Los microplásticos y algunos químicos eternos del agua podrían tener los días contados: un nuevo “imán” reutilizable los elimina
CIENCIAS.
Limpiar el agua es mucho más difícil cuando los contaminantes se comportan de maneras completamente distintas.
Un nuevo estudio asume una estrategia que intenta solucionar ese viejo problema con una sola herramienta.
Recreación artística de un adsorbente magnético que captura microplásticos y algunos PFAS para retirarlos del agua mediante un imán. ChatGPT, César Noragueda.
Abrimos un grifo en casa y presuponemos que cuanto sale de él es transparente y seguro por los tratamientos potabilizadores y, así, apto para el consumo o el medio ambiente. Sin embargo, la química moderna ha sembrado el agua de ponzoña imperceptible, desde filamentos desprendidos de la ropa hasta sustancias concebidas para soportar calor, grasa o humedad durante décadas. La inmensa mayoría se extraen o se destruyen antes, claro, pero aún persiste cierto porcentaje.
Tras esta situación preocupante asoma una pregunta sencilla: ¿cómo retirar agentes minúsculos, persistentes y tan dispares sin levantar una planta específica para cada uno? Las instalaciones actuales afrontan un cóctel cuya depuración resulta más ardua, donde conviven partículas sólidas, especies disueltas, metales, pigmentos y trazas farmacéuticas.
Un equipo universitario del Real Instituto de Tecnología de Melbourne (RMIT), en Australia, ha ensayado una respuesta más similar a una trampa recuperable que a un filtro convencional. Según Chemical Engineering Journal, han concebido un adsorbente magnético reutilizable capaz de apresar múltiples impurezas simultáneamente y sacarlo después mediante una fuerza externa. Antes de calibrar su alcance, conviene entender por qué semejante tarea parecía tan complicada.
Dos enemigos invisibles que no se comportan igual.
Los microplásticos son fragmentos menores de cinco milímetros procedentes de envases, neumáticos, pinturas o tejidos sintéticos. Al continuar desmenuzándose surgen los nanoplásticos, tan diminutos que pueden medir apenas unas decenas de nanómetros. Esa erosión convierte un desecho visible en una nube de motas casi imposibles de rastrear, capaces de atravesar obstáculos que frenarían pedazos mayores.
Los PFAS pertenecen a otra categoría: hablamos de miles de formulaciones perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas que se idearon para resistir condiciones extremas. Su estabilidad deriva en buena medida del enlace extraordinariamente fuerte entre carbono y flúor. Tal configuración favorece que algunos perduren durante años en el entorno, de ahí la expresión químicos eternos.
Aunque compartan titulares en los medios de comunicación, ambos plantean diversas dificultades. Un microplástico constituye un corpúsculo suspendido; un PFAS, en cambio, puede hallarse disuelto como entidad individual. Ese contraste obliga a combinar cierto número de principios depuradores, como si quisiéramos reunir confeti y azúcar de una piscina con un único instrumento.
Además, la complejidad de este asunto no radica únicamente en localizar la contaminación, sino en apartarla sin llevarse por delante el líquido ni originar otro residuo fastidioso.
Antes del hallazgo: qué significa ‘adsorber’.
Para comprender el trabajo hay que distinguir absorción de adsorción: una esponja absorbe porque el fluido penetra en su interior, mientras que un adsorbente fija sustancias sobre la superficie. El fenómeno funciona como un aparcamiento microscópico donde ciertos huéspedes (en este caso, micro y nanoplásticos y PFAS) quedan adheridos gracias a atracciones eléctricas, afinidades químicas o interacciones entre zonas hidrófobas, es decir, que repelen el agua.
"La adsorción funciona como un aparcamiento microscópico donde ciertos huéspedes quedan adheridos gracias a atracciones eléctricas, afinidades químicas o interacciones entre zonas hidrófobas".
Un cuerpo con incontables poros ofrece un área interna enorme pese a ocupar poco volumen. Las cavidades incrementan los puntos donde anclar partículas y moléculas, como un edificio alto que alberga más plazas que un terreno llano de idéntica extensión.
Las depuradoras ya emplean carbón activado, membranas y resinas. Ninguna opción resuelve todo: unas se saturan, otras consumen mucha energía o dejan un soporte complejo de recobrar; y llevar a cabo lo mismo con el limpiador constituye un cuello de botella, pues fijar suciedad sirve de poco cuando después no hay manera de desprenderlo.
Así funciona el nuevo “imán”.
La formulación creada por RMIT se basa en un MOF, siglas inglesas de “estructura metalorgánica”. Estas redes cristalinas combinan nodos metálicos y enlaces orgánicos hasta levantar un verdadero andamio microscópico repleto de huecos. El entramado aporta una pared porosa donde alojar compuestos variados sin exigir una pieza voluminosa.
Recreación artística de moléculas de PFAS (o químicos eternos) dispersas en agua aparentemente limpia. ChatGPT, César Noragueda.
A ese esqueleto se añadió un componente magnético. El fruto no es un imán doméstico que atraiga plástico por arte de magia, sino un polvo adsorbente dispersable en el líquido, preparado para entrar en contacto con la polución y responder a un estímulo exterior. La magnetización facilita rescatar el dispositivo junto con la carga acumulada, evitando dejar el remedio flotando en la muestra depurada.
