La eliminación de fármacos presentes en agua mediante luz artificial

La Dra. Agustina Manassero* (INTEC, CONICET-UNL) investiga el Proceso Fotocatalítico utilizando radiación UV para la remoción de fármacos presentes en agua.

¿En qué consiste su actividad?

En el estudio de la degradación de productos farmacéuticos (PF) presentes en agua empleando un proceso avanzado de oxidación (PAO), particularmente la fotocatálisis heterogénea. En estos procesos se utilizan ciertas sustancias, llamadas catalizadores, para acelerar o inducir la reacción sin participar de la misma. Los catalizadores pueden emplearse en suspensión o inmovilizados sobre diferentes tipos de superficies inertes  (tales como vidrio, cuarzo, cerámica, entre otros).  Es por esto que el objetivo central de mi trabajo fue estudiar la eficiencia de la degradación de un PF mediante fotocatálisis en dispositivos con el catalizador en suspensión y en dispositivos con el catalizador inmovilizado. El PF seleccionado para las experiencias fue el ácido clofíbrico, un medicamento utilizado para disminuir los niveles de triglicéridos en sangre. En los ensayos realizados hasta el momento se han empleado lámparas de mercurio halogenado que emiten en el rango visible y en el UV. Actualmente, se está desarrollando un nuevo dispositivo en el cual se utilizará radiación UV-LED.

¿Por qué se utilizará este tipo de radiación?

Las principales ventajas de los LEDs en relación a las lámparas UV convencionales residen en que tienen mayor vida útil, son mucho más robustas y más compactas, y además se pueden conseguir LEDs que emitan en un rango de longitudes de onda muy estrecho, proporcionando un mejor aprovechamiento energético. Otra cuestión sumamente importante para la aplicación de la fotocatálisis a gran escala es que las fuentes de luz UV-LED permitirían ahorrar una gran cantidad de energía en comparación con las lámparas UV tradicionales.

 ¿Cómo opera el proceso fotocatalítico?

Este proceso se inicia a partir de la activación del catalizador mediante radiación ultravioleta. En este caso, el catalizador utilizado es dióxido de titanio (TiO₂). Una vez que el catalizador ha sido activado se desencadena una serie de reacciones en las que se generan especies oxidantes muy reactivas, como los radicales libres, que son capaces de degradar una gran variedad de compuestos orgánicos.

¿Por qué es necesario investigar en este tema?

El uso generalizado de PF, tanto recetados como de venta libre, ha dado lugar a una descarga continua de estos productos y sus metabolitos en aguas residuales. Tanto es  así que una de las principales preocupaciones a nivel mundial es el aumento de la contaminación del agua con este tipo de compuestos. Además, se ha detectado la presencia de trazas de PF en el agua potable, lo cual ha convertido esta problemática en un tema prioritario de salud pública ya que es poca la información existente acerca de los posibles efectos crónicos sobre la salud asociados con la ingesta por períodos prolongados de mezclas de estos compuestos. Estos motivos hacen que sea muy importante investigar acerca de tecnologías que permitan lograr su remoción del agua.

¿Qué tipos de fármacos son los más comúnmente presentes en las aguas residuales? ¿A qué se debe?

Los fármacos más comúnmente detectados en los efluentes de las plantas de tratamiento y en aguas residuales incluyen antibióticos, anticonvulsivos, antipiréticos, analgésicos, reguladores lipídicos, antidepresivos, agentes quimioterápicos, hormonas sintéticas, entre otros. Después de su administración en seres humanos o animales, estos compuestos son parcialmente metabolizados y excretados, ingresando finalmente en el sistema de recolección de aguas residuales. En muchos casos, debido a las bajas concentraciones presentes y a su estructura química compleja, las plantas de tratamiento de agua convencionales no logran remover en forma completa estos compuestos por lo que se han hallado en aguas superficiales y subterráneas de muchos países.

¿Cuál es su principal objetivo?

El principal objetivo de mi investigación es lograr una mejora en los procesos de descontaminación, fundamentalmente mediante el diseño de dispositivos con el catalizador inmovilizado más eficientes. Estos avances resultarían muy ventajosos para la aplicación de este proceso a mayor escala.

(*) Santafesina, Lic. en Biotecnología y Dra. en Tecnología Química (ambos títulos obtenidos en la UNL), es investigadora asistente del CONICET en el Grupo de Ingeniería de los Fotorreactores y Tecnologías Ambientales del INTEC.

Entrevistó: Lic. Enrique A. Rabe (ÁCS/CONICET Santa Fe).