Una esponja reutilizable limpia el agua de metales contaminantes
11 mayo, 2023
El agua que consumimos debe pasar por procesos de tratamiento para liberarse de contaminantes. Un grupo de ingenieros de la Universidad del Noroeste en Illinois, Estados Unidos, propone una esponja que extrae metales como plomo y cobalto.
Este material sería útil para filtros caseros. Con esta capacidad el agua contaminada pierde metales contaminantes que se pueden reutilizar. Los resultados se publicaron en la revista científica ACS ES&T Water.
Una pequeña esponja con una gran tarea por delante
La esponja es una propuesta para limpiar el agua de la llave. El objetivo es volverla bebible. Se realizaron pruebas con mediciones de los niveles de metales pesados antes y después que el agua pasó por la esponja.
La muestra original de agua contenía más de una parte por millón de plomo. Después de filtrar con la esponja el agua registró niveles por debajo de los detectables de este metal. Después de la primera prueba los investigadores recuperaron el metal.
La esponja se mantuvo funcional para usos futuros durante ciclos múltiples. Las pruebas iniciales se hicieron a pequeña escala pero podría usarse con volúmenes mayores de agua contaminada para acciones de protección medioambiental.
“La presencia de metales pesados en el suministro de agua es un enorme desafío de salud pública para todo el mundo”, menciona en un comunicado Vinayak Dravid del Departamento de Ciencia de Materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick de la Universidad de Noroeste, quien aparece como primer firmante del estudio.
El estudio propone reglas de diseño para optimizar plataformas similares. Estas serían capaces de eliminar y recuperar otros metales tóxicos. Entre ellos están el cadmio, arsénico, cobalto y cromo.
“Es un problema gigantesco que requiere soluciones que se puedan implementar de manera fácil, eficaz y económica. Ahí es donde entra nuestra esponja. Puede eliminar la contaminación y luego ser utilizado una y otra vez”, comenta Dravid.
Este desarrollo tecnológico fue posible gracias a investigaciones previas de Dravid. Como investigador ha trabajado en esponjas altamente porosas para diferentes objetivos de cuidado medioambiental. En 2020 desarrolló junto con sus colaboradores una esponja que absorbe derrames de petróleo que actualmente se comercializa.
Sobre esta esponja Dravid señala que no le parecía suficiente. “Pero también hay metales pesados tóxicos - como mercurio, cadmio, azufre y plomo - en esos derrames. Por lo tanto, incluso cuando se quita el aceite, algunas de las otras toxinas podrían permanecer”, advierte.
La apariencia de la esponja se debe a que fue creada con nanopartículas que forman una capa ultradelgada. El material que dió un mejor rendimiento fue el revestimiento de goethita enriquecida con manganeso. El uso de este material representa un bajo costo sin riesgo de toxicidad para seres humanos.
Las pruebas también incluyeron pruebas de resistencia a sustancias ácidas. Esto para reconocer su rendimiento ante el agua acidificada. Después del primer uso en estas condiciones mostró un rendimiento de 90% respecto al original.
Esta no será la versión final de estas esponjas. Se planea seguir con su desarrollo para crear nuevas con la capacidad de atrapar otros metales tóxicos. Algunos de ellos como el cobalto son críticos. Este metal es un ingrediente común de las baterías de litio-ion. Este metal genera actualmente costos muy altos para removerlo del medio ambiente.
Cuando se logre atrapar este tipo de metales pesados con esponjas el proceso de reciclaje será más sencillo. Como cualquier innovación tecnológica, estas esponjas han conseguido una mejor forma de atrapar metales; sin embargo, queda mucho por explorar en sus capacidades.