Los residuos de amoxicilina, antibiótico que se usa para tratar infecciones respiratorias como neumonía o bronquitis, contaminan las aguas de los ríos y producen bacterias más resistentes. Un estudio descubrió que la arcilla natural (bentonita), unida a concentraciones de hierro, podría eliminar hasta el 98 % de la presencia de este fármaco.
Según un estudio de 2015 de la Organización Mundial de la Salud (OMS), el medicamento que más impacta a los ríos de 64 países es la amoxicilina, la cual forma parte del grupo de antibióticos más usados y que el cuerpo humano solo metaboliza en un 20 % mientras el 80 % se va con la orina y las heces, que por los sistemas de alcantarillado llegan a las aguas residuales de las ciudades para luego desembocar en los ríos.
Cristian Guzmán, magíster en Ciencias – Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) e integrante del grupo de investigación Estado Sólido y Catálisis Ambiental (ESCA), explica que “el problema es mundial y las concentraciones de amoxicilina difieren bastante dependiendo del lugar; por ejemplo en el río Bogotá se han reportado concentraciones de 7 partes de amoxicilina por millón, mientras que en aguas residuales de Italia la cifra es de 13 partes por millón”.
Con qué materiales se neutraliza este antibiótico
El experto se interesó por estudiar formas alternativas para disminuir esta problemática, mediante un mineral natural y fácil de conseguir, la arcilla (bentonita), utilizada por su capacidad de intercambio de iones, característica fundamental para adelantar un primer paso determinante en la experimentación: modificar la estructura molecular de la arcilla.
Por medio de un proceso llamado delaminación, esta estructura es modificada gracias al uso de compuestos comerciales como clorhidrol y alcohol polivinílico (líquido presente en las gotas para los ojos), ya que, al añadirlos a una mezcla de la bentonita con agua, y por medio de procesos fisicoquímicos, se rompe su estructura ordenada.
“Debido a su gran tamaño, estos compuestos químicos –denominados surfactantes– son capaces de situarse entre las láminas de la arcilla expandiendo el espacio y rompiendo su ordenamiento, lo cual lleva a que se pase de una forma similar a las cartas de una baraja superpuestas, a un castillo de naipes”, asegura.
Este proceso hace que los poros de la arcilla, que son muy pequeños, crezcan y aumenten su superficie, lo cual sirve para que la amoxicilina transite por ellos y se degrade más fácil; sin embargo, este es solo el primer paso.
Además del uso de clorhidrol y alcohol polivinílico, también se evaluaron otros métodos con nitrógeno líquido a muy bajas temperaturas, sumergiendo la arcilla para que mantenga una estructura desordenada, sin embargo, la efectividad no fue la misma.
El hierro como salvador
“En un recipiente con agua se añade 5 % de una sal precursora llamada nitrato de hierro nonahidratado, la arcilla –que ya tiene una estructura de castillo de naipes–, y el agua oxigenada (peróxido de hidrógeno), esta última reacciona con el hierro y genera cambios de oxidación para generar radicales hidroxilos, moléculas encargadas de eliminar la amoxicilina”, señala.
Estos radicales –también conocidos como catalizadores debido a que aceleran los procesos químicos– se pusieron en contacto con una mezcla de 300 ml de agua contaminada, previamente preparada con amoxicilina –en una concentración de aproximada de 10 partes por millón–, para asemejar lo que ocurre en las aguas residuales.
El magíster explica que después de 60 minutos alrededor del 98 % de la amoxicilina ya había sido degradada o eliminada, lo cual es muy prometedor para la descontaminación de aguas afectadas por estos residuos farmacéuticos, y que con métodos convencionales no logran porcentajes de degradación tan significativos, además de tomar mucho tiempo.
“Desde los 5 minutos ya se puede observar una disminución de casi el 15 % de la amoxicilina. El hallazgo podría ser una alternativa de bajo costo, ya que no se requiere de equipos muy complejos o difíciles de conseguir, y además ayudaría a que un futuro se puedan tratar mejor las aguas contaminadas”, concluye el investigador.
