Un equipo de investigación del Instituto de Ciencia de los Materiales de Sevilla (ICMS-CSIC-US) ha logrado un avance significativo en la purificación de aguas contaminadas mediante el desarrollo de arcillas sintéticas capaces de eliminar metales pesados con una eficacia notablemente superior a la de los materiales convencionales. Este nuevo material, elaborado en el laboratorio, retiene contaminantes tóxicos como el plomo, el cadmio y el mercurio, elementos comúnmente encontrados en aguas afectadas por actividades industriales y mineras que representan serios riesgos para la salud humana.
La innovación de esta propuesta estriba en la fabricación de arcillas ‘a medida’, las cuales presentan una estructura parecida a una esponja con capas laminares que capturan contaminantes entre ellas. Este método permite un control total sobre la composición y estructura del material, optimizando la adsorción de metales pesados. Según María Dolores Alba Carranza, investigadora del ICMS-CSIC-US, esta capacidad de personalización aumenta de manera significativa la eficacia del material en la retención de estos elementos tóxicos.
Los resultados del estudio muestran que estas arcillas sintéticas, que poseen una estructura de ‘sándwich’ de capas microscópicas con apariencia de polvo, adsorben metales hasta diez veces más eficientemente que otros materiales disponibles en el mercado, como las arcillas naturales o el carbón activo. Esta característica posiciona a estos materiales como una alternativa altamente efectiva en tratamientos de descontaminación de aguas.
El proceso de producción comienza en el laboratorio, donde se crean las arcillas mediante la combinación de varios compuestos, sometidos a altas temperaturas hasta formar una estructura laminar sólida. Una etapa crítica en su fabricación es la modificación de su superficie mediante la adición de determinados grupos químicos, los cuales actúan como ‘puntos de anclaje’ para los contaminantes metálicos, mejorando así su capacidad de captura.
Las pruebas realizadas con estos nuevos materiales en disoluciones simuladas de aguas contaminadas han demostrado su eficacia en la retención de plomo, cadmio y mercurio. Se ha observado que, en algunos casos, los metales se adhieren de manera reversible, lo que permitiría la reutilización del material, mientras que en otros casos, la unión es más fuerte.
Este avance no solo promete mejorar los métodos actuales de tratamiento de aguas residuales y su reutilización, sino que también podría reducir los impactos de los contaminantes en suelos y ecosistemas acuáticos. El equipo de investigación está trabajando en la incorporación de propiedades magnéticas al material para facilitar su recuperación y reciclaje. Además, estos materiales podrían adaptarse para eliminar otros tipos de contaminantes, como fármacos y pesticidas.
Integrados en membranas o recubrimientos, estos materiales podrían tener aplicaciones avanzadas en campos como la energía nuclear y la gestión de residuos radiactivos, donde se requiere una captura y retención eficaz de contaminantes en condiciones extremas. Según Esperanza Pavón González, investigadora del ICMS-CSIC-US, este desarrollo establece una base sólida para la creación de materiales más eficientes y personalizados, abordando así la necesidad de modelos sostenibles y una gestión más efectiva de los recursos hídricos.
El trabajo de investigación ha sido financiado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía, en el marco del proyecto de excelencia P12-FQM-567, centrado en la optimización de sistemas de almacenamiento en seco usando materiales avanzados basados en nanoarcillas.
Fuente: Junta de Andalucía.
