Los compuestos farmacéuticos presentes en las aguas residuales forman un grupo de los denominados micro-contaminantes emergentes. Las aguas residuales producidas por pacientes sometidos a tratamientos farmacológicos, tanto en su propio domicilio como en hospitales y clínicas, contienen antibióticos, productos anticancerígenos y analgésicos que son conducidos desde sus viviendas y los centros sanitarios hasta las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) municipales. En general, las EDAR convencionales no están proyectadas para eliminar esos compuestos, por lo que un gran número de ellos atraviesan las instalaciones sin experimentar una reducción significativa y son posteriormente vertidos a los medios acuáticos receptores. Se desconoce la posible toxicidad que muchos de esos compuestos pueden tener para las personas, a las concentraciones con que se están vertiendo actualmente al medio acuático. No obstante, y aunque se trata de pequeñas concentraciones (de mg/L a g/L), se ha comprobado que algunas de esas sustancias pueden causar trastornos hormonales y disfunciones orgánicas en distintas especies acuáticas y terrestres. Se trata por tanto de una preocupación creciente, debido al aporte de esos compuestos que se viene realizando constantemente al medio ambiente. Se ha estimado que los hospitales aportan entre el 5 % y el 20 % de la cantidad total de productos farmacéuticos liberados al medio ambiente, dependiendo de los países. La proporción restante la aportan directamente los propios ciudadanos, como resultado de su medicación ambulatoria. Más allá de esos valores medios, existen hospitales de gran capacidad dedicados a atender enfermedades raras y agresivas, en los que se utilizan importantes cantidades de productos farmacéuticos y otros compuestos químicos, lo que les convierte así en importantes puntos de vertido de compuestos relevantes para la calidad ambiental y la salud pública en general.
La legislación vigente en la Unión Europea no incluye todavía limitaciones aplicables a las concentraciones de todos esos compuestos farmacéuticos. Sin embargo, las autoridades danesas, conscientes del peligro potencial que esas sustancias representan para el medio ambiente y la salud humana, pusieron en marcha en 2009 un plan nacional destinado a reducir el vertido de productos farmacéuticos al medio acuático. El plan propició la puesta en marcha de un proyecto de innovación público-privado que culminó con la instalación de la primera EDAR hospitalaria a nivel mundial en el Hospital de Herlev, destinada a eliminar los virus, las bacterias resistentes a los antibióticos y los compuestos farmacéuticos contenidos en su efluente.
El objetivo principal de ese proyecto de gestión de efluentes hospitalarios fue obtener unos conocimientos sólidos y suficientes, tanto para los hospitales como para las autoridades medioambientales danesas, con los que poder valorar la viabilidad de implantar un proceso de depuración descentralizada de aguas residuales hospitalarias. La primera fase del proyecto permitió verificar la capacidad de depuración de diferentes tecnologías innovadoras. Ensayos realizados en el laboratorio y en planta piloto pusieron de manifiesto que una combinación tecnológica formada por un proceso de biorreactor de membranas (MBR), junto con carbono activo granular (CAG), ozono (O3) y luz ultravioleta (UV) era la más efectiva para eliminar los productos farmacéuticos y los microorganismos patógenos contenidos en las aguas residuales hospitalarias. Sin embargo, los ensayos iniciales no permitieron determinar la secuencia más apropiada con la que configurar los distintos tratamientos unitarios, a fin de adaptarse al caudal continuado producido por el hospital y conseguir el máximo rendimiento de la planta a escala real.
El hospital universitario de Herlev, situado en el barrio de Herlev en Copenhague, tiene una capacidad de 700 camas y genera un caudal de 150.000 m3/año de agua residual. Se encuentra actualmente en proceso de ampliación para aumentar su capacidad hasta 900 camas en el año 2020, cuando se estima que generará 200.000 m3/año de aguas residuales. El hospital da servicio a unos 700.000 habitantes y cubre una gran variedad de especialidades médicas, incluyendo los canceres más raros y agresivos. Su EDAR se puso en marcha en mayo de 2014 y consiste en un proceso MBR capaz de eliminar nutrientes, seguido de un tratamiento avanzado de regeneración formado por dos líneas de tratamiento. La línea 1 estaba compuesta por CAG ==> O3 ==> UV, mientras que la línea 2 estaba formada por O3 ==> CAG ==> UV, respectivamente. Tras un periodo de pruebas, se observó que la línea 2 era la más eficiente de las dos, lo que llevó a los responsables del estudio a remodelar la primera de las líneas de tratamiento, transformándola en una similar a la segunda (O3 ==> CAG ==> UV). Los residuos sólidos de todo el proceso (fango en exceso, CAG saturado, restos del pretratamiento) son incinerados y producen calor y electricidad. Un equipo de desodorización, mediante fotoionización, permite eliminar los microorganismos patógenos del aire, antes de que éste sea liberado a la atmósfera, evitando así problemas de olores y sanitarios.
El informe final de este proyecto describe la evaluación de la capacidad de eliminación de productos farmacéuticos de este proceso de depuración y regeneración de agua residual hospitalaria, mediante el seguimiento de 122 compuestos farmacéuticos contenidos en un total de 118 muestras. También se realizaron ensayos microbiológicos para evaluar la eliminación de virus y bacterias resistentes a los antibióticos, y ensayos eco-toxicológicos utilizando organismos acuáticos. Los resultados de este proceso de seguimiento muestran que el proceso de tratamiento permite eliminar un 99,9 % de los compuestos farmacéuticos analizados y un 99 % de los medios de contraste, productos considerados como menos tóxicos, pero más persistentes en el medio natural. No se pudieron detectar bacterias fecales ni bacterias resistentes a los antibióticos en el efluente, ni tampoco la presencia de norovirus. Los ensayos de eco-toxicidad llevados a cabo con peces (cebra) y crustáceos (Daphnia), así como los ensayos sobre posibles efectos estrogénicos, dieron resultados negativos en todos los casos. Las concentraciones de la demanda química de oxígeno (DQO), el nitrógeno total (NT) y el fósforo total (PT) registraron unos valores medios de 15, 3, y 0,5 mg/L respectivamente. En resumen, los resultados obtenidos sugieren que la configuración MBR ==> O3 ==> CAG ==> UV es la más eficiente de las dos opciones estudiadas para regenerar las aguas residuales del hospital de Herlev. Además, esta configuración ofrece un menor consumo de CAG y evita la presencia detectable de subproductos derivados de la ozonización como el bromato, los halógenos orgánicos absorbibles (AOX) o el N-Nitrosodimetilamina (NDMA). El coste de explotación de esta instalación, con una capacidad de 600 m3/d, considerando costes y precios españoles, oscila en el intervalo 0,80-1,00 €/m3.
El agua regenerada producida en esta instalación tiene una calidad tan alta que permite satisfacer todos, excepto cuatro de los 32 parámetros aplicables a la calidad del agua potable en Dinamarca. Esta circunstancia abre un nuevo abanico de posibilidades para su reutilización, a pesar de que su origen sea hospitalario. El hospital de Herlev se está planteando la reutilización de 10.000 m3/año de agua regenerada en sus torres de refrigeración. No obstante, la excelente calidad del efluente ha llevado al hospital a iniciar la búsqueda de nuevas posibles aplicaciones del agua excedente, como alternativa a su vertido final al rio local Kagså.
Para obtener información adicional sobre el proyecto, pueden dirigirse a José Antonio Gil Linares.
