A presenza de fármacos e outros compostos químicos na auga doce é un problema ambiental recorrente, motivo polo cal a Unión Europea aprobou unha directiva que esixe, nas próximas dúas décadas, a mellora tecnolóxica das plantas de tratamento para eliminar estes microcontaminantes. Neste contexto, a biocatálise enzimática, que permite realizar transformacións químicas de forma máis sustentable que os catalizadores convencionais, eríxese nunha vía prometedora na protección dos recursos hídricos. 

A investigación que Sabrina Rose de Boer acaba de desenvolver, no Centro de Investigación Interdisciplinaria en Tecnoloxías Ambientais da USC (CRETUS), pon o foco nesta metodoloxía aplicada de xeito específico ao caso dos antibióticos, unha clase de microcontaminantes con efectos tóxicos sobre os organismos acuáticos.

“Aínda que esta tecnoloxía demostrou a súa eficacia en diversos sectores, a súa aplicación para degradar antibióticos en augas residuais atópase aínda nunha etapa incipiente”, explica a investigadora. Dada a ampla variedade de antibióticos presentes neste tipo de augas, non existe unha única enzima capaz de degradalos todos, por iso, investigouse o uso de dúas novas. “Ambas as enzimas requiren cantidades moi baixas de peróxido de hidróxeno para transformar os antibióticos en compostos menos tóxicos”, matiza Sabrina Rose de Boer.

Estudouse a cinética de eliminación tanto en sistemas descontinuos (batch) como continuos, co obxectivo de optimizar o control do proceso e prolongar a estabilidade das enzimas. Isto permitiu alcanzar unha eliminación superior ao 98 % do antibiótico. 

Por último, avaliouse o impacto ambiental da produción destes biocatalizadores magnéticos, identificando puntos chave para a súa mellora futura. Coa vontade de que estes procesos enzimáticos poidan competir con tecnoloxías actuais como a ozonización, “será necesario reducir o uso de produtos químicos na purificación enzimática e na síntese dos soportes, á vez que se mellora a estabilidade e reutilización das enzimas”, sinala a investigadora. Unha vez superados estes desafíos, a biocatálise encimática podería converterse nunha “alternativa viable, especialmente en tratamentos descentralizados de efluentes industriais”.

Colaboración internacional

Aínda que boa parte do traballo se levou a cabo no CRETUS, a investigadora realizou dúas estadías en centros de referencia: no Institute of Life Sciences da FHNW en Basilea (Suíza), centrada na síntese e caracterización de biocatalizadores magnéticos; e no Institute of Environmental Research da RWTH Aachen University (Alemaña), onde explorou a integración da biocatálise con procesos de oxidación avanzada.

O traballo desenvolvido no marco da tese de doutoramento de Sabrina Rose de Boer foi dirixido pola catedrática da USC, María Teresa Moreira, e polo profesor Andreas Schäffer da RWTH Aachen University. A tese realizaouse no marco do proxecto europeo NOWELTIES e dos proxectos estatais HP-Nanobio e SPOTLIGHT, todos eles orientados no desenvolvemento de tecnoloxías innovadoras para mellorar a eficiencia na eliminación de microcontaminantes da auga, minimizando ao mesmo tempo o impacto ambiental dos procesos de tratamento.