Un equipo de investigación del CONICET y la Universidad de Buenos Aires, con base en el Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA, CONICET-UBA), desarrolló un material filtrante de nueva generación capaz de remover arsénico y una amplia gama de contaminantes del agua.
El avance parte de un enfoque pragmático: mejorar lo que ya existe. El resultado apunta a un problema estructural en muchas regiones de Argentina y de América Latina: el acceso irregular a agua potable segura, especialmente en zonas donde el arsénico está presente de forma natural en las napas subterráneas.
Producido a partir de carbón activado modificado con sales metálicas, se podría aplicar tanto en sistemas de filtrado doméstico como industrial. El desarrollo consiste en carbón activado modificado con sales metálicas, junto con un polímero comestible.
En este contexto, que el material no requiera electricidad, ni presión elevada, ni productos químicos añadidos marca una diferencia real.
“Se trata de un material de relleno que podría utilizarse en distintos cartuchos de filtros comerciales en reemplazo del carbón activado convencional. La incorporación de propiedades magnéticas aporta ventajas adicionales, entre ellas la posibilidad de integrar un sistema de detección que indique el agotamiento del material filtrante”, explica Silvia Goyanes, investigadora del CONICET en el IFIBA y responsable del proyecto.
Alicia Vergara, recientemente incorporada como investigadora del CONICET y parte clave del desarrollo, subraya otro aspecto poco visible pero crucial: “Las modificaciones que realizamos sobre el carbón activado se pueden hacer mediante procesos a temperatura ambiente, usando equipos de bajo coste, habituales en la industria”.
Un grupo de científicos del CONICET y la UBA, trabajando en el Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA), desarrolló un material innovador capaz de eliminar arsénico, bacterias, virus, hongos y otros contaminantes del agua.
Este nuevo material se presenta como un relleno para cartuchos de filtros comerciales, reemplazando al carbón activado convencional.
El producto ya fue evaluado con éxito en el laboratorio Polímeros y Materiales Compuestos del IFIBA, siguiendo los criterios de la ANMAT para uso doméstico.
El producto ya se encuentra desarrollado y fue evaluado con éxito en el laboratorio Polímeros y Materiales Compuestos del IFIBA de acuerdo con la normativa de ANMAT, para uso doméstico.
Para los ensayos se construyó un dispositivo específico que permitió evaluar el desempeño del material a un flujo de 500 mililitros por minuto, equivalente a llenar una botella de un litro en unos dos minutos.
Se evaluó su rendimiento con un flujo de 500 mililitros por minuto, lo que equivale a llenar una botella de un litro en aproximadamente dos minutos, aunque este tiempo podría reducirse con mejoras en el diseño del cartucho.
Los estudios se realizaron utilizando agua contaminada con 100 partes por billón de arsénico, siguiendo la normativa vigente.
Los estudios se realizaron utilizando agua contaminada con 100 partes por billón (ppb) de arsénico, siguiendo la normativa de ANMAT.
Se logró tratar al menos 8.000 litros de agua y reducir la concentración a menos de 10 ppb, que es el límite recomendado.
Al menos 8 mil litros y reducir la concentración a menos de 10 ppb, que es el límite recomendado por la normativa.
No es un dato menor: muchas tecnologías funcionan bien al principio y fallan rápido.
Aunque aún no se completaron ensayos específicos con bacterias, hongos y virus, el equipo espera una alta eficacia frente a microorganismos, gracias a los componentes activos incorporados al material.
No se trata de una promesa vacía: este tipo de sales metálicas ya se emplea en otros contextos por su acción antimicrobiana.
El material también mostró resultados muy sólidos frente a colorantes industriales, un indicador habitual para evaluar la capacidad de adsorción.
Por otra parte, el producto también se testeó con éxito en colorantes.
En el caso de antibióticos como la tetraciclina, cada vez más detectados en aguas superficiales y subterráneas, el potencial de remoción fue elevado.
Además, se espera que el filtro sea eficiente para eliminar herbicidas como el paraquat y pesticidas como la atrazina, mientras que en pruebas con colorantes y antibióticos, como la tetraciclina, los resultados fueron muy alentadores, según afirmó Matías Barella, miembro del equipo.
Carlos Rodríguez Ramírez, becario postdoctoral del CONICET, aclara que la vida útil del material depende del nivel de contaminación inicial.
