Un estudio amplía el conocimiento sobre un sistema pionero en el tratamiento de agua. En la lucha por mejorar el acceso al agua, el ferrato forma parte de una técnica nueva que de momento se considera emergente. El ferrato, tiene grandes propiedades: puede resultar más económico y crea menos subproductos tóxicos que los productos químicos. Por otra parte, su implementación también requiere una menor complejidad que los tratamientos llevados a cabo con ozono.
A pesar de las grandes propiedades del ferrato, requiere más pasos. Es decir, para que pueda desarrollar su función adecuadamente, se debe combinar con otros productos, o bien utilizar energía luminosa. En esta última línea de operación, ha trabajado un equipo investigador de la Universidad de Rhode Island.
Propiedades del ferrato
El ferrato ha sido expuesto a luz. Los investigadores han realizado determinados hallazgos sobre la reacción química que tiene lugar cuando el ferrato es expuesto a luz, tanto ultravioleta como visible. Los resultados obtenidos abren la puerta del conocimiento para el desarrollo de posibles usos futuros en el campo del tratamiento de agua.
La mejora diseñada por los investigadores mejora la conversión anaeróbica de los lodos. En la actualidad, la tasa de conversión es inferior al 50%, con una producción de 98% más de metano respecto del modelo del estudio.
El estudio ha revelado de forma pionera propiedades del ferrato. Como señala el profesor Dugan Hayes, miembro del estudio, anteriormente no se había estudiado la activación de luz del ferrato. Por lo tanto, en este estudio se ha podido observar por primera vez algunas características fotofísicas que hasta ahora eran desconocidas. Precisamente, al ser el ferrato un oxidante, tiene la capacidad de lograr la descomposición de los contaminantes a través de la sustracción de sus electrones.
Se han observado características fotofísicas hasta ahora desconocidas
La luz estimula la capacidad del ferrato. A pesar de que el ferrato, por sí mismo tiene una gran capacidad, sus propiedades se ven aumentadas al utilizar luz. Como consecuencia de la adición de luz al ferrato, se obtiene un oxidante con mayor capacidad, denominado Fe(V). Sin embargo, a pesar de que se conocía las propiedades de este nuevo oxidante, la cantidad de energía necesaria para producirlo, era desconocida.
El estudio ha dado respuesta a la energía del proceso. Cali Antolini, estudiante del laboratorio de Hayes, llevó a cabo una fase de experimentación a través de espectroscopía de absorción transitoria. La técnica utilizada analiza las reacciones fotoquímicas mediante pulsos de láser ultrarrápidos. La reacción comienza con un pulso inicial y, a continuación se realiza una serie de pulsos que miden la reacción en su propio desarrollo.
En el estudio se experimentó a través de espectroscopía de absorción transitoria
Resultados positivos
El ritmo de los pulsos ofrece una información detallada. El orden que siguen los pulso es de apenas unas milmillonésimas de segundo y facilita que el equipo disponga de un registro de todos los pasos del desarrollo. Para el estudio, se emplearon pulsos de luz ultravioleta y visibles. Además, se han desarrollado experimentos de carácter similar pero empleando rayos X en las instalaciones del Laboratorio Nacional Argonne en Chicago.
Los investigadores obtuvieron resultados concluyentes. A través de la experimentación, se observó que la tasa de conversión del Fe(V) altamente reactivo, está próxima al 15%. Es decir, está cerca a la producción radical de los métodos de purificación que usan ozono. Además, los investigadores también pudieron obtener información relevante en relación a la luz apropiada para producir las modalidades de hierro más reactivas.
Los investigadores obtuvieron información relevante sobre el tipo de luz adecuada
El rango de longitud de onda supuso un hallazgo fundamental. Durante el experimento, los investigadores observaron que un rango de longitudes de onda de luz, desde el espectro ultravioleta hasta el visible, deberían generar Fe(V). La relevancia de este descubrimiento tiene doble vertiente. Por un lado, la luz visible requiere menos energía para generar luz ultravioleta. En consecuencia podría ser más eficiente el proceso. Por otra parte, la luz visible es apta ante el agua con distintas propiedades.
El resultado del estudio ofrece amplias posibilidades para el futuro. Según apunta Joseph Goodwill, miembro del estudio, los datos del estudio resultan alentadores. De forma tangencial, Goodwill busca fórmulas para reducir la brecha que existe entre los sistemas de tratamiento de las grandes urbes y las zonas rurales.
El estudio amplía el conocimiento con vista a nuevas posibles aplicaciones
Eficacia del sistema
La purificación por ferrato es una opción práctica y reducida. Son una gran alternativa para aquellas situaciones en las que los sistemas de ozono tienen un alto coste y, además, no resultan prácticos. A través de la utilización de sistemas basados en ferrato, se pretende también la reducción de la dependencia de productos químicos que pueden resultar agresivos.
El ferrato es eficaz ante contaminantes agresivos. Puede suprimir a su vez la presencia de contaminantes contra los que el cloro no es efectivo. Otro ejemplo de sustancia que puede eliminar y que pueden representar un riesgo, son las sustancias per-polifluoroalquilo, más conocidas como PFAS. Sin embargo, el ferrato aún requiere una mejor comprensión a fin de poder utilizarlo de forma extendida.
El ferrato es eficaz también ante sustancias PFAS
Conclusión
El proceso de obtención con base en ferrato, ha sido difícil de comprender. Como apunta Goodwill, la falta de comprensión mecánica ha impedido incrementar la eficiencia en el proceso y llevar el sistema a mayores escalas. Por lo tanto, es positivo que la investigación desarrollada mejore el conocimiento que se dispone del ferrato y ayude a generar nuevas formas de tratamiento con base en hierro.
