Científicos del CSIC desarrollan nanopartículas flotantes que eliminan contaminantes del agua de forma económica y sostenible

Un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) desarrolló un revolucionario método de descontaminación de aguas que utiliza nanopartículas flotantes capaces de adsorber contaminantes y recuperarse de manera sencilla y económica. Esta innovadora técnica, patentada en Europa, permite “reducir el coste de recuperación de las micro y las nanopartículas adsorbentes” sin requerir sistemas de centrifugado tradicionales, según explicó Pilar Aranda, investigadora del ICMM-CSIC y creadora del método.

El sistema desarrollado por el ICMM-CSIC, entidad dependiente del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, se basa en “partículas nano y microcristalinas de una red MOF“con”muchos poros de pocos nanómetros“ que ”atrapan contaminantes orgánicos del agua”. Estas nanopartículas, del tamaño de “la mil millonésima parte de un metro”, presentan una característica única: “interaccionan entre sí y forman microobjetos que tienden a flotar sobre la superficie del agua”, facilitando su recuperación tras el proceso de descontaminación.

“La presencia de contaminantes en medios acuosos es un problema que la sociedad y la industria actual deben abordar”, señaló Javier Pérez-Carvajal, investigador del ICMM-CSIC y cocreador de esta nueva fórmula. La red MOF (siglas en inglés de un tipo de material que combina moléculas orgánicas con átomos de metales) permite que las partículas floten naturalmente, “lo que permite que sea fácil retirarlas una vez han cumplido su función”.

Los métodos convencionales de descontaminación presentan limitaciones significativas debido al “tamaño nanométrico“de las partículas, que”dificulta que se asienten fácilmente para ser recuperadas o que puedan ser retenidas por los procesos convencionales”. Los sistemas tradicionales emplean “propiedades físicas para separar las nanopartículas del agua”, como la centrifugación, que “utiliza la fuerza centrífuga para acelerar su sedimentación”, o la ultrafiltración, donde “se bombea agua a través de las membranas que atrapan las nanopartículas”.

“Los métodos que se usan implican procesos de recuperación o de filtración en los que el coste es mayor cuanto menor es el tamaño del contaminante”, explicó Aranda. Estos procesos requieren “una fuente externa de energía”, mientras que “tradicionalmente, las nanopartículas requieren de mucha energía para su recuperación del medio”, lo que hace que “aunque son muy eficientes para eliminar contaminantes orgánicos, su retirada puede ser un problema o requerir el uso de procesos que son demasiado costosos”.

La nueva tecnología representa un avance sostenible en el tratamiento de aguas contaminadas. El método “permite reducir el coste de recuperación de las micro y las nanopartículas adsorbentes al no requerir el uso de sistemas de centrifugado u otros métodos habituales y, además, se evita la formación de lodos”, destacó la investigadora Aranda.

Esta tecnología, cuya “patente prioritaria europea ya se ha aprobado”, está “disponible para demostración en laboratorio”. Las “membranes flotantes que se forman al unirse las nanopartículas no sólo pueden adsorber contaminantes, sino que además pueden tener efectos catalíticos, actuando, por ejemplo, en la degradación de algunos colorantes contaminantes”.

Pérez-Carvajal subrayó que este sistema es “rápido y comparable con el proceso de ultrafiltración, pero con la ventaja de que no requiere un aporte externo de energía”. Las partículas tienen poros de “pocos nanómetros (la millonésima parte de un milímetro)”, optimizando la captación de contaminantes orgánicos mientras mantienen su capacidad de flotación para una recuperación eficiente.

El sistema desarrollado por el ICMM-CSIC, entidad dependiente del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, se basa en “partículas nano y microcristalinas de una red MOF“con”muchos poros de pocos nanómetros“que”atrapan contaminantes orgánicos del agua”