Un depósito subterráneo en Dinamarca es el lugar de un experimento único:probar una tecnología para ayudar a eliminar del medio ambiente una contaminación tóxica generalizada.
El acuífero, cerca de la ciudad de Korsør, contiene altos niveles de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas, o PFAS, que son sustancias químicas que se han utilizado en todo el mundo desde la década de 1940 en cientos de productos, incluidas las espumas contra incendios. Los productos químicos contaminaron el embalse de Korsør a través del escurrimiento de una escuela de bomberos cercana que utilizó este tipo de espumas en ejercicios de entrenamiento.
Las PFAS han preocupado a los científicos desde al menos la década de 1990. Conocidos como "químicos permanentes", no se descomponen naturalmente y no pueden eliminarse del suelo y el agua contaminados mediante ningún método existente. También aumentan el riesgo de cáncer, trastornos del sistema inmunológico y otros problemas de salud humana.
"Los PFAS son un problema enorme", afirmó el profesor Francesco Dondero, ecotoxicólogo de la Universidad del Piamonte Oriental en Italia. "No sólo son muy persistentes en el medio ambiente, sino que también son extremadamente móviles."
Dondero lidera un proyecto de investigación que tiene como objetivo mejorar la detección y eliminación de PFAS en Europa y más allá. El proyecto, denominado SCENARIOS, tendrá una duración de cuatro años hasta octubre de 2025 y ha desarrollado la tecnología que se está probando en Korsør.
Codiciados por los fabricantes por su capacidad para repeler el aceite y el agua, los PFAS son una parte común de los envases de alimentos, la ropa impermeable y las telas resistentes a las manchas. La producción del popular revestimiento antiadherente de teflón para utensilios de cocina libera PFAS al medio ambiente.
Las propiedades únicas de las PFAS son el resultado de su estructura química, en cuyo centro se encuentran cadenas de átomos de carbono de diversas longitudes rodeadas por átomos de flúor.
El enlace carbono-flúor es extremadamente fuerte y difícil de romper. Como resultado, las PFAS persisten en el medio ambiente durante cientos (tal vez miles) de años.
"Los tipos de PFAS con cadenas de carbono más largas se pueden eliminar parcialmente del suelo y del agua, pero actualmente no tenemos herramientas para los de cadena corta", dijo Dondero. "Las fuentes de contaminación por PFAS también son muy difusas y no tenemos medios para controlarlas."
Los PFAS se liberan en todo el mundo con las aguas residuales de las plantas químicas, pero no sólo.
Se filtran de los vertederos y contaminan el suelo y las aguas superficiales. Los científicos han detectado estas sustancias químicas nocivas en las capas de hielo del Ártico, en la leche materna humana y en el agua potable de muchas ciudades importantes.
Si bien algunos de los tipos más peligrosos de PFAS ya han sido prohibidos, muchos todavía se utilizan. Como resultado, sus concentraciones en el medio ambiente siguen aumentando.
El interés de Dondero en las PFAS surgió después de que se mudó a Alessandria, una ciudad en el noroeste de Italia con una importante planta química.
"Me mudé con mi familia aquí hace 20 años y luego descubrí que los recursos hídricos locales estaban contaminados con PFAS", dijo Dondero. "Incluso encontraron PFAS en la sangre de la población local. Por eso organicé este proyecto."
SCENARIOS reúne universidades, institutos de investigación, centros médicos y empresas de 11 países:Chipre, Dinamarca, Finlandia, Alemania, Grecia, Israel, Italia, Luxemburgo, España, Suecia y Reino Unido.
Las pruebas en Korsør representan la culminación del trabajo del proyecto.
Los investigadores han unido fuerzas con una empresa sueca, Envytech Solutions, para desarrollar una forma de eliminar los PFAS de cadena corta sin crear otra contaminación en el proceso.
La técnica, llamada fraccionamiento de espuma activa superficial (SAFF, por sus siglas en inglés), se basa en pequeñas burbujas de aire. Los investigadores bombean y tratan agua contaminada del acuífero a un tanque y soplan aire en el fondo. A medida que las burbujas ascienden por el tanque, recogen las moléculas de PFAS que repelen el agua y las llevan a la superficie.
