El papel tisú genera aguas residuales difíciles de depurar. Estos efluentes combinan alta carga orgánica, color intenso y compuestos derivados de la lignina. La relación DBO5/DQO suele ser baja, entre 0,11 y 0,16, lo que indica escasa biodegradabilidad. Esta característica limita la eficacia de los tratamientos biológicos convencionales frente a la materia recalcitrante. Por ello, distintos grupos de investigación combinan biología, membranas y oxidación avanzada para tratarlos.
Un estudio reciente aborda este reto con datos experimentales. La investigación se publicó el 22 de agosto de 2026 en Brazilian Journal of Chemical Engineering. El equipo, formado por investigadores de tres universidades brasileñas, evaluó un reactor biológico de membrana. El sistema combina biomasa en suspensión, biopelícula sobre soportes plásticos y separación por membrana, junto con ozonización posterior. El objetivo era tratar agua residual real de una fábrica de papel tisú a partir de fibra reciclada.
Un reactor híbrido: biomasa en suspensión, biopelícula y membrana
El reactor combina tres mecanismos de depuración en uno. Se trata de un reactor híbrido de membrana operado en modo de tanda secuencial, conocido como SB-HMBR. Dentro del tanque, la biomasa se desarrolla tanto en suspensión como adherida a soportes plásticos. Estos soportes, con una superficie específica de 500 m² por metro cúbico, ocupaban el 30% del volumen del reactor. Un módulo de membrana de fibra hueca, con poro de 0,04 micras, se sumergía dentro del propio tanque.
La operación se prolongó noventa días en dos fases. Cada ciclo duraba 8,5 horas, repartidas entre alimentación, aireación y filtración intermitente. En la primera fase, la demanda específica de aireación por área de membrana fue de 0,32 m³/m²·h. En la segunda fase, ese valor se redujo a la mitad, hasta 0,16 m³/m²·h. El tiempo de retención de sólidos se mantuvo constante en veinte días durante todo el ensayo.
Noventa días de ensayo, en dos fases de aireación
Menos aireación, más presión sobre el sistema
Reducir la aireación afectó a varios parámetros a la vez. La eliminación de DQO bajó del 91% en la primera fase al 78% en la segunda. Aun así, las concentraciones finales de DQO quedaron muy por debajo de los límites de vertido aplicables. La eliminación de DBO5 se mantuvo completa en ambas fases, con valores en el efluente por debajo del límite de detección. La membrana resultó clave para retener la fracción de DQO más difícil de degradar biológicamente.
La biomasa y la nitrificación también acusaron el cambio. La concentración de sólidos suspendidos volátiles cayó de 3000 a 1700 mg/L entre fases. La biomasa adherida a los soportes plásticos también disminuyó de forma notable. La eliminación de amonio bajó del 75% al 65% al reducir el oxígeno disponible. Además, la velocidad de ensuciamiento de la membrana casi se duplicó, de 1,41 a 2,71 mbar al día.
La nitrificación es la más sensible a la aireación
Cuando la membrana no basta: color, fósforo y compuestos fenólicos
No todos los contaminantes responden igual al tratamiento biológico. El color del efluente solo se redujo entre el 61% y el 73%, según la fase. Los compuestos fenólicos, procedentes en buena parte de la lignina, bajaron entre el 70% y el 78%. El fósforo fue el parámetro peor eliminado, con eficacias de solo el 30% al 44%. El reactor no incluía fase anaerobia, así que la eliminación de fósforo dependía únicamente de la asimilación celular.
El análisis UV-visible confirmó el origen de esta limitación. Entre el 70% y el 80% de la reducción de absorbancia se debió a la degradación biológica. El resto, entre el 20% y el 30%, correspondió simplemente a la retención física por la membrana. Esto significa que buena parte del color y los fenoles no se degradan, sino que quedan retenidos. Esa distinción es relevante porque esos compuestos retenidos siguen presentes en el sistema y en los fangos.
Color y fenoles resisten a la biología convencional
La ozonización como paso de afino: qué mejora y qué no
Los investigadores probaron la ozonización sobre el efluente tratado. Aplicaron dosis de ozono de 3 y 4 gramos por hora, con distintos tiempos de contacto. Con 300 segundos de contacto, la reducción de color alcanzó entre el 90% y el 92%. La eliminación de compuestos fenólicos llegó al 47-48% tras el mismo tiempo de exposición. El estudio confirma estadísticamente que el color mejora con el tiempo de contacto, algo que no ocurrió con los fenoles.
No todo fueron mejoras claras durante la ozonización. La DQO soluble mostró un comportamiento irregular, con subidas y bajadas según el tiempo de contacto. Por ejemplo, con 3 g de ozono por hora, bajó de 169,6 a 57,3 mg/L a los 10 segundos. Después subió hasta 138,3 mg/L tras 300 segundos, sin llegar a mineralizarse por completo. Según los autores, el ozono rompe moléculas grandes en fragmentos solubles más pequeños, sin eliminarlos del todo.
El ozono fragmenta materia orgánica, no siempre la mineraliza
Conclusión
El estudio deja una conclusión práctica para el sector. Ni la biología ni la membrana, por separado, resuelven todos los contaminantes del papel tisú. La combinación con ozonización aporta una mejora real en color y compuestos fenólicos. Sin embargo, los propios autores señalan que faltan estudios de viabilidad técnico-económica y de ecotoxicidad de los subproductos. Por ahora, los resultados corresponden a ensayos de laboratorio y no a una aplicación industrial consolidada.
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