Introducción
La gestión del agua se enfrenta a un reto silencioso pero creciente: los contaminantes emergentes. Estos compuestos, también conocidos como contaminantes de preocupación emergente (CPE), no son nuevos en el medio ambiente, pero su detección y estudio sí lo son. Gracias al avance de las técnicas de detección y análisis, hoy sabemos que nuestras aguas contienen trazas de productos farmacéuticos, microplásticos, cosméticos, pesticidas, hormonas, y hasta genes de resistencia antimicrobiana.
Aunque presentes en concentraciones muy bajas, estos contaminantes pueden tener efectos significativos sobre los ecosistemas acuáticos y la salud humana. Y lo más preocupante: las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) tradicionales no están preparadas para eliminarlos.
Ante este panorama, las tecnologías de separación por membranas, como la ultrafiltración y la ósmosis inversa se vuelven indispensables para afrontar esta problemática.
En este artículo exploramos qué son los contaminantes emergentes, por qué representan un problema creciente, y cómo estas tecnologías pueden ayudar a eliminarlos de forma eficaz.
¿Qué son los contaminantes emergentes?
Los contaminantes emergentes son sustancias químicas o biológicas que no están reguladas oficialmente, pero que se detectan cada vez con más frecuencia en aguas superficiales, subterráneas y residuales. Su origen es diverso:
- Fármacos: antibióticos, analgésicos, antidepresivos.
- Productos de cuidado personal: cremas, champús, protectores solares.
- Microplásticos: fragmentos de plásticos menores a 5 mm.
- Hormonas: naturales o sintéticas, como las presentes en anticonceptivos.
- Pesticidas y herbicidas: usados en la agricultura.
- Genes de resistencia antimicrobiana: generados por el uso excesivo de antibióticos.
Estos compuestos llegan al agua a través de múltiples vías: el uso doméstico, industrial, hospitalario, agrícola, y la escorrentía urbana. Aunque sus concentraciones suelen ser muy bajas (nanogramos o microgramos por litro), su persistencia y capacidad de bioacumulación los convierten en una amenaza silenciosa.
¿Por qué son un problema?
Los contaminantes emergentes pueden tener efectos adversos tanto en el medio ambiente como en la salud humana, Entre los principales riesgos asociados a su presencia se encuentran:
- Disrupción endocrina: algunas sustancias interfieren con el sistema hormonal de animales y humanos, alterando sus funciones biológicas.
- Toxicidad crónica: incluso en dosis bajas, pueden causar efectos nocivos a largo plazo.
- Resistencia antimicrobiana: los genes resistentes pueden propagarse dificultando el tratamiento de infecciones y comprometiendo la eficacia de los antibióticos.
- Impacto en la biodiversidad: alteran el comportamiento, reproducción y supervivencia de especies acuáticas; claro ejemplo de ello es la acumulación de microplásticos en ecosistemas marinos.
El principal problema radica en que muchos de estos compuestos no se eliminan completamente mediante los tratamientos convencionales de aguas residuales. Esto permite su infiltración en ríos, acuíferos y, eventualmente, en el agua destinada al consumo humano.
Limitaciones de los tratamientos convencionales
Las EDAR tradicionales están diseñadas básicamente para eliminar materia orgánica, nutrientes (nitrógeno y fósforo), sólidos en suspensión y microorganismos patógenos. Sin embargo, no están preparadas para eliminar contaminantes emergentes, que requieren procesos más sofisticados.
Por lo general, estos tratamientos convencionales incluyen:
- Pretratamiento: eliminación de sólidos grandes.
- Tratamiento primario: sedimentación de sólidos.
- Tratamiento secundario: procesos biológicos para degradar materia orgánica.
- Tratamiento terciario: desinfección y eliminación de nutrientes.
Aunque eficaces para los contaminantes clásicos, estos procesos no eliminan completamente los CPE, que pueden atravesar las barreras físicas y biológicas y llegar al medio ambiente, por lo que, cada vez con mayor frecuencia, es necesario efectuar un tratamiento cuaternario capaz de eliminar contaminantes emergentes y otros compuestos que no se eliminan completamente en las etapas anteriores.
La Directiva TARU: un nuevo marco europeo
La Directiva de Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas (TARU) es una normativa europea que busca modernizar la gestión del agua en las ciudades. Aunque no profundizaremos en sus aspectos técnicos, sí es importante destacar algunos puntos importantes:
- Se exige la incorporación de tecnologías capaces de eliminar microcontaminantes, es decir, se precisan tratamientos más avanzados.
