Los microplásticos en las aguas: actuar en origen para minimizar su impacto

Llamamos microplásticos a aquellas partículas inferiores a 5 mm de tamaño (<1 mm según nueva definición de ISO) de diferentes polímeros plásticos, primarias (ligadas a productos empleados por el hombre) o secundarias (resultado de la desintegración de elementos plásticos mayores), que pueden generar dos tipos de impactos: a nivel ambiental (flora y fauna) y a nivel sanitario, sobre el ser humano. Presentes en varias matrices, es en el campo que nos ocupa, el del agua, donde los operadores y gestores de agua, laboratorios y universidades trabajan para minimizar su impacto.

Para resolver dudas sobre la preocupación emergente que suponen los microplásticos en el sector del agua, el pasado 4 de octubre se celebró en Valencia la segunda edición de la jornada sobre microplásticos de Tecnoaqua y AEAS, con la participación de unos 150 profesionales, entre asistentes y ponentes. La idea era conocer la incidencia de estos microcontaminantes en las aguas de consumo humano, aguas residuales y fangos de depuradora, así como analizar los avances realizados en cuanto a su detección, análisis y eliminación, además de dar a conocer algunos de los proyectos actuales más interesantes que se están desarrollando en España en relación a los microplásticos.

En su parte introductoria, Rafael Marín Galvín, coordinador del Grupo de Trabajo de Microplásticos de la Comisión II de AEAS y jefe de Control de Calidad de Emacsa, puso al día a todos los asistentes de la realidad actual de los microplásticos. Estos compuestos de preocupación emergente, así indicados en normativas, ya se han encontrado en todas las aguas dulces y marinas a escala mundial, en aguas residuales e incluso en los fangos de depuración de aguas. Los principales polímeros de los microplásticos son: poliéster, poliestireno, polipropileno, polietileno, PVC, poliuretano, poliamida, y acrilonitrilo butadieno estireno. Con los datos actuales se trata más de un problema ambiental que sanitario, si bien existen todavía algunos interrogantes en el sector en la búsqueda de una normalización: ¿cómo tomar muestras? ¿qué investigar, si tipo de polímero o concentración? o ¿qué metodología aplicar: técnicas termoanalíticas o espectroscópicas? En definitiva, queda mucho por hacer ante la problemática de los microplásticos en las aguas.

Los microplásticos y el ciclo integral del agua

El primer bloque temático de esta jornada se centró en la incidencia de los microplásticos en las aguas. Para empezar, Maria Rosa Boleda Vall-Llovera, responsable del Departamento de Química Orgánica del Laboratorio de Aigües de Barcelona, expuso la evolución de la metodología de análisis que utiliza su empresa de agua, y como los cambios que han implantado en esta han mejorado la detección de estos contaminantes incluidos en la lista de observación de la nueva DAC. Tanto desde el punto de vista cuantitativo, como de robustez, automatismo y sobre todo de aplicación integral en un laboratorio de análisis de aguas. Para Boleda, el estudio de la posible presencia de microplásticos en agua del grifo requiere estudiar el agua superficial utilizada para potabilizar y los tratamientos aplicados, por lo que en su charla se analizaron estudios completos con muestras de aguas naturales y potables, utilizando dos métodos: µFTIR y Py[1]GC/MS. Se compararon con varios resultados anteriormente obtenidos y se evaluó su incidencia en una gran red de abastecimiento de agua de consumo público como es el área metropolitana de Barcelona. área metropolitana de Barcelona. En los dos muestreos se hallaron valores muy bajos en las aguas de consumo, siendo el poliéster (PES) y el polipropileno (PP) los mayoritarios. Se concluye que no hay aporte adicional de nuevos microplásticos  a lo largo de la red de distribución.

