Investigadores de la UNAM desarrollan nanofibras para purificar agua

Un equipo de investigadores de la UNAM campus Morelos desarrolló membranas capaces de retener hasta en 98 por ciento 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.

En México sólo 57 por ciento de las aguas residuales urbanas se someten 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”, presentado por la Universidad Nacional.

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 desarrolla un proyecto de investigación liderado por Lorenzo Martínez y coordinado por Iván Camps, en el que se dieron a la tarea de crear unas membranas electrohiladas, que contienen nanopartículas activas de hierro (Fe) y níquel (Ni).

Electrohilado con 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.

En pruebas de laboratorio, los científicos observaron que suspendida en la superficie o sumergida en el agua contaminada, la nanofibra es capaz de retener altos niveles de cromo (100 partes por millón) en un primer ciclo. “En el laboratorio podemos controlar y cuantificar correctamente el contenido del contaminante, así como determinar con exactitud cuánto metal eliminamos”.

Iván Camps subrayó que esta nanotecnología, creada en el ICF, es una alternativa para la sanidad del agua en escuelas, centros de trabajo, espacios públicos y hogares. “Cumple con todos los lineamientos de la química sostenibe o 'química verde', que establece que la metodología de fabricación de nanopartículas y nanofibras no conlleven a la generación de subproductos difíciles de desechar o que puedan ser nocivos para el medio ambiente”.

En la fase final del proyecto, los expertos pretenden lograr un método simple que permita lavar y reusar las nanofibras, para maximizar su funcionalidad a mediano y largo plazos.