Imanes con base de carbono para limpiar la contaminación de microplásticos en mares y ríos
Usando pequeños imanes con base de carbono en forma de bobina
Los desechos plásticos que llegan a los océanos y ríos representan una amenaza ambiental global con consecuencias perjudiciales para la salud de animales, humanos y ecosistemas. Ahora, usando pequeños imanes con base de carbono en forma de bobina, investigadores de Australia han desarrollado un nuevo sistema para limpiar las fuentes de agua de los microplásticos que los contaminan sin dañar los microorganismos que viven en ellas.
Los microplásticos absorben contaminantes orgánicos y metálicos a medida que viajan a través del agua y liberan estas sustancias peligrosas en los organismos acuáticos que se los comen, lo que hace que se acumulen en toda la cadena alimentaria --alerta el autor principal Shaobin Wang, profesor de Ingeniería Química en la Universidad de Adelaida (Australia)--. Las nanocapas de carbono son lo suficientemente fuertes y estables como para descomponer estos microplásticos en compuestos que no representan una amenaza para el ecosistema marino".
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Aunque a menudo son invisibles a simple vista, los microplásticos son contaminantes que están en todas partes. Algunas, como las perlas exfoliantes que se encuentran en los cosméticos populares, son simplemente demasiado pequeñas para filtrarse durante el tratamiento de aguas industriales. Otros se producen indirectamente, cuando los desechos más grandes, como las botellas de refrescos o los neumáticos, se van destruyendo por efecto del sol y la arena.
Para descomponerlos, los investigadores tuvieron que generar químicos de corta duración llamados especies reactivas de oxígeno, que desencadenan reacciones en cadena que a su vez cortan las diversas moléculas largas que forman los microplásticos en segmentos pequeños e inofensivos que se disuelven en agua, explican en un artículo que publican este miércoles en la revista 'Matter'.
Sin embargo, las especies reactivas de oxígeno a menudo se producen utilizando metales pesados como el hierro o el cobalto, que son contaminantes peligrosos por sí mismos y, por lo tanto, inadecuados en un contexto ambiental.
Para eludir este problema, los investigadores encontraron una solución más verde en forma de nanotubos de carbono mezclados con nitrógeno para ayudar a impulsar la generación de especies reactivas de oxígeno.
Con forma de muelles, los catalizadores de nanotubos de carbono eliminaron una fracción significativa de microplásticos en solo ocho horas, mientras permanecieron estables en las duras condiciones oxidativas necesarias para la descomposición de los microplásticos. La forma en espiral aumenta la estabilidad y maximiza el área de superficie reactiva.
Como beneficio adicional, al incluir una pequeña cantidad de manganeso, incorporado en el interior de los nanotubos para evitar que se filtre en el agua, los minúsculos resortes se volvieron magnéticos.
“Tener nanotubos magnéticos es particularmente emocionante porque hace que sea fácil recolectarlos de las corrientes de aguas residuales reales para su uso repetido en la remediación ambiental", destaca Xiaoguang Duan, investigador de ingeniería química en Adelaida.
Como no hay dos microplásticos químicamente iguales, próximamente los investigadores se centrarán en garantizar que esta nueva técnica funcione en microplásticos de diferentes composiciones, formas y orígenes. También tienen la intención de continuar confirmando rigurosamente la no toxicidad de cualquier compuesto químico que ocurra como intermedios o subproductos durante la descomposición de microplásticos.
Los investigadores también aseguran que esos subproductos podrían aprovecharse como una fuente de energía para los microorganismos que los plásticos contaminantes actualmente contaminan. "Si los contaminantes plásticos pueden reutilizarse como alimento para el crecimiento de algas, será un triunfo el uso de la biotecnología para resolver problemas ambientales de manera ecológica y rentable", concluye Wang.