Son tan pequeños que resultan invisibles y escapan a los sistemas de tratamiento convencionales. Los micro y nanoplásticos se han convertido en una preocupación mundial creciente –cada vez hay más pruebas de su presencia en los sistemas hídricos– y ahora un nuevo material magnético promete capturarlos en menos de una hora y retirarlos del agua, literalmente, con un imán.

Sumario

 

Investigadores de la Universidad RMIT (Australia) han desarrollado un adsorbente –un material que atrapa los contaminantes en su superficie– que elimina más del 95 % de los micro y nanoplásticos del agua, incluidas partículas de solo 30 nanómetros, en el plazo de una hora. El avance, publicado en la revista Chemical Engineering Journal (1), también ha demostrado capacidad para retirar algunas sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) y otros contaminantes, como metales pesados, tintes y fármacos.

 

Un imán contra los plásticos invisibles

 

 

El material combina un armazón de carbono y óxido de hierro con estructuras conocidas como redes metalorgánicas –metal-organic frameworks o MOF, por sus siglas en inglés–, que crecen sobre ese soporte a temperatura ambiente, sin los procesos hidrotermales que exigen otros materiales similares. El resultado es una superficie repleta de puntos de anclaje para los contaminantes que, además, es magnética: una vez capturadas las partículas, el adsorbente se recupera del agua con un separador de imanes en cuestión de minutos.

Actualmente no existe una solución eficaz para eliminar los nanoplásticos a gran escala

NICKY ESHTIAGHI, Universidad RMIT

“Actualmente no existe una solución eficaz para eliminar los nanoplásticos a gran escala”, ha afirmado en un comunicado de la universidad (2) la investigadora principal, la profesora Nicky Eshtiaghi, de la Facultad de Ingeniería de la RMIT, para quien capturar los plásticos a nanoescala era la clave del proyecto. En las pruebas de laboratorio, el material ha eliminado más del 95 % de las partículas de plástico, y cerca del 80 % en los primeros 15 minutos, un ritmo que coincide con los tiempos de contacto que emplean las plantas de tratamiento reales.

La profesora Nicky Eshtiaghi sostiene un vial que contiene el material adsorbente magnético del equipo, diseñado para eliminar microplásticos, nanoplásticos, algunos PFAS y otros contaminantes de las aguas residua / Foto: CC La profesora Nicky Eshtiaghi sostiene un vial que contiene el material adsorbente magnético del equipo, diseñado para eliminar microplásticos, nanoplásticos, algunos PFAS y otros contaminantes de las aguas residua / Foto: CC

La eficacia se ha comprobado con los plásticos de uso más común –polietileno, polipropileno o poliéster–, tanto en agua dulce como en agua salada. El adsorbente también ha retirado más del 95 % de otros contaminantes analizados, entre ellos el mercurio, el cromo y el cobre, además de colorantes y el fármaco ibuprofeno. “Nuestro material está diseñado para eliminar rápidamente los micro y nanoplásticos”, ha resumido el doctor Muhammad Haris, primer autor del estudio e investigador de la Facultad de Ingeniería.

 

Eficacia probada en aguas residuales reales

 

El equipo ha ido más allá de las condiciones ideales del laboratorio y ha ensayado el material con aguas residuales de lavanderías industriales, una fuente importante de contaminación por microplásticos debido a las fibras sintéticas que desprende la ropa. El adsorbente ha eliminado más del 88 % de las microfibras de poliéster junto con los tintes, y ha mantenido su rendimiento pese a la presencia de tensioactivos y de materia orgánica, que suelen restar eficacia a los adsorbentes convencionales.

Funcionó en condiciones de agua realistas, manejó contaminantes mixtos y pudo recuperarse de manera eficiente

NASIR MAHMOOD, Universidad RMIT

“Funcionó en condiciones de agua realistas, manejó contaminantes mixtos y pudo recuperarse de manera eficiente”, ha destacado el profesor asociado Nasir Mahmood, codirector de la investigación y miembro de la Facultad de Ciencias. Un prototipo de 4 litros que combina el adsorbente con la tecnología de separación magnética de la empresa canadiense One Eye Industries ha demostrado que el material puede recuperarse rápidamente tras el tratamiento y reutilizarse: ha conservado más del 90 % de su eficacia tras cinco ciclos consecutivos de uso, y el hierro liberado al agua se ha mantenido muy por debajo del límite fijado por la agencia ambiental de Estados Unidos (EPA).

Las pruebas también han demostrado la eliminación de las moléculas grandes de los compuestos PFAS: el material ha capturado más del 85 % del ácido perfluorodecanoico (PFDA), uno de los PFAS de cadena larga más resistentes a los tratamientos habituales, aunque los propios investigadores subrayan que esta parte del trabajo se encuentra todavía en una fase inicial. El doble objetivo no es casual: los microplásticos actúan como vectores que adsorben y transportan PFAS y metales asociados al cáncer y a otros riesgos para la salud, de modo que retirarlos a la vez multiplica el beneficio ambiental.

 

Más barato y a mayor escala

 

El invento parte de un avance que el mismo equipo logró en 2022 para eliminar microplásticos, pero amplía su alcance a partículas mucho más pequeñas y a aguas más complejas, y lo hace más asequible. Gracias al nuevo proceso de fabricación a temperatura ambiente, que emplea menos insumos costosos, la producción se ha quintuplicado y los análisis preliminares apuntan a una reducción de costes de en torno al 75 % respecto a las versiones anteriores.

Nuestro objetivo era lograr que la tecnología fuera eficaz, práctica y asequible a gran escala

NICKY ESHTIAGHI, Universidad RMIT

“Nuestro objetivo era lograr que la tecnología fuera eficaz, práctica y asequible a gran escala”, ha explicado Eshtiaghi, que insiste en que eso pasa por garantizar que el material pueda recuperarse, reutilizarse e integrarse en los sistemas de tratamiento ya existentes. Con ese horizonte, el grupo colabora con la empresa australiana Star Water Group –con clientes en Estados Unidos, incluida California, donde el endurecimiento de las normas dispara la demanda– y con Fire and Test Australasia, una compañía de propiedad indígena que estudia aplicar la tecnología al tratamiento de aguas pluviales y residuales, incluso en entornos comunitarios.

La industria ha estado esperando una forma práctica de trasladar la eliminación de microplásticos y contaminantes emergentes del laboratorio a entornos de tratamiento reales

ROGER SIMONSON, One Eye Industries

“La industria ha estado esperando una forma práctica de trasladar la eliminación de microplásticos y contaminantes emergentes del laboratorio a entornos de tratamiento reales”, ha señalado Roger Simonson, fundador de One Eye Industries, para quien el reto no es solo capturar las partículas, sino recuperar el material de tratamiento “de forma rápida y fiable” sin generar nuevos residuos. La presión regulatoria acompaña: los gobiernos de Europa y Estados Unidos están imponiendo límites más estrictos a la entrada de microplásticos en los cursos de agua, mientras el estudio recuerda que menos de la mitad de las aguas residuales del mundo recibe un tratamiento adecuado.

Referencias

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