Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/263/14
México, D.F., 26 de julio de 2014

• Las regulaciones existentes en México son insuficientes. Se requiere que las autoridades y la industria conozcan más la perspectiva científica sobre el tema, señala Tatiana Poznyak, doctora en química ambiental del IPN

Es posible oxidar con oxígeno, pero si se hace el mismo proceso con ozono se puede reducir el tiempo de horas hasta minutos, explicó la doctora Tatiana Poznyak, investigadora de la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas del IPN e integrante de la Academia Mexicana de Ciencias.
Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.
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Se estima que en México se generan 160 m³/s (metros cúbicos por segundo) de aguas residuales (agua que se ha utilizado en las actividades diarias como son las domésticas, comerciales, industriales y de servicios), de las cuales solo recibe tratamiento el 13%, y al menos el 40% proviene de la industria química (farmacéutica, textil, plásticos, fibras sintéticas). Algunas de estas aguas residuales se consideran altamente tóxicas debido a que pueden ocasionar daños a la salud.

Dependiendo de su manejo, existen en el país algunas regulaciones como la Norma Oficial Mexicana NOM-003-SEMARNAT-1996, la cual establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las aguas residuales provenientes de la industria, o cualquier otro uso, pero en opinión de Tatiana Poznyak, investigadora de la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas del Instituto Politécnico Nacional, estas regulaciones no son suficientes.

Destacó la necesidad de que las autoridades y la industria conozcan más la perspectiva científica sobre el tema, sobre todo, porque cualquier planta produce una gran cantidad de residuos tóxicos al no haber normas fuertes y estrictas, y opinó que se requiere tener un mayor control sobre la producción de residuos tóxicos.

“Todos saben que aquí hay plantas de producción de materia prima que no están permitidas en Europa, donde hay normas mucho más fuertes, pero en México y América Latina las regulaciones no son rígidas, por eso muchas de las plantas que no se utilizan en Europa y Estados Unidos se usan aquí, porque hay otra política. Es un problema en toda América Latina”, dijo la especialista quien es además integrante de la Academia Mexicana de Ciencias.

Uno de los problemas que se presenta en las plantas es el control de la toxicidad, ya que proporcionalmente un agua residual, después de haber pasado por un proceso de tratamiento, puede tener bajas concentraciones de un contaminante, pero este puede ser altamente tóxico; o bien, precisó Poznyak, pueden ser poco tóxicos, pero estar presentes en altas concentraciones, y esta situación en ambos sentidos no está regulada.

Es por esta circunstancia que las normas a diseñarse dependerán del tipo de tóxicos que se estén manipulando, dijo la especialista, quien puso como ejemplo a las aguas residuales de la industria farmacéutica, que sin importar las cantidades de contaminantes, pueden tener una toxicidad muy alta.

En cambio, si se habla de residuos tóxicos de la industria textil, en este caso colorantes, aunque son aptos para el tratamiento, el problema que se presenta con estos son las altas concentraciones que se manejan y el tiempo que se toma para eliminarlos.

Por lo anterior, la especialista comentó que es necesario, al proponer un bioproceso (método que usa células vivas completas o sus componentes) para el tratamiento de aguas, considerar el control de la toxicidad en diferentes etapas.

La problemática que enfrenta el país en este tema, es que existen muchas plantas de tratamiento pero nadie puede controlar la eficiencia del bioproceso, “y en la mayoría de ellas no sirve por la sencilla razón de que los compuestos iniciales son tóxicos y las células vivas –bacterias- no sirven para nada”.

Los beneficios de los procesos de oxidación avanzados

En un intento por mejorar el tratamiento de las aguas residuales provenientes de la industria, el grupo de Poznyak trabaja con procesos de oxidación avanzados, particularmente con ozono (O₃), como agente de eliminación de residuos tóxicos.

“Se trata de un proceso que se aplica mucho en Europa y Estados Unidos, pero en México muy poco, ya que no existe una cultura o hay poca propaganda para su uso porque se cree que es costoso”, explicó.

El objetivo de tratar las aguas residuales es degradar los compuestos iniciales tóxicos para producir otros no tóxicos; o bien, degradarlos parcialmente hasta producir una menor cantidad, con peso molecular más bajo o una estructura más simple. Esto se logra a través de un control en diferentes etapas para saber en qué momento se puede cortar ese pre-tratamiento, que es básicamente con ozono y esto se combina con algún bioproceso.

La doctora en química ambiental explicó que el interés por utilizar el O₃ surgió porque se trata de un oxidante muy potente. “Es posible oxidar con oxígeno, pero si se hace el mismo proceso con ozono se puede reducir el tiempo de horas hasta minutos, porque el O₃ es la forma alotrópica del oxígeno (O₂), y al ser inestable tiene un potencial de oxidación mucho más alto”.

El porcentaje de eliminación de los residuos tóxicos depende de la estructura química, por ejemplo, un agua residual de la industria textil con una concentración regular de diferentes colorantes (250 miligramos por litro) tratada con ozono a 30 ppm (partes por millón) hace que estos colorantes se pueden eliminar completamente en tres o cuatro minutos.

Este proceso puede aplicarse a cualquier industria, excepto en las que se producen residuos no clorados, debido a que no es posible degradarlos con un bioproceso, pues son tóxicos respecto a las bacterias.

Beneficios y retos

Uno de los beneficios del tratamiento de agua, destacó la investigadora del IPN, es que puede ser reutilizada en el mismo proceso industrial al ser posible crear un ciclo cerrado para recuperación de agua, lo cual es importante pues en el caso de la industria existe un alto consumo del líquido y al poder reutilizarla se reducirían los costos de producción.

Otro reto es optimizar condiciones de operación: minimizar tiempo de tratamiento y aumentar eficiencia, dos criterios a considerar en los procesos de tratamiento de aguas en el consumo de energía.

“Tenemos un proyecto con el apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología en el que proponemos la combinación de bioprocesos. La idea es buscar una combinación óptima de diferentes procesos con el fin de reducir el tiempo y, por ende, disminuir el consumo de energía para degradar altas concentraciones de tóxicos. En el proyecto evaluamos si vale la pena utilizar un proceso u otro”, concluyó.

Miriam Montserrat Gómez Mancera