Javier Claros: "OXAGUA desarrolla alternativas de tratamiento de aguas basadas en procesos de oxidación avanzada"

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  • Javier Claros, responsable del proyecto OAXAGUA.
    Javier Claros, responsable del proyecto OAXAGUA.

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Entrevistamos a Javier Claros, responsable del proyecto OXAGUA, que estudia alternativas de tratamiento para reducir contaminantes emergentes en aguas.

Javier Claros es responsable de proyectos del departamento de Medio Ambiente, Bioenergía e Higiene Industrial en AINIA. Claros es Doctor en Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente por la Universidad Politécnica de Valencia, e Ingeniero Ambiental con especialización en tratamiento de aguas residuales.

Pregunta - En primer lugar, y para ponernos en situación, nos gustaría saber qué son los contaminantes emergentes y cuál es su problemática en el proceso de depuración de aguas residuales.

Respuesta - Los contaminantes emergentes son compuestos de distinto origen y naturaleza química; y a pesar de que su presencia en el medio ambiente no es necesariamente nueva, sí lo es la preocupación por sus posibles efectos adversos a corto, mediano y largo plazo. Son compuestos de los cuales se tiene poca información acerca de su presencia, persistencia e impacto sobre el entorno natural. Son contaminantes no necesariamente persistentes, pero solubles en agua por lo que son capaces de penetrar en todas las etapas del ciclo del agua.

Los contaminantes emergentes son compuestos de los cuales se tiene poca información acerca de su presencia, persistencia e impacto sobre el entorno natural

La gestión de las aguas residuales debe anticiparse a la necesidad, a corto y medio plazo, de proceder a la eliminación de una serie de contaminantes emergentes presentes en aguas y lodos de depuradora, que hoy por hoy no están legislados pero se prevé tengan un impacto negativo sobre el medio ambiente y la salud humana. Los contaminantes emergentes son compuestos cuyo vertido supone un problema sanitario y ambiental que aún no está suficientemente investigado y cuya regulación legal es aún poco satisfactoria.

Entro ellos, destacan los fármacos, productos de higiene personal (PPCP), los pesticidas y algunos surfactantes, principalmente los alquilfenol etoxilados (APEs en inglés) y los sulfonatos bencénicos, así como compuestos derivados de procesos de desinfección y de oxidación. Tales compuestos son refractarios a los tratamientos de depuración convencionales y están presentes tanto en las aguas depuradas como en los lodos de depuración, incrementándose continuamente su presencia en el ciclo integral del agua.

P. - ¿En qué consiste el proyecto OXAGUA?

R. - El objetivo principal del proyecto OXAGUA es el diseño y desarrollo de alternativas de tratamiento basadas en procesos de oxidación avanzada (AOPs) orientadas a la degradación y eliminación de tres grupos de contaminantes emergentes de amplia utilización: pesticidas, surfactantes y fármacos.

AINIA Centro Tecnológico, junto con el Instituto Tecnológico Metalmecánico (AIMME), llevamos tres años investigando la aplicación de sistemas alternativos de depuración de aguas residuales basados en los procesos de oxidación avanzada, para lograr reducir y eliminar tres de los tipos más comunes de contaminantes emergentes en el medio urbano, industrial y agrícola; y que con los métodos convencionales no se pueden eliminar de manera eficaz.

La innovación tecnológica que se pretende lograr mediante OXAGUA es el diseño y desarrollo de alternativas de tratamiento de aguas basadas en oxidación avanzada. Esto permitirá sentar las bases de posteriores desarrollos tecnológicos orientados a la eliminación de contaminantes emergentes en el ciclo del agua, promoviendo de esta forma la regeneración de las aguas residuales en vista a su posible reutilización.

P. - Respecto a la investigación, ¿qué metodologías se han seguido para alcanzar estos objetivos?

R. - El proyecto inicio en el año 2012, y se ha ejecutado en las siguientes fases: una primera fase de revisión de la problemática ambiental y sanitaria asociada a la presencia de pesticidas, fármacos y surfactantes en diversas matrices de aguas en el ámbito de la Comunidad Valenciana. La segunda fase, de puesta a punto y optimización de métodos de caracterización química, y una fase final de diseño y desarrollo de ensayos para la degradación de contaminantes emergentes, mediante procesos de oxidación avanzada basados en ozono y procesos electroquímicos, y su evaluación en diversas matrices de agua.

La innovación tecnológica que se pretende lograr mediante OXAGUA es el diseño y desarrollo de alternativas de tratamiento de aguas basadas en oxidación avanzada

Como aspecto fundamental del proyecto se encuentra el estudio de la selectividad y reactividad de los procesos de oxidación avanzada estudiados frente a sustancias seleccionadas como objeto de estudio de proyecto. Asimismo, se determinó, sobre diversas matrices de agua, el efecto de este tipo de tratamiento y la posible generación de intermediarios de las reacciones que pudieran llegar a tener un impacto más adverso que el propio contaminante.

Ahora bien, las tecnologías de oxidación avanzada se basan en procesos fisicoquímicos capaces de producir cambios en la estructura química de contaminantes. Estos procesos implican la generación de especies transitorias, principalmente radicales hidroxilo (OH·) y otras especies fuertemente oxidantes que son capaces de degradar materia orgánica y compuestos refractarios, como es el caso de ciertos contaminantes emergentes.

