La presencia de antibióticos en el agua es un reto ambiental cada vez más relevante. Aunque estos compuestos se utilizan para prevenir y tratar infecciones, una parte puede llegar al medio acuático a través del uso humano, veterinario, agrícola o industrial.
El problema no se limita a las aguas residuales sin tratar. La literatura científica ha detectado residuos de antibióticos en aguas superficiales, aguas tratadas e incluso en contextos relacionados con el agua potable, generalmente en concentraciones muy bajas, pero persistentes.
En este escenario, el uso de ozono para degradar antibióticos vuelve a situarse como una línea de interés dentro del tratamiento avanzado del agua. Su capacidad oxidante permite actuar sobre contaminantes orgánicos difíciles de eliminar mediante procesos convencionales.
Una revisión publicada en Molecules analiza el uso de ozono combinado con peroximonosulfato, un proceso conocido como O₃/PMS, para degradar antibióticos en agua potable y aguas tratadas. Esta combinación permite ampliar la capacidad oxidante del proceso y mejorar la degradación de determinados contaminantes farmacológicos persistentes.
Antibióticos en el agua: un reto cada vez más visible
Los antibióticos forman parte de un grupo de contaminantes emergentes asociados al uso de medicamentos y productos de cuidado personal. Su presencia en el agua preocupa porque muchos de estos compuestos pueden ser persistentes y difíciles de eliminar por completo.
Según la revisión analizada, una parte importante de los antibióticos utilizados por humanos y animales puede llegar al medio acuático como compuesto original o como metabolito. Aunque las concentraciones detectadas suelen ser bajas, en rangos de ng/L a µg/L, su permanencia en el tiempo puede afectar a los ecosistemas acuáticos.
Por eso, el tratamiento del agua requiere cada vez más tecnologías capaces de actuar sobre contaminantes complejos. No se trata únicamente de desinfectar, sino también de degradar moléculas persistentes que pueden permanecer en el agua después de tratamientos convencionales.
El ozono como punto de partida de una oxidación más potente
El ozono es un oxidante fuerte y se utiliza desde hace años en el tratamiento de agua y aguas residuales. Puede reaccionar directamente con determinados contaminantes y también favorecer la formación de radicales hidroxilo, especies muy reactivas capaces de oxidar una amplia variedad de compuestos orgánicos.
Sin embargo, el artículo recuerda una cuestión importante: el ozono por sí solo no actúa igual frente a todos los contaminantes. Algunos antibióticos presentan estructuras más difíciles de degradar, y la eficacia puede depender de factores como el pH, la composición del agua, la materia orgánica presente o el tiempo de contacto.
Por eso resultan especialmente interesantes los procesos de oxidación avanzada basados en ozono. En estos sistemas, el ozono no trabaja únicamente como oxidante directo, sino que también puede activar rutas químicas que generan especies más reactivas.
De esta forma, el ozono para degradar antibióticos puede integrarse en procesos más potentes y eficaces dentro del tratamiento avanzado del agua.
Qué significa O₃/PMS y por qué mejora la degradación
En el artículo, O₃/PMS hace referencia a la combinación de ozono (O₃) y peroximonosulfato (PMS).
Esta combinación permite generar simultáneamente dos tipos de radicales oxidantes: radicales hidroxilo y radicales sulfato. Ambos tienen una elevada capacidad para reaccionar con contaminantes orgánicos, aunque no actúan exactamente igual.
Los radicales hidroxilo son muy reactivos y pueden atacar una gran variedad de compuestos. Los radicales sulfato, por su parte, presentan una alta capacidad oxidante y una mayor selectividad frente a determinados micropoluentes.
Esta doble vía ayuda a explicar por qué el sistema O₃/PMS puede mejorar la degradación de ciertos antibióticos frente al ozono aplicado de forma aislada. El ozono sigue siendo una pieza central del proceso, porque participa en la activación del sistema y en la generación de especies oxidantes.
Menos tiempo y más degradación: los datos que marcan la diferencia
La revisión recoge distintos estudios en los que el sistema O₃/PMS muestra mejores resultados que otros tratamientos basados en ozono.
