Un nuevo material de origen vegetal contra la resistencia antimicrobiana en efluentes hospitalarios

La presencia de antibióticos en el agua procedente de hospitales se ha convertido en un problema creciente, ya que favorece la aparición de bacterias resistentes, uno de los principales desafíos sanitarios actuales. Ante este contexto, resulta necesario identificar soluciones eficaces que permitan eliminar los restos de antibióticos y evitar que se transformen en una amenaza para la salud pública.
 

Antibióticos en aguas hospitalarias

Desde la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y la Universidad Complutense de Madrid (UCM), un equipo de investigadores ha desarrollado un material innovador a partir de residuos de uva que consigue retener el meropenem, un antibiótico de cuarta generación que, debido a su elevada estabilidad, atraviesa los sistemas convencionales de tratamiento de aguas sin degradarse. El nuevo material, que funciona como un filtro, logró eliminar el 100% del antibiótico, incluso en condiciones equivalentes a las aguas hospitalarias reales y con concentraciones elevadas del contaminante.

Como base del desarrollo se empleó el raspón, la parte leñosa de los racimos de uvas que normalmente se elimina durante la elaboración del vino. Este residuo agrícola abundante ha encontrado una nueva utilidad gracias a la colaboración de dos grupos de investigación: INPROQUIMA −de la UCM−, y Sistemas de Producción y Protección sostenibles −del CEIGRAM-ETSIAAB de la UPM−.

Raspones de uva como materia prima

Mediante un proceso de pirólisis y posterior activación con hidróxido de sodio, ambos equipos obtuvieron un nuevo material descontaminante procedente de raspones de uva. El resultado es un biochar de origen vitivinícola activado químicamente, un material carbonoso con una estructura porosa tipo “panal” y grupos funcionales capaces de interactuar con y retener elementos contaminantes, como los antibióticos. Las pruebas demostraron que esta modificación química multiplica la eficacia del material en la adsorción del contaminante: mientras el biochar sin tratar adsorbía entre un 48% y un 60%, el material activado logró eliminar el contaminante en su totalidad.

Los ensayos confirmaron que la adsorción es rápida, estable y espontánea, ajustándose a modelos cinéticos y termodinámicos que indican la presencia de interacciones químicas y físicas. Además, el biochar sintetizado mostró una elevada capacidad de reutilización, manteniendo más del 90% de su rendimiento tras cinco ciclos de uso, y contribuyó a reducir la salinidad del agua, mejorando su calidad global.

Alta eficacia y reutilización

Desde el punto de vista social y ambiental, los resultados ofrecen una doble ventaja: reducir el volumen de residuos agrícolas que deben gestionarse, transformándolos en recursos de valor añadido reutilizables en aplicaciones ambientales como el tratamiento de aguas, y proteger la salud pública al evitar que los antibióticos alcancen ríos y acuíferos. “La aplicación en hospitales y plantas de tratamiento del filtro desarrollado podría ser una herramienta eficaz y sostenible frente a la crisis de resistencia antimicrobiana, uno de los mayores retos sanitarios del siglo XXI”, comentan los investigadores.

El estudio ha sido realizado por investigadores de la Facultad de Ciencias Químicas (UCM) y de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (UPM), con el apoyo de proyectos financiados por el Ministerio de Ciencia e Innovación, la Comunidad de Madrid, la Unión Europea (NextGenerationEU) y el programa Marie Skłodowska-Curie.