El carbón activado de la planta de tratamiento de agua como "vertedero final"? No se necesitan productos químicos ni altas temperaturas: el impacto de una nueva tecnología que "tritura" y elimina los PFAS.

“Destruir los "químicos eternos"”——Una nueva estrategia para descomponer los PFAS

Descomponer los PFAS, conocidos como "químicos eternos", a temperatura y presión ambiente, sin usar productos químicos adicionales ni calor——.

Este método de ensueño ha sido reportado por un equipo de investigación de la Universidad de Clarkson en EE.UU. Solo se necesita colocar carbón activado que ha adsorbido PFAS en un molino de bolas de acero inoxidable y hacerlo girar. Un método tan simple que podría parecer dudoso, pero que realmente logra "eliminar" los PFAS.Phys.org

¿Qué son los PFAS? La dualidad entre "conveniencia" y "persistencia"

Los PFAS (sustancias perfluoroalquiladas/polifluoroalquiladas) son un grupo de sustancias químicas artificiales conocidas por su resistencia al calor, repelencia al agua y al aceite, y se estima que existen más de 10,000 tipos. Han sido utilizados en recubrimientos antiadherentes para sartenes, ropa impermeable para exteriores, empaques de alimentos resistentes al aceite, espumas contra incendios, entre otros usos cotidianos.CHEM Trust

Sin embargo, por otro lado, se ha revelado que los PFAS casi no se descomponen en la naturaleza, acumulándose en el medio ambiente y en el cuerpo humano. Se han detectado en sangre y leche materna, y estudios han señalado su relación con la disminución de la función inmunológica, aumento del riesgo de cáncer, daño al hígado y riñones, y problemas de fertilidad.Agencia Europea de Medio Ambiente

En Europa, la contaminación por PFAS se ha convertido en un grave problema social, y Francia ha aprobado una ley integral para prohibir los PFAS en cosméticos y productos textiles. También se están implementando restricciones graduales a nivel de la UE para las espumas contra incendios.Reuters

En todo el mundo, incluyendo Japón, no cesan las noticias sobre la detección de niveles "récord" de PFAS en agua potable, suelos y vida silvestre.AP News

"Se puede adsorber, pero ¿qué hacer después?" El dilema del tratamiento con carbón activado

Una de las estrategias más utilizadas actualmente para combatir la contaminación por PFAS es la adsorción con carbón activado granular (GAC). El carbón activado tiene innumerables poros que pueden adherir y eliminar contaminantes orgánicos como los PFAS. Este mecanismo se utiliza en muchas plantas de tratamiento de agua y filtros de agua domésticos.Agencia de Protección Ambiental

Sin embargo, hay un gran desafío: "¿Cómo tratar el carbón activado usado lleno de PFAS?"

• Si se entierra tal cual, con el tiempo los PFAS podrían filtrarse.

• La incineración a alta temperatura puede descomponerlos, pero requiere mucha energía y, si la descomposición es incompleta, podría generar otros contaminantes dañinos.

• Los métodos de descomposición química enfrentan problemas de costo de reactivos y manejo de subproductos.

Aunque la tecnología para "capturar" PFAS está avanzando, aún falta una solución decisiva para "deshacerse de ellos de manera segura". Aquí es donde entra la investigación actual.Phys.org

¿Solo girar en un molino de bolas... y los PFAS desaparecen?

El equipo de investigación de la Universidad de Clarkson se centró en el molino de bolas de acero inoxidable, utilizado para triturar materiales. En este dispositivo, bolas de acero de varios centímetros ruedan y chocan entre sí dentro de un contenedor cilíndrico, triturando el contenido. Es una máquina común en la minería y la ciencia de materiales.Phys.org

En el estudio, se introdujo carbón activado granular que había adsorbido PFAS en el molino de bolas junto con las bolas de acero. Al girar, se generan electrones "triboeléctricos" debido a la fricción intensa entre las bolas, el contenedor y el carbón activado, desencadenando una reacción entre el carbono y los PFAS. Como resultado, se rompen los fuertes enlaces carbono-flúor de las moléculas de PFAS, descomponiéndolas gradualmente.Phys.org

Lo importante es que este proceso se llevó a cabo bajo las siguientes condiciones:

• Sin usar productos químicos adicionales (sin aditivos)

• No se requiere calentamiento especial ni solventes, se puede realizar a temperatura ambiente

• Se puede tratar el carbón activado granular ya ampliamente utilizado como materia prima

En los experimentos, se confirmó una descomposición casi completa de varios tipos de PFAS, incluidos de cadena larga y corta, y se informó que incluso en condiciones similares a un vertedero, no se detectó lixiviación de PFAS del carbón activado tratado.Phys.org

¿Por qué es una gran noticia la "simplicidad"?

