La presencia en los suministros de agua de todo el mundo de sustancias tóxicas que por su persistencia se denominan ‘químicos eternos’ se relaciona con graves riesgos para la salud humana y el medio ambiente. Desde hace un cuarto de siglo, se han buscado soluciones para eliminarlas sin mucho éxito… hasta ahora.
Un equipo de investigadores de la Universidad Oxford Brookes acaba de dar un paso que parece definitivo en la lucha contra esta amenaza: ha desarrollado un innovador reactor hidrodinámico que utiliza cavitación –proceso basado en burbujas que se forman y colapsan debido a cambios de presión– para eliminar los contaminantes ‘eternos’, sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) del agua.
Desde su invención en la década de 1930, los PFAS se han utilizado ampliamente en productos como utensilios antiadherentes, ropa impermeable, envases de comida rápida y alfombras resistentes a las manchas.
Aunque las preocupaciones sobre su toxicidad surgieron en los años setenta, fue en la primera década de este siglo cuando los científicos confirmaron su peligrosidad. Estas sustancias han sido vinculadas a enfermedades como colitis ulcerosa, problemas de tiroides, colesterol elevado, daño hepático y ciertos tipos de cáncer.
Los PFAS se utilizan a menudo para fabricar ropa impermeable. / EFE / Manuel Bruque
El reto de eliminar los PFAS radica en su elevada resistencia química, que les permite infiltrarse en fuentes de agua a través de desechos industriales, vertederos, aguas residuales domésticas, escorrentía agrícola y otros medios.
«Una vez que el agua contaminada se libera en ríos, lagos y mares, puede llegar a los suministros públicos de agua potable, incluidas nuestras casas», explica Iakovos Tzanakis, uno de los principales investigadores del proyecto. «Nuestro desafío ha sido encontrar una forma eficaz y sostenible de tratar el agua para eliminar los PFAS a gran escala«, añade.
La clave está en las burbujas
El reactor de cavitación hidrodinámico desarrollado por estos expertos supone una innovación clave, ya que crea pequeñas burbujas en espacios reducidos a través del movimiento rápido del líquido. Las burbujas se forman y colapsan, generando energía suficiente para degradar los compuestos PFAS.
Este sistema tiene el potencial de «revolucionar el tratamiento de aguas residuales, haciéndolo más seguro y sostenible para las comunidades en todo el mundo», destaca Tzanakis. El reactor no solo es eficiente en términos de energía, también evita el uso de químicos adicionales, una ventaja significativa frente a los métodos tradicionales que suelen ser costosos, lentos y limitados a escala de laboratorio.
Un investigador tima muestras bde agua para analizar su composición. / Freepik
El equipo de investigación, que incluye la colaboración de la Universidad Sabanci y el fabricante de electrodomésticos Beko, ambos de Turquía, junto con el Instituto Real de Tecnología (KTH) y el Instituto Sueco de Investigación Ambiental (IVL), realizo pruebas en una planta de tratamiento de aguas residuales de Suecia.
En las pruebas, el reactor logró una degradación del 36% de 11 variantes comunes de PFAS en solo 30 minutos. Este nivel de eficiencia superó ampliamente las expectativas iniciales. «No esperábamos un procesamiento tan efectivo de PFAS en un periodo tan corto», destaca Morteza Ghorbani, coautor del estudio.
Además, los investigadores han construido una versión ampliada del reactor capaz de tratar hasta 20 litros de aguas residuales contaminadas con PFAS, con la vista puesta en escalarlo aún más para manejar volúmenes de hasta 200 litros en un futuro cercano.
Solución ecológica y eficaz
La urgencia de abordar la contaminación por PFAS ha movilizado a gobiernos y organizaciones internacionales. En el Reino Unido, la Royal Society of Chemists ha lanzado una campaña para reducir los niveles de estos químicos en el agua.
La Unión Europea, por su lado, planea implementar restricciones al uso de PFAS a partir de este año, mientras que en Estados Unidos se han establecido límites legales para garantizar la seguridad pública.
El desarrollo del reactor hidrodinámico encaja perfectamente con estas iniciativas globales. «Nuestro objetivo es impulsar este enfoque prometedor, revelando los mecanismos físicos que lo sustentan mediante el uso de diferentes reactores en distintos países», explica Ghorbani. Además, este avance podría contribuir al cumplimiento de la estrategia europea de 2035, que exige el tratamiento de todos los residuos que contengan PFAS.
Productos con PFAS. / edenagua.com
Aunque los resultados iniciales son alentadores, los investigadores subrayan que aún queda trabajo por hacer para optimizar la tecnología y garantizar su viabilidad en instalaciones a gran escala. «Estamos explorando en profundidad los mecanismos fundamentales de eliminación de PFAS para mejorar el control y la eficiencia del proceso», apunta Ghorbani.
Si el proyecto continúa avanzando como se espera, esta tecnología podría marcar un antes y un después en el tratamiento de aguas residuales, ofreciendo una solución ecológica y eficaz a un problema que afecta a millones de personas en todo el mundo.
La colaboración entre diferentes instituciones internacionales y el enfoque en la sostenibilidad destacan la importancia de la ciencia como herramienta para enfrentar los retos ambientales más complejos.
A medida que las regulaciones se endurecen y aumenta la conciencia sobre los riesgos de los ‘químicos eternos’, innovaciones como la del reactor hidrodinámico representan una esperanza para proteger tanto la salud humana como la del planeta.
Informe de referencia: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724050629
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