Investigadores desarrollan un método de doble burbuja que elimina más del 90% de los microplásticos sin grandes cambios en las plantas de tratamiento.
- 💧 Más del 90 % de eliminación de microplásticos.
- 🫧 Microburbujas para elevar los contaminantes.
- 🔬 Nanoburbujas para mejorar la captura.
- 🏭 Adaptación posible en plantas de tratamiento existentes.
- 🌱 Menos plásticos acumulados en lodos y biosólidos.
- ⚙️ Tecnología todavía pendiente de validación industrial.
Los microplásticos se han convertido en uno de los contaminantes más difíciles de controlar en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Su pequeño tamaño, su diversidad de formas y su baja densidad permiten que una parte atraviese los procesos convencionales y termine en ríos, lagos y zonas costeras.
Un equipo de investigadores de la Universidad RMIT, en Australia, ha probado una estrategia que mejora considerablemente su retirada antes de que estos contaminantes abandonen la depuradora.
La propuesta combina microburbujas y nanoburbujas de aire dentro de un proceso de flotación por aire disuelto. Los ensayos realizados a escala de laboratorio consiguieron eliminar más del 90 % de los microplásticos presentes en las muestras analizadas.
Lo interesante no está únicamente en la cifra. El sistema podría incorporarse a instalaciones existentes mediante ajustes operativos relacionados con la presión del aire, el tiempo de saturación y el tamaño de las burbujas. Nada de reconstruir una depuradora desde cero.
Dos tamaños de burbuja para resolver un mismo problema
La flotación por aire disuelto, conocida técnicamente como DAF por sus siglas en inglés, lleva décadas utilizándose para retirar grasas, sólidos suspendidos y otras partículas presentes en el agua.
El funcionamiento general resulta relativamente sencillo. El agua se pone en contacto con aire a presión. Cuando la presión disminuye, aparecen pequeñas burbujas que se adhieren a los contaminantes y los transportan hasta la superficie, donde pueden retirarse.
El problema aparece cuando las partículas son extremadamente pequeñas.
Muchos microplásticos no interactúan de forma suficientemente eficaz con las burbujas convencionales. Algunos permanecen dispersos en el agua y continúan avanzando por las distintas etapas del tratamiento.
La investigación de RMIT plantea utilizar simultáneamente burbujas de dos escalas diferentes.
Las microburbujas aportan la fuerza de flotación necesaria para transportar los contaminantes hacia la superficie. Las nanoburbujas favorecen el contacto entre partículas y mejoran su agregación, aumentando las posibilidades de que los pequeños fragmentos de plástico formen grupos mayores.
La combinación consiguió mejores resultados que los sistemas basados únicamente en microburbujas o nanoburbujas.
En la práctica, unas ayudan a capturar y agrupar los microplásticos. Las otras se encargan de llevarlos hacia arriba.
Una especie de trabajo en equipo a escala microscópica.
El reto de eliminar microplásticos en aguas residuales reales
Los ensayos de laboratorio con agua limpia pueden ofrecer resultados prometedores que después resultan difíciles de reproducir en una depuradora.
Las aguas residuales contienen materia orgánica, grasas, aceites, fibras, detergentes y multitud de partículas que interfieren con los tratamientos.
Por eso resulta especialmente relevante que el sistema mantuviera un rendimiento elevado en condiciones más próximas a las encontradas en aguas residuales reales.
La presencia de materia orgánica, grasas y aceites no redujo la capacidad de eliminación observada durante los experimentos.
En determinados casos ocurrió algo aún más interesante.
Estos compuestos favorecieron la agrupación de los microplásticos cuando se utilizaron junto con coagulantes habituales en el tratamiento del agua. Al formar partículas mayores, su separación mediante flotación resultó más sencilla.
Este comportamiento podría facilitar la integración del proceso en instalaciones que ya utilizan productos coagulantes para retirar sólidos y materia suspendida.
Capturar los microplásticos antes de que terminen en los lodos
Uno de los grandes problemas del tratamiento de aguas residuales aparece después de retirar los contaminantes del agua.
Una parte importante de los microplásticos acaba concentrándose en los lodos generados durante la depuración.
Estos materiales pueden tratarse posteriormente para producir biosólidos utilizados como fertilizantes o acondicionadores del suelo. Cuando contienen microplásticos, existe el riesgo de trasladar la contaminación desde las ciudades hasta los terrenos agrícolas.
Una vez depositados en el suelo, los fragmentos pueden permanecer durante décadas, desplazarse mediante la escorrentía, alcanzar cursos de agua o fragmentarse progresivamente en partículas todavía más pequeñas.
Retirar los microplásticos durante las primeras etapas del tratamiento permitiría reducir su concentración en los lodos antes de que estos materiales entren en las cadenas de aprovechamiento agrícola.
Ahí está una de las principales ventajas ambientales de la propuesta desarrollada en Australia.
