Innovación en la gestión de aguas regeneradas: monitoreo y control de microcontaminantes y microplásticos

Adicionalmente, muchas de ellas cuentan con tratamientos terciarios para eliminar los contaminantes remanentes que pueden quedar suspendidos en el agua. Para poder controlar esta agua regenerada, el Parlamento Europeo publicó el reglamento (UE) 2020/741, donde se establecen los criterios de calidad para su uso agrícola. Se prevé, además, que en los próximos meses la Comisión Europea apruebe una nueva directiva para el tratamiento de aguas residuales actualizando los criterios de calidad en las depuradoras e incluyendo nuevas cláusulas para fomentar su reutilización y aprovechamiento. A nivel nacional, y alineado con las normativas europeas, se publicó un borrador de reglamento para la reutilización de las aguas el 27 de diciembre de 2023.

Uno de los aspectos clave en el Reglamento, es la monitorización de microcontaminantes como metales pesados, productos farmacéuticos, subproductos de la desinfección, plaguicidas y microplásticos.

La monitorización de microcontaminantes y microplásticos en las aguas regeneradas requiere un enfoque sistemático y el uso de tecnologías avanzadas que permitan detectarlos a niveles extremadamente bajos. Las principales tecnologías que pueden utilizarse son:

- Cromatografía líquida o gaseosa acoplada a espectrometría de masas (LC-MS/MS o GC-MS/MS): Estas técnicas son ampliamente utilizadas para la detección de contaminantes orgánicos, como productos farmacéuticos, plaguicidas y subproductos de desinfección.

- Cromatografía líquida de ultra resolución con detector de tiempo de vuelo (UPLC-QTOF): Esta técnica es la más sensible de todas las cromatográficas capaz de determinar compuestos orgánicos a nivel de ultratrazas (< 1µ/g).

- Pirólisis acoplada a cromatografía de gases con espectrometría de masas (Py-GC/MS): Mediante esta técnica que piroliza toda la muestra, se pueden detectar y cuantificar microplásticos y sus correspondientes aditivos a nivel de trazas (µg/g).

- Termodesorción acoplada a cromatografía de gases con detector de masas (TD-GC/MS): Esta técnica es similar a la anterior, pero se alcanzan temperaturas inferiores logrando una separación térmica de los compuestos de interés. También permite la identificación y cuantificación de microplásticos.

- Espectrometría de Absorción Atómica (AAS) o ICP-MS (Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado Inductivamente): Estas técnicas son eficaces para detectar metales pesados presentes en las aguas regeneradas.

- Microscopía Electrónica (SEM/TEM): Permite observar y caracterizar el tamaño y morfología de los microplásticos a nivel micro y nano.

- Espectroscopía Infrarroja acoplada a microscopio (µ-FTIR o µ-Raman): Permite identificar y semicuantificar microplásticos con un tamaño > 1-10µm

Estas técnicas de análisis se pueden combinar con análisis en tiempo real. Para ello se pueden utilizar sensores electroquímicos y biosensores específicos para microcontamiantes como los productos farmacéuticos o plaguicidas. Además, se podrían integrar en sistemas IoT (internet de las cosas) para su monitoreo en remoto.

Una vez establecido el sistema de monitoreo, se pueden implementar planes de gestión de riesgos que identifiquen los puntos críticos en el proceso de tratamiento de aguas donde es más probable que se concentren microcontaminantes. De ese modo se podrían diseñar controles específicos en esos puntos. También sería necesario validar periódicamente los métodos analíticos para garantizar que los niveles de detección sean adecuados y coherentes con los estándares de calidad requeridos.

Ampliando el monitoreo a puntos estratégicos del sistema de alcantarillado se podría recopilar datos de modo que se puedan utilizar modelos predictivos y análisis de tendencias. Mediante esta estrategia se podrían identificar patrones de contaminación y anticipar episodios de contaminación a partir de los datos recogidos. Además, aprovechando nuevas tecnologías como Big Data y Machine Learning, se podrían aplicar técnicas de análisis de datos masivos para identificar correlaciones no evidentes entre diferentes contaminantes y optimizar la estrategia de muestreo y control.

La combinación de estas estrategias de monitorización permitiría una detección temprana de los microcontaminantes, garantizando que las aguas regeneradas sean seguras para el medio ambiente y la salud pública.

Además de tener definida la estrategia para la monitorización, es necesario poner el foco en la reducción o eliminación de estos microcontaminantes. Para ello, es clave implementar los sistemas de tratamiento terciario de las EDAR. Actualmente, la mayoría de las EDAR cuentan con tecnologías como la radiación ultravioleta (UV), ozonización o cloración que suelen aplicarse después de los procesos de filtración (microfiltración y ultrafiltración). El primer paso es evaluar hasta qué punto son eficientes estos tratamientos para las nuevas sustancias a vigilar. De ese modo, se pueden proponer estrategias como la combinación de tecnologías ya existentes o la implementación de nuevas tecnologías en lo que podría denominarse un tratamiento cuaternario.