Un hallazgo inesperado en el laboratorio abrió una nueva vía para retirar microplásticos del agua: pequeñas partículas de plástico podían recubrirse con captador magnético, un mineral con propiedades magnéticas, y formar agregados capaces de separarse mediante un imán. Aquella observación, surgida en el marco de una línea de investigación financiada por la Agencia Estatal de Investigación (AEI), se convirtió en una patente, la constitución de una empresa de base tecnológica CAPTOPLASTIC que ha avanzado hacia desarrollos piloto y transferencia tecnológica de la mano del Canal de Isabel II, en Madrid.
El trabajo forma parte de la trayectoria del grupo de José Antonio Casas, investigador de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), centrada desde hace más de dos décadas en el desarrollo de tecnologías avanzadas para el tratamiento de aguas. Sus proyectos más recientes buscan responder a un desafío cada vez más relevante: conseguir agua más segura, limpia y reutilizable mediante procesos capaces de actuar sobre contaminantes que no siempre se eliminan con los tratamientos convencionales.
Foto: José Antonio Casas en la Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) de la UAM.
“Las plantas depuradoras tradicionales están perfectamente diseñadas para eliminar los contaminantes convencionales, pero tenemos miles de nuevas moléculas”, explica Casas. Fármacos, antibióticos, pesticidas, nitratos, microplásticos o cianotoxinas plantean nuevos retos para los sistemas de depuración y reutilización. La investigación del grupo se centra en desarrollar soluciones eficaces, pero también viables desde el punto de vista económico, porque el coste de tratar el agua sigue siendo un factor decisivo para que una tecnología pueda llegar a una planta real.
Uno de los resultados más relevantes procede de la línea de microplásticos. El equipo comprobó que, en determinadas condiciones, los plásticos podían recubrirse con un captador magnético y adquirir propiedades magnéticas. De este modo, partículas dispersas en el agua podían agruparse y retirarse mediante un campo magnético. Lo que también permite su cuantificación en unidades de mg/L. La tecnología fue patentada y posteriormente transferida
Este avance se apoya en proyectos financiados por la AEI, entre ellos el proyecto PID2019-105079RB-I00, centrado en el desarrollo de procesos para la eliminación de microcontaminantes y la retención de microplásticos (MICROWATER), y el proyecto PID2022-139063OB-I00, (INPROWATER), orientado a la intensificación de procesos para el tratamiento de aguas residuales y el acondicionamiento de aguas.
Foto: Imagen de muestras estudiadas en el marco de los proyectos.
Junto a la retirada de microplásticos, el grupo ha avanzado también en tecnologías para eliminar nitratos, contaminantes especialmente asociados a determinadas actividades agrícolas y ganaderas. A partir de los conocimientos desarrollados en proyectos previos, el equipo ha escalado un proceso basado en hierro, ácido oxálico y luz que permite reducir nitratos sin generar otros compuestos indeseados como nitritos o amonio. La prueba de concepto financiada por la AEI (PDC2021-120871-I00, PHOTONITRAS) ha permitido situar esta tecnología en un nivel de desarrollo más cercano a su validación en condiciones demostrativas.
La tercera línea reciente se centra en los microcontaminantes, como antibióticos, fármacos o pesticidas. Para ello, el grupo trabaja con procesos de oxidación avanzada basados en catalizadores de bajo coste y reactivos como el peróxido de hidrógeno, conocido como agua oxigenada. En presencia de hierro, este compuesto puede generar radicales hidroxilo, especies muy oxidantes capaces de degradar moléculas persistentes. El objetivo es desarrollar tratamientos eficaces que no generen nuevos problemas ambientales y que puedan asumirse económicamente en plantas de tratamiento.
Imagen José Antonio Casas: Tecnologías para la eliminación de contaminantes del agua
Casas subraya que la investigación en agua debe ser aplicada, pero también realista. “Desarrollar cosas para tratar un metro cúbico de agua sin disparar el coste es muy difícil”, señala. Por eso, su grupo trabaja con materiales baratos, procesos intensificados y tecnologías que puedan transferirse al sector. En el caso de los microplásticos, la colaboración con operadores como Canal de Isabel II ha permitido avanzar hacia pruebas piloto, después de un primer intento de transferencia en el que la tecnología todavía estaba en un nivel de madurez demasiado bajo. La necesidad de estas soluciones es cada vez más evidente. El cambio climático, la escasez hídrica y la presión sobre los recursos hacen imprescindible reutilizar mejor el agua. “No nos podemos permitir el lujo de no aprovechar el agua, aunque sea residual. Regenerar el agua residual es una necesidad”, defiende el investigador.
La trayectoria del grupo incluye también proyectos internacionales sobre cianobacterias y cianotoxinas, un problema vinculado a la eutrofización y al calentamiento global que puede afectar a la calidad del agua y a la salud pública. El proyecto internacional PCI2020-112013 aborda precisamente el análisis y la gestión de riesgos asociados a la presencia de cianotoxinas y el desarrollo de tecnologías limpias para su eliminación.
Para Casas, la financiación pública ha sido esencial para construir una línea de investigación acumulativa, capaz de pasar de la catálisis y los procesos de oxidación avanzada a patentes, pruebas de concepto y colaboraciones con empresas y operadores del agua. “Los investigadores tenemos la obligación de investigar en cosas útiles e intentar que nuestro conocimiento llegue a la sociedad. Puede llegar como conocimiento o como aplicación, y las dos cosas son importantes”, resume.
En un contexto en el que cada gota cuenta, estas tecnologías buscan mejorar no solo la depuración, sino también la recuperación y reutilización segura del agua. El reto ya no es únicamente limpiar lo visible, sino actuar sobre contaminantes pequeños, persistentes y difíciles de eliminar para avanzar hacia una gestión del agua más segura, sostenible y circular.