De acuerdo con el becario postdoctoral del CONICET Carlos Rodríguez Ramírez, la duración del producto va a depender de cuán contaminada esté el agua con arsénico.
Aun así, el número de litros tratados es comparable al de los filtros de mayor coste disponibles hoy en el mercado argentino.
“Además, ofrece la ventaja de ser reutilizable. Con un procedimiento sencillo se puede desorber el contaminante y volver a usar el material”, añade Vergara.
Además, Vergara destacó que el material es reutilizable mediante un procedimiento sencillo que permite disolver el contaminante y volver a utilizar el filtro.
Este desarrollo encaja bien en una transición hacia soluciones descentralizadas, adaptadas a realidades locales y con bajo coste de mantenimiento.
A medio plazo, su aplicación en sistemas comunitarios permitiría tratar grandes volúmenes de agua sin grandes inversiones, mientras que en entornos urbanos podría complementar redes existentes, mejorando la calidad final del agua que llega al hogar.
Para cerrar, Goyanes señala que el equipo busca actualmente una empresa que permita avanzar hacia la comercialización.
La convicción es clara: el impacto social y ambiental no está reñido con la viabilidad económica.
| Dato | Valor |
|---|---|
| Flujo de ensayo | 500 mililitros por minuto |
| Agua de prueba | 100 partes por billón (ppb) de arsénico |
| Concentración final | menos de 10 ppb |
| Volumen tratado | 8.000 litros |
¿Cómo se purifica el agua con carbón activado? | Oasis Exprés
El carbón activado, a menudo llamado carbón vegetal activado, es una sustancia versátil conocida por su excepcional capacidad para eliminar contaminantes del agua y el aire.
Se fabrica a partir de materiales orgánicos como cáscaras de coco, turba, madera o carbón, que se procesan para crear una estructura muy porosa.
El Carbon activo para tratamiento de agua se utiliza ampliamente en sistemas de purificación de agua y aire debido a su capacidad para eliminar contaminantes.
1. El carbón activado es particularmente eficaz en la eliminación de compuestos orgánicos del agua y del aire. Estos compuestos incluyen compuestos orgánicos volátiles (COV) como benceno, tolueno y xileno, así como pesticidas, herbicidas y productos químicos industriales.
2. El cloro y la cloramina son desinfectantes de uso común en las plantas de tratamiento de aguas. Aunque matan las bacterias nocivas y los agentes patógenos, pueden dar un sabor y un olor desagradables al agua.
3. Los metales pesados como el plomo, el mercurio, el cadmio y el arsénico plantean graves riesgos para la salud en el agua potable. El carbón activado puede adsorber estos metales, reduciendo su concentración a niveles seguros.
4. El carbón activado es muy eficaz para absorber olores y compuestos volátiles del aire y del agua.
La extraordinaria capacidad del carbón activado para eliminar contaminantes reside en su estructura única y en sus mecanismos de adsorción.
1. Uno de los usos más comunes del carbón activado es en los sistemas de purificación de agua.
2. El carbón activado también se utiliza en sistemas de purificación del aire para eliminar olores, compuestos orgánicos volátiles y contaminantes transportados por el aire.
3. El carbón activado es crucial en los esfuerzos de recuperación medioambiental para limpiar suelos y aguas subterráneas contaminados.
4. Muchos procesos industriales dependen del carbón activado para fines de purificación y filtración.
Si comprendemos los mecanismos de eliminación de contaminantes y aprovechamos las capacidades del carbón activado, podremos seguir mejorando la calidad de nuestro medio ambiente y protegiendo nuestra salud.
El arsénico es un contaminante del agua subterránea y, a pesar de que se encuentra en rocas y suelos de manera natural, también puede generarse debido a actividades industriales.
Cuando el nivel de arsénico supera los 10 μg/l puede perjudicar la salud de las personas, por lo que debe solucionarse lo antes posible.
La forma predominante de arsénico en el agua subterránea es el arsénico trivalente (As III), el cual no se puede eliminar con la misma facilidad que el arsénico pentavalente (As V), que se adhiere a varios materiales sólidos, como el óxido de hierro.
Por lo tanto, en el caso del As III se recomienda aplicar un paso de preoxidación antes del tratamiento del agua.
