiento de aguas que contienen contaminantes.
Este estudio ha supuesto un avance significativo en la búsqueda de soluciones sostenibles para la descontaminación del agua, proporcionando una estrategia efectiva para la eliminación de fármacos persistentes responsables del aumento a la resistencia bacteriana.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.