Investigadores de la Universidad de Bath han desarrollado un método que logra mediante la utilización de tinta cerámica impresa en 3D, para crear redes infundidas, también denominadas «monolitos», que tienen la capacidad de remover al menos el 75% de ácido perfluorooctanoico (PFOA), una de las sustancias perfluoroalquilo y polifluoroalquilo (PFAS) más comunes y nocivas.
La tinta cerámica impresa en 3D limpia el agua
Los resultados de esta investigación, recientemente publicados en The Chemical Engineering Journal, sugieren que este nuevo enfoque podría convertirse en una herramienta esencial para futuros esfuerzos en la descontaminación de sustancias químicas permanentes en el agua.
[post_relacionado]Los PFAS, conocidos como «sustancias químicas eternas», por su alta resistencia a la descomposición (llegando a permanecer en el medio ambiente por más de 1000 años) son producidos artificialmente y están vinculados a varios problemas de salud, como daños en los sistemas reproductivos, de desarrollo y cardiovascular, además de aumentar el riesgo de diabetes.
Estas sustancias químicas se encuentran comúnmente en productos domésticos con propiedades repelentes al agua, incluyendo utensilios de cocina antiadherentes, ropa impermeable, pinturas, telas y espumas contra incendios. El equipo de investigación, dirigido por la Dra. Liana Zoumpouli del Departamento de Ingeniería Química de Bath, resalta la importancia de este avance en el tratamiento del agua y la salud pública, enfatizando que su estudio es energéticamente eficiente y potencialmente escalable, por la simplicidad de la impresión 3D.
La impresión 3D permite la creación de estructuras con una gran superficie. Una vez fabricados, los monolitos se introducen en el agua, donde comienza la eliminación de los PFAS de forma automática, en menos de tres horas. Esta técnica es compatible con las plantas de tratamiento de agua existentes, tanto en el Reino Unido como en otros países.
Las regulaciones de los niveles de PFAS
Algunos investigadores prevén que se introducirá una legislación más estricta conforme, se detalle mejor los riesgos para la salud asociados a estas sustancias dañinas. El profesor Davide Mattia, coautor del estudio, señala que aunque en el Reino Unido no existe una regulación estricta sobre el uso de estas sustancias químicas en el agua potable, se espera que las políticas cambien pronto, y las compañías de agua a considerar la integración de sistemas de salud más estrictos, para abordarlas.
Cada uno de los monolitos mide aproximadamente 4 cm y son fabricados a partir de tinta impregnada con óxido de indio cerámico, extraída mediante una impresora 3D, creando un sistema de red. Este material tiene la capacidad de unir los PFAS, permitiendo que los químicos se adhieran a los monolitos y sean eliminados del agua de manera efectiva. Las pruebas iniciales han demostrado que los monolitos pueden eliminar hasta el 75% de los PFAS del agua, y el equipo de investigadores está trabajando para mejorar aún más la eficiencia del proceso mediante refinamientos adicionales.
Por otra parte, los monolitos han demostrado ser más eficaces con el uso repetido. Después de cada uso, los monolitos se someten a un tratamiento de regeneración térmica a alta temperatura, lo que incrementa su capacidad de eliminación en usos posteriores. Este aspecto del proceso es objeto de estudio para los investigadores, quienes esperan realizar más experimentos para comprender mejor este fenómeno.
El equipo de investigación incluye al Dr. Alysson Martins, la Dra. Liana Zoumpouli, el Dr. Antonio José Exposito, el Dr. Jannis Wenk y el Prof. Davide Mattia. El artículo que describe este avance, titulado «3D-Printed In2O3 Monoliths for PFAS Removal«, ha sido publicado en The Chemical Engineering Journal. Este trabajo ha sido financiado por el Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas.
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Fuente y foto: Universidad de Bath