Una vez que la oxidación llegue al As V, los sistemas domésticos pueden eliminarlo a través de la adsorción, precipitación y el intercambio de iones.
Consideraciones de diseño
La mayoría de los sistemas domésticos para eliminar el arsénico cuentan con dos baldes o compartimentos, en los que primero se oxida el As III hasta obtener el As V.
En el segundo compartimento, se elimina el As V mediante la precipitación o adsorción con un material de filtrado comercial prefabricado.
La cantidad de agua que pueden filtrar los sistemas domésticos se encuentra en un rango de 20 a 60 l/día.
La eficiencia en la eliminación depende del diseño y de los componentes del filtro, aunque se encuentra entre el 85 y el 99 %.
Los filtros domésticos para el arsénico son fáciles de utilizar, pero debe respetarse el tiempo de contacto, y los filtros suelen funcionar con lentitud.
Cuando se saturan, todos los materiales deben regenerarse.
Esto es difícil de determinar, por lo que se necesitan pruebas para establecer la calidad del agua.
Por lo tanto, debe establecerse una cadena de mantenimiento funcional.
La tecnología que suele utilizarse y es económica es el filtro de arsénico Kanchan (KAF, por sus siglas en inglés).
Es un filtro de bioarena modificado al que se le agregó hierro cerovalente (por lo general, se usan clavos oxidados) en el colector del difusor.
El óxido de hierro (de los clavos oxidados) absorbe el arsénico que se encuentra en el agua y luego queda atrapado en la superficie de la arena que está dentro del filtro.
Al igual que otros filtros de bioarena, la estructura del KAF puede hacerse con hormigón, plástico o acero inoxidable.
Contiene una columna de rocas finamente trituradas (arena) en la que viven microorganismos.
Materiales
Los materiales filtrantes adecuados incluyen resinas sintéticas de intercambio de iones, alúmina activada, carbón activado y sólidos de hierro (granulado de hidróxido férrico o arena ferruginosa).
Un ejemplo de un material económico es una matriz de hierro compuesta por trozos de hierro que producen un absorbente nuevo mediante la continua corrosión del hierro.
Después, el arsénico precipitado que contiene hierro trivalente se elimina mediante la filtración a través de capas de arena y carbón activado.
Hay varias resinas de intercambio aniónico de base fuerte disponibles, aunque solo deben utilizarse en aguas con bajo contenido de sulfato debido al riesgo de liberar grandes cantidades de arsénico por la presencia del sulfato.
La alúmina activada está disponible en forma granular o como óxido de aluminio, y los contaminantes se intercambian con los hidróxidos en la superficie de la alúmina.
El medio filtrante puede llenarse en los baldes disponibles en la región local.
En el caso de los hogares que están conectados a una red de distribución, una opción posible son los filtros de membrana (ósmosis inversa o nanofiltración) que utilizan la presión disponible del grifo.
Aplicabilidad
El consumo de agua contaminada con arsénico durante un largo periodo puede producir envenenamiento crónico por arsénico.
La exposición prolongada al arsénico produce cambios en la pigmentación de la piel y aumenta el riesgo de sufrir varias enfermedades que afectan los pulmones o el corazón.
La Organización Mundial de la Salud estableció un valor de referencia para el arsénico en el agua potable de 10 μg/l, el cual es provisional y se basa en el rendimiento del tratamiento y la viabilidad del análisis.
Cuando se encuentra en concentraciones moderadas, los efectos en la salud se producen debido al consumo a largo plazo, por lo que la tecnología es importante, sobre todo, en la fase de recuperación y en emergencias prolongadas que ocurran en áreas con un alto riesgo de tener gran contenido de arsénico.
Sin embargo, si se encuentra en grandes concentraciones, el arsénico debe eliminarse lo antes posible.
Por lo tanto, en áreas de alto riesgo, las mediciones de arsénico deben realizarse antes de seleccionar la fuente de agua.
En caso de tener fuentes alternativas, debe utilizarse la fuente sin arsénico o la que tenga menos concentración de este material.
En la plataforma Groundwater Assessment Platform hay disponibles mapas de riesgo en los que se muestran las regiones que tienen mayor probabilidad de tener un contenido elevado de arsénico en el agua subterránea.
