Procesos fotocatalíticos para la potabilización de aguas en Lastras de Cuéllar.
Hace ya cerca de cinco años que los habitantes de Lastras de Cuéllar (Segovia) sufrieron las primeras restricciones en el consumo de agua de red debido a la presencia de altos niveles de arsénico. Años después, tras la instalación de un lecho adsorbente para su retirada, volvieron a sonar las alarmas en esta pequeña localidad, esta vez debido al exceso de nitratos en el agua de red. Dos problemas diferentes con la misma solución: ¡la fotocatálisis! Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid colaboran con el municipio de Lastras de Cuéllar desarrollando procesos fotoasistidos empleando minerales de bajo coste como catalizadores y adsorbentes.
Alicia L. García-Costa. Departamento Ingeniería Química. UAM
Mayo de 2015. D. Andrés García Sanz asume la alcaldía de Lastras de Cuéllar con un difícil reto, dar con una solución para lograr un abastecimiento seguro de agua potable. Tras casi un año sin poder consumir agua de red, la única solución que ofrece la Junta de Castilla y León es la instalación de un lecho adsorbente con relleno férrico para la retirada del arsénico. Este sistema da solución a un problema puntual pero el arsénico está presente en el agua como arsenito (As3+) y arseniato (As5+). De estas dos especies, los adsorbentes tradicionales solo son capaces de retener el arseniato. Además, de entre ellas, el arsenito resulta más tóxico. Así, investigadores del Departamento de Ingeniería Química de la UAM emprendieron una nueva línea de trabajo basada en la oxidación de arsenito a arseniato con H2O2 y su posterior retención empleando un mineral de hierro, la ilmenita. Los resultados para el proceso asistido con LED UV-A mostraron una alta eficiencia para la oxidación y posterior retirada del arsénico. En este tratamiento, el mineral seleccionado tiene un doble rol. Por una parte, cataliza la descomposición del H2O2 generando radicales hidroxilo, que son los responsables de la oxidación del arsenito en arseniato. Por la otra, actúa como adsorbente, reteniendo el arseniato sobre el hierro en su superficie. De esta forma se pueden alcanzar rendimientos de retención de arsénico superiores a los de los adsorbentes comerciales que se emplean en la actualidad.
No obstante, el arsénico no es el único compuesto que tiene en alerta a los habitantes de Lastras. En 2019 volvieron los bandos municipales y las restricciones en el consumo de agua (que aún continúan vigentes) por la presencia de altos niveles de nitrato. Aquí, el tratamiento necesario es diferente, se trata de un proceso de reducción. Sin embargo, tiene dos cosas en común con la eliminación de arsénico, se puede hacer con ilmenita en un proceso foto-asistido. En este caso, los investigadores de IQ de la UAM han conseguido desarrollar un proceso selectivo a N2, evitando la formación de amonio, común en procesos catalíticos para la reducción de nitrato. Para ello, además de radiación UV, se precisa la adición de un reductor, en este caso ácido oxálico, que se oxida hasta CO2, por lo que no afecta a la calidad de las aguas.
Los resultados alcanzados hasta la fecha permiten calificar esta alternativa como prometedora pudiendo, en función de la cantidad de reductor, llegar a eliminar totalmente el nitrógeno de la fase acuosa, con selectividades a N2 superiores al 97% (el resto corresponde a la formación de NOx(g)).
En todo caso todavía, antes de su implementación, es preciso continuar con esta investigación de cara a aumentar la velocidad del proceso y analizar el efecto que la presencia de iones Ca2+, carbonatos y bicarbonatos tiene sobre la eficiencia de este proceso.