El crecimiento intensivo de la acuicultura exige soluciones de tratamiento de aguas cada vez más sofisticadas. Un reciente estudio evalúa cómo los Procesos de Oxidación Avanzada mediante UV-C no solo degradan antibióticos recalcitrantes, sino que deben superar un estricto escrutinio ecotoxicológico para garantizar la seguridad del ecosistema.
La industria acuícola global se enfrenta a un desafío dual: satisfacer la creciente demanda de proteína de alta calidad y, simultáneamente, minimizar su huella hídrica y ambiental. En este contexto, los Sistemas de Recirculación Acuícola (RAS, por sus siglas en inglés) se han posicionado como la vanguardia de la producción sostenible. Sin embargo, la intensificación de estos sistemas genera efluentes complejos. A la alta carga de materia orgánica y desechos metabólicos se suma un reto emergente crítico: la presencia de microcontaminantes farmacéuticos, como la amoxicilina (AMX), cuyo uso terapéutico amenaza con fomentar la resistencia antimicrobiana si estos compuestos alcanzan los cuerpos de agua receptores.
Las tecnologías convencionales de tratamiento (filtración, biofiltración, cloración) muestran una eficacia limitada frente a estos microcontaminantes. Ante esta barrera técnica, los Procesos de Oxidación Avanzada (POA) se perfilan como la alternativa tecnológica más prometedora para el sector.
La eficacia química no garantiza la seguridad ambiental
Un estudio reciente ha evaluado la implementación de sistemas basados en radiación UV-C combinada con cinco oxidantes distintos: peróxido de hidrógeno (H2O2), ácido peracético (PAA), hipoclorito de sodio (NaClO), peroximonosulfato (PMS) y persulfato (PS). El objetivo: la degradación de amoxicilina en efluentes reales de instalaciones acuícolas.
Si bien la degradación química mediada por radicales libres (como el hidroxilo y el sulfato) demostró ser altamente eficiente (logrando la eliminación del antibiótico), la investigación subraya un paradigma fundamental en el tratamiento de aguas modernas: la eficiencia química por sí sola es un indicador incompleto. La no selectividad de los radicales puede generar subproductos de transformación y dejar oxidantes residuales cuya toxicidad puede superar a la del contaminante original.
Para abordar esta brecha, el estudio integró bioensayos estandarizados utilizando Daphnia magna (zooplancton) y Pseudokirchneriella subcapitata (microalga verde), evaluando así el impacto en distintos niveles tróficos.
El desafío de los subproductos y la viabilidad por oxidante
Los resultados de los ensayos ecotoxicológicos revelaron diferencias operativas drásticas dependiendo del agente oxidante seleccionado:
El riesgo de la cloración y el peróxido: Los sistemas UV-C/NaClO y UV-C/H2O2 evidenciaron una toxicidad aguda severa para D. magna, resultando en un 100% de inmovilización. En el caso del hipoclorito, el efecto letal está impulsado por la generación de subproductos de desinfección (DBPs) clorados y bromados. Para mitigar esta toxicidad, el efluente clorado requirió una dilución de 37 veces, lo que compromete su viabilidad operativa directa.
La biocompatibilidad del PAA y los radicales sulfato: Por el contrario, los procesos UV-C/PAA, UV-C/PMS y UV-C/PS mantuvieron altas tasas de supervivencia en el zooplancton (superiores al 80%), demostrando que su impacto en la composición iónica del efluente es mínimo y no generan DBPs perjudiciales a nivel letal agudo.
Impacto en microalgas y la estrategia de recirculación
El comportamiento frente a los productores primarios (P. subcapitata) añadió una capa extra de complejidad en la toma de decisiones. Mientras que los efluentes no diluidos de sistemas como el UV-C/PS mostraron una fuerte inhibición inicial del crecimiento algal debido al estrés oxidativo, los ensayos revelaron una solución inherente al propio diseño de las plantas RAS.
Al aplicar una dilución de 1:10 , la toxicidad se mitigó de manera radical. Particularmente, el sistema UV-C/PS (Persulfato) experimentó una recuperación total, alcanzando tasas de crecimiento equivalentes a las del grupo de control tras 72 horas.
Conclusiones para la ingeniería de planta
La investigación concluye que la implementación de POA en el sector acuícola no debe basarse únicamente en las cinéticas de degradación. El sistema UV-C/Persulfato emerge como la tecnología más robusta y equilibrada para su integración en sistemas RAS.
Desde una perspectiva de ingeniería operativa, el estudio propone un régimen en el que la unidad POA trate un flujo lateral (side-stream) de aproximadamente el 10% del volumen total. La mezcla inmediata de este flujo tratado con el volumen principal del sistema proporciona una dilución ambiental instantánea que neutraliza cualquier efecto tóxico transitorio, garantizando así la salud de los peces y la estabilidad del biofiltro.
Este enfoque holístico, que fusiona el rendimiento analítico con la seguridad ecotoxicológica, marca una hoja de ruta clara hacia operaciones acuícolas de "vertido cero", donde la máxima productividad se alinea de forma estricta con la bioseguridad y el cumplimiento normativo.
El artículo científico, publicado en la prestigiosa revista Water Research (con un factor de impacto de más de 12), se puede consultar en acceso abierto (DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2026.125999).
