La acuicultura se ha consolidado durante la última década como uno de los pilares estratégicos para garantizar la seguridad alimentaria global. La creciente demanda de proteínas marinas ha impulsado sistemas de producción cada vez más tecnificados, con especial protagonismo de la acuicultura en recirculación (RAS, por sus siglas en inglés), capaz de reducir drásticamente el consumo de agua y optimizar el control de parámetros ambientales. Sin embargo, esta evolución tecnológica ha amplificado un problema de fondo: la acumulación de antibióticos residuales y la proliferación de patógenos en los efluentes, dos factores que no solo comprometen la salud de peces y moluscos, sino que representan un riesgo creciente de resistencias antimicrobianas y de impactos ambientales de largo alcance.

Un equipo de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), adscrito a la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, ha presentado un avance científico con potencial para cambiar la hoja de ruta del tratamiento del agua en acuicultura. Su investigación, publicada en Journal of Environmental Management, demuestra que es posible eliminar de manera simultánea antibióticos y bacterias mediante tecnologías fotoquímicas avanzadas basadas en radiación UV-C y la activación de oxidantes. Lo relevante no es únicamente la eficiencia alcanzada, sino la demostración de que estos procesos pueden implementarse de forma sostenible, con muy baja generación de subproductos y sin comprometer la calidad ecológica del medio.

Tecnología Fotoquímica aplicada al agua de acuicultura 

El estudio parte de la capacidad de la radiación UV-C para inactivar microorganismos y, al mismo tiempo, activar químicamente ciertos oxidantes capaces de degradar compuestos orgánicos persistentes. La luz ultravioleta en este rango, muy utilizada en procesos de potabilización, aporta la energía necesaria para romper enlaces químicos y generar radicales altamente reactivos. Estos radicales son los responsables de la degradación de sustancias como la amoxicilina, un antibiótico de amplio uso en acuicultura intensiva.

Para poner a prueba este enfoque, el equipo de investigación evaluó diferentes combinaciones de luz UV-C con oxidantes empleados habitualmente en el tratamiento de agua: peróxido de hidrógeno, ácido peracético, hipoclorito, persulfato de sodio y peroximonosulfato de potasio. Los ensayos se realizaron primero en condiciones controladas y posteriormente con agua real procedente de sistemas acuícolas. Esta doble metodología permitió comparar la eficacia del proceso en matrices simples y complejas, algo esencial para determinar su posible implementación industrial. El diseño experimental incluyó la medición de la degradación del antibiótico, la inactivación de bacterias, la estabilidad temporal de la desinfección y la posible formación de subproductos, además de análisis ecotoxicológicos destinados a valorar la calidad final del agua tratada.

Resultados obtenidos

Los resultados muestran que la combinación de UV-C con los oxidantes adecuados produce un efecto claramente sinérgico. En menos de dos horas, el proceso logró eliminar más del 80 % de la amoxicilina presente en el agua en ensayos de laboratorio, y este tiempo se redujo incluso por debajo de los 45 minutos cuando se aplicó a agua procedente de instalaciones reales. La distinta composición del agua acuícola, que incluye sales, materia orgánica natural y otros compuestos, parece favorecer la activación de los oxidantes y acelerar la degradación del antibiótico.

La desinfección bacteriana fue igualmente destacable. Enterococcus faecalis, una bacteria indicadora muy resistente, quedó completamente inactivada en tan solo un minuto de tratamiento. Aún más relevante es que la ausencia de actividad microbiana se mantuvo durante dos semanas, lo que indica que el proceso no solo es eficaz, sino también estable en el tiempo, una característica que permitiría operar los sistemas de manera discontinua y, por tanto, más eficiente energéticamente.

El estudio también analizó con detalle la formación de subproductos, una cuestión crítica para cualquier proceso de oxidación avanzada. Las combinaciones basadas en peróxido de hidrógeno, ácido peracético y persulfato no generaron compuestos detectables que pudieran comprometer la calidad del efluente. En cambio, otras alternativas como el hipoclorito y el peroximonosulfato sí originaron sustancias secundarias que mostraron cierta toxicidad en pruebas con semillas de lechuga, tomate y rábano. Esta evidencia posiciona claramente qué combinaciones son más seguras de cara a una futura implantación en instalaciones acuícolas.

La fase piloto será el siguiente paso lógico para validar la tecnología en condiciones reales de caudal, turbulencia y variabilidad del agua. No obstante, las conclusiones del estudio indican que la base técnica ya está suficientemente consolidada para iniciar un escalado.

El equipo de investigación forma parte de la ETSI Industriales (ETSII) de la UPM y sus integrantes fueron Pablo Santiago Espiñeira, Patricia García Muñoz, Paula Campayo Navarro y Jorge Rodríguez Chueca.

Puede acceder al paper completo de la investigación a través del siguiente enlace:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479725019590?via%3Dihub