Un problema que Europa intenta frenar desde el origen
La contaminación por microplásticos ya forma parte de las políticas ambientales europeas.
La Unión Europea ha fijado como objetivo reducir un 30 % la liberación de microplásticos al medio ambiente para 2030. Entre las medidas adoptadas se encuentran las restricciones progresivas sobre microplásticos añadidos intencionadamente a determinados productos y nuevas iniciativas para controlar las pérdidas de pellets de plástico durante su fabricación y transporte.
También existen cambios importantes relacionados con el tratamiento de las aguas residuales urbanas.
La nueva normativa europea sobre aguas residuales urbanas refuerza el control de contaminantes emergentes e impulsa tratamientos más avanzados en las grandes depuradoras.
Aunque la eliminación de microplásticos continúa siendo un desafío tecnológico, este contexto regulatorio favorece el desarrollo de soluciones capaces de mejorar las plantas existentes sin exigir transformaciones completas de las instalaciones.
Tecnologías como la combinación de microburbujas y nanoburbujas podrían encontrar aquí un campo de aplicación interesante.
Una tecnología compatible con depuradoras existentes
Construir nuevas infraestructuras de tratamiento resulta caro, lento y complicado.
Por ese motivo, una de las características más atractivas del sistema desarrollado por RMIT es su posible integración en plantas que ya utilizan flotación por aire disuelto.
Los investigadores consideran que el rendimiento puede mejorarse ajustando parámetros operativos como la presión del aire, el tiempo de saturación y la distribución del tamaño de las burbujas.
Esto podría reducir considerablemente las barreras económicas para adoptar la tecnología.
También permitiría realizar modificaciones graduales.
Una depuradora podría probar el sistema en una línea concreta, estudiar su consumo energético, medir la cantidad de microplásticos retirada y evaluar la gestión posterior de los residuos concentrados antes de ampliar el tratamiento al resto de la instalación.
Este tipo de despliegue progresivo suele ser mucho más realista para las administraciones públicas y los operadores del agua.
El siguiente desafío está fuera del laboratorio
Los resultados obtenidos hasta ahora proceden de experimentos realizados a escala de laboratorio.
Quedan preguntas importantes.
El sistema tendrá que demostrar su eficacia trabajando continuamente con grandes caudales, cambios bruscos en la composición del agua, diferentes tipos de polímeros y concentraciones variables de contaminantes.
También será necesario analizar el consumo energético necesario para generar y mantener las nanoburbujas, los costes operativos y el destino final de los microplásticos concentrados durante el tratamiento.
Eliminar el contaminante del agua no hace desaparecer el problema. Hay que gestionarlo después.
Los investigadores buscan ahora colaborar con operadores industriales para probar la tecnología en instalaciones reales y diferentes corrientes de aguas residuales.
Ese paso será decisivo para determinar si el proceso puede pasar de una solución prometedora de laboratorio a una herramienta utilizada de forma habitual en las depuradoras.
Potencial
La contaminación por microplásticos no se resolverá únicamente mejorando las depuradoras. Reducir la producción de plásticos innecesarios, diseñar textiles que liberen menos fibras, mejorar la gestión de residuos y evitar pérdidas durante la fabricación y transporte seguirá siendo fundamental.
Pero incluso con políticas ambiciosas de prevención, millones de partículas continuarán llegando a las redes de saneamiento.
Por eso resulta necesario mejorar los sistemas de captura.
La combinación de microburbujas y nanoburbujas ofrece una vía especialmente interesante porque trabaja sobre procesos de tratamiento ya conocidos por la industria del agua.
Si las pruebas a escala real confirman los resultados obtenidos en laboratorio, las depuradoras podrían incorporar esta tecnología de manera progresiva, priorizando instalaciones situadas cerca de ecosistemas sensibles, zonas agrícolas donde se utilizan biosólidos o grandes áreas urbanas con elevados caudales de aguas residuales.
También será importante avanzar en sistemas capaces de recuperar, concentrar y gestionar los microplásticos capturados evitando que vuelvan al medio ambiente.
Ahí está el verdadero reto.
No basta con mover la contaminación de un lugar a otro. Una gestión sostenible del agua necesita impedir que esas partículas regresen al ciclo natural y, al mismo tiempo, reducir su generación desde el origen.
La tecnología desarrollada por RMIT todavía tiene camino por recorrer, pero apunta hacia una idea bastante práctica: aprovechar mejor las infraestructuras existentes para interceptar los microplásticos antes de que lleguen a los ecosistemas.
Vía RMIT University
Más información: ‘Micro-Nanobubble Integrated Dissolved Air Flotation: A High-Efficiency Strategy for Microplastic Mitigation in Wastewater’, by Sirajum Monira and Biplob Pramanik, is published in ACS ES&T Water (DOI: 10.1021/acsestwater.6c00127).
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