Residuos mineros y energía solar: una investigación de la UPM elimina bacterias y antibióticos del agua residual

La contaminación de las aguas por microorganismos patógenos y residuos de medicamentos representa uno de los principales retos para la calidad del agua y la salud pública. En este contexto, un equipo de investigación liderado por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha desarrollado una tecnología que reutiliza residuos procedentes de explotaciones mineras para mejorar la depuración de aguas residuales mediante fotocatálisis solar, ofreciendo una alternativa sostenible a los tratamientos convencionales.

El sistema logró la inactivación completa de Enterococcus faecalis y una eliminación superior al 90 % de tetraciclina en apenas 30 minutos de irradiación solar simulada.

La investigación, realizada junto al Instituto Politécnico Nacional de México (IPN) y la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), demuestra que determinados residuos minerales ricos en óxidos de hierro pueden emplearse como fotocatalizadores naturales para activar procesos avanzados de oxidación utilizando energía solar.

Eliminación simultánea de bacterias y antibióticos

Los investigadores centraron su trabajo en la eliminación de Enterococcus faecalis, una bacteria de origen fecal utilizada como indicador microbiológico de contaminación en aguas residuales, y de tetraciclina, uno de los antibióticos más empleados tanto en medicina humana como veterinaria.

La coexistencia de microorganismos patógenos y restos de antibióticos en el medio acuático preocupa por su posible contribución al desarrollo y propagación de resistencias antimicrobianas, consideradas una de las principales amenazas para la salud pública.

Imagen de microscopio electrónico de barrido (SEM) del residuo minero rico en óxidos de hierro utilizado para eliminar bacterias y antibióticos en aguas residuales. Fuente: UPM.

Los ensayos mostraron que los minerales ricos en hierro son capaces de activar el peroximonosulfato, un oxidante que genera especies químicas altamente reactivas responsables de degradar tanto contaminantes biológicos como compuestos orgánicos persistentes.

Una aplicación de la economía circular al tratamiento del agua

Uno de los aspectos más relevantes del trabajo es la valorización de residuos que habitualmente permanecen acumulados en escombreras mineras. Frente a otras tecnologías basadas en materiales sintéticos, esta propuesta convierte esos residuos en un recurso útil para la descontaminación de aguas.

La tecnología reutiliza residuos mineros ricos en hierro como fotocatalizadores naturales, reduciendo la necesidad de materiales sintéticos y favoreciendo modelos de economía circular.

El estudio también pone de relieve el papel de la energía solar en el desarrollo de tratamientos de depuración con menor impacto ambiental. Según explica Jorge Rodríguez Chueca, investigador de la UPM participante en el proyecto, la combinación de luz solar, residuos minerales y bajas concentraciones de reactivos químicos permite reducir los costes operativos y minimizar la huella ambiental del proceso.

Resultados satisfactorios en aguas residuales reales

Además de las pruebas realizadas en aguas sintéticas de laboratorio, el equipo evaluó el comportamiento de la tecnología en muestras reales de aguas residuales, obteniendo también resultados satisfactorios.

Los investigadores consideran que estos resultados refuerzan la viabilidad de esta solución para futuras aplicaciones en estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) y sistemas de reutilización, contribuyendo a transformar residuos en recursos útiles y avanzando hacia modelos más sostenibles de gestión del agua y de los residuos industriales.

La investigación forma parte del proyecto europeo RESET (Valorisation of non-conventional water resources in urban and peri-urban context), financiado en la convocatoria Water4All 2024, cuyo objetivo es promover modelos circulares de gestión del agua mediante la recuperación de recursos y la reutilización segura de aguas no convencionales.