Investigadores del Instituto de Ciencias Físicas, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) desarrollaron un método para retirar metales pesados de agua contaminada por medio de unas fibras hechas de polímero y en las que hay nanoesferas que capturan y retienen a los metales pesados. Esta tecnología se desarrolló en las instalaciones de la UNAM, en Cuernavaca, y ya se está escalando para ser probada a nivel de sistemas de agua potable en ciudades.

El contacto con metales pesados es una amenaza para la salud humana porque puede producir daños en los tejidos de hígado, riñones, el sistema óseo y respiratorio. A este tipo de metales se le asocia con la aparición de diferentes tipos de cáncer y con malformaciones de bebés en el útero.

El trabajo que realiza la UNAM se divide en dos grandes áreas: por un lado fabrican nanofibras con polímeros y por otra parte sintetizan esferas de escalas nanométricas hechas con materiales que capturan los metales pesados. Estos materiales son otro tipo de metales llamados “de transición”: el níquel y el hierro. Los metales de transición sintetizados en laboratorio interactúan con los metales pesados como el arsénico, cromo y plomo.

Los capturan gracias a que presentan una propiedad llamada “adsorción”, que consiste en atrapar o retener en una superficie, a partir de la diferencia de cargas eléctricas, átomos que están disueltos en un líquido. De este modo se pueden atrapar las partículas que son peligrosas y se les retira del agua.

El producto final de estos esfuerzos es una malla hecha con las nanofibras, en la que están presentes las nanoesferas de metales de transición y con ellas capturan y retiran del agua los metales pesados.

Las fibras, que tienen un grosor mucho menor al de un cabello humano, se unen en grandes grupos para formar membranas capaces de retener hasta en 98 por ciento de metales pesados presentes en el agua. Estas nanofibras podrían ser una alternativa para garantizar agua purificada en escuelas, centros laborales, espacios públicos y hogares en zonas marginadas.

AGUA PURA. En México sólo 57 por ciento de las aguas residuales urbanas se somete a tratamiento, mientras que las no tratadas se vierten “crudas” en los cuerpos de agua o son reutilizadas para riego, según la “Agenda Ambiental 2018, Diagnóstico y Propuestas”, presentada por la UNAM.

Y aunque la decantación de sedimentos (reposo del agua) y la cloración en tanques de almacenamiento son los métodos más frecuentes para el saneamiento del líquido, éstos no contemplan la eliminación de metales pesados (arsénico, mercurio, plomo, cromo o cadmio) u otros compuestos nocivos. “Esta situación favorece el consumo de agua embotellada”, refirió Iván Camps Balabanov, investigador del Instituto de Ciencias Físicas (ICF).

Ante esta situación, el Grupo de Ciencia de Materiales del ICF desarrolló el proyecto de investigación liderado por Lorenzo Martínez y coordinado por Iván Camps, en el que crearon las membranas electrohiladas, que contienen nanopartículas activas de hierro y níquel.

Camps Balabanov explicó el proceso de creación: “Como si fueran hilos finos que se jalan de un carrete, los nanohilos son arrastrados desde la aguja de una jeringa, que contiene la suspensión polimérica, hacia una placa colectora en donde se acumula y finalmente forma la membrana electrohilada compuesta de nanofibras”.

La formación de estos nanohilos es inducida por un campo eléctrico generado por un potencial de alto voltaje: 30 mil voltios (para poner en perspectiva, los electrodomésticos requieren de 120 V), que al cabo de un par de horas formará una membrana de 10 centímetros cúbicos.

Para que la membrana retenga los metales pesados, los investigadores sintetizaron nanopartículas cerovalentes de hierro y níquel (característica que las hace extremadamente activas con otros metales), que se agregan a la solución polimérica antes del electrohilado.