- Las EDAR deberán ser más eficientes y sostenibles.
- Los fabricantes de productos que generan contaminantes emergentes deberán contribuir a financiar su eliminación. Es decir, se contempla una responsabilidad ampliada del productor:
Por lo tanto, la Directiva TARU representa un cambio de paradigma en la gestión hídrica europea, al establecer requisitos más estrictos para el tratamiento de aguas residuales urbanas, incluyendo la incorporación de tratamientos cuaternarios, la neutralidad energética y la responsabilidad ampliada del productor.
Esta normativa obliga a los Estados miembros y operadores del sector a adoptar soluciones tecnológicas más eficaces, sostenibles y alineadas con los principios de economía circular, salud pública y lucha contra el cambio climático.
Tecnologías avanzadas para eliminar contaminantes emergentes
Ante la creciente preocupación por los contaminantes emergentes y las limitaciones de los tratamientos convencionales, se vuelve imprescindible incorporar soluciones específicas más eficaces.
La evolución tecnológica ha permitido desarrollar procesos capaces de eliminar compuestos que antes pasaban desapercibidos en las estaciones depuradoras. Entre estas soluciones destacan las tecnologías de separación por membranas, como la ultrafiltración (UF) y la ósmosis inversa (OI), que han demostrado una alta eficiencia en la eliminación de microcontaminantes.
Estas tecnologías no solo permiten cumplir con los nuevos requisitos normativos, como los establecidos por la Directiva TARU, sino que también abren la puerta a una gestión del agua más segura, sostenible y resiliente.
A continuación, se describen brevemente sus características, ventajas y el papel que desempeñan actualmente en la mejora de la calidad del agua y la protección del medio ambiente.
Ultrafiltración (UF)
La ultrafiltración (UF) es un proceso físico que utiliza membranas con poros de entre 0.01 y 0.1 micras. Gracias a esta estructura, es capaz de retener partículas en suspensión, bacterias, virus y ciertos compuestos orgánicos, lo que la convierte en una herramienta eficaz para mejorar la calidad del agua.
Uno de sus principales atractivos es su alta eficiencia en la eliminación de sólidos y microorganismos, además de su bajo consumo energético, lo que la hace especialmente adecuada como etapa de pretratamiento en sistemas más complejos.
Sin embargo, la UF no es capaz de eliminar por sí sola todos los contaminantes emergentes, por lo que suele integrarse con otras tecnologías más específicas.
Ósmosis Inversa (OI)
La ósmosis inversa (OI) es una de las tecnologías más eficaces disponibles para la purificación del agua. Este proceso utiliza membranas semipermeables capaces de retener prácticamente cualquier tipo de contaminante, incluidos sales, metales pesados, pesticidas, fármacos y otros compuestos de preocupación emergente (CPE). Gracias a su capacidad para eliminar hasta el 99% de estos elementos, la OI produce agua de altísima calidad, apta para usos exigentes tanto en el ámbito industrial como en el consumo humano.
Hoy en día, la ósmosis inversa se ha consolidado como la tecnología predominante en el tratamiento de aguas, gracias a los continuos avances que han permitido superar las limitaciones iniciales —como el elevado consumo energético y la generación de una corriente de concentrado—. Lo que en sus inicios se consideraba una solución con ciertas restricciones, ahora representa una opción eficiente, fiable y ampliamente adoptada en todo el mundo.
La incorporación de sistemas de recuperación de energía, el desarrollo de membranas más eficientes y duraderas, y la optimización de los procesos han reducido significativamente el impacto energético y económico. Además, existen soluciones cada vez más eficaces para gestionar el concentrado, como su tratamiento complementario o su reutilización en otros procesos. Todo ello ha contribuido a que la ósmosis inversa sea hoy una opción más sostenible, accesible y robusta para enfrentar el desafío de los contaminantes emergentes.
Combinación UF + OI
Una de las estrategias más eficaces para la eliminación de contaminantes emergentes es la combinación de ultrafiltración (UF) y ósmosis inversa (OI) en un sistema integrado. En este esquema, la ultrafiltración actúa como una etapa de pretratamiento, encargada de retener sólidos en suspensión, microorganismos y partículas de mayor tamaño. Esta primera barrera no solo mejora la calidad del agua antes de entrar en el sistema de ósmosis, sino que también protege las membranas de OI, reduciendo significativamente el riesgo de ensuciamiento y prolongando su vida útil.
