Un 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 sólo 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 sólo son difíciles de detectar, sino también de eliminar: las tecnologías convencionales de tratamiento de aguas residuales no son suficientes.

Para manejar este problema, la profesora Andrea Iris Schäfer, directora del Instituto de Tecnología Avanzada de Membranas (IAMT) del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT; Alemania; www.kit.edu) y su equipo han desarrollado un proceso que combina la ultrafiltración (UF) con Adsorción de carbón activado en un único 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 colegas del Instituto de Interfaces Funcionales de KIT, el Instituto de Materiales Aplicados y la Nano Micro Instalación de Karlsruhe caracterizaron el material. . El estudio fue publicado en la edición del 15 de octubre de Water Research.

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

Los científicos utilizaron partículas de carbón modificado (carbón activado esférico a base de polímero; PBSAC). La clave era determinar el diámetro óptimo de las partículas de carbono. Utilizando 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 superior al 99%. "El método permite un alto caudal de agua a baja presión, es energéticamente eficiente y separa muchas moléculas sin producir subproductos nocivos", afirma Schäfer. "Nuestra tecnología nos permite alcanzar el valor de referencia de un nanogramo de estradiol [el estrógeno fisiológicamente más eficaz] por litro de agua potable propuesto por la Comisión Europea".