El sistema no requiere productos químicos adicionales y utiliza ondas de ultrasonido para generar burbujas microscópicas que crean condiciones extremas (alta temperatura y presión), descomponiendo el BPA en sustancias inocuas como dióxido de carbono.
- Ultrasonido elimina hasta el 94 % del BPA en agua contaminada.
- Sin químicos añadidos ni residuos secundarios.
- Tecnología limpia, eficiente y escalable.
- Aplicación potencial en plantas de tratamiento y aguas industriales.
- Avance clave contra contaminantes persistentes como el BPA.
Un paso adelante en la lucha contra los contaminantes plásticos
Investigadores de la Universidad de Glasgow han desarrollado un sistema innovador capaz de eliminar hasta el 94 % del bisfenol A (BPA) del agua mediante ultrasonido de doble frecuencia, sin necesidad de aditivos químicos ni procesos de purificación adicionales.
El hallazgo representa una alternativa más limpia y directa para tratar un problema ambiental que sigue latente en ríos, lagos y redes de abastecimiento de todo el mundo.
¿Por qué importa tanto eliminar el BPA?
El BPA es un disruptor endocrino ampliamente usado durante décadas en la producción de plásticos, como policarbonatos y resinas epoxi. Aunque su uso ha sido restringido en muchos países, su presencia persiste en el medio ambiente debido a su alta estabilidad química.
Su acumulación en organismos humanos y animales se ha vinculado a efectos negativos en el sistema hormonal, problemas reproductivos, alteraciones del desarrollo fetal y enfermedades metabólicas y cardiovasculares.
El volumen anual de producción global supera los 10.000 millones de kilogramos, lo que lo convierte en un contaminante difícil de ignorar. La persistencia del BPA en aguas residuales e incluso en aguas tratadas es un desafío que los sistemas convencionales, como lodos activados o filtros de carbón, apenas logran mitigar.
Además, estos métodos no destruyen el compuesto, solo lo transfieren a otros residuos que requieren tratamiento adicional.
🧪 Objetivo
- Investigar la degradación de bisfenol A (BPA), un contaminante ambiental persistente, mediante ultrasonido de doble frecuencia.
- Evaluar la eficacia de esta técnica como alternativa ecológica para el tratamiento de aguas residuales sin necesidad de aditivos químicos.
🔊 Metodología
- Se utilizaron dos combinaciones de frecuencias ultrasónicas: 20/37 kHz y 20/80 kHz.
- Se comparó la degradación de BPA bajo estas condiciones con tratamientos de frecuencia única.
- Se midió la concentración de BPA, la demanda química de oxígeno (COD) y la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) como indicadores de eficacia.
Cómo funciona el ultrasonido contra el BPA
El sistema desarrollado por el grupo Symes de la Escuela de Química utiliza un enfoque soniquímico, es decir, aprovecha la energía de ondas sonoras para provocar reacciones químicas. Al aplicar ultrasonido combinado en frecuencias de 20 kHz y 37 kHz, se generan millones de microburbujas en el agua contaminada.
Estas burbujas colapsan en condiciones extremas —temperaturas de miles de grados y presiones altísimas— que crean “puntos calientes” donde las moléculas de BPA se descomponen en sustancias inocuas como dióxido de carbono.
Este fenómeno, conocido como cavitación acústica, ya se había explorado en laboratorio para degradar colorantes como el azul de metileno, pero nunca antes se había demostrado su eficacia contra el BPA usando solo ultrasonido y sin catalizadores.
🔬 Mecanismo propuesto
- La degradación ocurre por hidroxilación radicalaria y fragmentación térmica.
- Se identificaron varios productos intermedios mediante espectrometría de masas, como BPA monohidroxilado, dihidroxilado y ácidos carboxílicos.
- El colapso violento de burbujas cavitantes genera “hot-spots” que favorecen la formación de ROS y la degradación térmica.
Ventajas frente a tecnologías tradicionales
A diferencia de los métodos actuales de adsorción o biodegradación, este sistema no genera residuos secundarios ni requiere manejo posterior del contaminante.
La degradación del BPA ocurre in situ, lo que reduce costes operativos, evita emisiones indirectas y elimina la necesidad de reactivos adicionales que podrían dañar el entorno o requerir transporte y almacenaje.
Además, al no depender de compuestos químicos ni de condiciones específicas de pH o temperatura, el sistema resulta más fácil de adaptar a distintas condiciones de tratamiento.
📈 Resultados clave
- Hasta un 94.2% de eliminación de BPA con la combinación 20/37 kHz en 40 minutos.
- La degradación sigue una cinética de pseudo-primer orden.
- Se observó un efecto sinérgico significativo al combinar frecuencias, con índices sinérgicos de 7.1 (37/20 kHz) y 8.2 (80/20 kHz).
- La generación de ROS fue mayor en los tratamientos de doble frecuencia, correlacionando con una mayor degradación de BPA.
- Se logró una reducción de COD de hasta 68%, indicando una oxidación sustancial del carbono orgánico.
¿Y ahora qué?
El siguiente paso es escalar el prototipo para tratar mayores volúmenes de agua y evaluar su rendimiento en ambientes reales. El equipo ya se encuentra en conversaciones con empresas del sector hídrico para llevar esta tecnología a estaciones de tratamiento industrial y municipal.
También están explorando su aplicación en la eliminación de PFAs (las llamadas sustancias químicas eternas), compuestos aún más resistentes que el BPA y presentes en numerosos productos de consumo.
Este avance se suma a otros desarrollos recientes del grupo, como la producción de nitrato desde aire y agua mediante ultrasonido, con posibles aplicaciones en fertilización sostenible.
Potencial
El uso de ultrasonido como herramienta de tratamiento de agua ofrece una vía prometedora para afrontar retos ambientales urgentes. Algunas de sus aplicaciones más relevantes podrían incluir:
- Depuración de aguas residuales industriales sin necesidad de tratamientos químicos complejos.
- Apoyo a zonas rurales o regiones con acceso limitado a tecnologías avanzadas, gracias a su potencial de miniaturización y automatización.
- Descontaminación específica en entornos naturales, como ríos contaminados por vertidos plásticos o actividades agrícolas.
- Aplicación en el tratamiento de microcontaminantes emergentes, incluyendo medicamentos, pesticidas y PFAs, que los métodos actuales no eliminan eficazmente.
- Reducción de la huella ambiental de las plantas de tratamiento, al eliminar la dependencia de productos químicos y reducir el volumen de residuos peligrosos.
A medida que esta tecnología se afine y se integre en sistemas más amplios de gestión del agua, puede convertirse en un complemento clave a las infraestructuras existentes, ofreciendo soluciones específicas para contaminantes que hasta ahora parecían inabordables.
En un contexto de crisis climática y presión sobre los recursos hídricos, innovaciones como esta marcan una diferencia real y necesaria.
Vía www.gla.ac.uk
Más información: Shaun Fletcher et al, Degradación sonoquímica del bisfenol A: un enfoque sinérgico de ultrasonido de doble frecuencia, Ultrasonics Sonochemistry (2025). DOI: 10.1016/j.ultsonch.2025.107488
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