Nuevo método de tratamiento de agua permite recuperar químicos valiosos
17 octubre, 2023
El agua de desecho es un problema en muchos sentidos. Recuperar sustancias químicas valiosas en el mercado es una alternativa que ya tiene una propuesta en proceso.
Desde la Academia China de Ciencias (CAS) se propone un método que funciona con la energía del Sol. Este método se presenta como una alternativa amigable con el ambiente para la manufactura de químicos.
Tomar sustancias valiosas de un líquido de desecho
Al frente del equipo de investigadores se encuentran el profesor Gao Xiang del Instituto Shenzhen de Tecnología Avanzada (SIAT) y el Profesor Lu Lu del Instituto de Tecnología Harbin. El estudio donde describen el proceso se publicó recientemente en la revista científica Nature Sustainability.
Los procesos tradicionales para manufactura de químicos recurren a procesos con alto consumo de energía. El proceso que se propone recurre a semiconductores biohíbridos que integran materiales de alta eficiencia para la captación de luz con células de larga duración. De esta forma es posible utilizar la luz solar para la producción de químicos.
A partir de lo anterior, los investigadores se propusieron realizar un proceso de costo accesible y capaz de realizarse a gran escala. La propuesta consiste en convertir algunos contaminantes del agua de desecho en semiconductores biohíbridos.
El proceso retoma sustancias que están mezcladas en el agua para convertirlos en estos semiconductores biohíbridos. Posteriormente se convertirán en esos químicos de valor rescatados del agua de desecho. Entre ellos están el carbón, metales pesados y compuestos de sulfato.
Uno de los retos es que la composición del agua de desecho es variable. Además, algunos de sus componentes son tóxicos para las bacterias y no les permiten metabolizarlos de forma eficiente. Además contienen sales que disuelven el oxígeno y esto disminuye aún más la capacidad bacteriana para reducir el sulfato.
Los investigadores eligieron a una bacteria marina que tiene una tolerancia alta a las concentraciones de sal y es capaz de utilizar diferentes fuentes de carbón. Su nombre es Vibrio natriegens.
Para el proceso entrenaron a una cepa modificada que funciona con diferentes fuentes de carbón y metales. Con ellos producen los semiconductores biohíbridos directamente del agua contaminada.
Su primer objetivo fue extraer 2,3-butanodiol (BDO). Esta sustancia se usa como reactivo para la síntesis de diversos poliuretanos y se considera de gran valor.
Los investigadores fueron capaces de generar ácido sulfhídrico a partir de V. natriegens. Esta sustancia juega un rol importante para la producción de nanopartículas CdS que absorben la luz de forma eficiente.
Los resultados son alentadores. los biohíbridos que se activan con la luz mejoran la producción BDO en comparación con las células solas. Además, el proceso es escalable a dimensiones de 5 litros.
“La plataforma biohíbrida no solo cuenta con una menor huella de carbono, sino que también reduce los costos del producto, lo que lleva a un impacto ambiental general menor en comparación con la fermentación bacteriana tradicional y los métodos de producción de BDO basados en combustibles fósiles”, explica en un comunicado el profesor Gao.
El investigador aclara que este proceso funciona con una gran variedad de agua de desecho. Se trata de una nueva propuesta pero ha mostrado su capacidad para reutilizar algunos compuestos que normalmente consideramos desecho. Además, permite recuperar materiales que tienen un alto valor comercial.