Según las últimas investigaciones, los residuos químicos que se acumulan en aguas subterráneas y residuales podrían limpiarse por medio de ultrasonidos.
El desarrollo tecnológico trae consigo muchos retos medioambientales. Uno de los más graves es la contaminación, ya sea por aérea con gases de combustión, o del suelo y las aguas con fertilizantes y otros residuos químicos, entre otras sustancias. Aunque el procesamiento de aguas residuales es cada vez más eficaz en las economías desarrolladas, hay datos que apuntan a la presencia de los llamados “químicos eternos” o PFAS en el agua del grifo. Sin ir más lejos, un reciente estudio del US Geological Survey (Servicio Geológico de EE. UU.) indicaba que un 45 % de las muestras de agua del grifo tomadas en EE. UU. contenían rastros de PFAS. Pero ¿cuál es el problema con estas sustancias? ¿Y por qué recurrir a la limpieza por ultrasonidos?
Los químicos “eternos", técnicamente conocidos como sustancias per y polifluoroalquiladas o PFAS, son un término popular que se utiliza para describir ciertos compuestos químicos que son altamente resistentes a la degradación ambiental y pueden persistir en el medio ambiente durante largos períodos de tiempo, que oscilan entre cientos y miles de años. Algunos ejemplos comunes de químicos eternos incluyen los llamados compuestos orgánicos persistentes (COP) como los PCBs, el DDT y los retardantes de fuego bromados. Además, pueden encontrarse en sartenes antiadherentes o tejidos antimanchas. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) ha clasificado más de 9000 PFAS distintos.
Estos químicos entrañan ciertos riesgos ya que, una vez liberados en el entorno, pueden acumularse en los ecosistemas y en la cadena alimentaria, lo que puede afectar a la salud humana y la biodiversidad. Existen diversas investigaciones que los asocian al cáncer y a problemas del sistema reproductivo e inmune. Así que surge la pregunta: ¿cómo eliminar una sustancia prácticamente indestructible una vez que entra en las cadenas tróficas y las reservas de agua?
Hasta ahora se había intentado utilizar químicos oxidantes, pero los científicos de la Universidad Estatal de Ohio en EE. UU. creen que han encontrado una técnica que podría contribuir a resolver el problema sin recurrir a ningún aditivo. Su estudio, publicado en la revista científica The Journal of Physical Chemistry A, explora el potencial de la limpieza por ultrasonidos como una solución sostenible.
Los investigadores han recurrido a la emisión de ultrasonidos con unas frecuencias más bajas aún que las utilizadas en imagen médica. Este tipo de ultrasonidos comprime y estira la solución líquida generando acumulaciones de vapor que estallan violentamente en un fenómeno conocido como burbujas de cavitación.
Estas burbujas son como pequeñas cámaras de combustión en las que se alcanzan temperaturas muy elevadas de hasta 10 000 grados Kelvin. Así, la súbita potencia calorífica descompone los enlaces de carbono-flúor de los PFAS y genera sustancias inocuas como residuo.
Los experimentos en el laboratorio para la limpieza del agua por ultrasonidos se llevaron a cabo con PFAS de tres tamaños distintos que suelen encontrarse en compuestos como las espumas de los extintores. El resultado fue que, en el plazo de tres horas, lograron eliminar con mucha mayor rapidez los compuestos de menor tamaño, que suelen ser lo más problemáticos para otras técnicas.
Por ahora, los científicos detrás de esta investigación apuntan a que su tecnología no se puede aplicar a gran escala, ya que requeriría una gran cantidad de energía. Sin embargo, existe una interesante posibilidad: la creación de sistemas domésticos de purificación del agua por ultrasonidos. Además, tal como han demostrado en estudios anteriores, esta tecnología también es capaz de eliminar fármacos presentes en el agua del grifo.
Los científicos estadounidenses no son los únicos en afanarse por encontrar vías para acabar con los PFAS. En su caso, se trata de un sistema menos llamativo, pero con una eficacia igual o superior. Y probablemente con más aplicaciones prácticas. Hablamos de la solución desarrollada por un equipo de la Universidad de Columbia Británica (UBC por sus siglas en inglés) que se basa en un filtro avanzado de sílice que absorbe hasta el 99 % de los PFAS presentes en el agua. Posteriormente los PFAS se eliminan mediante procesos electroquímicos y fotoquímicos desarrollados por los mismos investigadores.
El equipo de la UBC apunta a que su sistema podría utilizarse para ayudar a potabilizar agua en zonas remotas y aisladas o en sistemas domésticos, tal como se proponía en el caso de la limpieza por medio de ultrasonidos.
En los últimos años hemos abordado numerosas vías para obtener agua potable. Por ejemplo, existen tecnologías a gran escala como las arpas de niebla o, ya a escala doméstica, sistemas como esta máquina para generar hasta diez litros de agua potable diarios a partir del aire. Y, por supuesto, están las tecnologías de desalinización por medio de ósmosis inversa, que son las más utilizadas en la actualidad para proveer de agua potable a zonas costeras áridas sin aguas fluviales o acuíferos.
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