Eliminar antibióticos en aguas residuales

En los últimos años, se han identificado en las aguas residuales varios compuestos que, por sus características químicas, no se pueden degradar parcial ni completamente a través de los procesos biológicos convencionales como las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Dichos compuestos se llaman “contaminantes emergentes”, y en este grupo se identifican, entre otros, los antibióticos, las sustancias que alteran el sistema hormonal del organismo, algunos productos para el cuidado personal y los pesticidas. Se trata de sustancias naturales o sintéticas de uso masivo en humanos y animales.

En el caso de los antibióticos, existen numerosos trabajos que han estudiado su efecto en el medioambiente y en la aparición de cepas bacterianas más resistentes a los tratamientos médicos, lo que convierte la contaminación de aguas residuales por este tipo de fármacos en un asunto de salud pública. Por ejemplo en 2019, después de analizar muestras tomadas en 711 sitios de 72 países en los cinco continentes, un grupo de investigadores de la Universidad de York (Reino Unido) detectó rastros de estas sustancias en 462 lugares.

“Ante este panorama, las políticas públicas se deben encaminar a contener, corregir, mitigar y controlar la contaminación de las fuentes hídricas”, advierte Edison Alexander Agudelo, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín. “De hecho, el Banco Interamericano de Desarrollo advirtió en 2018 sobre la necesidad que tiene América Latina de proteger todas las fuentes de agua, tanto superficiales como subterráneas, puesto que muchas de estas son el abastecimiento de agua potable para la población”.

El asunto es que, descubierta la problemática, los científicos también se dieron cuenta de que eliminar estos y otros fármacos de las aguas en las plantas de tratamiento de aguas residuales no es una tarea sencilla.

La contaminación farmacológica del agua potable es un problema emergente. (Foto: Amazings / NCYT)

El profesor Santiago Cardona, de la Facultad de Minas de la UNAL Sede Medellín, indica que “los antibióticos son moléculas muy complejas y grandes; además, las plantas convencionales están diseñadas para retirar moléculas de menor complejidad química”.

A fin de optimizar la eficacia de las plantas de tratamiento de aguas residuales, el ingeniero Agudelo desarrolló un modelo cinético para simular matemáticamente cómo se degradaría el meropenem con un sistema de ozonización catalítica propuesto.

El modelo se validó en un sistema a escala piloto con agua residual hospitalaria sintética –de características similares a las de un agua residual– de un hospital de alto nivel de complejidad de Medellín. Se obtuvo la eliminación total del antibiótico y una reducción del 90% de la demanda química de oxígeno (DQO) inicial en el sistema, un indicador que se utiliza para medir el grado de contaminación en el agua.

Asimismo, la toxicidad aguda del agua disminuyó el 100% hasta hacerse inocua para los microorganismos de prueba, que fueron E. coli y Staphylococcus aureus, bacterias que producen infecciones gastrointestinales y meningitis.

De igual manera, son microorganismos que en algunas cepas han presentado resistencia a los antibióticos con los que se trataban, un aspecto que también forma parte de la problemática presencia de antibióticos en aguas residuales, debido a que sus residuos se han encontrado típicamente cerca de las plantas de tratamiento de aguas residuales, un escenario idóneo para que ambos elementos convivan y se adapten.

Por eso, sistemas como el diseñado por el ingeniero Agudelo para facilitar la eliminación de estos agentes contaminantes de las aguas residuales se pueden convertir en una herramienta fundamental para las autoridades sanitarias en el desafío que representa la resistencia microbiana. (Fuente: UNAL)