Los nanoplásticos, uno de los contaminantes más pequeños y difíciles de retirar del medio ambiente, pueden convertirse en una herramienta para eliminar otros contaminantes. Un estudio demuestra que unas nanoflores magnéticas de óxido de hierro son capaces de capturar estos materiales procedentes de plásticos PET y, una vez atrapados, transformarlos en elementos capaces de adsorber metales pesados y colorantes orgánicos presentes en el agua.
El hallazgo plantea así una solución con un doble efecto: retirar nanoplásticos del medio y convertir el residuo capturado en un nuevo material descontaminante. La investigación, publicada en Chemical Engineering Journal, abre una vía hacia tecnologías de tratamiento de aguas basadas en la reutilización de los propios residuos.
El trabajo ha sido desarrollado en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), donde el equipo investigador ha diseñado nanopartículas de óxido de hierro con una estructura en forma de nanoflor, magnéticas, reutilizables y capaces de adherirse a las diminutas partículas de plástico.
Nanoflores magnéticas contra los nanoplásticos
Actualmente, las plantas de tratamiento de residuos utilizan procesos a escala macro que pueden tener un coste elevado. Con el objetivo de mejorar la eficiencia de estos sistemas, el personal investigador del ICMM desarrolló nanopartículas de óxido de hierro en forma de nanoflores, diseñadas para aprovechar sus propiedades magnéticas.
“El óxido de hierro es un material magnético que permite atrapar muchos contaminantes a la vez. Además, su estructura en forma de nanoflores permite que las partículas tengan varios núcleos que cooperan para mejorar sus propiedades magnéticas”, explica Álvaro Gallo-Córdova, investigador del ICMM-CSIC y uno de los autores principales del trabajo junto con Rafael Herrera-Aquino y María del Puerto Morales, también del ICMM-CSIC.
Las propiedades de estas nanopartículas ya habían sido demostradas en un trabajo anterior. En 2024, el equipo consiguió extraer y degradar microplásticos del agua mediante nanoflores de óxido de hierro. Aquellas partículas tenían tamaños de entre 0,001 y 5 milímetros y procedían de productos cosméticos.
Ahora, el nuevo estudio demuestra que la tecnología también puede actuar sobre partículas todavía más pequeñas: los nanoplásticos. Un solo gramo de estas nanoflores magnéticas es capaz de capturar hasta 10.000 miligramos de nanoplásticos, “una cifra no vista hasta ahora”, destaca Gallo-Córdova.
Los nanoplásticos proceden de la degradación del PET
La nueva técnica se ha utilizado para capturar nanoplásticos de PET (tereftalato de polietileno), uno de los materiales plásticos más utilizados en el mundo y presente en productos tan habituales como botellas, envases alimenticios y fibras textiles de poliéster.
El problema comienza cuando estos productos terminan su vida útil y parte de sus residuos llega al medio ambiente. La exposición a la luz solar y el desgaste físico fragmentan progresivamente el plástico, generando partículas cada vez más pequeñas.
“Cuando acaban su vida útil, gran parte de los plásticos PET termina en el entorno, donde la luz del sol y el desgaste físico actúan como una lija que los tritura y los convierte en nanoplásticos, una especie de polvo finísimo que contamina nuestros suelos y fuentes de agua”, añade el investigador.
Los nanoplásticos se encuentran en una escala inferior a la de los microplásticos y su reducido tamaño plantea dificultades adicionales para su detección y eliminación. Precisamente por ello, encontrar sistemas capaces de capturarlos puede resultar relevante para el desarrollo de nuevas tecnologías de descontaminación del agua.
El residuo capturado se convierte en un nuevo descontaminante
La parte más llamativa del trabajo no está únicamente en conseguir atrapar los nanoplásticos. El equipo ha conseguido utilizar después esos mismos residuos para fabricar materiales capaces de eliminar otros contaminantes.
“Tras capturar los nanoplásticos gracias a nuestras nanopartículas magnéticas, los valorizamos en materiales funcionales, transformando un residuo contaminante en una nueva materia prima dentro de un enfoque de economía circular”.
Las nanoflores magnéticas emplean sus propiedades para adherirse a la superficie de los nanoplásticos. De esta manera se forman materiales híbridos magnéticos que incorporan el residuo plástico a su estructura y funcionalidad.
El material resultante conserva las propiedades magnéticas del óxido de hierro y adquiere además capacidad para adsorber otros contaminantes, entre ellos metales pesados y colorantes orgánicos presentes en el agua. También puede participar en procesos de degradación catalítica.
El resultado es un cambio de perspectiva: el nanoplástico deja de ser únicamente un residuo que hay que eliminar y pasa a convertirse en parte de un material destinado a retirar otros contaminantes.
“Utilizamos el propio contaminante para ayudar a eliminar otros contaminantes, cerrando el ciclo y dando una segunda vida a un residuo que normalmente se consideraría un desecho”, destaca Gallo-Córdova.
Menos energía y materiales que pueden reutilizarse
La tecnología presenta además otra característica relevante: el proceso consume muy poca energía, según los investigadores.
La razón está en el funcionamiento del calentamiento magnético, que actúa de forma localizada y genera calor directamente sobre la superficie de las nanopartículas. De este modo, no es necesario elevar la temperatura de todo el medio acuoso, lo que permite reducir el consumo energético.
El material también puede utilizarse de forma repetida. Después de cinco ciclos de uso, conservó el 88 % de su capacidad descontaminante y liberó al agua menos del 0,82 % del contenido inicial de hierro.
Estos resultados muestran la estabilidad del material y respaldan su potencial para ser reutilizado en procesos de descontaminación.
Una segunda vida para los nanorresiduos plásticos
La investigación abre así una posibilidad que va más allá de retirar nanoplásticos del agua. Los residuos plásticos capturados pueden integrarse en materiales funcionales destinados a eliminar otros contaminantes, un planteamiento que encaja con los principios de la economía circular.
“Nuestro trabajo sugiere una vía hacia estrategias circulares en las que los residuos plásticos puedan reutilizarse en tecnologías medioambientales, como el tratamiento avanzado de aguas”, concluye el investigador.
La propuesta combina de este modo tres objetivos ambientales: capturar nanoplásticos, reutilizar el residuo y eliminar otros contaminantes del agua. Una estrategia que podría contribuir al desarrollo de nuevas tecnologías de tratamiento avanzado de aguas basadas en nanopartículas magnéticas.
