Un nuevo tipo de membrana polimérica de origen renovable —desarrollada por el equipo de la Universidad de Bath— demostró una capacidad para eliminar contaminantes altamente persistentes, conocidos como “químicos eternos”, en el tratamiento de agua.
Esta membrana de poliamida PA6F logra atrapar hasta el 94,6 % de ácido perfluorooctanoico (PFOA), un representante clave de las sustancias perfluoroalquiladas (PFAS).
Además, puede regenerarse mediante un proceso térmico a 240 °C y, tras este tratamiento, conservar hasta el 93 % de su capacidad de adsorción, lo que permite su reprocesado por electrohilado sin perder eficacia estructural, según datos publicados en la revista especializada ACS Applied Materials & Interfaces y reportados por el portal científico Phys.Org.
Esta innovación representa un avance en la búsqueda de soluciones circulares y eficientes para la remediación de uno de los problemas ambientales más complejos de la era industrial.
Una membrana que transforma la captura de contaminantes
El PFOA, componente habitual en la fabricación de recubrimientos antiadherentes, textiles y espumas para extinción de incendios, es objeto de creciente preocupación mundial por su persistencia en el ambiente y su impacto tóxico en la salud. Numerosos gobiernos aceleraron regulaciones específicas debido a la relación entre la exposición a estos compuestos y aumentos en el riesgo de cáncer, disfunciones hormonales y afecciones inmunológicas, según indicó el medio científico.
La plataforma desarrollada por la Universidad de Bath utiliza un entramado de nanofibras obtenidas por electrohilado, con diámetros unas 100 veces menores que el grosor de un cabello humano, que al exponerse al agua sufren un fenómeno singular: las fibras absorben humedad, experimentan hinchamiento y, a continuación, se contraen fusionándose, lo que transforma la matriz en una red densa con fuerte capacidad de confinamiento molecular.
Este comportamiento, detallado en la investigación publicada en la revista especializada, es muy superior al de los nylons tradicionales, como Nylon 6 o 66, que no muestran cambios estructurales similares ni desarrollan la misma eficiencia de adsorción.
La composición química de la poliamida PA6F, basada en bloques derivados de furano renovable, le otorga estabilidad térmica y una organización molecular que multiplica las interacciones de hidrógeno y atracciones electrostáticas con el PFOA, según documentan los experimentos y simulaciones de dinámica molecular liderados por los investigadores del centro Centro de Innovación para Tecnologías Sostenibles Aplicadas (iCAST) de la universidad.
Adsorción rápida, regeneración eficiente y alta selectividad
Bajo condiciones típicamente encontradas en efluentes industriales (10 micromoles por litro de PFOA), el 50% del contaminante es removido en la primera hora y la eficiencia supera el 94 % tras siete horas de contacto, tal como establecen los ensayos presentados.
Estas cifras posicionan a la membrana en el alto rango de desempeño respecto de alternativas existentes como las resinas intercambiadoras o los materiales a base de óxidos metálicos, pero con la ventaja clave de renovabilidad y diseño circular.
En cuanto a la retención, los ensayos de desorción revelan que menos del 2% del PFOA atrapado es liberado después de siete días en aguas limpias, lo que confirma la fortaleza de la interacción polimérica y el confinamiento físico inducido por la reorganización estructural de la matriz. Además, el rango de pH para la máxima eficacia es amplio (4,4 a 9,8), lo que permite usarla en distintos escenarios de tratamiento.
Cabe destacar que, en comparación con otros adsorbentes, la diferencia técnica resulta notable. Materiales de vanguardia, como los marcos metalorgánicos (MOF) y polímeros impresos molecularmente, exhiben —en ciertos casos— mayores capacidades unitarias, pero dependen de síntesis complejas, materias primas no renovables y regeneración costosa, según resume la publicación.
Por otro lado, los métodos tradicionales, como la ósmosis inversa, si bien alcanzan alta eficiencia, consumen mucha energía y generan corrientes residuales concentradas que requieren tratamiento adicional.
La membrana PA6F opera en un régimen de adsorción, y no de simple exclusión por tamaño, como ocurre en membranas convencionales, con la ventaja añadida de un ciclo de vida sostenible.
Implicancias para el tratamiento sostenible del agua y la remediación de PFAS
En la vía hacia aplicaciones a escala real, el grupo de la Universidad de Bath prevé optimizar la tecnología para capturar otras variantes de PFAS y mejorar aún más el proceso de regeneración.
Según Xiang Ding, del iCAST, investigador postdoctoral y autor principal del estudio: “Al utilizar bloques de construcción renovables basados en furano en lugar de materiales derivados de fósiles, hemos demostrado que es posible combinar una alta eficiencia en la remoción de PFAS con un diseño polimérico más sostenible”.
La publicación en ACS Applied Materials & Interfaces concluye que esta membrana inaugura una clase nueva de materiales poliméricos biobasados, con capacidad demostrada para adsorber contaminantes persistentes, renovarse por moderado tratamiento térmico y reincorporarse al ciclo de purificación del agua, lo que consolida una estrategia de regeneración cerrada en la lucha contra la contaminación por PFAS en todo el mundo.
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