La contaminación por nitratos en aguas de consumo humano en España es un problema significativo. De hecho si entramos en el SINAC (Sistema de Información Nacional de Aguas de Consumo), y a través del acceso al ciudadano buscamos el abastecimiento de nuestro domicilio, no es de extrañar que aparezca :
Y nos llevamos las manos a la cabeza al ver que el agua que sale por nuestros grifos no es apta para el consumo.
Los nitratos son compuestos químicos que se encuentran comúnmente en fertilizantes y aguas residuales agrícolas, que se emplearon de manera indiscriminada en el siglo pasado, y se pueden filtrar hasta las fuentes de agua subterráneas
Cuando se consumen altas concentraciones de nitratos, pueden ser perjudiciales para la salud humana, especialmente para los recién nacidos y los lactantes. Los nitratos pueden convertirse en nitritos en el cuerpo, que pueden interferir con la capacidad de la sangre para transportar oxígeno y causar problemas de salud graves.
Para abordar la contaminación por nitratos en aguas de consumo humano, España ha implementado medidas reguladoras y de monitoreo, como la Directiva Marco del Agua y la normativa nacional sobre calidad de agua potable (RD3/2023). Además, se fomenta la adopción de prácticas agrícolas sostenibles y se realizan campañas de sensibilización para promover un uso responsable de los fertilizantes y reducir la contaminación por nitratos.
El problema está en las grandes concentraciones de nitratos que ya tenemos en nuestros suelos fruto de la sobreexplotación de las décadas anteriores y que contaminan nuestros acuíferos especialmente en áreas rurales o de importancia agraria, como por ejemplo el Levante español.
Además de medidas preventivas, para evitar que se sigan contaminando los suelos, se utilizan también técnicas de tratamiento de agua para reducir los niveles de nitratos en el agua potable. Estos incluyen la desnitrificación biológica, la ionización, la utilización de filtros especializados y la ósmosis inversa.
Desnitrificación biológica
Una técnica efectiva para la eliminación de nitratos en muy altas concentraciones en el agua potable utiliza bacterias para convertir los nitratos en nitrógeno gaseoso. Esta técnica es relativamente económica y segura, y se utiliza ampliamente en España. Este método se emplea cuando la concentración de nitratos en el agua es demasiado alta para ser segura para el consumo humano.
La desnitrificación biológica es un proceso de tratamiento adecuado cuando se requiere una reducción significativa de la concentración de nitratos en el agua y cuando la concentración de otros contaminantes es baja
Este proceso utiliza bacterias nitrificantes y desnitrificantes para convertir los nitratos en nitrógeno gaseoso. La desnitrificación se lleva a cabo en condiciones anaerobias, en las que no hay oxígeno disponible, y las bacterias desnitrificantes utilizan los nitratos como fuente de oxígeno.
Desnitrificación:
Nitrificación:
Ionización
Utiliza procesos electroquímicos para convertir los nitratos en nitritos, que luego se convierten en nitrógeno gaseoso. Esta técnica es más costosa que la desnitrificación biológica, pero es efectiva en la eliminación de nitratos en concentraciones elevadas.
La ionización se lleva a cabo en una célula electrolítica, en la que los iones de nitrato se transferirán a través de una membrana cargada eléctricamente.
Sistemas de Filtración
Dentro de los sistemas de filtración tendremos dos técnicas especializadas:
a) Filtración con resinas de intercambio aniónico:
Este proceso utiliza materiales porosos, como la resina, para retener los iones de nitrato. La adsorción se lleva a cabo mediante la interacción entre los iones de nitrato y los grupos funcionales en la superficie de la resina.
Las resinas aniónicas son polímeros sólidos con grupos funcionales negativos que tienen la capacidad de atraer y retener cationes, incluyendo los iones nitrato (NO3-).
El proceso de eliminación con resinas aniónicas se lleva a cabo en dos etapas: la carga y la descarga. Durante la carga, el agua con nitratos se hace pasar a través de una columna de resina aniónica, donde los iones nitrato se unen a las resinas y son retenidos. Una vez que la resina está saturada con nitratos, se procede a la descarga.
La descarga de resinas aniónicas saturadas de nitratos se produce mediante el uso de un medio cargado positivamente, como una solución de cloruro sódico (NaCl) o cloruro cálcico (CaCl2). Estos medios son capaces de desalojar los iones nitrato (NO3-) retenidos, dejando la resina limpia para un nuevo uso, y drenando a desagüe los nitratos.
Las resinas aniónicas tienen una vida útil prolongada y pueden ser regeneradas para su reutilización en futuros procesos, se emplean para concentraciones de nitratos no muy elevadas y donde existen además mas contaminantes. Hay que tener en cuenta que ion nitrato se sustituye por el ion cloruro el cual en exceso también puede ser un contaminante.
b) Sistemas de Adsorción con carbón activo:
La adsorción de nitratos con carbono activado es un proceso en el que los iones nitrato (NO3-) se unen a la superficie del carbono activado y se retienen en la superficie.
El proceso de adsorción se realiza de la siguiente manera:
- Se mezcla el agua contaminada con nitratos con una carga de carbono activado.
- Los iones nitrato en la solución interactúan con la superficie del carbono activado y se unen a la superficie.
- La solución tratada se filtra para separar el carbono activado y los iones nitrato retenidos en la superficie del carbono.
- El carbono activado saturado se regenera para reutilizarlo en un nuevo proceso de adsorción.
La eficacia de la adsorción de nitratos con carbono activado depende de varios factores, como la concentración de nitratos en la solución, el tamaño de partícula del carbono activado, y las condiciones de pH de la solución. Interesa que el agua no tenga otros contaminantes compuestos como cloro libre u otros contaminantes y la concentración de nitratos no sea muy elevada.
Osmosis Inversa
Este proceso utiliza una membrana semipermeable para retener los iones de nitrato y otros contaminantes. La ósmosis inversa se lleva a cabo mediante la aplicación de una presión diferencial a través de la membrana, lo que resulta en la retención de los iones de nitrato en la membrana.
NO3- + membrana semipermeable → NO3- retenido en la membrana + efluente limpio
El efluente resultante no estará únicamente exento de nitratos sino también de otros componentes que la membrana retendrá en su superficie. Es eficaz cuando existen muchos contaminantes y en concentraciones elevadas.
En conclusión, la eliminación de nitratos en aguas de consumo humano en España es una prioridad para las autoridades sanitarias y ambientales. Se han implementado diversas medidas preventivas y técnicas de tratamiento de agua efectivas para abordar este problema y garantizar que el agua potable sea segura.
No existe un único método que sea el mejor para la eliminación de nitratos en aguas de consumo humano. La elección del método adecuado depende de varios factores, incluyendo la concentración de nitratos en el agua, el presupuesto disponible, la disponibilidad de equipos y tecnologías, y las regulaciones locales y nacionales.
Por ello se debe contar con técnicos especializados en tratamiento de aguas, como Grupo Beta ofrece para la correcta elección del método de eliminación de nitratos y ofrecer sin duda la mejor de las técnicas según su funcionalidad y al menor coste posible.
Miguel Ángel Maupoey Alfonso
Ingeniero Químico
Grupo Beta