Un nuevo filtro de agua elimina el 98% de sustancias químicas tóxicas PFAS

La contaminación por sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas, conocidas como PFAS, ha afectado el agua subterránea, las aguas superficiales e incluso el suministro de agua potable, perjudicando a millones de personas en todo el mundo. Investigadores de la Universidad de Flinders han desarrollado un nuevo enfoque prometedor que podría ayudar a eliminar algunas de las formas más difíciles de capturar de estos contaminantes persistentes.

Nueva metodología para eliminar PFAS difíciles de remover

El equipo, liderado por el investigador del Flinders ARC, el Dr. Witold Bloch, creó materiales especializados conocidos como adsorbentes que pueden capturar eficazmente los PFAS. Su método es particularmente exitoso en atrapar los PFAS de cadena corta, que son notoriamente difíciles de eliminar con las tecnologías actuales de tratamiento de agua.

Los hallazgos, publicados en la revista Angewandte Chemie International Edition, destacan el uso de una jaula molecular de tamaño nano diseñada para actuar como una 'trampa de PFAS' altamente selectiva. "Mientras que algunos PFAS de cadena larga pueden ser eliminados parcialmente utilizando tecnologías de tratamiento de agua existentes, la captura de los PFAS de cadena corta, que son más móviles en el agua, sigue siendo un desafío importante", indicó el Dr. Bloch.

El equipo descubrió que una jaula de tamaño nano captura los PFAS de cadena corta forzándolos a agregarse favorablemente dentro de su cavidad. Este mecanismo de unión inusualmente fuerte es diferente al de los materiales adsorbentes tradicionales.

Funcionamiento de la tecnología de la jaula nano

Para hacer el sistema efectivo, los investigadores incrustaron estas jaulas moleculares en sílice mesoporosa, un material que normalmente no une los PFAS por sí solo. La primera autora, Caroline Andersson, candidata a doctorado en química en la Universidad de Flinders, explicó que agregar la jaula de tamaño nano permite al material eliminar una amplia gama de compuestos PFAS del agua, incluyendo aquellos que son especialmente difíciles de aislar. "El aspecto más emocionante de este proyecto fue que primero realizamos estudios detallados sobre cómo los PFAS se unen dentro de la jaula a nivel molecular. Eso nos permitió entender el comportamiento de unión preciso y luego usar ese conocimiento para diseñar un adsorbente efectivo para la eliminación de PFAS", agregó Andersson.

Alta eficiencia y reutilización en la filtración de agua

Las pruebas de laboratorio mostraron que el nuevo material puede eliminar hasta el 98% de los PFAS en concentraciones ambientalmente relevantes en modelos de agua del grifo. "El adsorbente también demostró ser reutilizable, manteniendo su alta efectividad después de al menos cinco ciclos de reutilización. Estos resultados destacan su potencial para integrarse en sistemas de filtración de agua para pulir el agua potable en la etapa final del tratamiento", añadió el Dr. Bloch.

Este estudio representa un paso importante hacia el desarrollo de materiales avanzados capaces de enfrentar uno de los contaminantes ambientales más persistentes del mundo.

Creciente preocupación por la contaminación por PFAS

Los químicos PFAS se utilizan ampliamente en la fabricación industrial, en espumas para combatir incendios y en productos de consumo cotidianos. Con el tiempo, pueden ingresar a los entornos de agua dulce y marina, lo que genera preocupaciones crecientes sobre los posibles riesgos para la salud de los humanos, el ganado y la vida silvestre.

Agradecimientos: El estudio sobre PFAS fue financiado por subvenciones del Consejo de Investigación de Australia y becas de doctorado. El estudio utilizó instalaciones como el MX1 y MX2 en el ANSTO Australian Synchrotron y otras plataformas de investigación.

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