A continuación, Manuel Borrego Herrera, responsable del Departamento de Control de Calidad de Producción de Emasesa, explicó la presencia, comportamiento e impacto de los microplásticos en las EDAR. Es sabido que los microplásticos emitidos por muchas fuentes utilizadas en nuestros hogares y productos industriales llegan a las plantas de tratamiento de aguas residuales, donde terminan en efluentes y lodos de aguas residuales. El escape posterior de estos microplásticos contamina el ecosistema acuático y terrestre. Los factores de los que depende la mayor o menor presencia de los microplásticos en las EDAR son: tamaño y hábitos de la población; área de captación; fuentes del agua residual (residencial, comercial o industrial); y presencia de sistemas de saneamiento mixtos. Las EDAR, junto a los procesos de escorrentías, son los mayores difusores de microplásticos al medio ambiente, ya que aunque en concentraciones bajas comparadas con los influentes, la cantidad de microplásticos  que se liberan al medio acuático es notable, sobre todo de las partículas más pequeñas. Por su parte, la concentración de microplásticos en lodos de depuradora y su reutilización e impacto dentro de un modelo de economía circular es una de las mayores preocupaciones actualmente. Es necesario investigar las posibilidades de valorización de los lodos sin que sea un riesgo medioambiental y, sobre todo, actuar en origen, pues parece ser el camino más eficiente y sostenible para reducir el impacto de los microplásticos.

Cerró este bloque temático Jordi Sierra Llopart, profesor de la Universitat de Barcelona, que explicó la incidencia de los microplásticos en los lodos de EDAR. Las aguas residuales urbanas contienen entre 100 y 10.000 MP/L, siendo las fibras sintéticas la morfología más abundante. Las EDAR convencionales eliminan más del 90% de los MP de la línea de aguas, acumulándose estos en los lodos de sedimentación primaria y secundaria, con valores de más de 100.000 MP/kg sms. Puesto que la principal gestión de lodos en España es la valorización agrícola (80%), se está trasladando el problema, en parte, a los ecosistemas terrestres. Se desconocen aún los impactos de los microplásticos en suelos agrícolas y sus efectos sobre las redes tróficas y la salud humana, pero las EDAR tienen y van a tener un papel fundamental en la prevención de la contaminación tanto de las aguas (ecosistemas acuáticos) como de los suelos (ecosistemas terrestres). Por eso, en el diseño o rediseño de estas instalaciones se debe tener en cuenta tanto la eliminación de los microplásticos en la línea de aguas como en la de fangos. Parece ser que los sistemas agrarios (suelos) se están contaminando por el aporte de lodos con microplásticos. Y hay que tener en cuenta que los plásticos clásicos más demandados no se degradan significativamente y que los plásticos biodegradables puros tienden a degradarse, aunque lentamente. Y en ambos casos se generan microplásticos (y posiblemente nanoplásticos). Ante tal problema, Sierra apuntó algunas medidas preventivas y correctoras.

Experiencias de los laboratorios en métodos de muestreo y análisis

Tras la pausa, llegó el turno de los laboratorios de agua y sus políticas antes los microplásticos. Para empezar, Antonio Rosado Sanz, jefe de Laboratorio de Eurofins | Iproma, explicó en qué consiste el índice de microplásticos y su utilidad en cuantificación y determinación. Ante los resultados que ofrecen distintas validaciones metodológicas (TG/CG/MS, análisis ATD/FTIR, técnica combinada de microscopia/FTIR o Raman), Rosado propone el índice de resultados que defina una metodología estandarizada y normalizada, como ya se hace en otros campos: existen múltiples índices como metodologías en análisis ambiental (fenoles, COV Totales frente a n-C6, por citar algunos). Para ello se deben seguir unos pasos: definir cuáles son los productos de degradación de cada plástico; definir cuáles son los plásticos que son MR certificados de cada polímero (¿marca? ¿BCR?); elaborar distintos MR a partir de mezclas de plásticos patrón y establecer el Índice de cada polímero (µg/g); normalizar una metodología universal (ISO, UNE...); efectuar interlaboratorios a partir de MR certificados; crear una validación metodológica; e informar por polímero según índice de microplasticos.

Seguidamente, Julio Llorca Porcel, jefe de Laboratorio de Cromatografía en Labaqua, expuso el reto de la cuantificación de microplásticos. Para Llorca, la problemática ambiental de la contaminación por micropásticos ofrece un especial reto analítico para los laboratorios. Estos deben aplicar nuevos conceptos para poder realizar una cuantificación adecuada. Por ello, este reto implica poner toda la tecnología avanzada y la capacidad de innovar al servicio del desarrollo de la metodología, para poder ofrecer una solución analítica adecuada. En la ponencia se centró en el estudio de la experiencia y la tecnología del control de la calidad del agua de Labaqua para superar el reto de la cuantificación de microplásticos en el ciclo del agua.

