Un grupo de productos químicos industriales conocidos con el término abreviado "PFAS" se ha infiltrado en los confines de nuestro planeta con un significado que los científicos apenas están comenzando a comprender.

PFAS (sustancias de perfluoroalquilo y polifluoroalquilo) son compuestos de flúor sintéticos que nos han proporcionado revestimientos antiadherentes, abrillantadores, ceras, productos de limpieza y espumas contra incendios utilizados en aeropuertos y bases militares. Están en bienes de consumo como alfombras, pintura para pared, bolsas de palomitas de maíz y zapatos repelentes al agua, y son imprescindibles en la industria aeroespacial, automotor, telecomunicaciones almacenamiento de datos, Industrias electrónica y sanitaria.

El enlace químico carbono-flúor, entre los más fuertes de la naturaleza, es la razón del gran éxito de estos productos químicos, así como los inmensos desafíos ambientales que han causado desde la década de 1940. Se han encontrado residuos de PFAS en algunas de las fuentes de agua más prístinas, y en el tejido de los osos polares. La ciencia y la industria están llamadas a limpiar estos productos químicos persistentes, algunos de los cuales, en ciertas cantidades, se han relacionado con efectos adversos para la salud de seres humanos y animales.

Entre los que resuelven este problema enormemente difícil se encuentran los ingenieros del Walter Scott, Jr. College of Engineering en la Universidad Estatal de Colorado. CSU es una de las pocas instituciones con la experiencia y la instrumentación sofisticada para estudiar PFAS descubriendo su presencia en cantidades inimaginables.

Ahora, Ingenieros de CSU dirigidos por Jens Blotevogel, profesor asistente de investigación en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, han publicado un nuevo conjunto de experimentos que abordan un compuesto de PFAS en particular llamado ácido dímero de óxido de hexafluoropropileno, más conocido por su nombre comercial, GenX. La química, y otros procesos de polimerización que utilizan químicas similares, han estado en uso durante aproximadamente una década. Fueron desarrollados como un reemplazo de los químicos PFAS heredados conocidos como compuestos "C8" que eran, y aún lo son, particularmente persistentes en el agua y el suelo. y muy difícil de limpiar (de ahí su apodo, "productos químicos para siempre").

GenX se ha convertido en un nombre familiar en el área de la cuenca de Cape Fear en Carolina del Norte, donde fue descubierto en el agua potable local hace unos años. La empresa responsable, Chemours, se ha comprometido a reducir los productos químicos orgánicos fluorados en las emisiones atmosféricas locales en un 99,99%, y las emisiones al aire y al agua de sus operaciones globales en al menos un 99% para 2030. Durante los últimos años, Chemours también ha financiado al equipo de Blotevogel en CSU mientras prueban métodos innovadores que ayudarían al medio ambiente y ayudarían a las obligaciones de limpieza heredadas de la empresa.

Escribiendo en Ciencia y Tecnología Ambiental , Blotevogel se asoció con Tiezheng Tong, profesor asistente de ingeniería civil y ambiental, para demostrar un "tren de tratamiento" eficaz que combina múltiples tecnologías para aislar y destruir con precisión los residuos de GenX en el agua.

Una de las prácticas actuales para tratar el agua contaminada con GenX es la incineración a alta temperatura, un proceso que es "excesivamente caro, "según los investigadores, y muy derrochador para la recuperación de agua y energía. "Funciona, "Blotevogel dijo:"pero no es sostenible".

Los investigadores ofrecen una mejor solución. Pinza un experto líder en métodos de filtración y desalinización por membranas para peligros ambientales, empleó una membrana de nanofiltración con tamaños de poro adecuados para filtrar el 99,5% de los compuestos GenX disueltos. Una vez que se genera esa corriente de residuos concentrada, los investigadores demostraron que la oxidación electroquímica, que Blotevogel considera una de las tecnologías más viables para la limpieza destructiva de PFAS, luego puede descomponer los desechos en productos inofensivos.

En la actualidad, Las empresas también pueden utilizar varias medidas para eliminar el PFAS del agua a niveles aceptables:adsorción al carbón activado, intercambio iónico, y ósmosis inversa. Si bien estas tres tecnologías pueden ser muy eficaces, no dan como resultado directamente la destrucción de compuestos PFAS, Dijo Blotevogel.

La solución alternativa de tratamiento electroquímico de los investigadores de CSU utiliza electrodos para transformar químicamente el PFAS en compuestos más benignos. El laboratorio de Blotevogel ha demostrado varios esfuerzos exitosos de descontaminación a escala piloto, y está trabajando para seguir optimizando sus metodologías. Combinado con el sistema de nanofiltración de Tong, la corriente de desechos se dirigiría y concentraría, ahorrando dinero a las empresas y reduciendo la huella de carbono de todo el proceso.

Los investigadores esperan seguir trabajando juntos para perfeccionar su proceso, por ejemplo, probando diferentes tipos de membranas de filtración para determinar los materiales y el diseño más óptimos.