Nuevos resultados prometedores para el control de contaminantes en el agua

Científicos brasileños pusieron a prueba un método sencillo y sostenible para monitorear y degradar una mezcla de hidrocarburos aromáticos policíclicos, compuestos existentes en los combustibles fósiles y en residuos industriales

Agência FAPESP* – En un artículo publicado en el periódico científico Catalysis Communications se describe un abordaje sencillo, eficiente y sostenible para degradar y monitorear cuantitativamente una mezcla de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), contaminantes emergentes que afectan a diversos ecosistemas impactados por el derramamiento de combustibles fósiles y el desechado incorrecto de residuos industriales.

Se considera como contaminantes emergentes a aquellos compuestos químicos que, si bien pueden causarles daños a la salud y al medio ambiente, aún no se los monitorea ni se lo remueve mediante la aplicación de los tratamientos de agua convencionales. Son los casos del bisfenol (presente en ciertos tipos de plásticos), de algunos pesticidas y de sustancias existentes en productos de belleza y medicamentos, por ejemplo.

En busca de soluciones para afrontar este problema, investigadores en Brasil vinculados a las universidades Federal de São Carlos (UFSCar), Estadual Paulista (Unesp) y Federal de Paraíba (UFPB) prepararon una mezcla con bajas concentraciones de naftaleno, antraceno y dibenzotiofeno en aguas superficiales que simulaban el ambiente natural. Al aplicar la espectroscopía de fluorescencia en matrices de excitación y emisión como método de análisis y calibración de orden superior mediante el análisis de factores paralelos para el tratamiento de los datos, fue posible separar los componentes espectrales de la mezcla e identificar y cuantificar cada contaminante, aparte de otros potenciales compuestos existentes en las aguas naturales.

Esta metodología permitió que cada análisis se concretase en menos de dos minutos, sin producir residuos y sin necesidad de aplicar técnicas más caras y sofisticadas como la cromatografía.

La mezcla se degradó entonces mediante el empleo de un sistema fotoquímico en el cual la luz es alimentada con radiación de microondas. Con dicho sistema, se degradó entre el 88 % y el 100 % de los contaminantes orgánicos en tan solo un minuto. Y este alto rendimiento se asoció con la fotólisis del agua, que es efectiva en la generación de radicales hidroxilos, que son especies oxidantes capaces de degradar los contaminantes orgánicos a gran velocidad.

Según Kelvin Araújo, autor principal del artículo e investigador del Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF), un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) de la FAPESP con sede en la UFSCar, uno de los destacados de este trabajo fue la elección del método de monitoreo de los HAP. Araújo resalta que el empleo de la cromatografía, una técnica convencional para la realización de este tipo de análisis, constituye un factor limitador para el avance de este tipo de investigaciones en muchas regiones, pues los aparatos que se requieren son caros y la técnica demanda una capacitación más sofisticada.

En el abordaje de este trabajo se empleó un espectrofluorímetro, un aparato más accesible para muchos laboratorios. Los análisis son hasta cinco veces más rápidos que con la cromatografía y no se genera ningún residuo una vez culminado el proceso. El investigador subraya también que la demanda de métodos más accesibles fue registrada en el grupo de investigación, que ha venido trabajando con procesos de tratamiento de agua y hace uso de la cromatografía como técnica analítica.

El sistema fotoquímico

Otro destacado del trabajo fue el empleo del sistema fotoquímico activado vía microondas para la degradación de los HAP. Según Ailton Moreira, en la actualidad investigador en el Instituto de Química de la Unesp de Araraquara y coautor del artículo, constituye un gran reto lograr una degradación eficiente y rápida de los contaminantes emergentes sin utilizar catalizadores.

“Este desafío se incrementa cuando trabajamos con mezclas de contaminantes en aguas naturales, pues la cantidad de potenciales inhibidores del proceso de degradación es una realidad. Con todo, el sistema fotoquímico que empleamos exhibió un rendimiento excepcional”, comenta Moreira. El investigador también pone de relieve que este sistema se había mostrado ya efectivo en estudios de degradación de residuos agrícolas y farmacéuticos. Esta investigación también permite establecer la conclusión que indica que el sistema fotoquímico debe pensarse en aplicaciones a escalas ampliadas: en estaciones de tratamiento de aguas y efluentes, por ejemplo.

Los autores confirman que tanto el método analítico como el proceso de degradación deben ser objeto de futuros estudios en distintos proyectos encabezados por los integrantes del grupo. Entre los próximos pasos figura la aplicación de estas tecnologías en una estación de tratamiento de desagües en el municipio de Gavião Peixoto, en el estado de São Paulo, con la mira puesta en el monitoreo y la degradación de contaminantes emergentes.

Puede leerse el artículo intitulado Fast and efficient processes for oxidation and monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons in environmental matrices en el siguiente enlace: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1566736723002364. 

* Con información del CDMF.