Finalmente, Débora Sorolla Rosario, doctoranda en Microplásticos por la Universidad de Alicante, expuso la importancia de la investigación e innovación en el muestreo y análisis de microplásticos. Partiendo de una base ideal en la que se busca la optimización de las técnicas existentes en el análisis de microplásticos para obtener una técnica mucho más eficaz, robusta y a la vez rápida y económica que se pueda instaurar a nivel industrial, Sorolla se centró en la termoextracción-desorción acoplada a cromatografía de gases-masas para mostrar los avances realizados tanto en la termodescomposición de los microplásticos como en los nuevos materiales sorbentes. Lo más importante... que  la investigación y la innovación son los pilares del avance científico y social.

Avances científicos y proyectos

Precisamente, sobre avances científicos y  proyectos de investigación se centró el último bloque temático de esta jornada. Para empezar, Silvia Doñate Hernández, responsable del Departamento de Innovación de DAM, expuso el desarrollo y optimización de tecnologías de tratamiento de aguas residuales para la separación y eliminación de microplásticos. En su ponencia explicó el trabajo realizado en los proyectos Fiberclean y Enzycle. El primero desarrolló un sistema a escala piloto para separar más del 80% de los microplásticos presentes en los procesos de depuración de aguas. Concretamente, la planta piloto utilizada incorpora un sistema de elutriación que permite la separación de los microplásticos por diferencia de densidades, así como un módulo de centrifugación empleando un hidrociclón. Por su parte, en Enzycle se está estudiando la degradación enzimática de los microplásticos y también el efecto de estos aditivos en otros procesos como la digestión anaerobia o el compostaje.

Seguidamente, Estefanía Castro Rubio, técnica de I+D+i de Global Omnium, explicó cómo las EDAR son instalaciones que contribuyen a la eliminación de microplásticos. Hay que tener en cuenta que las depuradoras son las principales instalaciones receptoras de microplásticos presentes en las aguas residuales, además de ser puntos de descarga de estos contaminantes al medio acuático natural. En este caso se expuso un trabajo en el que se ha determinado la concentración de microplásticos en el afluente, efluente y fango de cinco EDAR de la Comunitat Valenciana, obteniendo valores de 1,34-18,93 MP/L, 1,17-2,34 MP/L y 25-210 MP/g MS fango, respectivamente. Asimismo, se demuestra que las EDAR son instalaciones que contribuyen a la eliminación de MP en el agua residual, mostrando tasas de eliminación de entre el 78,84 y el 92,24 %. Sin embargo, se ha observado que las partículas de MP que se eliminan de la línea de agua se acumulan en el fango producido.

Por último, Isabel Tormos Fibla, técnica de Proyectos I+D+i de Facsa, presentó el proyecto µNanoCare sobre cuantificación de micronanoplásticos en aguas regeneradas y ecosistemas agrícolas, y su evaluación del riesgo ambiental. Este proyecto propone el desarrollo y validación de un método analítico novedoso que permita cuantificar la presencia de micronanoplásticos en diferentes matrices ambientales. Gracias a este método se valora la cantidad de micronanoplásticos presente en las aguas residuales, la eficacia de los diferentes procesos de depuración para la eliminación de los micronanoplásticos en el entorno EDAR, la concentración de estos en aguas regeneradas y fangos de depuradora, y el destino ambiental de estos en los ecosistemas agrícolas. Además, se valora el efecto ecotoxicológico de dichos micronanoplásticos con organismos de acuáticos y terrestres, y se evaluará la presencia de estos en aguas subterráneas con el fin hacer una primera valoración de la exposición humana a través del consumo de agua. Finalmente, y a raíz de este proyecto, Tormos propuso mejoras en los sistemas actuales de tratamiento de aguas residuales, haciendo una valoración del impacto ambiental y de costes de los procesos alternativos propuestos.

Esta jornada ha contado con el patrocinio de DAM, Eurofins | Iproma, Facsa, Global Omnium y Labaqua.