Por: Ismael Leon Gonzalez Maldonado*, Griselda Castruita de León**
*Ingeniero Químico Industrial del Instituto Politécnico Nacional (IPN), actualmente estudiante de maestría en el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) en colaboración con el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY), coordinacion.posgrado@ciqa.edu.mx
** Investigadora por México Conahcyt, Departamento de Materiales Avanzados del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA),il: griselda.castruita@ciqa.edu.mx
La contaminación del agua es una problemática derivada de las actividades diarias del hombre.
Como consecuencia, en México el envenenamiento por agua es la sexta causa de muerte en niños menores de un año (INEGI, 2019). Actualmente las plantas tratadoras de agua involucran métodos convencionales de alto costo y tiempo.
La investigación de materiales avanzados permite la preparación de membranas a base de polímeros, conocidos como “plásticos”, para la purificación de agua y su incorporación en plantas de tratamiento.
Las membranas han sido ampliamente investigadas en el campo de la filtración debido a su alta eficiencia y bajo consumo de energía.
Además, buscan contribuir con la meta de tener agua limpia y saneamiento para todos, el sexto objetivo de la agenda del desarrollo sostenible de las Naciones Unidas para el 2030.
Las plantas tratadoras remueven contaminantes de las “aguas negras” mediante distintas etapas como clarificación, desinfección y oxidación. (Moradihamedani & Pourya, 2022).
Sin embargo, estas no son completamente eficientes y son de alto costo.
Afortunadamente, los avances en investigaciones de materiales funcionales han permitido diseñar e incorporar nuevos métodos que combinan mecanismos de remoción de contaminantes, como las membranas poliméricas.
Una membrana polimérica es una barrera hecha con uno o más polímeros cuyo objetivo es retirar ciertas sustancias dañinas para la salud cuando el agua contaminada pase a través de ella.
Su función se basa en dos mecanismos, la filtración por tamaño de poro y las interacciones que adhieren el contaminante a la superficie de la membrana.
Hay una amplia variedad de polímeros que sirven para preparar membranas como polipropileno (PP), poliamida (PA), polibencimidazol (PBI), polisulfona (PSU), etc.
La selección del material dependerá del tipo de contaminante que se busca remover.
Los contaminantes del agua pueden clasificarse por su origen en físicos, biológicos y químicos (persistentes).
Estos últimos son los más difíciles de remover por su estructura molecular y la dificultad de verlos a simple vista. Además, son resistentes a condiciones extremas de presión y temperatura, las cuales pueden presentarse en los métodos convencionales de tratamiento de agua, volviéndolos ineficientes.
En la actualidad, México no cuenta con plantas tratadoras que remuevan contaminantes persistentes, por lo que su presencia en el ecosistema y la exposición continua se incrementa diariamente, lo que afecta negativamente a la salud de los seres vivos.
La incorporación de membranas poliméricas en plantas tratadoras permitiría la remoción de dichos contaminantes; sin embargo, hay dos limitaciones que se requieren optimizar, el bloqueo del tamaño de poro y la selectividad del contaminante.
Dichas limitaciones pueden controlarse modificando la presión y flujo sobre las celdas de tubería para poder retener la mayor cantidad de contaminantes.
Se han desarrollado membranas basadas en polisulfona altamente eficientes, que permiten tener mayor remoción de sustancias de alto riesgo para la salud humana como colorantes, pesticidas, fertilizantes y fármacos, todos de origen orgánico.
Pensar en un mundo en el que los plásticos nos permitan purificar el líquido vital para la vida es posible.
La búsqueda por construir un mundo sustentable está en progreso y para ello es necesario lograr el escalamiento de estas tecnologías al sector público e industrial.
El Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) cuenta con laboratorios para la investigación de membranas pertenecientes al área de Materiales Avanzados, donde se incorporan nuevos materiales en bases plásticas para poder remover y observar el comportamiento de cada contaminante del agua.
Sin embargo, aún hay muchas cuestiones por resolver cuando nos ponemos a pensar en la biocompatibilidad y toxicidad de los materiales reactivos del campo de los polímeros,
¿Valdrá la pena?, eso está por descubrirse.