Eliminar «sustancias químicas eternas» con materiales nanoestructurados
A principios de 2023, la Agencia Europea de Sustancias y Mezclas Químicas publicó una propuesta de prohibición de todas las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS, por sus siglas en inglés), también conocidas como «sustancias químicas eternas». Por desgracia, esta prohibición no significará gran cosa para los más de diecisiete mil lugares de toda Europa contaminados por estas sustancias. Según la Agencia Europea de Medio Ambiente, la ingesta de PFAS puede provocar problemas sanitarios como, por ejemplo, lesiones hepáticas, tiroidopatías, obesidad, problemas de fertilidad y cáncer. «La razón por la que las PFAS se denominan “sustancias químicas eternas” es que son extremadamente persistentes, tanto en el medio ambiente como en el organismo», afirma Jelena Radjenovic, catedrática del Instituto Catalán de Investigación del Agua. Sin embargo, gracias a los trabajos llevados a cabo en el marco del proyecto ELECTRON4WATER, financiado con fondos europeos, puede que las PFAS hayan encontrado por fin la horma de su zapato. «El objetivo de este proyecto era desarrollar nuevos materiales nanoestructurados que, utilizados como electrodos en sistemas electroquímicos para el tratamiento del agua, puedan ayudar a destruir microcontaminantes orgánicos persistentes y tóxicos», agrega Radjenovic, coordinadora del proyecto.
Las ventajas de los sistemas electroquímicos para el tratamiento del agua
Según Radjenovic, los sistemas electroquímicos para el tratamiento del agua no son algo nuevo. «Estos sistemas tiene muchas ventajas en comparación con otras tecnologías avanzadas de tratamiento —explica la coordinadora—. Por ejemplo, no utilizan reactivos químicos, no crean un flujo residual de desechos y son consistentes y versátiles». Es más, pueden degradar incluso las PFAS más persistentes con tan solo aplicar una corriente. Entonces, ¿por qué no se están implantando estos sistemas para eliminar estas sustancias químicas de los sistemas de almacenamiento y abastecimiento de agua? «El uso de sistemas electroquímicos para el tratamiento del agua a escala se ha visto obstaculizado por las limitaciones tecnológicas de los materiales de electrodos existentes», apunta Radjenovic.
Un nuevo tipo de nanomaterial
Aquí es donde entran en juego los materiales nanoestructurados desarrollados en el marco del proyecto ELECTRON4WATER. El equipo del proyecto, que contó con el apoyo de Consejo Europeo de Investigación, empleó la nanotecnología para concebir unos electrodos de esponja de grafeno: el primer material anódico electroquímicamente inerte al cloro que puede degradar las PFAS. «Este material innovador permite soslayar dos obstáculos principales de la tecnología electroquímica, a saber: la formación de subproductos clorados tóxicos en presencia de cloruro y el elevado precio de los ánodos comerciales», observa Radjenovic. En cuanto a esto último, los electrodos de esponja de grafeno del proyecto cuestan menos de 50 EUR por m2, frente al precio de entre 3 000 y 5 000 EUR de muchos ánodos comerciales.
La nueva generación de sistemas electroquímicos para el tratamiento del agua comienza aquí
Gracias a su gran superficie, sus propiedades ajustables y su naturaleza cuántica, los nanomateriales artificiales creados por el equipo del proyecto ELECTRON4WATER podrían favorecer una nueva generación de sistemas electroquímicos para el tratamiento del agua. «Estoy orgullosa de haber contribuido a aportar algo muy novedoso al campo de la ingeniería ambiental, ya que ahora tenemos entre manos lo que esperamos que se convierta en una de las tecnologías de plataforma para la eliminación de las llamadas “sustancias químicas eternas”», afirma Radjenovic. Los investigadores están finalizando los últimos estudios derivados del proyecto. Además trabajan en la creación de un prototipo que permita demostrar la capacidad de eliminar PFAS del nuevo material, tanto en flujos de residuos complejos como en matrices más sencillas, como el agua del grifo. Esta labor se está llevando a cabo en el marco del proyecto GRAPHEC, financiado con fondos europeos. «El objetivo final es responder a varias preguntas planteadas por nuestros colaboradores industriales sobre la evaluación de la tecnología a más largo plazo, así como transferir la tecnología y verla aplicada en la eliminación de PFAS y el tratamiento de aguas contaminadas», concluye Radjenovic.
Palabras clave
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