La contaminación por nitratos en las aguas subterráneas y superficiales es un problema ambiental de gran relevancia en todo el mundo, especialmente en zonas agrícolas e industriales. Los altos niveles de nitratos pueden tener consecuencias graves para la salud humana y el medio ambiente, como la eutrofización de los cuerpos de agua, la contaminación de fuentes de agua potable y la disminución de la biodiversidad acuática. Ante este desafío, los procesos de electro-biorremediación han surgido como una solución innovadora y prometedora para la eliminación eficiente de nitratos. 

La electro-biorremediación combina dos tecnologías: la electroquímica y la biorremediación. En este proceso, se utiliza electricidad para crear condiciones favorables que estimulan la actividad de microorganismos específicos, como las bacterias desnitrificantes, que son capaces de convertir los nitratos en nitrógeno molecular inocuo. La clave de este enfoque radica en la generación controlada de condiciones anaeróbicas en el medio ambiente acuático, lo que favorece el crecimiento y la actividad de estos microorganismos. 

Uno de los métodos más comunes de electro-biorremediación es el uso de electrodos de carbono porosos, que se insertan en el suelo o el agua contaminada. Estos electrodos actúan como catalizadores para promover las reacciones electroquímicas necesarias para la desnitrificación. Al aplicar una corriente eléctrica a los electrodos, se generan condiciones anaeróbicas alrededor de ellos, lo que estimula el crecimiento de bacterias desnitrificantes y acelera el proceso de eliminación de nitratos. 

Además de su eficacia en la eliminación de nitratos, la electro-biorremediación presenta varias ventajas significativas sobre otros métodos de tratamiento convencionales. En primer lugar, es un proceso sostenible y respetuoso con el medio ambiente, ya que utiliza microorganismos naturales para degradar los contaminantes sin generar subproductos tóxicos. Además, puede llevarse a cabo in situ, lo que reduce la necesidad de transportar grandes volúmenes de agua contaminada a instalaciones de tratamiento fuera del sitio. 

Otra ventaja importante de la electro-biorremediación es su capacidad para ser controlada y ajustada fácilmente según las condiciones específicas del sitio y los requisitos de tratamiento. Esto permite una mayor flexibilidad y eficiencia en la gestión de la contaminación por nitratos, ya que los parámetros operativos, como la corriente eléctrica aplicada y el tiempo de tratamiento, pueden ser modificados para optimizar el rendimiento del proceso. 

A pesar de sus numerosas ventajas, la electro-biorremediación aún enfrenta algunos desafíos y limitaciones que deben ser abordados. Por ejemplo, la eficacia del proceso puede variar dependiendo de factores como la composición química del agua, la presencia de otros contaminantes y las condiciones ambientales locales. Además, la implementación a gran escala de la electro-biorremediación puede requerir inversiones significativas en infraestructura y tecnología. 

Investigaciones actuales llevadas a cabo por Leitat, llegan a prometedores resultados:  

«Electro-bioremediation of nitrate and arsenite polluted groundwater», Ceballos-Escalera, A. et al, Water Research, 2021, 19015, 116748. «Nitrate electro-bioremediation and water disinfection for rural areas», Ceballos-Escalera, A. et al, Chemosphere, 2024, 352, 141370 

Haciendo análisis de las técnicas de tratamiento para la remoción de nitrato en aguas subterráneas revela una variedad de métodos utilizados a nivel mundial, siendo los más comunes la precipitación y coagulación, destilación, adsorción, procesos catalíticos, biorremediación, filtración, oxidación, osmosis inversa y electrodiálisis, entre otros. Se destaca que los procesos catalíticos muestran una ligera ventaja sobre otros métodos.

Estas técnicas se agrupan en dos enfoques principales: la separación de nitratos del agua y la transformación de nitratos en gas nitrógeno inocuo, utilizando métodos como la desnitrificación biológica y procesos catalíticos.

La comparación de 27 estudios revela que aproximadamente el 78% de las tecnologías empleadas se centran en la transformación, mientras que el 22% se centra en la separación. Hasta ahora ninguna tecnología destaca como la mejor opción, ya que todas presentan ventajas y desventajas, lo que resalta la necesidad de considerar las fortalezas y debilidades de cada método antes de su implementación. Es por ello, la necesidad de investigar en posibles variantes.

En definitiva, los procesos de electro-biorremediación representan una solución prometedora y cada vez más popular para la eliminación de nitratos en aguas contaminadas.

En este novedoso caso trata la capacidad para combinar la electroquímica y la biorremediación ofrece una alternativa eficiente, sostenible y adaptable a los métodos de tratamiento convencionales. Con una investigación y desarrollo continuos, la electro-biorremediación tiene el potencial de desempeñar un papel crucial en la protección y preservación de nuestros recursos hídricos para las generaciones futura