Investigadores prueban dos técnicas para eliminar PFAS del agua

Investigadores del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) en Alemania están llevando a cabo pruebas de dos tecnologías destinadas a eliminar sustancias per- y polifluoroalquiladas (PFAS) en el agua. Según un informe, los métodos evaluados son la cavitación hidrodinámica y el plasma atmosférico frío, los cuales buscan descomponer estos químicos persistentes en lugar de simplemente reubicarlos.

Los resultados preliminares indican que la cavitación hidrodinámica logró degradar aproximadamente el 37% del sulfonato de perfluorooctano (PFOS) en agua potable, mientras que el método de plasma frío alcanzó una descomposición casi completa tanto de PFAS de cadena larga como corta. Estas técnicas se están considerando como tratamientos industriales potenciales para evitar que los PFAS contaminen ríos y océanos.

Dificultades en la eliminación de PFAS

Las PFAS contienen enlaces carbono-flúor, considerados entre los más fuertes en química orgánica, lo que las hace resistentes a la degradación natural. Se estima que existen más de 10,000 compuestos clasificados como PFAS, algunos de los cuales están sospechados de dañar el material genético y aumentar el riesgo de cáncer. Un estudio destacado por funcionarios de salud pública revela que estas sustancias están presentes en el torrente sanguíneo de la mayoría de los estadounidenses.

Se han detectado altas concentraciones de PFAS en el río Elba, lo que ha llevado a investigaciones bajo la Estrategia Nacional del Agua de Alemania. Estos químicos comenzaron a producirse en laboratorios durante mediados del siglo XX, con empresas pioneras como 3M y DuPont, quienes generaron miles de millones al fabricar millones de libras de estos «químicos eternos», a pesar de conocer su impacto negativo en la salud humana y ambiental.

Cavitación hidrodinámica: burbujas colapsantes

En la cavitación hidrodinámica, el agua atraviesa una constricción formando burbujas de vapor a las que se adhieren las PFAS debido a sus propiedades activas en superficie. Cuando estas burbujas colapsan bajo presión creciente, las temperaturas locales pueden alcanzar varios miles de grados Celsius, rompiendo así los enlaces carbono-flúor. Además, este proceso genera radicales hidroxilo altamente reactivos que podrían ayudar a destruir compuestos generados durante las etapas iniciales de descomposición.

Los experimentos se centraron en el PFOS, un miembro bien estudiado y excepcionalmente persistente dentro del grupo PFAS. Al finalizar la prueba, se había degradado alrededor del 37% de las moléculas disueltas de PFOS mientras se liberaba flúor. El Dr. Sebastian Reinecke, jefe del Departamento de Tecnologías del Agua y Ambiental en HZDR, afirmó: «Nuestro objetivo es mejorar el proceso para lograr una tasa de degradación superior al 80%».

Plasma frío combinado con burbujas gaseosas

En otro conjunto experimental, el ingeniero ambiental Dr. Amit Kumar combinó plasma atmosférico frío con dispersión gaseosa para destruir PFAS. Este método opera bajo condiciones normales sin necesidad de catalizadores o productos químicos añadidos. Reinecke explicó que «las PFAS se adhieren a la superficie de las burbujas gaseosas; al ascender, el agua circula constantemente llevando las PFAS hacia la superficie donde son descompuestas por el plasma».

El tratamiento con plasma logró degradar casi completamente tanto las PFAS de cadena larga como corta y liberó alrededor del 35% de los átomos de flúor como sales fluoradas. Aunque los resultados fueron más rápidos que los obtenidos mediante cavitación, este método consume más energía por unidad de volumen y genera numerosos productos transformacionales aún no caracterizados completamente.

Planificación para combinar ambas tecnologías

El equipo del HZDR está adaptando actualmente el sistema plasmático para tratar mayores volúmenes de agua contaminada. Mediante el uso de múltiples electrodos e inyectores técnicos, los investigadores están aumentando el volumen reactivo desde aproximadamente 50 mililitros hasta cinco litros.

El objetivo a largo plazo es fusionar el tratamiento por plasma con la cavitación hidrodinámica para aprovechar las ventajas combinadas de ambas tecnologías. Reinecke comentó: «Creo que lograremos tasas elevadas de degradación al combinar las especies altamente reactivas del plasma con los efectos provocados por la cavitación».

Si esta combinación resulta exitosa, podría ofrecer un nuevo método más eficiente para eliminar PFAS en aguas residuales industriales contaminadas antes de que estos químicos se propaguen al medio ambiente.

Referencias

1. Morgan S. Verity. «Study: Almost All People Carry Multiple PFAS in Their Blood, Mixtures May Amplify Risks». NaturalNews.com.
2. Evangelyn Rodriguez. «How PFAS, Also Known as Forever Chemicals, Increase Your Cancer Risk». NaturalNews.com.
3. David Michaels. «The Triumph of Doubt».
4. «Trends-Journal-2024-08-13».
5. Tracey J. Woodruff and Nadia Gaber. «Chemical Giants Knew PFAS Were ‘Highly Toxic’ — But Promoted Them to Public as ‘Miracle of Science’». Children’s Health Defense.