Las plantas de tratamiento de agua destinan importantes recursos a eliminar contaminantes del agua potable. Los PFAS, las llamadas sustancias químicas permanentes vinculadas al cáncer y otros problemas de salud, y los microplásticos son especialmente difíciles de filtrar. Sin embargo, una nueva investigación de la Facultad de Ingeniería de Temple University podría ofrecer una solución sencilla y sostenible basada en un ingrediente inesperado: burbujas de aire.
Md Saiful Islam, estudiante de doctorado en ingeniería ambiental, explicó que los PFAS tienen colas hidrofóbicas, lo que significa que son repelidos por el agua.
“Pensamos que, si introducíamos burbujas de aire en el agua, la cola hidrofóbica sería atraída por la burbuja y quedaría atrapada en su superficie. A medida que las burbujas ascienden, transportan los contaminantes con los que han interactuado, PFAS y microplásticos, lo que permite eliminar la espuma y los contaminantes de la superficie del agua”, describió Islam, quien trabajó durante 10 años como consultor en contaminantes del agua antes de llegar a Temple University.
Islam se asoció con la Autoridad de Alcantarillado de Valley Forge para validar la tecnología con aguas residuales reales y ha consultado a más de 20 actores del sector de servicios de agua, que han mostrado un gran interés. “Si las plantas de tratamiento de agua existentes deciden utilizar nuestra tecnología, no necesitarán grandes renovaciones. En cambio, otras técnicas requieren modificaciones significativas”, señaló.
El método utiliza burbujas de aire para crear una espuma que captura los contaminantes y permite filtrarlos fácilmente del agua. A diferencia de los tratamientos existentes, esta tecnología puede eliminar tanto PFAS como microplásticos sin necesidad de productos químicos tóxicos.
La tecnología fue reconocida con un Premio a la Innovación y Colaboración de la Asociación de Recursos Hídricos de la Cuenca del Río Delaware, y ya comienza a atraer el interés de socios de la industria de servicios de agua.
Concentrados en la espuma superficial
Todo comenzó mientras Islam analizaba el agua recolectada por la Universidad de New Hampshire. Junto con su asesor académico, Gangadhar Andaluri, profesor adjunto de ingeniería civil y ambiental, descubrieron que la mayoría de los PFAS se concentraban en la espuma superficial del agua.
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Ambos se interesaron en los mecanismos que provocaban la formación de espuma y se preguntaron si este mismo fenómeno podría utilizarse para eliminar los PFAS y los microplásticos.
Posteriormente, realizaron varios estudios para analizar cómo interactúan y coexisten los PFAS y los microplásticos en el agua.
Un método eficiente
El método desarrollado por Islam resulta muy eficiente. La concentración de espuma representa solo el 1% del total del agua filtrada, por lo que al tratar 100 galones de agua, se produce un máximo de un galón de espuma contaminada.
Luego trata el 1% restante de espuma contaminada utilizando un método llamado oxidación en agua supercrítica, en el que los contaminantes se destruyen mediante agua a alta temperatura y presión.
Ese mismo método, la oxidación en agua supercrítica, ya se emplea en algunas instalaciones de agua industriales, pero, como único método para eliminar contaminantes, requiere mucha más energía, así como mayores costos de capital y operativos que el método de Islam.
Este avance llega en un momento oportuno. La U.S. Environmental Protection Agency introducirá nuevas regulaciones en 2031, que establecen niveles máximos de contaminantes para seis tipos diferentes de PFAS en el agua potable.
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