Álvaro Gallo: «Diseñamos nanoflores magnéticas que se comportan como imanes para atrapar microplásticos»

• Antonio Quilis Sanz @AntonioQuilis
• Periodista especializado en información medioambiental desde hace más de 20 años y ahora responsable de OKGREEN en OKDIARIO. Antiguo director de El Mundo Ecológico y colaborador en temas de medioambiente, ecología y sostenibilidad en Cadena Ser.
• • 16/12/2024 06:45
  • Actualizado: 16/12/2024 08:08

El proyecto Nanopartículas magnéticas para catálisis medioambiental: Hacia una economía circular basada en la revalorización de contaminantes, del Instituto de Ciencias Materiales de Madrid, analiza el uso de nanopartículas magnéticas de óxido de hierro (partículas microscópicas, de 1 a 100 nm), es decir, nanoflores que actúan como imanes muy potentes.

Un interesante proyecto científico, liderado por Puerto Morales y Álvaro Gallo, que ha sido merecedor del último premio Mares Circulares en la VII edición del concurso de investigación y proyectos empresariales impulsado por Coca-Cola.

Llevan dos años trabajando este método para capturar microplásticos y este premio les ayudará a perseguir el objetivo de aplicarlo en el entorno reales para sacar los microplásticos del agua. Un proceso que puede llegar hasta otros tres años si todo sale bien, si encuentran financiación y el entorno adecuado para desarrollarlo.

Nanoflores de óxido de hierro

Una vez conseguido que funcione, ahora lo importante que hay que saber es que se trata de un método escalable para producir nanoflores de óxido de hierro que son capaces de extraer y degradar microplásticos provenientes de cosméticos en agua, en un proceso corto en el tiempo, reduciendo los costes y pudiendo ser escalable.

Estas partículas se adhieren a contaminantes de medios acuosos como los microplásticos. Mediante el uso de otro imán es posible extraer todas las partículas del agua. Los microplásticos extraídos se pueden reutilizar para crear más nanopartículas y seguir combatiendo la contaminación.

Contra la contaminación

«Nuestra propuesta no sólo mitiga los efectos negativos de la contaminación, sino que transforma los desechos en recursos útiles, avanzando hacia un modelo de producción más sostenible y responsable basado en una economía circular», afirma Álvaro Gallo Córdova investigador postdoctoral del ICMM/CSIC.

El investigador reconoce que «este premio nos permitirá explorar enfoques innovadores para mejorar la revalorización de residuos plásticos, optimizar las propiedades de nuestras nanopartículas y garantizar su aplicabilidad en contextos más complejos y diversos».

OKGREEN: Creo que primero es necesario que nos expliques un poco este proceso para que todos lo entendamos de una forma sencilla.

ÁLVARO GALLO: Nuestro grupo de investigación se centra en el diseño de nanopartículas magnéticas para diferentes aplicaciones. Las nanopartículas magnéticas son materiales muy, muy, muy pequeños y que por su tamaño y sus propiedades magnéticas pueden ser utilizadas en aplicaciones como la biomedicina o la remediación ambiental

En este caso, nosotros hemos diseñado estas nanoflores magnéticas, que básicamente son nanopartículas conformadas por pequeñas partículas que le dan esta estructura de flor que le va a conferir propiedades magnéticas potenciadas.

Es decir, se va a comportar como imanes en presencia de campos magnéticos mucho más potentes. Y lo que hemos hecho nosotros es lograr adherir estas nanopartículas sobre la superficie de microplásticos para que los éstos se comporten de igual forma magnéticamente. Y con esto, nosotros, al utilizar un imán, podemos extraerlos del medio en el que se encuentren.

P.: ¿Cómo se llega a idear este proceso? ¿Cómo surge esta investigación y esta idea?

R.: Esta investigación nosotros la empezamos hace unos cinco años y empezamos a trabajar con diferentes contaminantes. Hemos probado con compuestos modelo como son colorantes orgánicos que pueden encontrarse en aguas residuales que pueden ser muy tóxicos

Quisimos ir más allá y adentrarnos en este tipo de contaminantes que son contaminantes emergentes, que son los microplásticos, que es un problema que necesita ser solucionado ahora en la actualidad.

