Crean una esponja que limpia el agua y recupera metales valiosos

La agricultura y la industria genera agua contaminada con fosfatos y metales provenientes que representa una seria amenaza para la salud humana y el medio ambiente. Sin embargo, estos mismos contaminantes tienen un alto valor en sectores como el agropecuario y las energías renovables.

Por ello, un equipo de científicos de la Universidad de Northwestern, en Estados Unidos, ha desarrollado una solución innovadora que consiste en una esponja inteligente capaz de absorber fosfatos, cobre y zinc, y posteriormente liberarlos de manera controlada. Este avance permitiría no solo limpiar el agua, sino también recuperar estos elementos para su reutilización.

A diferencia de muchas tecnologías actuales, que suelen ser costosas y de un solo uso, esta esponja promete ser una alternativa económica y reutilizable.

Afinidad química entre las nanopartículas

Su funcionamiento se basa en la afinidad química entre las nanopartículas y los contaminantes, lo que permite capturarlos y liberarlos mediante un ajuste del pH del agua. La esponja está recubierta con nanopartículas diseñadas para atraer y retener contaminantes, demostrando su eficacia en la absorción de metales pesados, fosfatos, microplásticos, aceites y petróleo.

Los detalles de la investigación, publicada en ACS ES&T Water, destacan que esta tecnología puede utilizarse como un absorbente universal o ajustarse para eliminar contaminantes específicos, como metales, plásticos o nutrientes.

El equipo de Northwestern, liderado por Vinayak Dravid, ha refinado el diseño original de la esponja. Inicialmente fabricada con poliuretano, la versión más reciente está hecha de celulosa altamente hidrofílica y recubierta con nanopartículas de óxido de hierro, mejorando su capacidad de absorción.

Ajuste del pH del agua

Uno de los principales retos del equipo fue encontrar un método eficiente para liberar los contaminantes atrapados sin comprometer la funcionalidad de la esponja. La solución se basó en el ajuste del pH del agua, reduciendo el pH, por medio ácido, la esponja libera metales como cobre y zinc. Mientras que, si se aumenta el pH, por medio básico, se desprenden los fosfatos.

Pruebas en laboratorio demostraron que, tras cinco ciclos de uso, la esponja sigue manteniendo su efectividad y reduce los contaminantes a niveles indetectables.

Prueba en entorno real

El siguiente desafío será probar esta tecnología en entornos reales, donde las concentraciones de contaminantes varían más que en el laboratorio. Además, el equipo busca nuevas colaboraciones para expandir su aplicación en la limpieza de ríos y lagos contaminados.

Si esta esponja cumple con las expectativas, podría convertirse en una herramienta clave para la descontaminación del agua y la recuperación de recursos esenciales, marcando un hito en la economía circular y la sostenibilidad ambiental.