Un sistema de filtración y fotocatálisis elimina microfibras de PET del agua de lavado de prendas de poliéster
El lavado de prendas textiles sintéticas constituye una vía de liberación de microplásticos al medio acuático. Durante los ciclos de lavado, las fibras de poliéster desprenden partículas de tereftalato de polietileno (PET) que pasan al agua residual y pueden llegar a las estaciones depuradoras.
Para abordar este problema, investigadores del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), han desarrollado un sistema que integra filtración y fotocatálisis en un reactor de flujo continuo. El trabajo, publicado en Chemical Engineering Journal bajo el título Scalable continuous-flow photocatalytic system based on a TiO₂-coated sand composite for microplastic mineralization, demuestra la eliminación de microfibras de PET procedentes del lavado doméstico de prendas de poliéster a escala de laboratorio.
Un material que combina filtración y fotocatálisis
El sistema utiliza un material compuesto por arena comercial recubierta de dióxido de titanio (TiO₂) y microesferas de sílice también funcionalizadas con este compuesto. Su diseño permite combinar dos funciones en una misma etapa de tratamiento.
Por una parte, la arena actúa como soporte filtrante y retiene físicamente las microfibras de PET cuando el agua atraviesa el lecho. Por otra, el dióxido de titanio funciona como fotocatalizador: al recibir radiación ultravioleta, genera especies reactivas capaces de oxidar y degradar los contaminantes orgánicos retenidos.
Los investigadores incorporaron el material a un reactor tubular de flujo continuo iluminado mediante módulos LED con una longitud de onda máxima de 362 nanómetros. De esta manera, la filtración y la degradación fotocatalítica se producen simultáneamente, evitando que las partículas retenidas se acumulen indefinidamente en el lecho.
Esta segunda función resulta fundamental para el funcionamiento del sistema. En ausencia de iluminación, la arena retiene aproximadamente el 70 % de los microplásticos, pero las partículas acumuladas pueden acabar obstruyendo el material filtrante. La activación del dióxido de titanio permite degradar las fibras y reducir este problema.
Eliminación de microfibras en agua procedente del lavado doméstico
A diferencia de otros ensayos que utilizan suspensiones artificiales de microplásticos en agua desionizada, el equipo investigador trabajó con agua procedente del lavado de prendas fabricadas íntegramente con fibras de poliéster reciclado. Las muestras se obtuvieron utilizando agua del grifo y sin añadir detergente, con el objetivo de estudiar el comportamiento del sistema ante una corriente real de lavado.
Los investigadores evaluaron diferentes velocidades de circulación del agua. El tiempo de contacto entre las partículas y el material fotocatalítico resultó determinante para alcanzar una degradación elevada. La mejor respuesta se obtuvo con un caudal de 0,05 litros por hora.
En estas condiciones, el análisis del agua tratada confirmó la desaparición de las microfibras de PET detectables en el efluente. Además, las mediciones de carbono orgánico total y demanda química de oxígeno permitieron estimar una mineralización global cercana al 95 % de la carga inicial de microplásticos.
Este resultado distingue entre la eliminación de las partículas detectables y su transformación química: no se trata únicamente de retener las fibras, sino de degradar la mayor parte de su contenido orgánico hasta compuestos más simples.
Reutilización del material y ausencia de titanio detectable en el efluente
Otra de las características evaluadas fue la posibilidad de reutilizar el material fotocatalítico. El equipo trató más de 50 litros de agua con el mismo material, que se regeneró entre ciclos para mantener su capacidad de funcionamiento.
Asimismo, los análisis no detectaron titanio en el agua tratada, un aspecto relevante para valorar la estabilidad del material y evitar la liberación del catalizador durante la operación.
La arquitectura del compuesto también permite mantener el fotocatalizador inmovilizado en el soporte sólido, sin necesidad de dispersar partículas de dióxido de titanio en el agua y recuperarlas posteriormente. Esta configuración simplifica el diseño del tratamiento y facilita su integración en sistemas de flujo continuo.
Una tecnología todavía en fase de laboratorio
Los resultados muestran el potencial de combinar filtración y fotocatálisis para tratar corrientes de agua contaminadas por microfibras textiles. Entre sus posibles aplicaciones, los investigadores señalan las lavanderías industriales, los procesos de la industria textil y las estaciones depuradoras de aguas residuales, especialmente cuando reciben aportes significativos de fibras plásticas.
Sin embargo, el sistema todavía se ha evaluado a escala de laboratorio. Los ensayos se realizaron con agua de lavado sin detergente y requirieron tiempos de tratamiento superiores a dos horas y media. Por tanto, antes de plantear su implantación será necesario optimizar el rendimiento y evaluar su comportamiento con mayores caudales y composiciones de agua más complejas.
El equipo también está estudiando la aplicación de esta tecnología a otros tipos de aguas contaminadas por microplásticos, incluidas las de la Albufera de València. Esta línea de trabajo permitiría comprobar si el sistema puede adaptarse a diferentes polímeros y condiciones de contaminación, más allá de las microfibras de PET procedentes del lavado de prendas de poliéster.
