Desarrollan un método eficiente para descontaminar el agua

• Francisco María
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• • 03/03/2024 09:00
  • Actualizado: 03/03/2024 09:00

Un método que utiliza nanopartículas “reutilizables”, elaboradas con hierro y alpechín, ha sido demostrado como eficaz en la descontaminación de aguas residuales por un equipo de investigación de la Unidad de Tratamientos Solares del Agua de la Plataforma Solar de Almería (CIEMAT-PSA) y SMALLOPS.

Aunque estas microestructuras se habían utilizado anteriormente para la producción de biofertilizantes y biogás, los expertos han evidenciado su capacidad para eliminar sustancias como el paracetamol, la cafeína y los plaguicidas del entorno acuático, manteniendo su efectividad a lo largo de varios ciclos de aplicación.

En forma de polvo y con luz solar

Esta propuesta podría emplearse como un primer tratamiento biorremediador para aguas residuales urbanas, ya que logra reducir a la mitad la concentración de contaminantes en los entornos acuáticos. “Además, son fáciles de utilizar porque tienen una apariencia similar al polvo (cada unidad es más pequeña que un grano de sal) y pueden ser separados del medio hídrico mediante métodos físicos clásicos”, explicó la investigadora de CIEMAT-PSA, Isabel Oller. 

Según lo señalado por el grupo científico en el artículo «Microcontaminant removal in solar pilot scale photoreactors with commercial iron nanoparticles obtained from olive mill wastewater», publicado en Catalysis Today, las nanopartículas están formadas por una cubierta de carbono que encapsula hierro extraído del alpechín en estado sólido. Estas microestructuras activan sus funciones biorremediadoras al recibir fotones, es decir, partículas que contienen energía procedente de la luz solar.

Para verificar la viabilidad de emplear estas nanopartículas —desarrolladas por SMALLOPS— a escala industrial, los investigadores las sometieron primero a diversos tratamientos físicos y químicos, así como a condiciones extremas como una exposición solar prolongada, agitación y un aumento de la acidez en el entorno acuático, entre otras pruebas. De esta manera, pudieron establecer que las nanoestructuras no liberaban residuos ni se descomponían.

A continuación, los expertos probaron dos métodos para determinar el más eficaz. Por un lado, introdujeron las nanopartículas en un tanque de cristal tubular con agua y lo expusieron a la luz solar. Por otro lado, las introdujeron en unos reactores con forma de «piscinas» alargadas, donde el agua fluye horizontalmente y se puede tratar un mayor volumen. «Primero, simulamos la contaminación del medio acuático añadiendo paracetamol, un fármaco que suele encontrarse comúnmente en la salida de las depuradoras», afirmó Oller.

Eliminan hasta un 50% de contaminantes

Para explorar la capacidad de las nanopartículas, los expertos ajustaron las concentraciones de los contaminantes de menos a más y añadieron otros gradualmente para simular condiciones más realistas. Introdujeron diversos tipos de sustancias comúnmente encontradas en las aguas residuales urbanas, como cafeína, otros fármacos como el diclofenaco y plaguicidas, entre otros, además de aumentar la conductividad del agua, es decir, su contenido en sales. De esta manera, observaron que en un período de 120 minutos, las nanopartículas eliminaron hasta un 50% de los contaminantes del medio acuático. 

Asimismo, los científicos señalan que para reutilizarlas, basta con detener el movimiento del agua y esperar a que se depositen en el fondo. Luego, utilizaron un método de separación sencillo para aislar las nanopartículas del agua tratada, lo que permitiría su posterior reutilización.

Actualmente, los investigadores están enfocados desarrollar una malla que incorpore estas nanoestructuras descontaminantes. Este formato facilitaría el proceso de recuperación de las nanopartículas y su capacidad remediadora. «Estamos explorando opciones de diseño y ubicación de esta red sobre un reactor para optimizar al máximo su eficiencia. Además, creemos que un aumento en el contenido de hierro podría mejorar aún más las propiedades descontaminantes de las nanopartículas», detalló Oller.

Este estudio, parte del proyecto CalypSol, ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, la Agencia Estatal de Investigación y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER). Además, ha recibido apoyo de AITEX y SMALLOPS.

Formas para descontaminar el agua

La contaminación del agua puede deberse a diferentes factores, como la presencia de microorganismos patógenos, compuestos químicos tóxicos, metales pesados, entre otros. Por suerte, existen diversas formas de descontaminar el agua y hacerla apta para el consumo humano. En este artículo, te mostraremos algunas de las técnicas más efectivas para purificar el agua y garantizar su calidad.

Filtración

La filtración es uno de los métodos más utilizados para descontaminar el agua. Consiste en hacer pasar el agua a través de un filtro que retiene las partículas sólidas y microorganismos presentes en ella. Los filtros pueden ser de diferentes tipos, como filtros de arena, carbón activado, cerámica, entre otros. La filtración es efectiva para eliminar sedimentos, bacterias, virus y algunos compuestos químicos presentes en el agua.

Cloración

La cloración es un método de desinfección del agua que consiste en añadir cloro al agua para eliminar los microorganismos patógenos presentes en ella. El cloro es un desinfectante muy eficaz que destruye bacterias, virus y otros microorganismos causantes de enfermedades.

Ozonización

La ozonización es otro método de desinfección del agua que se basa en añadir ozono al agua para eliminar los microorganismos patógenos presentes en ella. El ozono es un poderoso oxidante que destruye bacterias, virus y otros microorganismos de forma muy efectiva. Además, el ozono no deja residuos tóxicos en el agua, lo que lo convierte en una opción segura y respetuosa con el medio ambiente.

Destilación

Se trata de calentar el agua hasta que se evapore y luego condensar el vapor para obtener agua pura. Este proceso elimina la mayoría de los contaminantes presentes en el agua, incluyendo sales minerales, metales pesados y compuestos químicos. La destilación es un método eficaz para obtener agua pura, sin embargo, puede resultar costoso y energéticamente intensivo.

Ósmosis inversa

Se basa en hacer pasar el agua a través de una membrana semipermeable que retiene los contaminantes presentes en ella. Este proceso elimina eficazmente sales minerales, metales pesados, compuestos químicos y microorganismos presentes en el agua.

¡Cuidemos el agua, nuestro recurso más preciado!

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