Los últimos estudios han constatado una presencia generalizada del microplásticos en el medio ambiente. Aunque se han desarrollado algunas soluciones para eliminar estos elementos contaminantes, ninguna de ellas es tan avanzada como los filtros cerámicos desarrollados en la Universidad de Extremadura (UEx), que permiten retirar restos de plástico del agua residual, concretamente de la empleada en servicios de lanvandería de hospitales.
El 35% de las emisiones anuales totales de micro y nanoplásticos en el medio ambiente proviene del lavado de textiles sintéticos. Esto, unido al hecho de que los contaminantes de preocupaciones emergentes (CECs por sus siglas en inglés) de las prendas pueden ser absorbidos por los micro y nanoplásticos, convierte el vertido de aguas residuales de lavanderías industriales con estos plásticos en un problema ambiental. Al mismo tiempo, su implementación permitirá a las lavanderías industriales reducir también en un 90% el uso de agua y ahorrar un 20% de energía.
Filtros cerámicos para atrapar microplásticos
Además, la UEx ha desarrollado por primera vez filtros cerámicos hechos de carburo de boro, que son más ligeros y potencialmente más duraderos. Estos resultados se han obtenido en el proyecto nacional B4Carbranas, cuyo investigador principal es Ángel Luis Ortiz Seco.
El carburo de boro es aproximadamente un 33% más ligero que el que el carburo de silicio con el que se hacen actualmente algunos de los filtros cerámicos más avanzados disponibles comercialmente. “Su ligereza es una ventaja si se quiere filtrar agua en sitios de difícil acceso. Y el carburo de boro es mucho más duro que el carburo de silicio, lo que favorece su durabilidad”, explica el investigador de la UEx.
Según la ONU, el 80% de las aguas residuales retornan al ecosistema sin ser tratadas o reutilizadas y 2 200 millones de personas carecen de acceso a servicios de agua potable gestionados de forma segura. Eliminar los contaminantes y residuos es, por tanto, una prioridad para asegurar un uso sostenible del agua y la salud de las personas.
En este sentido, el Grupo Especializado de Materiales en la Escuela de Ingenierías industriales de la UEx trabaja en una potente línea de investigación de fabricación de filtros cerámicos para industrias que quieran mejorar su sistema de filtrado de contaminantes.
Ventajas de los filtros diseñados en Extremadura
Los filtros diseñados por la UEx ayudan al consumo sostenible del agua porque se utilizan para depurar y reutilizar aguas residuales en cualquier sector industrial, alimentario o agrícola. “Nosotros llevamos a cabo la investigación y desarrollo industrial a pequeña escala y una vez que ya comprobamos el funcionamiento óptimo del filtro para un determinado uso, la empresa puede implementarlo a escala de producción industrial”, destaca el investigador Ángel Luis Ortiz Seco.
Los investigadores de la UEx fabrican estos filtros mediante un proceso de extrusión de la pasta cerámica que permite producir piezas cerámicas con una morfología muy compleja, diferente número de canales internos y geometría variada. “La morfología del filtro la controlamos mediante el proceso de fabricación. Nosotros los podemos diseñar a medida según la cantidad de agua que tengamos que filtrar y el tipo de filtración que queramos hacer”, señala Ortiz.
El equipo de la UEx diseña las propiedades exactas de la pasta y el tipo de boquilla para obtener el filtro deseado en función de los contaminantes y líquido que se quiera filtrar. La filtración se produce gracias a una pequeña capa de membrana cerámica, que puede tener espesores de tan solo 100 micras, la décima parte de 1 milímetro.
Por ahora, los filtros más comunes en la industria son poliméricos, de plástico. Según Ortiz, son fáciles de fabricar y baratos, pero no resisten las altas temperaturas, se ensucian con mucha más facilidad, son difíciles de limpiar, y tienen propiedades mecánicas relativamente pobres. “Frente a los poliméricos, los filtros cerámicos son mucho más duraderos, tienen mejores propiedades mecánicas, resisten perfectamente las altas temperaturas y los ambientes químicamente agresivos, no se corroen”, subraya Ortiz.
Los filtros cerámicos tienen numerosas aplicaciones, también a pequeña escala, por ejemplo, en piscinas y duchas. En la industria agroalimentaria, como la tomatera e incluso en la láctea, donde los filtros separan la grasa de la leche. Son capaces de separar líquidos entre sí, y son efectivos en todo lo que implique líquidos con partículas en suspensión. Así, en canteras y procesos de corte de piedra natural que origina balsas con lodo donde es preciso separar las partículas sólidas. Además, los filtros cerámicos no solo depuran líquidos, también gases y se utilizan en la industria de la automoción (por ejemplo, los filtros de partículas de los tubos de escape de los coches diésel).
