El jabón puede tener aplicaciones para la eliminación de microcontaminantes en el agua. Esta es la idea que ofrece un estudio realizado por investigadores del MIT. El equipo investigador, nos propone una interesante solución para paliar los efectos que este tipo de contaminación tiene sobre el medioambiente y nuestra salud.
INDICE
Microcontaminantes un riesgo potencial para la salud
Los microcontaminantes son un potencial peligro para la salud y el medioambiente. En la mayoría de los cuerpos de agua, se ha detectado la presencia de este tipo de contaminación, según apunta Gokhale, investigador del estudio. Una muestra de sus múltiples orígenes, son los derivados farmacéuticos tras ser procesados por personas, y los plásticos. Es decir, pueden realizarse filtraciones de plásticos a lo largo del proceso industrial.
La problemática de la contaminación por microcontaminantes, tiene distintos orígenes. Aparte de los productos farmacéuticos y los plásticos, tienen muchos otros orígenes. Por ejemplo, pesticidas, tintes, productos petroquímicos, o las sustancias llamadas PFAS. De igual modo, determinados tipos de metales pesados como el plomo o el arsénico pueden ser considerados microcontaminantes. Su presencia, puede ser perjudicial para la salud.
Determinados metales pesados como el plomo pueden ser considerados microcontaminantes
La baja concentración de los microcontaminantes, dificulta su eliminación. A pesar de tener una extensa presencia, su concentración no es grande. Los medios que actualmente se emplean son la adsorción por carbón activado. Para lograrlo, el agua circula a través de un filtro de carbón. Sin embargo, su eficacia no es elevada. Tras el proceso, solo son eliminados el treinta por ciento de los microcontaminantes presentes en el fluido.
El tratamiento con carbón activado, requiere costes elevados. Además de su baja eficiencia, el medio convencionalmente utilizado con carbón activado, requiere de un equipo especializado y grandes cantidades de energía. Por otro lado, puede ser utilizado con el mismo fin la ósmosis inversa. Sin embargo, como explica el miembro de la investigación Doyle, por la estructura molecular de los contaminantes y por su concentración, no ofrece un resultado significativo.
La ósmosis inversa no ofrece un resultado significativo a la hora de eliminar microcontaminantes
Partículas de hidrogel para retener sustancias aceitosas
El jabón, una posible solución para eliminar microcontaminantes del agua. El centro de la investigación, ha sido un elemento que está presente en cualquier hogar, el jabón. En este elemento, se encuentran presentes moléculas surfactantes, las cuales poseen tanto componentes hidrofóbicos como hidrofílicos. Los componentes hidrofóbicos, se unen al contactar el jabón con agua, dando lugar a estructuras conocidas como micelas. El núcleo hidrofóbico de estas estructuras, retiene las sustancias aceitosas, eliminándolas.
Partículas de hidrogel con presencia de micelas para el tratamiento de agua. Como señala Gokhale, se emplearon microfluidos que involucran fluidos de procesamiento en escalas similares a micrones. De esta forma, se produjeron artículos de hidrogel polimérico uniformes. Los hidrogeles, con propiedades porosas y absorbentes, contienen un tensioactivo, un fotoiniciador y un agente reticulante.
Los hidrogeles, contienen un tensioactivo, un fotoiniciador y un agente reticulante
La interacción física, es clave para el proceso. El tensioactivo, es ensamblado en micelas que, a través de luz ultravioleta, se unen al hidrogel. Con el curso del agua a través del sistema, los microcontaminantes son atrapados en las micelas. La interacción resultante del proceso produce la fuerza suficiente para suprimir los microcontaminantes del agua.
La capacidad de la interacción física, muestra una contrapartida. Presenta una desventaja, no posee la capacidad para lograr que las partículas de hidrogel sean separadas de los microcontaminantes, estabilizarse de nuevo y ser reutilizadas. Según han observado en la fase de experimentación, la velocidad y alcance del sistema, son proporcionales a la cantidad de surfactante empleada.
En el sistema, velocidad y alcance son proporcionales a la cantidad de surfactante
La regeneración de las micelas
El sistema supera el rendimiento observado en el carbón activado. Como indica Doyle, con el dispositivo inicial, la tasa de extracción es superior a la que ofrece el carbón activado. Este parámetro, es esencial a la hora de un sistema para uso industrial. El diseño permite regenerar las partículas con gran eficacia a temperatura ambiente. Se han apreciado hasta 10 ciclos de regeneración con una diferencia escasamente significativa en el rendimiento.
Para la regeneración de las micelas, se emplea etanol. Etanol al 90 por ciento es empleado con el objetivo de lograr la regeneración. Como señala Gokhale, la contaminación es extraída de las partículas y acceden al etanol. La utilización de este compuesto, es biosegura a bajas concentraciones, económico y combustible, lo cual facilita una eliminación segura.
La utilización del etanol, es bioseguro a bajas concentraciones, además es económico y combustible
Un nuevo enfoque flexible para la purificación de agua. Se pueden ajustar los hidrogeles utilizados a cualquier microcontaminante hidrofóbico, lo que hace de este diseño, una fórmula adaptable.
El futuro de la investigación
Se utilizó un microcontaminante difícil de eliminar en la fase de prueba. Concretamente, se empleó 2-naftol, un contaminante cuya presencia es difícil de eliminar con los medios convencionales. El siguiente paso de la investigación es poder evaluar la eficacia del sistema sobre muestras de agua reales.
El futuro de la investigación, es la puesta a prueba en entornos reales. Como apunta Doyle, el sistema solo ha sido probado ante un microcontaminante añadido a agua pura. Por lo tanto, debería también ser evaluado ante muestras extraídas de un entorno natural. El equipo contempla, antes de pasar a una escala industrial, la posibilidad de realizar filtros de tamaño doméstico. De esta forma podrían ser probados en un entorno real.
Hasta ahora, el diseño únicamente ha sido puesto a prueba con muestras de agua pura y un microcontaminante añadido
La investigación abre una línea de trabajo orientada a los metales pesados. La investigación, prevé experimentar con distintos hidrogeles que permitan la eliminación de metales pesados. El plomo, es un ejemplo de metal pesado que podría ser eliminado de esta forma.
El proyecto puede mejorar los sistemas de purificación de agua. Como señala Gokhale, la dificultad de acceso al agua en muchos lugares del mundo, nos indica que aún hay mucho trabajo por hacer. A este respecto, Doyle apunta la motivación que supone para el equipo trabajar en una cuestión tan importante como es el agua.
El ayudar a nuevas formas de gestión de agua, ha sido un aliciente para los investigadores
Conclusión
Los microcontaminantes son un reto que la investigación nos ayuda a afrontar. Como hemos podido apreciar en el estudio expuesto, solo el investigar y aplicar nuevos conocimientos, pueden conducir a la optimización de los sistemas actuales. Es importante contemplar las oportunidades que se encuentran en cada nuevo paso que la tecnología avanza. Solo de esta forma se podrá llegar a un futuro sostenible
