En la naturaleza, los nitratos aparecen en el agua a concentraciones de unos pocos miligramos por litro. Sin embargo, en los últimos años se ha observado un incremento de estos niveles en los acuíferos debido a la actividad agroganadera e industrial, haciendo peligrar las reservas destinadas al abastecimiento de las poblaciones. A pesar de las recomendaciones de OMS en este aspecto (valor máximo orientativo: 50mg/L de ion nitrato) y la Directiva europea 98/83/EC enfocada a su reducción, las tecnologías actuales de tratamiento de nitratos (ósmosis inversa, intercambio iónico, etc.) no son del todo efectivas para eliminarlos: la mayoría de ellas concentran el ion, generando una corriente residual que presenta problemas en su gestión.
Las membranas catalíticas eliminan los nitratos de las aguas a tratar transformándolos en nitrógeno gaseoso, sin generar corriente residual contaminada
Por eso, FACSA, junto al Instituto de Tecnología Cerámica (ITC-UJI) y CREG-UNIZAR, se encuentra actualmente desarrollando un novedoso reactor catalítico de membrana para la desnitrificación de las aguas de consumo humano basado en membranas cerámicas catalíticas, bajo el proyecto NITRAMEM. El punto de partida es la hidrogenación catalítica, una metodología propuesta a finales del siglo XX fundamentada en una reacción que reduce los nitratos a nitrógeno gaseoso mediante la acción del hidrógeno en presencia de un catalizador. Javier García Castillo, responsable del proyecto, destaca que su principal ventaja es que “las membranas catalíticas eliminan los nitratos de las aguas a tratar, sin generar ningún tipo de corriente residual contaminada”.
Hasta el momento, los investigadores han logrado desarrollar el soporte cerámico y las capas selectivas del mismo a través de materias primas y procesos habituales en la industria de baldosas cerámicas. No ha sido una tarea exenta de dificultades: identificar la mezcla óptima de materiales y el proceso de conformado y sintetizado para lograr las cualidades de porosidad, dureza, permeabilidad, etc., necesarias ha supuesto un reto para el equipo implicado en NITRAMEM. A ello se suma otro de los desafíos del proyecto, que es hacer el proceso de fabricación de la membrana fácilmente escalable y adaptable a la industria cerámica española (concretamente, a la de Castellón), manteniendo un coste reducido. “Se trata de abrir una puerta a la diversificación del sector para su desarrollo”, comenta Javier García Castillo.
Planta de osmósis de Nules
La próxima etapa es la incorporación del catalizador a la membrana, para obtener el producto final. Tal como afirma el responsable de la investigación, “si el paso inicial fue costoso, éste lo es aún más, ya que de su éxito dependerá la cinética de la reacción de desnitrificación y, por tanto, gran parte del éxito del proyecto”. Javier García Castillo explica que “se están ensayando distintas técnicas de deposición y fijado, para evaluar la más efectiva, así como síntesis del catalizador. Paralelamente ensaya todo a nivel de laboratorio, para comprobar que vamos por buen camino”.
El exceso de nitratos y nitritos produce en los niños de 4-6 meses metahemoglobinemia o “síndrome del bebe azul”
El investigador cree que “quizá, la principal desventaja de este tratamiento reside en su coste de implantación y tratamiento, que puede ser superior al de las actuales tecnologías para la eliminación de nitratos”.
Aunque en principio se espera aplicar este procedimiento en el tratamiento de aguas destinadas al consumo humano, no se descarta su empleo en aguas industriales o residuales urbanas, “si finalmente los costes de tratamiento obtenidos son competitivos, teniendo en cuenta que se elimina el problema y no se cambia por otro”, remarca García Castillo.
A punto de cumplir su primer año de vida, está previsto que NITRAMEM finalice en 2015. FACSA prevé empezar a utilizar el reactor catalítico en fase piloto a mediados de 2014. El proyecto está co-finaciado por el Ministerio de Economía y Competitividad y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), a través del proyecto INNPACTO IPT-2012-0126-310000, con una ayuda de 964.157,87 euros (260.298,65 euros como subvención, 530.980,77 euros como préstamo y 79.175,97 euros de anticipo FEDER).