La investigación sobre la descomposición de PFAS ha sido intensa en todo el mundo en los últimos años. Se han propuesto métodos que combinan plasma de alta energía, ultrasonido, fotocatálisis y agentes reductores especiales, pero muchos requieren equipos especializados o enfrentan problemas de costo de productos químicos y riesgos de subproductos.SpringerLink

La fortaleza de este método radica en su extrema "simplicidad".

1. Compatibilidad con infraestructuras existentes
   Muchas plantas de tratamiento de agua ya cuentan con instalaciones de tratamiento GAC. Después de adsorber los PFAS, simplemente se puede introducir el GAC en el molino de bolas, lo que hace que la adición del proceso sea relativamente sencilla.

2. El equipo no es demasiado especializado
   El molino de bolas no es un equipo experimental especial, sino un dispositivo comúnmente utilizado en industrias como la minería, el cemento y los materiales de baterías. La facilidad para imaginar una ampliación es una gran ventaja.

3. Sin productos químicos, con menor preocupación por subproductos
   Al no añadir productos químicos, el riesgo de que los sólidos o gases residuales contengan grandes cantidades de subproductos desconocidos es bajo. Aunque se requiere una evaluación detallada en el futuro, la política de "añadir lo menos posible" es atractiva como tecnología ambiental.

Los investigadores han demostrado que el carbón activado tratado puede soportar la disposición en vertederos, y han señalado que podría ser una ruta simple para "terminar" de manera segura con el carbón activado contaminado con PFAS.Phys.org

¿Cómo reaccionaron las redes sociales? Una mezcla de esperanza, escepticismo e indignación

Cuando se informó esta noticia, en redes sociales como X (antes Twitter), Reddit y LinkedIn, surgieron diversas reacciones. Aquí se presentan algunas voces típicas (todas resumidas en su esencia).

1. La alegría de "¡Por fin puede que deje de ser 'eterno'!"

"Las noticias sobre PFAS siempre eran sombrías, pero esta es una que finalmente da esperanza"

"Si casi no se necesita electricidad ni productos químicos, podría implementarse incluso en pequeñas plantas de tratamiento de agua locales"

Muchos usuarios no pudieron ocultar su emoción ante la posibilidad de que un enfoque mecánico como la trituración pudiera ser la solución para los PFAS, que durante mucho tiempo han sido un símbolo de lo "indestructible".

2. Los cautelosos que dicen "Esperemos a ver a escala demostrativa"

"He oído muchas veces sobre 'descomposición completa' a nivel de laboratorio. El verdadero desafío es cuando se trata de procesar toneladas a escala industrial"

"¿Se han calculado el consumo de energía, el desgaste del equipo y los costos de mantenimiento?"

Desde el ámbito de la ingeniería ambiental y el negocio del agua, surgieron muchas críticas cautelosas. La trituración requiere una cantidad considerable de energía, y se anticipan nuevos desafíos como la contaminación por metales debido al desgaste de las bolas y el molino.

3. La indignación de "Deberíamos dejar de producir PFAS en primer lugar"

"No importa cuántas tecnologías 'destructivas' surjan, si no cerramos el grifo, solo desbordaremos la bañera"

"Siempre son los contribuyentes y los residentes quienes pagan por la contaminación. Debemos crear un sistema donde los fabricantes de PFAS asuman los costos de tratamiento"

En Europa, se han descubierto contaminaciones masivas de PFAS, y los enormes costos de limpieza y los daños a la salud se han convertido en un problema social.The Guardian

Desde esa perspectiva, quienes ven esta tecnología advierten que "aunque se da la bienvenida a la nueva tecnología, no debe usarse como una herramienta para desviar el debate sobre la regulación y la responsabilidad corporativa".

4. También se discutió desde el punto de vista de la comunicación científica

"Destruir PFAS con 'triboeléctrones' suena como un eslogan sacado de una película de ciencia ficción"

"Debería incluirse en los materiales educativos de química de secundaria. Es un buen ejemplo para enseñar sobre la fuerza de los enlaces químicos y la dificultad de descomposición"

Hubo voces que valoraron la capacidad de transmitir intuitivamente un tema complejo de química ambiental al combinarlo con una máquina familiar como el molino de bolas.

Por supuesto, no es una panacea: los desafíos restantes

A medida que crece la expectativa, todavía quedan muchas preguntas sobre esta tecnología.

1. ##