Imaginemos miles de bayetas diminutas recorriendo una habitación, limpiando rincones inaccesibles y acudiendo después juntas hacia una aspiradora. El campo congrega los granos cargados y los aparta del medio acuoso, de modo que luego pueden restaurarse y volver a usarse.
Entonces, no es el magnetismo quien captura por sí solo las impurezas: la superficie porosa las inmoviliza y la atracción aplicada permite extraer después el conjunto completo.
"No es el magnetismo quien captura por sí solo las impurezas: la superficie porosa las inmoviliza y la atracción aplicada permite extraer después el conjunto completo".
Qué consiguió en las pruebas.
Bajo parámetros controlados, el adsorbente sustrajo más del 95 por ciento de los microplásticos y nanoplásticos ensayados en una hora, incluidas unidades de apenas 30 nanómetros. Cerca del 80 por ciento de los elementos examinados desapareció durante los primeros 15 minutos. Los registros acreditaron una actuación veloz compatible con plazos habituales de depuración, al menos dentro del escenario evaluado por los autores.
La fórmula rindió con polietileno, polipropileno y poliéster, tanto en agua dulce como salina. Además, eliminó más del 95 por ciento de diversos componentes disueltos analizados; entre ellos, mercurio, cromo, cobre, colorantes e ibuprofeno. Un único material logró abarcar las formas sólidas y los solutos, precisamente la ventaja conceptual buscada.
El ensayo más próximo a un contexto real empleó efluentes de lavandería industrial, cargados de surfactantes, materia orgánica, tintes y fibras sintéticas. Allí retiró más del 88 por ciento de las microfibras de poliéster. La comprobación mantuvo el rendimiento frente a una mezcla mucho más hostil, si bien todavía no equivale a funcionar durante meses en una estación municipal.
"El adsorbente sustrajo más del 95 por ciento de los microplásticos y nanoplásticos ensayados en una hora y de diversos componentes disueltos analizados".
Los PFAS exigen mayor cautela. Los resultados apuntaron a la eliminación de moléculas grandes pertenecientes a esta familia, pero el equipo considera que esa línea se encuentra en una etapa temprana. El estudio no acredita un remedio universal contra todos los químicos eternos, y el “algunos” del titular es imprescindible para no inflar sus conclusiones.
Reutilizarlo importa tanto como capturar.
Una técnica puede rendir de maravilla y fracasar si su producción es demasiado costosa. Los científicos obtuvieron el adsorbente a temperatura ambiente, multiplicaron por cinco la cantidad conseguida y rebajaron cerca de un 75 por ciento el coste estimado frente a versiones anteriores. La síntesis acerca el preparado a una manufactura menos exigente, pero esas cifras deberán confirmarse al escalar.
El prototipo integró el polvo con un mecanismo de separación magnética y posibilitó recuperarlo tras la operación. Más tarde, se pudo aprovechar en repetidas ocasiones. Su reutilización evita hacerdel agente limpiador otro caudal de desechos, uno de los escollos que frenan numerosas propuestas prometedoras cuando abandonan la fase experimental.
Porque inmovilizar una sustancia peligrosa es solo media victoria; la otra mitad pasa por recobrar el capturador, reacondicionarlo y gestionar aquello que ha concentrado.
Lo que todavía falta comprobar.
Nada de esto significa que los microplásticos vayan a desaparecer mañana. Una planta en servicio recibe caudales variables y combinaciones imprevisibles de sales, microorganismos o materia orgánica. La escala industrial someterá al adsorbente a interferencias ausentes en el laboratorio, además de demandar seguridad, durabilidad y costes competitivos.
También habrá que averiguar cuántos ciclos soporta antes de degradarse, qué procedimiento libera los contaminantes para devolverle eficacia y cómo se destruyen o almacenan al final. Aislarlos no los vuelve inocuos. La gestión definitiva decidirá si el sistema reduce el daño o solo lo traslada, una incógnita que cualquier tecnología ambiental debe resolver antes de desplegarse.
Por qué cambia nuestra manera de mirar el saneamiento.
La enseñanza de fondo no reside en haber creado un “imán” espectacular; está en abandonar la idea de que cada amenaza necesita forzosamente un aparato exclusivo. El proyecto explora sistemas multifuncionales capaces de enfrentarse a mezclas reales, sacarse con facilidad y regresar al circuito de uso.
"Ya no se trata solo de producir filtros más finos, sino de diseñar superficies que reconozcan objetivos distintos y puedan recogerse desde fuera".
Eso reformula el interrogante inicial. Ya no se trata solo de producir filtros más finos, sino de diseñar superficies que reconozcan objetivos distintos y puedan recogerse desde fuera. La ciencia de materiales transforma el saneamiento en una cuestión de afinidades y extracción dirigida, no únicamente de barreras físicas.
Quizá este adsorbente nunca llegue al grifo de nuestra casa con su composición actual. Aun así, su valor reside en mostrar una ruta: interceptar vestigios minúsculos y moléculas persistentes mediante una única arquitectura reutilizable. El avance ensancha lo que consideramos posible al purificar agua contaminada; y ese modo nuevo de pensar puede ser más duradero que cualquier prototipo.
Por: César Noragueda. Periodista especializado en cine, ciencia y pensamiento crítico.
Sitio Fuente: MuyInteresante