Nanoflores de óxido de hierro para eliminar microplásticos del agua

1. ¿Es realmente un método “verde”, reutilizable y energéticamente eficiente? ¿Cómo es el proceso?

Sí, nuestro método es «verde», reutilizable y energéticamente eficiente gracias a los reactivos utilizados, la reutilización de las nanopartículas y el diseño simplificado del proceso de eliminación de microplásticos. Las nanopartículas se sintetizan mediante el método del poliol, reconocido por su baja generación de residuos, ya que actúa como solvente, reductor y estabilizante en un solo paso, y se emplean precursores como el cloruro de hierro, que generan pocos subproductos. Estas características permiten una producción más limpia y eficiente.
El proceso de extracción y eliminación de microplásticos consta de dos etapas principales. En la primera, las nanopartículas sin recubrimiento extra se adhieren directamente a los microplásticos en el agua, lo que facilita su separación mediante un simple sistema magnético. Este enfoque evita la necesidad de complejos y costosos sistemas de filtración, reduciendo tanto los costos de producción como el consumo energético. En una segunda etapa, los microplásticos extraídos son degradados a través de un proceso tipo Fenton. Este proceso aprovecha la capacidad de las nanoflores de óxido de hierro para generar radicales libres, los cuales rompen las moléculas orgánicas de los microplásticos, transformándolos en dióxido de carbono y agua. La combinación de estas etapas hace que nuestro método sea eficiente, sostenible y adaptable a diferentes entornos.

2. ¿Qué rendimiento en cuanto a la eliminación de microplásticos puede obtenerse? ¿Es capaz de retirar tamaños a nivel de nanopartículas?

En nuestro proceso de separación magnética hemos demostrado una eficiencia de recuperación de microplásticos de hasta el 100%, gracias a la capacidad de las nanopartículas magnéticas para adherirse a partículas plásticas. Además, en cuanto a la degradación de microplásticos, hemos logrado mineralizar más del 85% de la muestra mediante el proceso tipo Fenton.
Hasta ahora, hemos trabajado con muestras de microplásticos de aproximadamente 500 micrómetros, ya que este es el tamaño comúnmente presente en productos cosméticos de uso cotidiano. Sin embargo, consideramos que este sistema tiene el potencial de aplicarse a microplásticos de diferentes tamaños.

3. ¿Tiene este método capacidad de tratar aguas residuales para evitar la contaminación por microplásticos en lodos?

Sí, nuestro método puede integrarse en plantas de tratamiento de aguas residuales para reducir la carga de microplásticos en los lodos. Las nanopartículas magnéticas pueden añadirse en fases previas al manejo de sólidos para capturar microplásticos en suspensión y separarlos mediante un sistema magnético.

4. ¿Es aplicable este proceso en entornos naturales de agua dulce y marinos?

El proceso tiene el potencial de adaptarse tanto a cuerpos de agua dulce como a entornos marinos. En aguas dulces, la eficiencia es elevada debido a las menores concentraciones de sales, lo que favorece la estabilidad coloidal de las nanopartículas. En el caso de entornos marinos, nuestras nanopartículas podrían optimizarse mediante recubrimientos diseñados para mejorar su estabilidad en medios salinos, permitiendo una captura efectiva de microplásticos y otros contaminantes en océanos y mares. Sin embargo, para confirmar su utilidad en sistemas de agua salada, aún es necesario realizar pruebas con muestras reales o simulando condiciones de salinidad similares a las del agua de mar.

5. ¿Puede esta tecnología aplicarse a otras sustancias tóxicas en el agua como PFAS o aceites?

Aunque aún debemos realizar pruebas específicas para evaluar la eficacia de nuestra tecnología en la eliminación de sustancias como PFAS o aceites, las nanoflores de óxido de hierro han demostrado una notable versatilidad en la eliminación de diversos contaminantes en agua. Hemos realizado pruebas exitosas con metales pesados como cromo y plomo, así como con compuestos orgánicos como colorantes y microplásticos, alcanzando altas eficiencias en su remoción.

6. ¿Qué ventajas presentan las nanoflores de óxido de hierro frente a otras técnicas?

La principal ventaja de las nanoflores de óxido de hierro radica en su comportamiento magnético, que permite recuperar los microplásticos utilizando únicamente un imán. Esto elimina la necesidad de sistemas complejos y costosos, como los sistemas de filtración que se emplean actualmente en plantas de tratamiento de agua. Este enfoque simplifica el proceso de separación y reduce significativamente los costos operativos y energéticos asociados a la eliminación de microplásticos.
Además, nuestras nanoflores son materiales multifuncionales. En este caso específico, no solo actúan como agentes separadores mediante su adherencia a los microplásticos y posterior extracción magnética, sino que también contribuyen a la degradación de los mismos. En presencia de campos magnéticos alternos nuestras nanoflores pueden calentar a nivel superficial lo que conlleva a un incremento de la eficiencia de degradación.

7. ¿Tenéis previsto iniciar pruebas piloto en estaciones depuradoras a gran escala?

Hasta ahora, nuestra investigación se ha llevado a cabo a nivel de laboratorio, donde hemos logrado demostrar la escalabilidad del proceso de síntesis de las nanoflores, alcanzando la producción de gramos de material. Nuestro siguiente paso es llevar el sistema de extracción de microplásticos a pruebas piloto, para lo cual estamos desarrollando prototipos funcionales y buscando socios estratégicos que nos permitan implementar la tecnología en condiciones reales. Además, estamos trabajando activamente en la obtención de financiación para continuar con la investigación, un recurso esencial para avanzar en nuestro campo y garantizar el éxito de esta solución tecnológica.