Operación y mantenimiento
La operación de los filtros de arsénico es bastante sencilla, pero deben llenarse con agua todos los días.
Debe respetarse el tiempo necesario de contacto entre el agua y el lecho filtrante, que depende del diseño del filtro y el material utilizado, a fin de garantizar la eliminación eficiente del arsénico.
Las actividades de mantenimiento incluyen la limpieza o el lavado a presión periódico, y la desinfección y el intercambio de arena, carbón activado o elementos de hierro en los filtros.
El distribuidor o proveedor de los filtros debe brindar asistencia para controlar y mantener la calidad del agua de manera regular, que también depende de la cooperación del usuario.
Cuando se utilizan materiales que deben regenerarse, la regeneración debe realizarla personal bien capacitado en centros de mantenimiento, ya que los productos químicos que se necesitan deben manipularse con cuidado.
Salud y seguridad
Los efectos en la salud debido a la ingesta de arsénico durante un largo periodo incluyen cambios en la pigmentación de la piel, además de otros síntomas (como la bronquitis o enfermedades vasculares) y un aumento en el riesgo de sufrir distintos tipos de cáncer.
A corto plazo, el arsénico puede aumentar el riesgo de sufrir ataques cardíacos.
Estas consecuencias pueden continuar incluso después de eliminar el arsénico.
Los sistemas de filtrado producen residuos con alto contenido de arsénico que deben desecharse de manera adecuada debido a su alta toxicidad (por ejemplo, en vertederos que estén lejos de fuentes de agua potable).
Los filtros de arsénico no eliminan la contaminación microbiana.
Existe el riesgo de contaminar el agua debido a malas prácticas de higiene, por lo que quizás se deba realizar una filtración y desinfección posteriores.
El agua tratada siempre debe almacenarse en filtros o en contenedores para el almacenamiento de agua seguro.
Cuando se utilizan resinas de intercambio de iones, debe tenerse muy en cuenta la calidad del agua cruda, ya que otros iones con una mayor afinidad con la resina pueden desplazar el As V, lo que produciría una liberación desmedida de grandes cantidades de arsénico en el agua tratada.
Costos
Los filtros que pueden construirse con materiales disponibles a nivel local tienen un costo inicial de entre USD 20 y USD 40.
Los costos de la alúmina activada y las resinas de intercambio de iones son elevados, y es posible que no estén disponibles a nivel local.
Consideraciones medioambientales y sociales
Los filtros para eliminar el arsénico tienen una buena aceptación cuando la población es consciente de los problemas de salud relacionados con la presencia de arsénico en el agua.
Sin embargo, incorporar una nueva tecnología es un proceso complejo que debe ser participativo desde el principio e involucrar a todas las partes interesadas.
Se deberá brindar información y realizar intervenciones para promover cambios de comportamiento para aumentar el conocimiento de la población en las áreas que sea necesario.
Los efectos a largo plazo del envenenamiento por arsénico no son evidentes, y los usuarios pueden rehusarse a utilizar los filtros con regularidad.
Beber agua contaminada con arsénico es un riesgo silencioso, pero grave.
Este elemento, que muchas veces se encuentra de forma natural en aguas subterráneas, es tóxico y cancerígeno, y sus efectos aumentan con la exposición prolongada.
¿Qué es el arsénico en el agua? El arsénico es un elemento químico de origen natural que puede encontrarse en el suelo y en las rocas, y que puede pasar al agua subterránea, especialmente en zonas con pozos.
¿Cómo saber si hay arsénico? La forma más precisa de saber si hay arsénico en el agua es mediante un análisis en laboratorio certificado, que permita detectar su presencia y concentración exacta.
Cuando la cantidad de arsénico supera >10 µg/L :Para estos casos se debe instalar una ósmosis inversa en la cocina, para el agua de beber y cocinar.
1. La ósmosis inversa (RO) es uno de los métodos más efectivos.
2. No. Depende del agua y del caudal.
tags: #filtro #de #carbon #activo #agua #atrapa
Publicaciones populares:
- Transformar depuradora a sal: todo lo que debes saber
- Partes esenciales de un sistema de depuración para piscina
- Aguas purificadoras delante del trono: mensaje espiritual
- Servicios profesionales de limpieza de bandejas de condensados y sistemas de climatización
- Desinfección y mantenimiento automático con Feromar clorador salino