Uno de los ejemplos más claros aparece en la degradación de sulfadiazina, un antibiótico del grupo de las sulfonamidas. En el estudio citado, el sistema O₃/PMS alcanzó una degradación del 95,9 % en 12 minutos y dejó el compuesto por debajo del límite de detección en 13 minutos.
La comparación ayuda a entender el valor de esta combinación. En esos mismos 12 minutos, el ozono solo alcanzó una degradación del 73,8 %, mientras que el proceso O₃/UV llegó al 76,5 %.
La revisión también recoge resultados destacados en otros antibióticos. En el caso del sulfametoxazol, sistemas reforzados basados en O₃/PMS con catalizadores lograron degradaciones superiores al 98 % en 10 minutos. El sistema O₃/PMS sin esos catalizadores consiguió una degradación casi completa en 25 minutos.
En amoxicilina, otro antibiótico ampliamente conocido, el sistema O₃/PMS alcanzó una eliminación del 90 ± 2 % en 30 minutos, frente a valores aproximados del 60–70 % en otros procesos comparados como O₃/PS u O₃/H₂O₂.
Estos datos permiten extraer una idea clara: el ozono, cuando se integra en procesos avanzados bien diseñados, puede acelerar la degradación de antibióticos y mejorar la eficacia frente a sistemas más simples.
Una tecnología prometedora, pero no automática
Los resultados son relevantes, pero el uso de ozono en procesos avanzados debe entenderse siempre desde el control técnico.
La revisión señala que el sistema O₃/PMS puede favorecer la formación de subproductos no deseados, especialmente bromato, cuando el agua contiene bromuro. Este punto es importante porque recuerda que una tecnología eficaz también debe aplicarse con criterios de seguridad y control.
El artículo recoge estrategias para limitar esta formación, como el uso de materiales carbonosos que ayudan a interferir en las rutas de generación de bromato. También señala que los catalizadores y otros materiales complementarios pueden mejorar la degradación de antibióticos, acortar los tiempos de reacción y aumentar la eficiencia del proceso.
Por tanto, el ozono no debe plantearse como una solución automática. Su eficacia depende de variables como la dosis aplicada, el pH, la composición del agua, el tipo de antibiótico, el tiempo de contacto y el control de posibles subproductos.
Esta visión es esencial en cualquier aplicación real: el objetivo no es solo degradar antibióticos, sino hacerlo de forma eficaz, segura y adaptada a cada tipo de agua.
Conclusión
La presencia de antibióticos en el agua plantea un desafío creciente para los sistemas de tratamiento. Aunque muchos de estos compuestos aparecen en concentraciones bajas, su persistencia y su posible impacto ambiental hacen necesario estudiar tecnologías capaces de degradarlos de forma más eficaz.
La revisión analizada muestra que el ozono puede desempeñar un papel central en este ámbito. Al combinarse con peroximonosulfato, el sistema O₃/PMS favorece la generación de radicales hidroxilo y radicales sulfato, ampliando la capacidad oxidante frente a antibióticos presentes en agua potable y aguas tratadas.
Los datos recogidos son especialmente ilustrativos: 95,9 % de degradación de sulfadiazina en 12 minutos, más del 98 % de degradación de sulfametoxazol en 10 minutos en sistemas catalizados y 90 ± 2 % de eliminación de amoxicilina en 30 minutos.
Estos resultados reflejan el potencial del ozono para degradar antibióticos como base de procesos de oxidación avanzada. No obstante, su aplicación requiere control técnico, evaluación de subproductos y adaptación a las características del agua tratada. Desde esta perspectiva, el ozono se consolida como una tecnología clave dentro de los tratamientos avanzados orientados a mejorar la calidad del agua.
Referencia: Lu, H., Chen, X., Cong, Q., Li, Q., Wang, X., Zhong, S., Deng, H., & Yan, B. (2024). Research progress of ozone/peroxymonosulfate advanced oxidation technology for degrading antibiotics in drinking water and wastewater effluent: A review. Molecules, 29(5), 1170. https://doi.org/10.3390/molecules29051170
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