Estudio de viabilidad sobre la mejora de la biodegradabilidad del lixiviado fresco y antiguo de vertederos mediante la combinación de precipitación química y procesos Fenton

Por qué importa el agua bajo los vertederos

Todo vertedero filtra. Cuando el agua de lluvia se infiltra entre montones de basura, arrastra una mezcla de químicos disueltos, metales y compuestos nitrogenados, formando un líquido oscuro llamado lixiviado. Si este lixiviado no se trata adecuadamente, puede filtrarse a ríos y aguas subterráneas, poniendo en riesgo el agua potable y los ecosistemas. El estudio que respalda este texto plantea una pregunta práctica: ¿podemos transformar este líquido persistente y altamente contaminado en algo que los propios microbios de la naturaleza puedan acabar de depurar con mayor facilidad?

El líquido oculto bajo nuestra basura

El lixiviado es más que agua sucia. Puede contener metales pesados como plomo y arsénico, altos niveles de amonio y sustancias orgánicas de larga persistencia que no se degradan con facilidad. Su composición cambia a medida que envejece el vertedero. En las secciones “frescas”, de menos de unos cinco años, el lixiviado es rico en materia orgánica fácilmente degradable, por lo que el tratamiento biológico puede funcionar razonablemente bien. En las secciones “antiguas”, de más de diez años, los compuestos simples han desaparecido y lo que queda es una mezcla de moléculas complejas y resistentes, como ácidos húmicos y fúlvicos, junto con niveles crecientes de amonio. Estos lixiviados antiguos son más difíciles y caros de tratar, y pueden desbordar los sistemas biológicos convencionales.

Una cadena de limpieza en tres pasos

Los investigadores se centraron en el complejo de vertederos de Aradkooh, cerca de Teherán, que tiene zonas de residuos jóvenes y antiguas, lo que permitió una comparación directa entre lixiviados frescos y antiguos bajo el mismo clima y geología. Probaron una secuencia de tratamiento con tres pasos principales. Primero, añadieron cal, un polvo sencillo y económico, para elevar el pH y provocar que los metales disueltos formen partículas sólidas que pueden sedimentar. Segundo, eliminaron el amonio haciendo el agua fuertemente alcalina y burbujeando aire, lo que impulsa el amonio del líquido a la fase gaseosa donde puede capturarse. Tercero, aplicaron un método químico llamado proceso Fenton, en el que el peróxido de hidrógeno y el hierro reaccionan para generar radicales hidroxilo altamente reactivos que atacan y fragmentan las moléculas orgánicas resistentes.

Haciendo la contaminación dura más accesible para los microbios

El equipo juzgó el éxito observando cómo cambiaba la relación entre el “alimento” disponible y la carga orgánica total, usando un índice habitual que compara cuánto oxígeno necesitarían los microbios para consumir la materia frente a la cantidad presente en conjunto. Valores más altos significan que el agua es más biodegradable. El tratamiento con cal por sí solo eliminó una gran parte de los metales pesados y redujo el amonio en alrededor del 93 por ciento tras la etapa de stripping, y mejoró ligeramente este índice de biodegradabilidad tanto en lixiviado fresco como en antiguo. La transformación real llegó después de la etapa Fenton. Ajustando con cuidado la cantidad de peróxido de hidrógeno y hierro y la duración de la reacción, los investigadores pudieron más que duplicar este índice. En el lixiviado fresco pasó de aproximadamente 0,29 a 0,67, y en el lixiviado antiguo de aproximadamente 0,23 a 0,73, situando ambos en un rango donde el tratamiento biológico se vuelve mucho más eficaz.

Afinando una herramienta química potente

Dado que el proceso Fenton puede ayudar o entorpecer el tratamiento según cómo se ejecute, los investigadores emplearon herramientas de diseño estadístico para mapear cómo interactuaban tres factores: la proporción de peróxido de hidrógeno respecto al hierro, la dosis total de peróxido y el tiempo de reacción. Encontraron que demasiado poco peróxido o hierro generaba insuficientes radicales reactivos, mientras que cantidades excesivas provocaban reacciones laterales desperdiciadoras que consumían esos radicales. El punto óptimo difirió ligeramente entre el lixiviado fresco y el antiguo, pero en ambos casos una proporción moderada peróxido‑hierro, condiciones cercanas a la acidez moderada y tiempos de reacción alrededor de una hora a poco más produjeron el mejor equilibrio entre eliminación de contaminantes y mejora de la biodegradabilidad.

Del banco de laboratorio a vertederos reales

Al final, el enfoque combinado de cal y Fenton eliminó más del 80 por ciento de la carga orgánica total tanto del lixiviado fresco como del antiguo, redujo drásticamente los metales tóxicos y el amonio, y transformó un agua residual muy persistente en otra que los sistemas biológicos pueden procesar mucho más fácilmente. Para un lector no especializado, el mensaje clave es que una secuencia relativamente sencilla de pasos químicos puede hacer que el líquido peligroso que se filtra de los vertederos sea mucho más seguro y fácil de limpiar. Antes de que estos métodos se apliquen a gran escala, los autores señalan que los ingenieros deberán probarlos en sistemas piloto, gestionar los lodos y el consumo adicional de químicos, y optimizar los costes. Pero este trabajo muestra un camino prometedor hacia aguas más limpias y vertederos más seguros, incluso décadas después de que la basura esté enterrada.

Cita: Rasolevandi, T., Naddafi, K., Hassanvand, M.S. et al. Feasibility study on enhancing the biodegradability of fresh and old landfill leachate using combined chemical precipitation and Fenton processes. Sci Rep 16, 14154 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42622-9

Palabras clave: lixiviado de vertedero, tratamiento de aguas residuales, oxidación avanzada, contaminación ambiental, calidad del agua