La persistente problemática de los contaminantes denominados químicos eternos recibe una respuesta prometedora gracias a los científicos de la Universidad de Rice. Este equipo desarrolló un método revolucionario para eliminar y destruir las sustancias per- y polifluoroalquilo (PFAS), ofreciendo una solución a un desafío ambiental crucial.
Según informaron desde la universidad, este proceso no solo erradica los PFAS del agua, sino que transforma estos desechos peligrosos en grafeno, un material de alto valor, logrando así combinar eficacia económica y sostenibilidad ambiental en el ámbito de la remediación del entorno.
Características y riesgos de los PFAS
Los PFAS son compuestos sintéticos omnipresentes en productos de consumo debido a su capacidad de resistir el calor, el agua y el aceite. Sin embargo, su estabilidad química exigió un costo elevado, debido a que su persistencia en el medioambiente los convierte en contaminantes tenaces que infiltran los suministros de agua.
Esta característica está vinculada con serios riesgos para la salud, incluyendo el cáncer y trastornos del sistema inmunológico, lo cual subraya la necesidad urgente de métodos para su eliminación.
Limitaciones de métodos previos
Tal como señalaron expertos en la materia, las técnicas tradicionales de eliminación de PFAS son costosas y demandan altos niveles de energía, además de que frecuentemente generan contaminantes secundarios.
Esto, impulsó la búsqueda de soluciones que sean tanto más eficientes como más amigables con el medioambiente.
Innovadora solución: el método de la Universidad de Rice
La investigación llevada a cabo por la Universidad utiliza un proceso innovador conocido como calentamiento flash joule (FJH). Este proceso combina carbono activado granular, saturado con PFAS, y agentes mineralizantes como sales de sodio o calcio.
Según detalló el profesor James Tour, esta metodología logra generar temperaturas superiores a los 3.000 grados Celsius en menos de un segundo. La extrema temperatura propuesta por este método descompone los enlaces fuertes carbono-flúor presentes en los PFAS, convirtiendo estos compuestos en sales de fluoruro inertes y no tóxicas.
Simultáneamente, el carbono activado se transforma en el grafeno mencionado anteriormente, un material que tiene aplicaciones en industrias de gran diversidad, desde la electrónica hasta la construcción.
Resultados y eficacia del método
Los resultados de la investigación son impresionantes. La eficacia en la defluorinación supera el 96%, mientras que la eliminación de ácido perfluorooctanoico (PFOA) alcanza el 99.98%. Las pruebas analíticas demostraron que la reacción no produjo cantidades detectables de compuestos orgánicos volátiles fluorados, un subproducto común de otros tratamientos de PFAS.
Según los investigadores, la medida en que se eliminan los residuos secundarios asociados con métodos tradicionales de disposición, como la incineración o el uso de carbonos utilizados en vertederos, destaca la importancia del desarrollo tecnológico.
Aplicaciones potenciales y futuras
La capacidad de este método para degradar una amplia variedad de compuestos PFAS, incluyendo el tipo más recalcitrante, como es el caso de Teflon R, sugiere su potencial aplicación en el tratamiento de agua y la gestión de residuos en general.
Además, el proceso de FJH puede personalizarse para generar otros materiales valiosos a base de carbono, como nanotubos de carbono y nanodiamantes, ampliando así su versatilidad y atractivo económico.
Impacto y alcance futuro
Esta metodología además de brindar beneficios ambientales significativos, también ofrece promesas de costo cero neto y escalabilidad, proporcionando una nueva esperanza en la batalla contra los “químicos eternos”, según afirmó la investigadora Phelecia Scotland.
La Universidad concluye afirmando que, la cooperación interdisciplinaria entre departamentos de química, ingeniería química y biomolecular, ciencia de materiales e ingeniería ambiental en Rice, junto con la participación de otras instituciones y el apoyo financiero de entidades como la Fuerza Aérea de Estados Unidos y el Cuerpo de Ingenieros, refuerza la capacidad de transformar descubrimientos científicos en soluciones viables para problemas medioambientales urgentes.
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