La Universidad de Alicante lidera un proyecto europeo para el desarrollo de una tecnología innovadora con la que eliminar contaminantes emergentes presentes en agua destinada a consumo humano. Este sistema se basa en un equipo de bajo coste y fácil instalación, que actúa mediante plasma y materiales adsorbentes.
La contaminación de las fuentes de agua potable es una de las principales preocupaciones en zonas rurales de países en vías de desarrollo y lugares de conflicto. Acciones intencionadas así como malas prácticas en el tratamiento de aguas ponen en riesgo a poblaciones de todo el mundo, que ven cómo no pueden disponer de un recurso vital.
El Laboratorio de Materiales Avanzados de la Universidad de Alicante trabaja en el desarrollo de una solución para atajar este problema, con el desarrollo de un equipo para la descontaminación de agua para consumo humano portátil y de bajo coste. El sistema es resultado del proyecto europeo Cleanwater (Adsorbentes multifuncionales sostenibles para el tratamiento de agua asistido con tecnologías de plasma y para la protección de la salud frente a xenobióticos), el que participan trece socios de universidades, institutos, centros tecnológicos y empresas de Hungría, Reino Unido, Polonia, Moldavia, Kazajstán, Ucrania y México.
Un sistema portátil para eliminar contaminantes emergentes del agua con plasma
Concretamente, el equipo de la Universidad de Alicante lidera una iniciativa para la construcción de un sistema portátil, bajo coste y de fácil instalación, capaz de reducir los niveles de patógenos químicos y radiológicos en aguas para consumo humano. En este sistema se aplica una tecnología novedosa, explica el catedrático e investigador de la Universidad de Alicante, Joaquín Silvestre, que permite eliminar del agua sustancias químicas como los xenobióticos, contaminantes emergentes o contaminantes persistentes.
La tecnología que permitirá contar con este novedoso equipo para la eliminación de contaminantes del agua se basa en la utilización de plasma frío, un gas parcialmente ionizado a bajas temperaturas, que se aplica sobre un material adsorbente, que finalmente atrapa los elementos contaminantes en su superficie. Una de las ventajas de este sistema, y donde radica su eficiencia y su potencial para poder ser instalado fácilmente en cualquier lugar, reside en la combinación del plasma y los adsorbentes en un mismo dispositivo, explica Joaquín Silvestre.
Cómo funciona el sistema para descontaminar aguas con plasma y materiales adsorbentes
El plasma genera descargas eléctricas para ionizar un gas capaz de degradar todas las moléculas contaminantes que puede haber en el agua sin calentarla, al tiempo que los fotocatalizadores incorporados mejoran la eficiencia del proceso gracias a efectos sinérgicos.
La idea original que ha dado lugar a esta innovación surgió de un grupo de investigación ucraniano participante en este proyecto, que aplicaba plasma para degradar contaminantes. El plasma, que no es otra cosa que una descarga eléctrica entre dos electrodos, no es capaz de acabar con todos los contaminantes presentes en el agua, así que se decidió dar un paso más, y combinarlo con materiales adsorbentes con capacidad fotocatalítica, que se ven potenciados por las radiaciones producidas por el plasma.
«Nos surgió la idea de combinar las dos tecnologías, de forma que el primer bloque de lucha contra la contaminación lo hacemos con el plasma y el resto de contaminantes que quedan se combaten con los materiales activados mediante la radiación generada», dice el investigador del Laboratorio de Materiales Avanzados de la Universidad de Alicante.
Los estudios realizados hasta la fecha en laboratorio confirman el buen comportamiento de este sistema y su capacidad para acabar con los contaminantes presentes en las aguas. «Los efectos sinérgicos entre la unidad de plasma y los materiales fotocatalizadores integrados aseguran unas altas eficiencias de purificación», confirma Joaquín Silvestre.
Aplicaciones en el campo de la salud
De forma paralela, el equipo de investigación del proyecto Cleanwater ha encontrado una aplicación adicional en el campo de la salud, para los materiales adsorbentes utilizados en el equipo para la descontaminación de agua. Según han descubierto, estos elementos pueden emplearse para limpiar el organismo de contaminantes externos, gracias a su capacidad para atrapar contaminantes y su biocompatibilidad, al tratarse de soluciones basadas en carbón activado. Su funcionamiento es relativamente sencillo: basta con crear unas pastillas que contengan estos materiales e ingerirlas. A su paso por el organismo, estos elementos atrapan los contaminantes y son excretados.
La aplicación para la salud está inspirada en una solución desarrollada por el equipo de Joaquín Silvestre en un proyecto anterior, que les permitió dar con un material capaz de atrapar la radiación nuclear y las moléculas orgánicas fruto de esa contaminación, y que se desarrolló para personas expuestas a la radiactividad en Chernóbil.
El pasado mes de junio, la Universidad de Alicante acogió un encuentro internacional, en el que se reunieron los socios investigadores de este proyecto europeo, para analizar el nivel de desarrollo de la tecnología y los pasos que se darán para avanzar en su optimización. En esta reunión se acordó la primera prueba de esta tecnología en un entorno real, que se realizará en unas aguas subterráneas contaminadas de Eslovaquia.
El Laboratorio de Materiales Avanzados del Departamento de Química Inorgánica UA tiene una larga trayectoria en nanomateriales capaces de adsorber sustancias tóxicas, de hecho, este grupo es líder mundial en la síntesis y aplicación de materiales porosos para procesos de eliminación de contaminantes, tanto en fase gas como en fase líquida. Esa experiencia es una pieza clave para el desarrollo del proyecto europeo Cleanwater que cuenta con una financiación de casi 980.000 euros y finalizará en 2027.