Una vez que el agua ha sido pretratada mediante UF, pasa al proceso de ósmosis inversa, donde se eliminan los contaminantes más difíciles de retener, como sales disueltas, metales pesados, pesticidas, fármacos y otros compuestos de preocupación emergente.
Esta sinergia entre ambas tecnologías permite alcanzar niveles de purificación muy elevados, optimizando el rendimiento global del sistema y reduciendo los costes operativos asociados al mantenimiento de las membranas.
Además, esta combinación facilita una mayor flexibilidad en el diseño de plantas de tratamiento, ya que permite adaptar los procesos a diferentes tipos de aguas residuales y a distintos niveles de carga contaminante.
En el contexto de la nueva Directiva TARU y de los retos ambientales actuales, integrar UF y OI representa una solución robusta, eficiente y alineada con los principios de sostenibilidad y protección de la salud pública.
Otros tratamientos complementarios
Además de la UF y la OI, existen otras tecnologías que pueden complementar la eliminación de CPE como son:
- Procesos de oxidación avanzada (POA): utilizan ozono, peróxido de hidrógeno o radiación UV para descomponer contaminantes resistentes.
- Adsorción con carbón activado: retiene compuestos orgánicos en su superficie.
- Biorreactores de membrana: combinan procesos biológicos y físicos para una mayor eficiencia.
Cada tecnología tiene sus ventajas y limitaciones, y su elección depende del tipo de contaminantes, el volumen de agua a procesar y los objetivos del tratamiento.
Casos de éxito y aplicaciones reales
La combinación de ultrafiltración (UF) y ósmosis inversa (OI) se ha consolidado como una estrategia altamente eficaz para la eliminación de contaminantes emergentes en el tratamiento avanzado de aguas. Esta combinación tecnológica permite abordar de forma integral la presencia de compuestos farmacéuticos, disruptores endocrinos, microplásticos y otros contaminantes que no son eliminados por métodos convencionales.
Algunas de las aplicaciones en las que esta combinación de tecnologías se está aplicando con éxito son:
- En hospitales y centros sanitarios, esta combinación se utiliza para tratar aguas residuales con alta carga de fármacos, antibióticos y agentes biológicos, reduciendo significativamente el riesgo de contaminación ambiental y la propagación de resistencias microbianas.
- En municipios con escasez de agua potable o alta presión contaminante, UF y OI permiten la producción de agua segura para consumo humano, incluso a partir de fuentes altamente comprometidas, como aguas superficiales contaminadas.
- En la industria cosmética y farmacéutica, estas tecnologías se aplican para depurar efluentes con trazas de medicamentos y otros compuestos, evitando su liberación al medio ambiente y cumpliendo con normativas cada vez más estrictas.
- En proyectos de reutilización de agua, especialmente en zonas urbanas densamente pobladas, la combinación UF-OI garantiza una calidad de agua regenerada apta para distintos usos municipales, industriales y agrícolas.
Estos casos demuestran que el uso combinado de ultrafiltración y ósmosis inversa representa una solución robusta, escalable y sostenible para enfrentar los desafíos que plantean los contaminantes emergentes en el ciclo del agua.
Conclusión
Los contaminantes emergentes representan uno de los mayores desafíos actuales en la gestión del agua. Su presencia, aunque invisible, puede tener consecuencias graves para la salud humana y el medio ambiente.
La nueva Directiva TARU marca un punto de inflexión, y obliga a repensar cómo tratamos nuestras aguas residuales. En este contexto, apostar por tecnologías avanzadas no es solo una opción, sino una necesidad.
Las tecnologías convencionales no son suficientes para eliminarlos, pero la ultrafiltración y la ósmosis inversa ofrecen soluciones eficaces y probadas. Combinando ambas técnicas conseguimos alcanzar niveles de purificación que cumplen con las exigencias actuales y futuras.
En SETA llevamos años desarrollando e implantando estas soluciones, lo que nos ha convertido en un referente en el diseño y la fabricación de plantas compactas de tratamiento de agua, garantizando siempre la máxima eficiencia y fiabilidad para nuestros clientes.
