Un estudio estudia la reducción de los niveles de mercurio en la industria. Desde la Universidad Tecnológicade Chalmers, el equipo liderado por Björn Wickman, ha trabajado en la eliminación del mercurio y prevenir el impacto medio ambiental que causa. El ácido sulfúrico es el producto químico más comúnmente empleado; se utiliza en numerosas industrias con múltiples fines. Desde productos de la industria farmacéutica, hasta detergentes y fertilizantes.
El ácido sulfúrico en la actividad industrial
El ácido sulfúrico suele contener mercurio. Por ello, el objetivo de la investigación es purificar el ácido sulfúrico por su alta demanda con fines industriales y su bajo impacto medioambiental. Hasta la fecha, indica Wickman, no se disponía de una fórmula viable para la purificación del ácido sulfúrico. Sin embargo, los investigadores han diseñado una forma para reducir el mercurio presente en el ácido sulfúrico en cantidades, incluso, superiores al 90%.
El ácido sulfúrico puede obtenerse a partir de distintos procesos. Se produce a partir del azufre de la industria petrolera, aunque también en forma de subproducto en las fundiciones de la actividad minera. Es en la segunda forma de obtención donde el mercurio aparece presente de forma natural en el propio mineral y, por lo tanto, puede tener presencia en los productos finales.
Es posible obtener ácido sulfúrico a través de diferentes procesos
Efectos del mercurio sobre el medioambiente
El mercurio, en su dispersión, representa un reto a escala global. Por su carácter volátil, puede verse dispersado de forma aérea a través de amplias zonas. El mercurio puede acceder a los arroyos y lagos mediante la lluvia; pudiendo almacenarse en la tierra, el agua e incluso, en los organismos vivos. Como consecuencia, puede representar un perjuicio tanto para el cerebro, como el sistema nervioso central de personas y animales.
En la investigación se valoró una matriz de tres sensores. La matriz tenía capacidad para la detección de los tres contaminantes objetivo en el agua de consumo. A través de técnicas de machine learning, se valoraron los resultados. De esta forma, se pudo cuantificar las toxinas presentes.
Se utilizaron técnicas de aprendizaje automático para la valoración de los resultados
Las emisiones de mercurio a la atmósfera, son un riesgo en aumento. Acorde a lo indicado por un informe del Programa PNUMA de Naciones Unidas, las emisiones de mercurio se incrementaron un 20% entre los años 2010 y 2015. Tan solo durante el año 2015, actividades como la fabricación de cemento, o la producción de metales, entre otras, emitieron 2.200 toneladas de mercurio. Se considera que, a lo largo del propio 2015, hasta 1.800 toneladas de mercurio llegaron al agua y al suelo.
Los sensores pueden ser válidos para calibrar la calidad del tratamiento. Es decir, una vez eliminados los contaminantes, los sensores pueden proporcionar una información valiosa sobre la limpieza practicada. De esta forma, estos dispositivos serán un indicador óptimo para poder darle un nuevo uso al agua tratada y que se utilice de forma segura. Por lo tanto, podría aprovecharse el agua para procesos industriales, la agricultura e incluso el consumo.
Se estima que, durante el año 2015, 1.800 toneladas de mercurio llegaron al agua y al suelo
En los últimos 100 años, las concentraciones de mercurio aumentaron un 450%. Este dato, tan significativo de la acuciante situación, es puesto de manifiesto en el informe del PNUMA. En palabras de Wickman, todas las fórmulas que ayuden a reducir las emisiones de mercurio, son válidas puesto que este tipo de contaminante permanece en el medio ambiente y puede perjudicar a lo largo de miles de años.
Procesos electroquímicos para eliminar mercurio del agua
Los investigadores diseñaron un sistema pionero para eliminar el mercurio. La investigación parte de un estudio que el equipo llevó a cabo cinco años atrás. En este trabajo previo, se establecía una forma para suprimir la presencia del mercurio del agua, a través de procesos electroquímicos. Para conseguirlo, el sistema utiliza un electrodo de metal que, a su vez, se encarga de absorber el metal tóxico y componer una aleación. Finalmente, el mercurio se desecha y puede volver a utilizarse el electrodo.
En los experimentos del estudio han colaborado las entidades Boliden y Atrium. Con la sinergia de todas las partes comprometidas en el proyecto, se pretende hacer viable la eliminación de mercurio del agua. En este punto de la investigación, el equipo investigador valora la oportunidad de poder configurar un reactor que permita que el ácido sulfúrico fluya, mientras que se purifica simultáneamente.
Los investigadores buscan el desarrollo de un proceso de eliminación del mercurio del agua
Rentabilidad y sostenibilidad del proceso
Los sistemas disponibles, actualmente, eliminan el mercurio en una etapa previa. Es decir, antes de que se produzca el ácido sulfúrico. Sin embargo, esta forma de eliminación de mercurio, puede dejar restos de este elemento en el producto final.
Cuando se purifica el ácido sulfúrico, también se incrementa la rentabilidad de la industria. Además de reducir las emisiones asociadas al mercurio, con la purificación, la industria consigue operar con una mayor rentabilidad, a la vez que consigue un producto no tóxico.
La rentabilidad del proceso es también una cuestión de relevancia
El futuro de la investigación pasa por incrementar la escala del sistema. De esta forma, apunta Vera Roth, miembro del equipo investigador, se aproxima el proyecto a un volumen apropiado real.
La previsión del mercado mundial de ácido sulfúrico, apunta a su incremento. Actualmente, refieriéndonos a los datos facilitados por Statista, el mercado a nivel global del ácido sulfúrico es de 260 millones de toneladas. Sin embargo, la previsión para el 2029, es que alcance las 314 millones de toneladas. Al respecto de la calidad del ácido sulfúrico, el valor aceptable de mercurio es cuando sea menor a 0,30 miligramos por kilogramo. Si llega a ser menor a 0,08, tiene la consideración de alta pureza mientras que, en este estudio, se ha logrado reducir a 0,02 miligramos por kilogramo.
En el estudio se ha alcanzado una reducción de 0,02 miligramos de mercurio por kilogramo en el ácido sulfúrico
Conclusión
Investigar e innovar, nos lleva a fórmulas más seguras de gestión de recursos. El estudio que han desarrollado desde la Universidad de Chalmers, nos muestra el compromiso de la comunidad científica por un mundo más sostenible y más seguros. Si bien el mercurio puede ser perjudicial para el medio ambiente, el desarrollo de nuevas alternativas tecnológicas, nos ayuda a reducir su presencia y, por lo tanto, sus efectos contaminantes.
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