Basada en el uso de carbón vegetal producido a partir de materia orgánica, esta técnica permite reducir en más de la mitad las concentraciones de estos contaminantes. Además de ofrecer una posible solución para comunidades con poco acceso al agua potable, brinda una alternativa para el descarte de subproductos de distintas actividades industriales.
Ya sea como resultado de procesos industriales o derivada de actividades humanas de las más comunes, Argentina produce anualmente grandes cantidades de biomasa vegetal, esto es, un cúmulo de energía contenida en materia orgánica que a simple vista podría verse como residuo. Así, tanto las cáscaras de las semillas de girasol que se descartan durante la producción de aceite, como las hojas y ramas secas que resultan de la poda estacional aún conservan un gran valor en su interior, capaz de ser reutilizado en beneficio de la comunidad. Una de las maneras de aprovechar esa biomasa es convertirla en carbón vegetal, un elemento de singular capacidad como removedor de contaminantes de agua.
En esa búsqueda se encuentra un equipo de investigadores del CONICET en el Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica (CETMIC, CONICET-UNLP-CICPBA), que acaba de publicar un trabajo en la revista científica Waste and Biomass Valorization, en el que da cuenta del desarrollo de un nuevo método para la remoción de contaminantes cómo el arsénico o los nitratos del agua utilizando carbón vegetal tratado química y térmicamente mediante un proceso muy sencillo, barato y escalable. Aunque aún requiere pruebas a mayor escala, el avance abre las puertas para el desarrollo de filtros provistos con pastillas de carbón tratado, aplicables a tanques o cisternas, para la captura y remoción de esos contaminantes, una solución de sumo interés para comunidades sociales con problemas de acceso al agua potable.
Dedicado al estudio y desarrollo de nuevos métodos de descontaminación, el grupo encabezado por el investigador del CONICET Pablo Arnal ya había demostrado la buena capacidad del carbón vegetal para remover del agua contaminantes catiónicos, es decir compuestos por cationes o iones con carga positiva, como los derivados de diversos metales pesados o agroquímicos. “El carbón es un material sólido, cuyo comportamiento químico depende de cómo se ordenan los átomos en su superficie y de las uniones químicas que se establecen en ella. Demostrada su capacidad de remover contaminantes de carga positiva, lo que quisimos ver fue si modificando las propiedades de esa superficie era también capaz de filtrar los contaminantes aniónicos, es decir los de carga negativa, como el arsénico o los nitratos”, comenta el experto.
Para esa tarea, los investigadores utilizaron un reactor químico sencillo y barato, ideado por ellos mismos en 2021, con el que, primero, convirtieron la biomasa en carbón vegetal. “Es un hornito que básicamente consiste en dos latas de alimentos en conserva, una chapa mediana y tubos para chimeneas, que permite producir el carbón en tiempo récord, con igual composición y comportamiento químico, a mayor escala y de forma mucho más económica, si lo comparamos con los métodos convencionales”.
Una vez obtenido el carbón, el equipo procedió a tratar su superficie aplicando ácido nítrico, para luego realizar un procedimiento térmico a 800 grados centígrados, que permitió reordenar los átomos y formar nuevos enlaces químicos en esa superficie. “A través de esta nueva composición química, logramos crear puntos de anclaje o fijación superficiales, es decir, le dimos al carbón la capacidad de unirse a los contaminantes de carga negativa para capturarlos y retenerlos eficazmente, facilitando así su remoción”, apunta Arnal. El éxito del proceso fue tal que las mediciones posteriores indican que, por ejemplo, reduce la concentración de aniones nitrato –iones de carga negativa– hasta en un 55 por ciento.
El equipo se entusiasma con las derivaciones que puede tener esta idea de laboratorio no solo en la comunidad, sino también en el ámbito científico y la industria: “El método es rentable, porque implica el uso de materiales de bajo costo, es sencillo, y demostramos que es eficaz. Además, redunda en un impacto ambiental positivo, porque se basa en reutilizar residuos industriales o urbanos como materia prima”, apunta Arnal. “A la sociedad le aporta una solución, en parte, al problema de la contaminación del agua. A la comunidad científica, tanto de áreas básicas como aplicadas, este avance le abre las puertas para pensar el desarrollo de materiales a base de carbón vegetal no solo como descontaminantes, sino también para el almacenamiento de energía, por ejemplo, entre otros temas clave. Por último, la industria puede estar muy interesada en esto porque hoy en día el descarte de los subproductos derivados de distintas actividades supone un costo. Con esto, se le agrega valor como biomasa, lo que lo vuelve redituable”, concluye.