En OXAGUA se han aplicado diversos procesos de oxidación avanzada con el objetivo de evaluar la viabilidad de las diversas técnicas existentes cubriendo un amplio rango de posibilidades. AINIA centro tecnológico ha aplicado diversos procesos basados en ozono:

  • i) ozono,
  • ii) ozono en medio alcalino y
  • iii) ozono combinado con radiación ultravioleta; mientras que AIMME ha aplicado diversos procesos electroquímicos: i) electro-fenton y ii) Foto Electro-fenton.

P. - No siempre es fácil llevar a cabo este tipo de investigaciones. ¿Cuáles han sido los principales problemas a los que se han enfrentado durante este proyecto?

R. - Tal y como se comentó anteriormente, de los contaminantes emergentes no se tiene demasiada información; por lo que el avanzar en profundidad en la primera fase del proyecto de revisión de la problemática ambiental y sanitaria, y contextualizarla al ámbito de la Comunidad Valenciana fue fundamental para sentar las bases de la investigación.

Otros de los aspectos de especial interés, y por tanto de dedicación de tiempo, para el proyecto fue el desarrollo de métodos de identificación y cuantificación de estos contaminantes a concentraciones del orden de ppb o ug/L. Establecer los límites de detección y cuantificación de estos contaminantes en matrices de agua resultó fundamental para avanzar en la consecución de los objetivos planteados.

Finalmente, tras la identificación de diversos contaminantes emergentes, otro de los aspectos sobre el cual era necesario centrar la atención fue seleccionar sobre cuales de ellos queríamos avanzar en la investigación. Si bien de todos queríamos tener datos, no podíamos abarcarlos en su totalidad. Finalmente nos decantamos por avanzar en el estudio del pesticida clorpirifós-etil, del fármaco tetraciclina y los susrfactantes dodecilbenceno sulfonato sódico y 4 nonilfenol; todos ellos de ampliamente utilizados.

P. - En la cuestión económica, ¿con qué presupuesto cuenta la investigación y cuál es la duración prevista del proyecto?

R.- El proyecto OXAGUA, tiene una duración de 3 años, y está financiado por el Institut Valencià de Competitivitat Enpresarial (IVACE), dentro de su programa de proyectos en cooperación, y por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunidad Valenciana (2007-2013).

P. - ¿Cree que los resultados obtenidos a escala de laboratorio podrían aplicarse a mayor escala? ¿Con qué coste y en qué plazo?

Otro de los aspectos sobre el cual era necesario centrar la atención fue seleccionar sobre cuales de ellos queríamos avanzar en la investigación

R. - Actualmente el proyecto se centra en evaluar su efectividad en aguas procedentes de estaciones de depuración de agua residual y de cauce público. Pero a medio plazo, los resultados de Oxagua permitirán desarrollar sistemas tecnológicos a mayor escala, a un coste ajustado a las posibilidades del mercado actual y aplicables a otros sectores como la industria agroalimentaria, farmacéutica, cosmética y metalmecánica.

P.- Respecto a la legislación, ¿cómo encajaría este método de eliminación de contaminantes emergentes en el marco legal actual? 

R. - Los contaminantes emergentes son objeto de estudio prioritario para los principales organismos dedicados a la protección de la salud pública y medioambiental, tales como la Organización Mundial de la Salud, la Agencia para la Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos, y la Comisión Europea. Bajo la premisa: lo que no se puede medir difícilmente se puede controlar; en los últimos años se ha avanzado en el desarrollo de nuevos y más sensibles métodos de análisis que han permitido alertar de su presencia en fuentes de abastecimiento de agua, aguas subterráneas e incluso en agua potable.

A nivel legislativo el avance más significativo en la Unión Europea ha sido la Directiva 2000/60/EC, en donde se establece el marco comunitario de acción en el ámbito de la política del agua (Directiva Marco del Agua). Un total de 33 sustancias o grupos de sustancias fueron identificados como prioritarias y peligrosas prioritarias según la Decisión nº 2455/2001/CE, las cuales fueron incluidas en el anexo X de la Directiva Marco del Agua. La última actualización de este listado se recoge en la Directiva 2013/39/UE sobre sustancias prioritarias en el ámbito de la política de aguas, en donde se amplia el número de sustancias a 45. Se espera que se siga actualizando este listado incluyendo más contaminantes prioritarios.

En ainia estamos especializados en trabajos relacionados con el ahorro y la reutilización de agua de proceso o de final de línea

P. - ¿En qué otros proyectos relacionados con el agua trabaja AINIA?

R. - Principalmente estamos especializados en trabajos relacionados con el ahorro y la reutilización de agua de proceso o de final de línea. Por ejemplo, en proyectos como LIFE+ Eco-dhybat, en el que estamos haciendo pruebas para presentar los importantes ahorros y mejoras que se obtienen con equipos y maquinaria concebida con diseño higiénico. Nuestro objetivo es demostrar que las industrias lácteas y de transformados del mar, dos de las que más emplean este recurso natural, pueden llegar a ahorrar entre un 20-30% de agua, un 10-20% de energía y reducir hasta un 20-30% sus emisiones de C02, tan sólo realizando unas pequeñas modificaciones en el diseño higiénico de sus equipos e instalaciones.

En otro proyecto LIFE+ liderado por AINIA y denominado LO2X se está construyendo un prototipo a escala semi-industrial de la tecnología de oxidación supercrítica para lodos de depuración, lixiviados de vertedero, pesticidas y residuos agroalimentarios.

Otro ejemplo es el proyecto PHBOTTLE, en el que estamos trabajando en el desarrollo de envases biodegradables con antioxidantes, a partir de los azúcares procedentes de aguas residuales. 

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