Un equipo del Instituto de Ciencia de los Materiales de Sevilla (ICMS-CSIC-US) ha desarrollado unas arcillas sintéticas capaces de eliminar metales pesados del agua con una eficacia hasta diez veces superior a la de materiales convencionales como arcillas naturales o carbón activo.
Este nuevo material retiene contaminantes altamente tóxicos como plomo, cadmio y mercurio, metales asociados a graves problemas de salud y frecuentes en aguas contaminadas por actividad industrial o minera. Su potencial aplicación abarca desde la depuración de aguas residuales hasta sistemas de reutilización hídrica.
Cómo funcionan estas arcillas sintéticas para limpiar agua contaminada
La principal novedad de esta tecnología es que no emplea arcillas naturales, sino materiales diseñados en laboratorio específicamente para capturar contaminantes. Según la investigación publicada Journal of Contaminant Hydrology, estas estructuras están inspiradas en la arquitectura laminar de las arcillas, formada por capas microscópicas capaces de atrapar sustancias entre ellas, como si funcionaran como una esponja molecular.
“Esto nos permite controlar su composición, su estructura y la forma en la que interactúa con los contaminantes”, explica a Fundación Descubre la investigadora del ICMS-CSIC-US María Dolores Alba Carranza.
Captura de plomo, mercurio y cadmio con mayor eficacia
Los investigadores comprobaron que estas arcillas presentan una capacidad de adsorción hasta diez veces superior respecto a materiales empleados habitualmente en tratamientos de descontaminación.
“En concreto, alcanzan valores muy elevados para la captura de metales como el mercurio, el plomo y el cadmio, lo que confirma su potencial como alternativa en tratamientos de descontaminación”, indica el investigador del ICMS-CSIC-US Francisco Javier Osuna Barroso.
Materiales diseñados a medida para depuración de aguas
El proceso de fabricación comienza en laboratorio, combinando distintos compuestos y sometiéndolos a altas temperaturas hasta obtener un sólido de estructura laminar.
Posteriormente, el equipo modifica la superficie del material mediante grupos químicos que actúan como puntos de anclaje para los metales pesados. Así, el material no solo retiene contaminantes entre capas, sino también en su superficie, aumentando significativamente su eficacia.
Para validar el sistema, los investigadores realizaron pruebas con soluciones que simulaban aguas contaminadas con diferentes concentraciones de plomo, cadmio y mercurio.
Aplicaciones en reutilización del agua y descontaminación ambiental
Este desarrollo puede aplicarse directamente en el tratamiento de aguas contaminadas, reutilización hídrica y reducción del impacto ambiental de contaminantes tóxicos en suelos y ecosistemas acuáticos.
Entre las próximas líneas de investigación, el grupo Materiales para la energía y sostenibilidad trabaja en incorporar propiedades magnéticas al material para facilitar su recuperación y reutilización.
Además, estas arcillas podrían adaptarse para capturar otros contaminantes como fármacos, pesticidas o disolventes.
Los investigadores también estudian su integración en membranas y recubrimientos con aplicaciones más avanzadas, incluyendo gestión de residuos radiactivos y energía nuclear.
“Este estudio sienta las bases para el desarrollo de materiales más eficientes y personalizados en la depuración de aguas, una herramienta muy importante para avanzar hacia modelos más sostenibles y una mejor gestión de los recursos hídricos”, comenta la investigadora del ICMS-CSIC-US Esperanza Pavón González.
