El sistema desarrollado por investigadores de la Universidad de Flinders, en Australia, permite retener hasta el 98% de los denominados PFAS de cadena corta, especialmente difíciles de eliminar con las tecnologías existentes.
La contaminación del agua subterránea, superficial y potable por sustancias perfluoroalquílicas y polifluoroalquílicas (PFAS), conocidos como «químicos eternos», afecta a millones de personas en todo el mundo. Las moléculas de PFAS procedentes de la fabricación industrial, las espumas contra incendios y los productos de consumo, que llegan al agua dulce y al medio marino, están generando una creciente preocupación por los riesgos para la salud de las personas y los animales.
Ahora, un nuevo y prometedor método desarrollado por científicos de la Universidad de Flinders (Australia) allana el camino para ayudar a eliminar del agua las variantes más difíciles de capturar de estos contaminantes persistentes.
El equipo de investigación, dirigido por el Dr. Witold Bloc, ha descubierto adsorbentes que capturan eficazmente las PFAS, incluidas las de cadena corta, que son especialmente difíciles de eliminar con las tecnologías existentes.
El estudio, publicado en la prestigiosa revista Angewandte Chemie International Edition, muestra el uso de una jaula molecular de tamaño nanométrico que actúa como una «trampa de PFAS» altamente selectiva.
«Aunque algunos PFAS de cadena larga pueden eliminarse parcialmente con las tecnologías de tratamiento de agua existentes, la captura de los PFAS de cadena corta, que son más móviles en el agua, sigue siendo un gran reto sin resolver», afirma el Dr. Witold Bloch, director del proyecto, de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de la Universidad de Flinders.
«Descubrimos que una jaula de tamaño nanométrico captura los PFAS de cadena corta al obligarlos a agruparse favorablemente dentro de su cavidad. Este mecanismo de unión inusualmente fuerte es diferente al de los materiales adsorbentes tradicionales», explica Bloch.
El equipo incrustó estas jaulas moleculares en sílice mesoporosa, un adsorbente que normalmente no muestra propiedades de unión a los PFAS.
Un sistema reutilizable
La primera autora, Caroline Andersson, doctoranda en Química por la Universidad de Flinders, afirma que la presencia de la jaula nanométrica incrustada permite eliminar del agua una amplia gama de PFAS, incluidas las variantes de cadena corta, que son muy difíciles de aislar.
«El aspecto más emocionante de este proyecto fue que primero realizamos estudios en profundidad sobre cómo se unen los PFAS dentro de la jaula a nivel molecular», explica Andersson. «Eso nos permitió comprender el comportamiento preciso de la unión y luego utilizar ese conocimiento para diseñar un adsorbente eficaz para la eliminación de PFAS».
Las pruebas de laboratorio demostraron que el material adsorbente puede eliminar hasta el 98% de los PFAS en concentraciones relevantes para el medio ambiente en agua del grifo modelo.
«El adsorbente también demostró su reutilización, ya que siguió siendo muy eficaz después de al menos cinco ciclos de reutilización. Estos resultados ponen de relieve su potencial para integrarse en los sistemas de filtración de agua para depurar el agua potable en la etapa final del tratamiento», añade Bloch.
«Esta investigación representa un paso importante hacia el desarrollo de materiales avanzados capaces de hacer frente a uno de los contaminantes ambientales más persistentes del mundo», concluye.
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