Nuevo proceso filtra eficientemente las hormonas del agua

1 de octubre de 2020 | Por Gerald Ondrey

El agua potable puede estar contaminada con microcontaminantes, incluidas las hormonas esteroides que se utilizan como sustancias médicas y anticonceptivos. Aunque su concentración en las aguas residuales puede ser de solo unos pocos nanogramos por litro, esta pequeña cantidad ya puede dañar la salud humana y afectar negativamente al medio ambiente. Debido a la baja concentración y al pequeño tamaño de las moléculas, las hormonas esteroides no solo son difíciles de detectar, sino también difíciles de eliminar: las tecnologías convencionales de tratamiento de aguas residuales no son suficientes.

Para manejar este problema, la profesora Andrea Iris Schäfer, jefa del Instituto de Tecnología Avanzada de Membranas (IAMT) del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT; Alemania; www.kit.edu) y su equipo han desarrollado un proceso que combina ultrafiltración (UF) con adsorción de carbón activado en un solo medio de filtración.

Los investigadores de IAMT han desarrollado y mejorado aún más este proceso junto con el fabricante de filtros Blücher GmbH (Erkrath, Alemania; www.bluecher.com), mientras que los colegas del Instituto de Interfaces Funcionales, el Instituto de Materiales Aplicados y Karlsruhe Nano Micro Facility de KIT caracterizaron el material. . El estudio fue publicado en la edición del 15 de octubre de Water Research.

En el proceso (diagrama), el agua se presiona primero a través de una membrana semipermeable que elimina las impurezas y los microorganismos más grandes, explica Schäfer. "Luego, el agua fluye a través de la capa de partículas de carbono detrás (de la membrana), que se unen a las moléculas hormonales".

Los científicos utilizaron partículas de carbono modificadas (carbón activado esférico a base de polímeros; PBSAC). La clave estaba en determinar el diámetro óptimo de las partículas de carbono. Usando una capa de carbón activado de 2 mm de espesor, los investigadores redujeron el diámetro de las partículas de 640 a 80 µm y lograron eliminar el 96% del estradiol contenido en el agua. Al aumentar la concentración de oxígeno en el carbón activado, se mejoró aún más la cinética de adsorción y se logró una eficiencia de separación de estradiol de más del 99 %. "El método permite un alto caudal de agua a baja presión, es energéticamente eficiente y separa muchas moléculas sin producir subproductos nocivos", dice Schäfer. "Nuestra tecnología nos permite alcanzar el valor de referencia de un nanogramo de estradiol [el estrógeno fisiológicamente más efectivo] por litro de agua potable propuesto por la Comisión Europea".