Un equipo de investigadores del MIT ha desarrollado un nuevo material de filtración basado en seda natural y celulosa, capaz de eliminar una amplia gama de contaminantes del agua, incluyendo los llamados “químicos eternos” (PFAS) y metales pesados. Este avance podría ofrecer una solución natural y sostenible a un problema global que crece rápidamente: la contaminación del agua por productos químicos utilizados en la tecnología moderna.
Nuevo material de filtración podría eliminar productos químicos persistentes del agua
Los productos químicos perfluoroalquilados y polifluoroalquilados (PFAS) son compuestos extremadamente duraderos que se encuentran en una variedad de productos cotidianos, como cosméticos, envases de alimentos, ropa resistente al agua, espumas contra incendios y utensilios de cocina con recubrimientos antiadherentes. Estos compuestos se denominan “químicos eternos” porque no se descomponen fácilmente en el ambiente, lo que provoca una acumulación preocupante en los ecosistemas y en el cuerpo humano. De hecho, un estudio reciente realizado por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de Estados Unidos reveló que el 98 % de las personas analizadas presentaban niveles detectables de PFAS en su sangre.
Estos químicos han contaminado aproximadamente 57,000 sitios en los Estados Unidos, y se estima que la descontaminación anual costará unos 1.5 mil millones de dólares. Las regulaciones cada vez más estrictas, como la nueva norma de limitar los PFAS a menos de 7 partes por billón en el agua potable, subrayan la urgencia de encontrar soluciones efectivas.
El desarrollo de un material natural para la filtración
El equipo del MIT, liderado por el postdoctorado Yilin Zhang y el profesor Benedetto Marelli, ha desarrollado un material de filtración que combina proteínas de seda y nanocristales de celulosa, ambos componentes completamente naturales. La seda utilizada en este proyecto proviene de la industria textil y, mediante un método de procesamiento benigno basado en agua, se convierte en nanofibrillas, una estructura cristalina que permite capturar los contaminantes.
La incorporación de la celulosa, obtenida de residuos de pulpa de madera, es clave en este proceso, ya que mejora la efectividad de la seda en la eliminación de contaminantes y otorga al material propiedades antimicrobianas. Esto es crucial para evitar que las membranas de filtración se degraden debido a la acumulación de bacterias y hongos, un problema común en los filtros tradicionales.
Ventajas del material en comparación con soluciones existentes
En las pruebas de laboratorio, este material superó a los filtros estándar de carbón activado y carbón granular, logrando eliminar cantidades significativamente mayores de contaminantes. Además, las propiedades antimicrobianas del material podrían prolongar la vida útil de los filtros, reduciendo el costo y el mantenimiento necesarios.
El uso de materiales naturales como la seda y la celulosa no solo es efectivo, sino que también es sostenible, algo que es fundamental en la lucha contra la contaminación. A diferencia de los métodos sintéticos, que a menudo requieren procesos químicos adicionales, este enfoque natural podría romper el ciclo de contaminación inducida por soluciones químicas.
Potencial de implementación y desafíos
El objetivo inicial es utilizar este material en filtros domésticos, como aquellos que se conectan directamente al grifo de una cocina. Sin embargo, existe un enorme potencial para escalar esta tecnología a niveles municipales, lo que podría beneficiar a comunidades enteras. Dado que tanto la seda como la celulosa son sustancias de grado alimenticio, es poco probable que representen un riesgo de contaminación secundaria.
A pesar de los prometedores resultados, hay desafíos que el equipo de investigación debe superar antes de que este material pueda implementarse a gran escala. Por ejemplo, aunque la seda puede obtenerse como subproducto de la industria textil, si la demanda global de estos filtros aumenta, la disponibilidad de la seda podría ser insuficiente. Los investigadores están explorando la posibilidad de utilizar proteínas alternativas que puedan desempeñar la misma función a menor costo.
Impacto en la sostenibilidad y el futuro de la filtración de agua
El desarrollo de este material representa un gran avance en el campo de la sostenibilidad y la tecnología verde. Como señala el profesor Hannes Schniepp de la Universidad William & Mary, esta solución rompe el ciclo de contaminación asociado con las soluciones sintéticas. Si se puede producir a gran escala de manera económica, podría tener un impacto significativo en la calidad del agua y la salud pública en todo el mundo.
Este proyecto también abre la puerta a nuevas formas de pensar sobre cómo resolver los problemas medioambientales utilizando materiales naturales. A medida que el equipo del MIT continúa mejorando la durabilidad y escalabilidad del material, se espera que esta tecnología desempeñe un papel crucial en el futuro de la purificación del agua, brindando una solución efectiva y sostenible a uno de los problemas más apremiantes del siglo XXI.
El nuevo material de filtración desarrollado por el MIT, basado en seda y celulosa, ofrece una solución innovadora y ecológica para eliminar contaminantes persistentes como los PFAS y metales pesados del agua. Con su potencial para superar los filtros tradicionales y su impacto positivo en la sostenibilidad, este avance podría marcar un antes y un después en la lucha contra la contaminación del agua a nivel global.
Vía news.mit.edu
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