Un equipo de investigación científica internacional dirigido por la Universidad Rice en Estados Unidos anunció recientemente que ha desarrollado un nuevo proceso respetuoso con el medio ambiente que puede capturar y descomponer rápidamente sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), conocidas como "sustancias químicas eternas" en cuerpos de agua. Este logro se considera un paso importante en la lucha contra la persistente contaminación ambiental.
Los PFAS son sustancias químicas artificiales que se han utilizado ampliamente en productos cotidianos como revestimientos antiadherentes de teflón, ropa impermeable y envases de alimentos desde la década de 1940. Se utilizan ampliamente porque son resistentes al calor, al aceite y al agua. Sin embargo, también se les llama "químicos eternos" porque son extremadamente difíciles de degradar. En la actualidad, las PFAS se han detectado ampliamente en el agua, el suelo y el aire en todo el mundo. Estudios relacionados han demostrado que la exposición a dichas sustancias se asocia con daño hepático, problemas reproductivos, trastornos del sistema inmunológico y un mayor riesgo de ciertos cánceres, lo que hace que su manejo sea un problema destacado en el campo ambiental.
Durante mucho tiempo, la tecnología convencional de eliminación de PFAS se ha basado principalmente en la adsorción: utilizando materiales como carbón activado o resina de intercambio iónico para permitir que las PFAS se adhieran a ellos y luego centralizando el adsorbente para el tratamiento. Sin embargo, estos métodos a menudo adolecen de baja eficiencia, baja velocidad de procesamiento, capacidad limitada y generación de desechos secundarios durante la eliminación posterior. Michael S. Wang, profesor de la Escuela de Ingeniería y Computación George R. Brown de la Universidad Rice, señaló que los métodos existentes son "demasiado lentos, demasiado ineficientes y generan desechos adicionales" para satisfacer las necesidades de remediación a largo plazo y a gran escala.
El gran avance en esta investigación proviene de un material de doble hidróxido (LDH) con capas de cobre y aluminio. Este sistema fue descubierto por primera vez por Jin Jianhan del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) como estudiante de posgrado en 2021. En experimentos posteriores, Yongkun Zhong, investigador postdoctoral de la Universidad de Rice, descubrió que un tipo de fórmula que contenía nitrato mostraba propiedades de adsorción inusualmente fuertes para las PFAS. Según él, este LDH tiene una capacidad de captura de PFAS que es más de 1.000 veces mayor que la de otros materiales, actúa extremadamente rápido y puede eliminar una gran cantidad de PFAS en minutos, lo que es aproximadamente 100 veces más rápido que los medios filtrantes de carbón activado disponibles comercialmente.
El equipo de investigación señaló que la clave de la alta eficiencia de este material reside en su estructura interna de capas de cobre y aluminio altamente ordenada y su ligero desequilibrio de carga, que proporciona un microambiente ideal para la unión "rápida y fuerte" de las moléculas de PFAS. En pruebas posteriores, los investigadores verificaron su rendimiento en muestras de agua reales, como agua de río, agua del grifo y aguas residuales. Ya sea en tratamiento estático o en sistemas de flujo continuo, este LDH mostró efectos de eliminación excelentes y estables, lo que muestra un potencial de aplicación de ingeniería en el suministro de agua municipal y el tratamiento de aguas residuales industriales.
El equipo también aportó nuevas ideas para otro problema importante en la gestión de las PFAS: la destrucción completa de los contaminantes. Trabajando con Pedro Álvarez y James Tull de la Universidad Rice, Zhong Yongkun desarrolló un proceso de descomposición térmica: calentar LDH saturado por adsorción con carbonato de calcio puede descomponer y "mineralizar" más de la mitad de los PFAS capturados sin liberar subproductos tóxicos. Además, el proceso también regenera el material activo para que pueda ser reutilizado.
La investigación preliminar muestra que este material puede completar al menos seis ciclos completos de "captura-destrucción-regeneración", y el equipo de investigación lo considera el primer sistema respetuoso con el medio ambiente que integra la eliminación de PFAS y el reciclaje sostenible. El líder del proyecto, Wang, dijo que se espera que esta tecnología LDH única cambie la forma en que se trata el agua contaminada con PFAS en un futuro próximo, y que el logro de los resultados es inseparable de la cooperación transnacional y la creatividad de los jóvenes investigadores.
El artículo relacionado, titulado "Una plataforma de tratamiento de agua renovable para la captura y mineralización ultrarrápida de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas", se publicó en la revista Advanced Materials el 25 de septiembre de 2025. La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Investigación de Corea, el Programa de Gestión de Dióxido de Carbono Saudi Aramco-KAIST, el Centro de Investigación y Desarrollo de Ingeniería del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU., el Instituto de Sostenibilidad de la Universidad Rice y el Instituto WaTER.
Compilado de /ScitechDaily