Y por ello decidimos pasar de utilizar contaminantes modelo a utilizar modelos que se asimilen a problemas más reales, que pueden ser los microplásticos.

P.: Hablamos de eliminar los microplásticos de tal forma que se extraen magnéticamente casi como por arte de magia. Pero, ¿qué ocurre después con los microplásticos?

R.: Claro. En un principio nosotros somos capaces de separarlos del agua magnéticamente, que eso ya es un beneficio para el ambiente como tal. Y, además, nuestras nanopartículas tienen capacidades de degradarlo.

Estos pueden producir especies reactivas de oxígeno que son especies muy, muy oxidantes. Es decir, que van a degradar los compuestos orgánicos en CO₂ y agua, eliminándolos completamente. Además, nuestras nanopartículas en presencia de campos magnéticos alternos pueden generar calor, lo que puede mejorar las eficiencias de reacciones, como es el caso de e la degradación. Entonces, conjuntamente con esta producción de oxidantes y el calor, podemos degradar los microplásticos.

P.: Habláis de que esta forma de eliminar microplásticos es sostenible, es una solución ecológica y respetuosa con el medioambiente ¿Por qué?

R.: Exactamente. Además, ahora nos hemos planteado, y es por eso que hemos recibido este premio Mares circulares, revalorizar estos microplásticos en vez de eliminarlos completamente.

Queremos reutilizarlos y poder aprovecharlos en su totalidad. ¿Cómo vamos a hacer esto? Pues nosotros, a través de una reacción química. Vamos a transformar estos microplásticos en compuestos de utilidad que van a ser la materia prima para sintetizar las propias nanopartículas, que son las que se encargan de separarlas del medio.

De esta manera nos vamos a centrar en un modelo de economía circular, tratando de generar la menor cantidad de residuos posibles y aprovechando estos residuos plásticos que se encuentran en medios marinos.

P.: Por eso habláis de que esta forma de eliminar microplásticos es sostenible y ecológica, respetuosa, con el medioambiente.

R.: Bueno, en un principio el material que utilizaríamos está sintetizado de una manera verde, aprovechando residuos plásticos y además los estamos utilizando en una aplicación que es la remediación ambiental, que es un proceso sostenible que va a actuar en favor del ecosistema, eliminando los microplásticos.

P.: Vamos, por decirlo de una forma comprensible, son imanes que eliminan microplásticos que ahora consiguen resultados a pequeña escala. Imaginemos que esto se podrá aplicar en el futuro en grandes cantidades. ¿Qué aplicaciones tendría?

R.: Nuestra investigación aún se encuentra a nivel laboratorio, pero esperamos con este premio que hemos recibido poder avanzar ya un poco en el escalado de lo que son las nanopartículas.

Nosotros ya somos capaces de producir grandes cantidades de estas nanopartículas, pero queremos ya tener una visión más industrial. Ver si somos capaces de satisfacer la demanda a nivel industrial.

En cuanto a la aplicación de estas nanopartículas en un entorno más real actualmente se utilizan procesos complejos de filtración para separar los microplásticos que normalmente resultan procesos muy costosos y muy difíciles de realizar.

Nuestras nanopartículas van a entrar para reemplazar este tipo de procesos complejos y costosos. Y claro, el problema está ahí. Nosotros tenemos que plantear cómo queremos llevar estas nanopartículas a un sistema más  industrial  que podría ser en una planta de tratamiento.

Un sistema en donde tengamos tuberías acopladas con electroimanes que  se enciendan y se apaguen para que los microplásticos se peguen cuando esté encendido el imán.

Ya si hablamos en entornos marinos, puedes localizar entornos donde los microplásticos se encuentren y nosotros agregar nuestra nanopartículas magnéticas para recolectarlas con un imán, No sé, uno que se me ocurre ahora con una especie de dron que tenga acoplado un imán para poder ir recolectando sobre la superficie marina. Pero claro, es algo que debemos desarrollar.

P.: ¿Cuánto tiempo lleváis investigando este método? ¿Cuándo creéis que podría tener una aplicación real?

R.:  Nosotros con los microplásticos como tal llevamos apenas dos años de experimentación. Yo creo que a visión futura en unos tres años podríamos ya entrar en entornos más reales y claro, siempre y cuando recibamos ayuda financiera para continuar con nuestra investigación, porque eso es lo más importante.