NIAGARA: Comprender, controlar y remediar la propagación de la contaminación química, microbiológica y plástica en las plantas de tratamiento de agua potable
El proyecto NIAGARA tiene como objetivo desarrollar una solución para la evaluación y mitigación de la contaminación química y microbiológica del agua potable e integrar todas ellas en un demostrador piloto completo que permita a las estaciones de tratamiento de agua potable (ETAP): (1) controlar y (2) eliminar la contaminación química y (3) biológica presente en el agua potable europea, así como (4) gestionar y minimizar los riesgos asociados a su presencia.
Contexto
Se prevé que el número de personas afectadas por la contaminación química del agua potable aumente de 1.100 millones en el año 2000 a 2.500 millones en el año 2050.
Se trata de una dura consecuencia del cambio global: la rápida industrialización (productos químicos industriales como los hidrocarburos poliaromáticos -PAHs- y los metales pesados se encuentran entre los productos químicos más frecuentes en las masas de agua naturales), la urbanización (las megaciudades concentran el 50% de la población mundial y son responsables de grandes vertidos de aguas residuales), el aumento de la ganadería intensiva para una población mundial cada vez mayor [los pesticidas agrícolas son también uno de los contaminantes más frecuentes en las masas de agua naturales (Scientific reports, 2017)].
Centrándonos en la UE, el último Informe Europeo del Agua mostró que alrededor del 60% de las aguas superficiales europeas (ríos, lagos y aguas de transición y costeras) no están en buen estado ecológico y el 62% no están en buen estado químico. Más de 13.000 masas de agua europeas contienen hidrocarburos poli aromáticos (PAHs), mercurio, plomo y/o níquel [los metales pesados pueden alcanzar los +1.330 ug L-1 en los ríos (Global Ecology and Conservation, 2022)] o derivados del plástico. Dado que el 88,2% del agua dulce utilizada en la UE procede de ríos y aguas subterráneas, nos enfrentamos al riesgo de exposición humana a estos contaminantes.
En definitiva, los consumidores finales están sometidos a presiones químicas múltiples, nocivas y poco controladas.
A corto plazo, un actor principal en la respuesta al deterioro de la calidad del agua son las estaciones de tratamiento de agua potable (ETAP), ya que son la última barrera antes de la exposición humana a los contaminantes presentes en el agua.
Resumen y objetivos
NIAGARA recopila todos los enfoques necesarios para dar una respuesta integral al fenómeno de propagación de la contaminación (química, microbiológica y plástica) de las fuentes de agua potable a la exposición humana, a través de las Plantas de Tratamiento de Agua. Estos enfoques y sus soluciones son:
- Monitorización en tiempo real. NIAGARA desarrollará biosensores multianalito capaces de cuantificar simultáneamente hasta 4 contaminantes muy preocupantes de naturaleza química muy diferente: BPA, imazalil, pylori y paracetamol/ibuprofeno. Utilizando unidades de preconcentración, los límites de detección alcanzarán pg/mL para las sustancias químicas y 10-100 células viables para el H. pylori, por debajo de los niveles nocivos para la exposición humana.
- Remediación. Un sistema de eliminación y desinfección basado en un tándem formado por dos biofiltros IEDS (sistemas de degradación de enzimas inmovilizadas) y un fotorreactor UV/TiO2. Con esta solución se conseguirá una eliminación total de los 4 analitos (concentraciones por debajo de los límites de detección de las técnicas de laboratorio de aguas) y una eliminación de Carbono Orgánico Total de >70%, superando el estado actual de la técnica. Se identificarán los DBPs (de las siglas en inglés Desinfection By-Products) formados y se predecirán sus mecanismos de aparición y toxicidad.
- Un método rápido y rentable para la monitorización en tiempo real de la propagación de estos 4 contaminantes utilizando un modelo hidráulico que supere las prestaciones de los métodos actuales (segundos frente a semanas, precisión > 60%).
