(Phys.org) - Las diminutas partículas de óxido de cerio no se queman ni cambian con el calor de una planta de incineración de desechos. Permanecen intactos en los residuos de combustión o en el sistema de incineración, como revela un nuevo estudio de investigadores suizos de ETH Zurich.

Cada año se incineran en todo el mundo más de 100 millones de toneladas de residuos. Debido al creciente uso de nanopartículas en materiales de construcción, pinturas textiles y cosméticos, por ejemplo, las nanopartículas también llegan a las plantas de incineración. ¿Qué les pasa allí? sin embargo, no había sido investigado hasta ahora. Así, tres equipos de ETH-Zurich de los campos de la química y la ingeniería ambiental se propusieron descubrir qué sucede con el óxido de nanocerio sintético durante la incineración de desechos en una planta de incineración de desechos. El óxido de cerio en sí es un material cerámico no tóxico, no es biológicamente degradable y es un componente básico común en los convertidores catalíticos de automóviles y los filtros de hollín de diesel.

¿Peligro desconocido?

Los expertos temen que los nanomateriales no degradables puedan ser tan dañinos para los seres humanos y el medio ambiente como el amianto. Todavía, sin embargo, no se sabe lo suficiente sobre las propiedades de los nanomateriales. Una cosa es segura:difieren mucho de las partículas más grandes del mismo material. Las nanopartículas son más móviles y tienen una estructura de superficie diferente. El conocimiento de estas propiedades es importante con el uso creciente de nanomateriales como, a medida que se transfieren a través de plantas de incineración o alcantarillado, y como son absorbidos por las personas en los alimentos y tal vez incluso a través de la piel y la respiración, y así puede entrar en el cuerpo.

Como consecuencia, los científicos rociaron diez kilogramos de partículas de óxido de cerio que miden ochenta nanómetros de diámetro sobre la basura para ser incinerada en una planta de incineración de desechos en Solothurn, modelando así desechos ricos en nanopartículas. En la planta de Solothurn se incineran hasta ocho toneladas de residuos por hora. Cuenta con modernos filtros y sistemas de separación de cenizas volantes basados ​​en filtros electrostáticos y un lavador húmedo.

En un segundo experimento, las partículas se rociaron directamente en la cámara de combustión, simulando así un futuro “peor escenario” con liberación masiva de nanopartículas durante la incineración. El estudio fue respaldado y aprobado por SUVA, las Oficinas Federales de Salud Pública y Medio Ambiente, y la Secretaría de Estado de Economía.

Las nanopartículas se adhieren a las superficies

Las pruebas de los investigadores revelaron que el óxido de cerio no cambia significativamente durante la incineración. Los dispositivos de separación de cenizas volantes demostraron ser extremadamente eficientes:los científicos no encontraron nanopartículas de óxido de cerio filtradas en el gas limpio de la planta de incineración de desechos. Dicho eso las nanopartículas permanecieron unidas libremente a los residuos de combustión en la planta y parcialmente en el sistema de incineración, también. Las cenizas volantes separadas de los gases de combustión también contenían nanopartículas de óxido de cerio.

Hoy en día, Los residuos de combustión, y por lo tanto las nanopartículas unidas a ellos, terminan en vertederos o son reprocesados ​​para extraer cobre o aluminio. por ejemplo. Los investigadores ven la necesidad de actuar aquí. “Tenemos que asegurarnos de que las nuevas nanopartículas no ingresen al ciclo del agua y los alimentos a través de los vertederos ni se liberen a la atmósfera a través de medidas de procesamiento adicionales, "Dice Wendelin Stark, jefe del estudio y profesor de ingeniería química en ETH Zurich. Es más, El hecho de que las nanopartículas que podrían inhalarse si se usa una protección inadecuada pueden estar presentes en el sistema de incineración debe tenerse en cuenta durante los trabajos de mantenimiento.

Nanoproductos degradables el objetivo

Pero, ¿cómo se pueden evitar estos problemas a largo plazo? "Eventualmente, todos los nanoproductos deberán ser degradables, de lo contrario, el problema de la propagación seguirá apareciendo, ”Dice Stark. “La persistencia es el problema básico del amianto, pesticidas en nuestra cadena alimentaria y medio ambiente, los agentes que agotan la capa de ozono en las primeras latas de aerosol y la acumulación de plástico en el océano o el medio ambiente ”. Para evitar este problema en las nanopartículas, los científicos ven el desarrollo de nanoproductos degradables como la única forma que tiene sentido a largo plazo. Esto no siempre es fácil desde un punto de vista técnico y los laboratorios universitarios y de desarrollo industrial aún enfrentan algunos desafíos importantes por delante.