Consiguen eliminar microplásticos del agua con nanoflores de óxido de hierro
En los últimos años, la producción de plásticos ha crecido de manera significativa, alcanzando aproximadamente 400 millones de toneladas anuales a nivel global. Esta elevada cifra, junto con la gran durabilidad del material, está provocado graves impactos ambientales, ya que una gran parte de los residuos plásticos generados no son reciclados. Una vez que estos plásticos entran en el medio ambiente, se descomponen en fragmentos más pequeños, conocidos como microplásticos. Estas partículas, que oscilan entre 1 μm y 5 mm de tamaño, han sido detectadas en diversos entornos, desde la atmósfera hasta los océanos, el suelo, e incluso en los alimentos y el agua que consumimos.
Ahora, investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), centro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han desarrollado un proceso verde y energéticamente eficiente para eliminar microplásticos provenientes de cosméticos con nanoflores de óxido de hierro. El trabajo, que se ha publicado en la revista Chemical Engineering Journal, supone un avance en las técnicas de descontaminación de aguas.
“Actualmente, en las plantas de tratamiento de residuos se usan procesos muy macro y muy costosos”, señala Álvaro Gallo-Córdova, investigador del ICMM-CSIC y uno de los autores principales del trabajo. Es ahí donde esta investigación incide, al trabajar en la escala de los nanómetros (la millonésima parte de un milímetro) con procesos que son “mucho más eficientes”. “Nuestras partículas se producen por métodos verdes y, además, se pueden reutilizar”, apunta el científico.
Los científicos usaron nanopartículas de óxido de hierro en forma de nanoflores. “La forma es muy importante”, explica Gallo-Córdova. El óxido de hierro es un material magnético y con un área superficial elevada que permite atrapar muchos contaminantes de una vez. “Cuando éste está en forma de nanoflores, tiene un comportamiento magnético cooperativo. Es decir, se trata de partículas con varios núcleos que cooperan para aumentar y mejorar sus propiedades magnéticas”, explica el investigador.
La eliminación de los microplásticos con estas nanoflores se produce en dos etapas. Primero, éstas se colocan sobre los microplásticos y se adhieren a ellos “en cuestión de cinco minutos”. “Con esto logramos que los microplásticos se vuelvan magnéticos, y con un imán los retiramos del agua”, señala Gallo-Córdova. “Esto ya es un avance importante, pero en nuestro grupo hemos querido ir más allá: eliminarlo completamente”, añade.
Una vez el microplástico está fuera del agua, lo hidrolizan (un proceso por el que las partículas del plástico se rompen en pequeñas moléculas) y, después, con estas mismas nanoflores, producen radicales libres: “Esos radicales son especies muy reactivas que degradan los contaminantes orgánicos”, explica. “Lo que obtienes después del proceso es solo CO2 y agua”, describe el científico, que indica que, aunque en la actualidad el CO2 podría considerarse residuo, “éste puede reutilizarse”.
Todo este proceso, además, se produce a bajas temperaturas: “las nanoflores se calientan en presencia de campos magnéticos alternos, y su calentamiento es suficiente para llevar a cabo la reacción de degradación de los contaminantes sin que tengamos que calentar el agua”. Esto tiene un doble ahorro energético: no tienen que calentar esa agua (actualmente estos procesos se desarrollan a 90ºC.) y tampoco tienen que enfriarla después para devolverla a la naturaleza.