Estas soluciones se validarán hasta una escala piloto en un caso de estudio en la ciudad de Valencia, en una ETAP, y utilizando el sistema de abastecimiento de agua potable del distrito #9 (Jesús), con la participación de la Empresa Municipal de Agua Potable, y cumpliendo con la seguridad y sostenibilidad por diseño.
Por último, el plan de Comunicación y Explotación ha sido especialmente diseñado para tener una clara proyección fuera de la UE con el fin de mejorar su competitividad en el sector del agua y fomentar su posición y papel en la escena mundial del agua, con la participación de redes comunitarias y extracomunitarias previamente establecidas.
Consorcio
Para poder afrontar la mitigación de la contaminación en aguas potables que afectan a los seres humanos, NIAGARA cuenta con un equipo multidisciplinar y equilibrado. El consorcio reúne a 9 socios de 5 países (4 de la UE y Chipre). Los socios y asociados comparten un interés común sobre el tema, aportan al proyecto múltiples conocimientos y permiten que sea representativo de todas las macrorregiones europeas.
En concreto, el consorcio está formado por:
1. INSTITUTO TECNOLOGICO DEL EMBALAJE, TRANSPORTE Y LOGISTICA (ITENE) (España) (Coordinador).
2. FUNDACIO INSTITUT CATALA DE NANOCIENCIA I NANOTECNOLOGIA (ICN2) (España).
3. CY.R.I.C CYPRUS RESEARCH AND INNOVATION CENTER LTD (CYRIC) (Chipre).
4. AEGIR (Francia).
5. KNEIA SL (España).
6. UNITE TECHNIQUE DU SEMIDE GEIE (SEMIDE) (Francia).
7. ZEMEDELSKY VYZKUM, SPOL SRO (ART) (República Checa).
8. EMPRESA MIXTA VALENCIANA DE AGUAS SA (EMI) (España).
8.1 AGUAS DE VALENCIA SA (AVSA) (España).
8.2 GENERAL DE ANALISIS, MATERIALES Y SERVICIOS SL (GAM) (España).
9. FAKULTETA ZA TEHNOLOGIJO POLIMEROV (FTPO) (Eslovenia).
El papel de ITENE en NIAGARA
En NIAGARA, ITENE será el coordinador del proyecto y liderará los paquetes de trabajo 2 (Desarrollo y validación a escala de laboratorio de enfoques de remediación) y 6 (Gestión y coordinación del proyecto). Concretamente, ITENE se encargará de:
Paquete de trabajo 2:
- Desarrollo y validación a escala de laboratorio del sistema IEDS para eliminar BPA, H. pylori, imazalil e ibuprofeno/paracetamol, y sus BDP, del agua potable.
- Desarrollo y validación a escala de laboratorio de un sistema IEDS para N/MP en agua potable.
- Desarrollo y validación a escala de laboratorio de métodos de desinfección basados en oxidaciones catalíticas avanzadas.
- Mecanismos, toxicidad e identificación de DBPs.
Paquete de trabajo 6:
- Realización del Plan de gestión de datos (PGD). Esto incluye las actividades llevadas a cabo para garantizar la seguridad de la recogida, el tratamiento y el almacenamiento de los datos.
- Gestión administrativa y financiera de proyectos. ITENE será responsable de la gestión administrativa, financiera, jurídica y ética del consorcio.
- Supervisión de la ejecución técnica de todos los Paquetes de Trabajo, incluida la gestión diaria directa de las actividades técnicas del proyecto y coordinación de las actividades entre los jefes de los Paquetes de Trabajo. Esto implicará también el mantenimiento de un registro de riesgos.
Además, ITENE colaborará activamente en el desarrollo de equipos de captación y filtración de aguas con el fin de pre concentrar analitos químicos y pretratar muestras, con el objetivo de garantizar la fiabilidad del biosensor para la detección de los contaminantes.
