Separación y caracterización de microplásticos en la línea de fangos de las EDARS y estudio de su influencia y eliminación mediante procesos de digestión y membranas

[ES] La contaminación por microplásticos (MPs) se ha consolidado como uno de los principales retos medioambientales emergentes, debido a la producción masiva de polímeros sintéticos y su fragmentación durante el uso y gestión como residuo. Estos contaminantes están presentes de forma generalizada en medios acuáticos y terrestres. En este contexto, las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) desempeñan un papel crucial como puntos de retención y redistribución de MPs. Aunque la mayoría son eliminados en las etapas de tratamiento primario y secundario, entre el 90 y el 98 % se transfieren a la línea de fangos, lo que plantea un riesgo potencial cuando estos se destinan a suelos agrícolas sin una normativa específica que regule su presencia. La tesis titulada "Separación y caracterización de MPs en la línea de fangos de las EDARs y estudio de su influencia y eliminación mediante procesos de digestión y membranas" aborda de forma integral el comportamiento de los MPs en las distintas etapas del tratamiento de fangos, combinando muestreo en EDARs reales, ensayos a escala de laboratorio y técnicas analíticas avanzadas. Se desarrolló un protocolo específico para el análisis de MPs en matrices con alta carga orgánica, basado en la oxidación controlada de la materia orgánica y el análisis mediante espectroscopía Raman. Esta metodología permitió una caracterización precisa de los MPs en cuanto a tipo de polímero y tamaño, minimizando interferencias y asegurando la trazabilidad analítica. Posteriormente, se estudió el comportamiento de los MPs durante procesos físicos de concentración de fangos, como la sedimentación y flotación, utilizando polímeros modelo (HDPE, PET, PTFE). Los resultados evidenciaron una retención diferencial de partículas según su densidad y tamaño, permitiendo identificar su distribución en las fracciones clarificadas y concentradas. El trabajo experimental también se centró en el análisis del efecto de los MPs sobre los procesos de estabilización biológica del fango. En condiciones aerobias, se realizaron ensayos con digestores dopados con HDPE, evaluando el impacto sobre la eficiencia del proceso y la evolución de los polímeros mediante espectroscopía FTIR, Raman y epifluorescencia. En condiciones anaerobias, se estudió el comportamiento de distintos MPs (HDPE, PET, PS, PVC) a diferentes concentraciones, incluyendo el seguimiento espectroscópico del estado inicial y final de los MPs, la producción de biogás y la alteración de las comunidades microbianas. Además, se evaluó el efecto de pretratamientos alcalino-térmicos sobre el sustrato, observando su influencia en la biodegradabilidad del medio y en la interacción con los MPs presentes. Finalmente, se abordó el tratamiento de corrientes líquidas asociadas a la línea de fangos, como el licor del espesador primario y el escurrido de centrífuga, mediante tecnologías de membrana. Se emplearon tres membranas: dos de ultrafiltración (UH050 P de Microdyn Nadir, con corte de 50 kDa y material PESH; y V6 de Synder, con 500 kDa, PVDF+) y una de microfiltración (V0.2 de Synder, con poro de 0,22 ¿m, PVDF). Los ensayos en planta piloto permitieron evaluar la eficiencia de retención de MPs presentes de forma natural, la recuperación de nutrientes en el permeado y el comportamiento de las membranas frente a distintos protocolos de limpieza. Este enfoque posiciona las tecnologías de membrana no solo como barreras físicas frente a MPs, sino también como herramientas de concentración selectiva en esquemas de tratamiento avanzado. En conjunto, esta tesis proporciona una visión integral sobre la presencia, comportamiento y posibilidades de separación de los MPs en la línea de fangos de las EDARs, contribuyendo al desarrollo de soluciones viables para minimizar su dispersión en el medio ambiente y avanzar hacia una gestión más sostenible de los residuos generados en el tratamiento de aguas.