Investigadores españoles diseñan unas arcillas sintéticas que logran una captura de metales pesados diez veces superior
El equipo del ICMS-CSIC-US ha diseñado materiales ‘a medida’ con aplicaciones potenciales en depuración, reutilización de agua y descontaminación industrial
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Un equipo de investigación del Instituto de Ciencia de los Materiales de Sevilla (ICMS-CSIC-US) ha desarrollado unas arcillas sintéticas capaces de eliminar metales pesados del agua con una eficacia hasta diez veces superior a la de materiales convencionales como el carbón activo o las arcillas naturales.
El nuevo material, diseñado en laboratorio, permite capturar contaminantes altamente tóxicos como el plomo, el cadmio y el mercurio, presentes con frecuencia en aguas afectadas por actividades industriales y mineras.
Arcillas sintéticas diseñadas para captar contaminantes
A diferencia de las soluciones convencionales, la propuesta del ICMS-CSIC-US no emplea arcillas naturales, sino materiales fabricados específicamente para optimizar la captura de contaminantes.
Estas nanoarcillas se inspiran en la estructura laminar de las arcillas tradicionales, formada por capas microscópicas capaces de atrapar sustancias entre ellas, pero modificadas para aumentar su capacidad de adsorción.
Según explica la investigadora María Dolores Alba Carranza, “esto nos permite controlar su composición, su estructura y la forma en la que interactúa con los contaminantes”.
Captura eficiente de plomo, mercurio y cadmio
Los investigadores destacan que los metales pesados como el plomo, el cadmio y el mercurio presentan una elevada toxicidad, persistencia y capacidad de acumulación en organismos vivos.
Además, el plomo está asociado a daños neurológicos, mientras que el cadmio y el mercurio pueden provocar problemas renales y afectar a la cadena alimentaria.
Los resultados del estudio muestran que estos materiales alcanzan niveles especialmente altos de retención de estos contaminantes, confirmando su potencial para aplicaciones de descontaminación.
El trabajo ha sido publicado en la revista Journal of Contaminant Hydrology bajo el título “Heavy metal adsorption isotherms on tailor-made brittle micas in water treatment applications”.
Un proceso basado en nanoestructuras laminares
El proceso de fabricación comienza con la combinación de distintos compuestos sometidos a altas temperaturas hasta obtener un material sólido con estructura laminar.
Posteriormente, los investigadores modifican la superficie de las arcillas incorporando grupos químicos que actúan como puntos de anclaje para los metales pesados, aumentando la capacidad de captura tanto en el interior de las capas como en la superficie.
Para validar el comportamiento del material, el equipo realizó ensayos con disoluciones que simulaban aguas contaminadas con diferentes concentraciones de plomo, mercurio y cadmio.
Los resultados muestran que, en algunos casos, la unión entre el material y los contaminantes es reversible, lo que permitiría reutilizar las arcillas en futuros tratamientos.
Aplicaciones en depuración y reutilización de agua
El avance abre nuevas posibilidades en el ámbito de la depuración de aguas residuales, la reutilización hídrica y la descontaminación de ecosistemas acuáticos y suelos afectados por metales pesados.
Además, el equipo trabaja actualmente en nuevas líneas de desarrollo, como la incorporación de propiedades magnéticas para facilitar la recuperación de los materiales tras su uso.
Según los investigadores, estas nanoarcillas también podrían emplearse en la eliminación de otros contaminantes emergentes, como fármacos, pesticidas o disolventes, e incluso en aplicaciones avanzadas relacionadas con la energía nuclear y la gestión de residuos radiactivos.
En cualquier caso, la investigadora Esperanza Pavón González subraya que “este estudio sienta las bases para el desarrollo de materiales más eficientes y personalizados en la depuración de aguas”.
