Los filtros PFAS disponibles para residuos industriales suelen estar fabricados con carbón activado. Como esto es comparativamente caro, los investigadores buscan materiales filtrantes alternativos para las llamadas "toxinas eternas", cuyos residuos peligrosos se degradan muy lentamente en el medio ambiente.
Un equipo de la TU Bergakademie Freiberg propone ahora como posible filtro de PFAS una arcilla hecha de bentonita modificada con sustancias orgánicas. La investigación se publica en el número actual de la revista Chemie Ingenieur Technik. .
En pruebas de laboratorio, el equipo dirigido por el profesor de química Martin Bertau logró con este innovador material una capacidad de filtración de hasta el 95% de ácido perfluoroheptanoico (PFHpA). El PFHpA es un representante destacado de las PFAS y se detecta con frecuencia en los análisis ambientales. "Las llamadas arcillas orgánicas son conocidas por su buen efecto filtrante. Ahora hemos investigado la modificación del material con ayuda de aditivos orgánicos especializados en 'captar' los PFAS", explica Bertau.
Los químicos pueden insertar en el laboratorio aditivos orgánicos entre las capas de arcilla divididas, como en una pila de cartas. "Los componentes orgánicos sobresalen de los componentes de arcilla de tal manera que los átomos de carbono pueden interactuar con los PFAS", explica Paul Scapan, que investiga los filtros de arcilla para su tesis doctoral. "Estos átomos de carbono tienen la capacidad de agarrar las moléculas de PFAS y unirlas". La arcilla orgánica con los PFAS unidos se puede incinerar a una temperatura de al menos 1200 grados, destruyendo completamente los contaminantes.
Scapan ahora está investigando qué moléculas fácilmente biodegradables pueden cumplir mejor la función de agarre de los distintos PFAS. Si los aditivos son respetuosos con el medio ambiente, el filtro de arcilla ceniza se puede reutilizar por completo. "El material es adecuado, por ejemplo, para su posterior transformación en geopolímeros como alternativa al cemento respetuosa con el medio ambiente", afirma Bertau.
Con los distintos aditivos se puede adaptar el efecto filtrante de las innovadoras organoarcillas a numerosos compuestos alquílicos perfluorados y polifluorados. "En comparación con los filtros de carbón activado disponibles actualmente en el mercado, las arcillas orgánicas costarían alrededor de una décima parte en términos de capacidad de eliminación de PFAS, según nuestro estado actual de conocimientos", afirma Scapan.
PFAS significa sustancias alquílicas perfluoradas y polifluoradas. En los compuestos orgánicos producidos industrialmente, los átomos de hidrógeno son reemplazados por átomos de flúor. Esto los hace extremadamente resistentes. Más de 10.000 sustancias químicas sólidas, líquidas y gaseosas son PFAS, algunas de las cuales son cancerígenas y nocivas para la salud. Se utilizan, por ejemplo, en aerosoles de impregnación, ropa funcional, productos médicos y revestimientos antiadherentes.
Se detectan residuos peligrosos de PFAS en el medio ambiente de todo el mundo y se acumulan en el agua, el suelo, las plantas y los animales. Las PFAS se pueden encontrar incluso en las regiones polares y en la sangre de los niños. Incluso con una futura prohibición prevista de las PFAS en la UE, estas sustancias ya se han liberado al medio ambiente y se degradan muy lentamente. Actualmente se está debatiendo la prohibición de todas las PFAS y la Agencia Europea de Sustancias Químicas (ECHA) está redactando un borrador.
Más información: Paul Scapan et al, Arcilla organopilarizada:síntesis, caracterización y aplicaciones para el tratamiento de sustancias perfluoroalquiladas, Chemie Ingenieur Technik (2023). DOI:10.1002/cite.202300097
Proporcionado por Technische Universität Bergakademie Freiberg
