Investigaciones de la UEx se centran en el ozono como potente oxidante-desinfectante de aguas

El grupo de Ingeniería Química Tratamiento de Aguas, enmarcado dentro del ámbito de la ingeniería ambiental y dirigido por el Catedrático Fernando Beltrán Novillo, lleva realizando una extensa investigación en el campo de la potabilización de aguas de consumo y depuración y reutilización de aguas residuales.

A raíz de la reciente polémica sobre los niveles de trihalometanos (THMs) en el agua potable de varios pueblos de la provincia de Cáceres, le preguntamos al investigador Fernando Beltrán, un experto y pionero investigador de la ozonización para el tratamiento de aguas en Extremadura, que nos explique la investigación y servicios que ofrece la Universidad de Extremadura en este campo.

Según nos explica Fernando Beltrán, los THMs son compuestos organoclorados derivados del metano, que es el más sencillo de los hidrocarburos saturados. Las aguas que llegan a las plantas de tratamiento contienen sustancias húmicas derivadas principalmente de la descomposición de compuestos orgánicos. Estas sustancias húmicas que se encuentran, generalmente, en concentraciones de mg/L (ppm) pueden reducirse en parte por la acción de agentes oxidante-desinfectantes. En las plantas de tratamiento el agente desinfectante-oxidante que más se utiliza más es el cloro,  que al ser inyectado en el agua, por razones de desinfección, reacciona con estas sustancias húmicas dando lugar, entre otros compuestos organoclorados, a los THMs. Se denominan THMs porque de los cuatro átomos de hidrógeno que tiene el metano tres se sustituyen por átomos de halógenos, concretamente de cloro y bromo.  Hay, pues, cuatro THMs: el cloroformo, el triahalometano más importante en nuestra región y en las zonas del interior, el diclorobromometano, el segundo más importante en nuestras aguas, y el dibromoclorometano apenas detectable porque nuestras aguas no están cerca de las aguas del mar ricas en bromuro. De acuerdo con el Real Decreto 140/2003 que regula la calidad del agua potable, desde el 1 de enero de 2009 la suma de las concentraciones de los cuatro THMs no debe superar la concentración de 100 µg/l.

La identificación de los THMs por los científicos a mediados de la década de los setenta del siglo pasado dio lugar a la búsqueda de agentes desinfectantes alternativos al cloro para evitar o al menos reducir la formación de estos compuestos. A pesar de que a finales del siglo XIX ya se conocían las propiedades desinfectantes del ozono, circunstancias económicas y bélicas del siglo XX hicieron que hasta principios de la década de los ochenta  las cualidades altamente oxidantes del ozono no fueran objeto de estudio por la comunidad investigadora internacional.

El Grupo de Tratamiento de Aguas dispone en sus laboratorios de los equipos necesarios para la detección y cuantificación de la concentración de THMs en aguas potables y superficiales y para estudiar el posible efecto beneficioso de la aplicación de ozono para su reducción.

El Grupo Tratamiento de Aguas trabaja en oxidación avanzada con ozono para la eliminación de contaminantes del agua. El ozono presenta la ventaja de que después del fluor, del oxígeno atómico y de determinados radicales oxidantes como el hidroxilo, es el desinfectante y oxidante más enérgico, mucho más que el propio cloro. Además, el ozono combinado con otros agentes (peróxido de hidrógeno, radiación, catalizadores, etc) da lugar a la aparición de radicales hidroxilo en procesos denominados de oxidación avanzada. El ozono es un gas, una variedad alotrópica del oxigeno de fórmula 03 que no se puede almacenar como aquel y debe generarse in situ a partir de aire o del propio oxígeno donde vaya a ser aplicado; siendo necesaria la instalación en la planta depuradora de un equipo generador de ozono, instalación que requiere una cierta inversión, siendo esto último junto con la demanda de energía eléctrica que se necesita, el principal inconveniente de la utilización del ozono.

En la última década el grupo ha combinado ozono con radiación y catalizadores, combinación que constituye un enérgico proceso de oxidación avanzada. En concreto, desde hace siete años el grupo está trabajando en la eliminación de contaminantes emergentes, es decir, contaminantes farmacéuticos mediante oxidación avanzada utilizando principalmente ozono, pero también catalizadores de diferente naturaleza o hierro con peróxido de hidrógeno y diferentes tipos de radiación artificial. Estos trabajos se han desarrollado bajo la subvención de la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología (CICYT) del Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN) mediante tres proyectos de investigación, empezando en 2004. Por ejemplo, el grupo ha investigado con éxito la ozonización con perovskitas como catalizador para la eliminación del analgésico diclofenaco, la hormona sintética 17aEthinylestradiol y del carbono orgánico remanente (COT), trabajo publicado en el Journal of Hazardous Materials, así como la ozonización fotocatalitica de diclofenaco y COT, publicado en Applied Catalysis B: Environmental. Junto con la Plataforma Solar de Almería y el Departamento de Ingeniería Química  y Textil de la Universidad Politécnica de Valencia en Alcoy, el grupo está actualmente investigando a través de un proyecto también financiado por la CICYT la interacción de procesos de fotocatálisis solar en la depuración biológica de aguas residuales para la eliminación de contaminantes emergentes. Se trata de ozonación solar fotocatalítica combinada con procesos biológicos utilizando catalizadores, ozono y radiación solar, un recurso éste último más económico que la utilización de lámparas de radiación.

Mas información sobre el grupo está disponible en http://www.unex.es/investigacion/grupos/trataguas

Fuente: Servicio de Difusión de la Cultura Científica


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