Tratamiento multietapa del efluente industrial de etilenglicol (EG): integración de extracción química, coagulación/precipitación y decoloración para una mejora de la depuración de aguas residuales

Por qué nos importa a todos el agua sucia de las fábricas

En muchas industrias, un líquido claro y de sabor dulce llamado etilenglicol evita que motores y máquinas se sobrecalienten o se congelen. Pero cuando grandes cantidades de este anticongelante terminan en las aguas residuales, se convierte en un contaminante persistente, difícil de eliminar y peligroso para ríos, lagos y aguas subterráneas. Este estudio explora una nueva vía por etapas para limpiar aguas residuales ricas en etilenglicol y, al mismo tiempo, recuperar parte del químico para su reutilización, ofreciendo una ruta práctica hacia una industria más limpia y aguas más seguras.

Una amenaza oculta en anticongelantes y líquidos deshielantes

El etilenglicol se utiliza ampliamente en anticongelantes, fluidos deshielantes para aeronaves y sistemas de refrigeración en fábricas. Se disuelve con facilidad en agua y presenta una elevada “demanda química de oxígeno”, lo que significa que puede privar de oxígeno a ríos y lagos, afectando a peces y otras formas de vida. Las plantas de tratamiento convencionales, especialmente las que dependen principalmente de microorganismos para degradar la contaminación, suelen tener dificultades con corrientes de desecho tan intensas y complejas. Las aguas residuales estudiadas provienen de una gran zona industrial en el desierto con muchos tipos de fábricas, que producen una mezcla de etilenglicol, aceites, detergentes, sales y materia orgánica coloreada —mucho más complicada que las mezclas puras ensayadas en muchos estudios de laboratorio.

Una línea de limpieza en tres pasos para aguas residuales difíciles

Los investigadores diseñaron una línea multietapa de “tratamiento y recuperación” en lugar de un paso mágico único. Primero, usaron un disolvente llamado diclorometano (DCM) en una etapa de separación de fases. En lugar de extraer etilenglicol puro, el DCM fragmenta y arrastra conglomerados que contienen glicol enredado con otros materiales orgánicos y tensioactivos. Esto por sí solo retiró alrededor de tres cuartas partes de la carga orgánica total y capturó una fracción rica en etilenglicol que potencialmente podría ser refinada y reutilizada. A continuación, añadieron un coagulante —el cloruro férrico resultó ser el mejor— para hacer que pequeñas partículas en suspensión y material turbio se aglutinaran y sedimentaran. Finalmente, el agua parcialmente limpiada pasó por una etapa de pulido construida con partículas de aluminio de tamaño nanométrico y medios filtrantes convencionales, que eliminaron el color restante y gran parte de la contaminación disuelta sobrante.

Nano partículas como filtro de acabado

En el corazón del paso de pulido están las partículas de aluminio cero‑valente nano (nZVAl), granos diminutos de metal reactivo con una superficie enorme. Estas partículas actúan como poderosas esponjas microscópicas para compuestos orgánicos coloreados y disueltos. En ensayos cuidadosamente controlados, el equipo ajustó el pH, la dosis, la velocidad de mezcla y el tiempo de contacto para lograr el mejor rendimiento. Encontraron que una cantidad moderada de nZVAl, usada a un pH cercano al punto en que su superficie está neutra, eliminó más del 90% del color en minutos, y una cama de filtrado final que contenía nZVAl junto con otros medios alcanzó una eliminación del color del 100%. Al seguir la rapidez con que el color desaparecía del agua, los autores mostraron que el proceso seguía un patrón complejo de múltiples pasos en lugar de una reacción de una sola fase, reflejando las variadas superficies y sitios de unión en las nanopartículas.

De la planta piloto al impacto en el mundo real

Es importante que el sistema no se probó solo en matraces, sino en una planta piloto a escala que trataba aguas residuales industriales reales. Al final de la línea de tratamiento, los niveles de contaminación orgánica, sólidos en suspensión, aceite y la mayoría de los metales quedaron por debajo de los límites locales de vertido a alcantarillado, y el agua que antes era marrón se volvió clara. Una alternativa común de oxidación avanzada, basada en la química de Fenton, no rindió igual con esta mezcla compleja y generó grandes cantidades de lodo rico en hierro. El sistema multietapa, en contraste, mantuvo los volúmenes de lodo moderados y redujo el uso de productos químicos al realizar la mayor parte del trabajo en la primera etapa de separación.

Agua más limpia sin arruinarse

Para evaluar si un sistema así podría ser realista para la industria, el equipo estimó los costes operativos por metro cúbico de agua tratada. Al tener en cuenta el reciclaje del disolvente y un pequeño crédito por el etilenglicol parcialmente recuperado, el coste neto del tratamiento resultó similar a los métodos existentes para aguas residuales industriales de alta carga. En otras palabras, las fábricas podrían mejorar mucho su desempeño ambiental —reduciendo el color y la contaminación orgánica a niveles bajos y conservando un químico valioso— sin enfrentarse a gastos nuevos que fueran asfixiantes. Para el lector no especialista, la conclusión principal es sencilla: combinando una separación inteligente, química tradicional y nanotecnología, es posible convertir algunas de las aguas industriales más sucias en un caudal mucho más seguro, al mismo tiempo que se empuja a la industria hacia un uso de recursos más circular y menos despilfarrador.

Cita: Mahmoud, A.S., Khamis, E., Mahmoud, M.S. et al. Multistage treatment of industrial ethylene glycol (EG) effluent: integrating chemical extraction, coagulation/precipitation, and decolouration for enhanced wastewater remediation. Sci Rep 16, 4088 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35153-w

Palabras clave: aguas residuales de etilenglicol, tratamiento de efluentes industriales, pulido con nanopartículas, separación basada en disolventes, economía circular