"Estas burbujas de aire tienen una enorme afinidad por los PFAS y aumentan sus concentraciones en la superficie en un factor de 100.000, lo que en última instancia permite que los residuos finales de PFAS se concentren a niveles superiores a un millón de veces", afirmó Dondero.
La manifestación comenzó en febrero de 2024 y durará hasta septiembre.
Los investigadores están probando varias sustancias que podrían añadirse al agua para mejorar la eficacia del proceso de eliminación, especialmente en lo que respecta a los PFAS de cadena corta, difíciles de combatir.
Hasta ahora, los resultados son prometedores. En algunos casos, el sistema pudo eliminar más del 99% de la contaminación, según Dondero.
El siguiente paso será que los investigadores examinen cómo destruir los residuos concentrados de PFAS de forma segura.
"Por ahora, sería suficiente si pudiéramos almacenarlo en algún lugar hasta que se desarrolle la tecnología de destrucción", dijo Dondero.
SCENARIOS forma parte de un grupo de proyectos de investigación sanitaria que apoyan el Pacto Verde Europeo y promueven un Plan de Acción de Contaminación Cero de la UE a partir de 2021.
El plan prevé que, de aquí a 2050, las concentraciones de contaminantes peligrosos en el aire, el suelo y el agua disminuyan hasta niveles que ya no se consideren perjudiciales para la salud y los ecosistemas naturales.
Como parte de la estrategia, las PFAS deberían eliminarse progresivamente a menos que su uso se considere esencial.
Pero crear un sustituto no tóxico, degradable y asequible no es una tarea fácil.
"En la naturaleza, no existe otra alternativa que proporcione el tipo de propiedades que tienen las PFAS", afirmó la Dra. Miika Nikinmaa, investigadora de biomateriales en el Centro de Investigación Técnica VTT de Finlandia. "También son muy competitivos en cuanto a costes."
Nikinmaa lidera un proyecto financiado por la UE para desarrollar alternativas seguras y sostenibles a las PFAS para su uso en tapicerías y envases de alimentos.
Llamado ZeroF, el proyecto de tres años se ejecutará hasta finales de 2025.
Para aplicaciones de embalaje, los investigadores están experimentando con celulosa modificada con ácidos grasos junto con nuevos métodos de recubrimiento y químicas para producir las propiedades deseadas de resistencia al agua y al aceite.
"Hemos tenido bastante éxito al crear la función de barrera contra el agua", afirmó Nikinmaa. "La barrera del petróleo es más difícil. Pero lo más difícil es lograr ambas cosas al mismo tiempo."
Para sustituir los PFAS en textiles y tapizados, los investigadores están probando un tipo de polímero orgánico-inorgánico llamado ORMOCER. Fue desarrollado por el Instituto Fraunhofer para la Investigación de Silicatos, con sede en Alemania, que es socio de ZeroF.
El material se puede combinar con varios recubrimientos para igualar lo más posible las propiedades de los PFAS.
Al final del proyecto, los investigadores esperan haber desarrollado y probado alternativas seguras y sostenibles a los PFAS que no serían más de un 20 % más costosas.
No obstante, Nikinmaa dice que superar la contaminación por PFAS requerirá la ayuda de los responsables políticos en Europa a través de nuevas normas, incluidas posibles prohibiciones más amplias.
"No espero que se produzca un salto tecnológico importante que nos permita sustituir las PFAS en todas las aplicaciones, de forma rentable, en un futuro próximo sin cambios importantes en la legislación", afirmó. "Son simplemente demasiado rentables y demasiado cómodas. Todas las nuevas tecnologías son más complejas y, por tanto, más caras."
Dondero, de SCENARIOS, destacó el punto al decir que se necesitan prohibiciones más estrictas sobre las PFAS.
"Necesitamos empezar a introducir restricciones para obligar a la industria a eliminarlas gradualmente", afirmó. "No podremos prohibirlos en todas las industrias a la vez, pero tenemos que empezar por algún lado."
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Proporcionado por Horizon:Revista de Investigación e Innovación de la UE
