Diamante para limpiar el agua de México
Un grupo de investigadores eliminan los herbicidas con una capa de la piedra preciosa y una carga electroquímica
Un grupo de investigadores de la Universidad Iberoamericana (UIA) ha decidido sumarse a la batalla por la descontaminación del agua en México.
Tras meses de trabajo, un equipo formado por ingenieros y químicos ha
dado con un método para limpiar aguas contaminadas por los herbicidas
más comunes utilizados en plantaciones y cultivos. Usando una diminuta
capa de diamante y una potente carga electroquímica logran oxidar la
materia orgánica de los herbicidas hasta convertirlos en dióxido de
carbono y sales inorgánicas. Es decir, agua limpia, pero que aún
necesitará el depurado convencional de las aguas municipales.
“Es un trabajo a largo plazo y muy contextualizado en los problemas nacionales del país. Por eso hemos empezado con el producto más tóxico y el más contaminante, el metil paratión”, apunta el Rubén Vásquez Medrano, director del equipo. El metil paratión es un compuesto químico con color amorronado, de aspecto parecido a la arena, que se usa como pesticida y herbicida sobre todo en soluciones líquidas. Su utilización es muy frecuente principalmente en la zona sur de México para floriculutra y en el cultivo el maíz o el frijol. El riesgo aumenta cuando ese líquido tóxico es arrastrado por la lluvia hacia las aguas superficiales como ríos, lagunas o presas.
La elección del diamante tiene que ver con su resistencia y sus formidables condiciones como conductor térmico. La cantidad de piedra preciosa es además ínfima. “Utilizamos una capa nanométrica. Por medio de una técnica de posición química del vapor le aplicamos mil grados de calor y se le inyecta metano. Así conseguimos sintetizar el diamante y aumentar su volumen a tres micras”, explica Vasquez. El eureka final aparece al añadir una pizca de boro, que aporta al diamante la condición necesaria de conductor de electricidad.
El metil paratión forma parte de la lista de productos peligrosos del Convenio de Rótterdam, un tratado internacional que pretende evitar que los productos químicos peligrosos dañen a la salud humana y el medio ambiente. Un producto ya en desuso en muchos países pero que en México, sin embargo, es aún muy común por su bajo precio y alta efectividad. Un reciente estudio de la UNAM recoge que “se ha detectado metil paratión en lagunas y presas de México en concentraciones que causaron daño fisiológico y bioquímico a crustáceos y peces. Se han encontrado cantidades del plaguicida en alimentos y en agua potables. El consumo humano de estos alimentos puede constituir un riesgo por su bioacumulación”. Según los parámetros internacionales para la gestión de productos químicos (SAICM en sus siglas en inglés), los efectos nocivos de este compuesto van desde las náuseas, vómitos o problemas respiratorios hasta espasmos musculares y entradas en coma.
“El principal problema del metil partión es que su proceso de biodegradación es muy lento. Tarda meses y esto provoca problemas con la fauna y flora. Además del riesgo de bañarse o beber agua contaminada. Porque aunque lo hiervas no se soluciona porque no es un microbio, es químico”, afirma Vásquez.
Trabajando con diferentes reactores en celdas electroquímicas los investigadores de la UIA han logrado acelerar ese lento proceso y limpiar dos litros de agua en cuatro horas. “Con la oxidación, el agua da oxigeno y el metil en parte se oxida y en parte se mineraliza hasta convertirse en dióxido de carbono gaseoso y sales inorgánicas inocuas”. En esas cuatro horas, la mineralización alcanza al 80%, por lo que pueden quedar algunos residuos intermedios. Pero el resultado es suficiente para conseguir agua que esté lista para el tratamiento convencional de las aguas municipales y de ahí al consumo humano.
“En dos horas más, se consigue mineralizar el 100%. Pero de esa manera se gasta más energía eléctrica. Aún no hemos terminado la investigación. Queremos optimizar el proceso y bajar el tiempo de procesamiento pero con la misma corriente”. Los planes para el futuro pasan por una planta para tratar entre 100 y 200 litros diarios de agua y emprender el ataque a otros compuestos químicos como el bentazón, paraquat y diquat.
Los mayores problemas de contaminación de agua en el país norteamericano se presentan en el Valle de México y el Sistema Cutzamala, seguidos por la península de Baja California. De acuerdo a los últimos datos proporcionados por el instituto público de estadística mexicano, Inegi, de 2010, la contaminación del agua fue la tercera causa de muerte en niños menores de un año, registrando 1. 277 fallecimientos.
El proyecto ha sido hasta ahora financiado íntegramente financiado por la UIA. Pero el equipo de investigadores se plantea buscar también recursos en el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Concyt).
“Es un trabajo a largo plazo y muy contextualizado en los problemas nacionales del país. Por eso hemos empezado con el producto más tóxico y el más contaminante, el metil paratión”, apunta el Rubén Vásquez Medrano, director del equipo. El metil paratión es un compuesto químico con color amorronado, de aspecto parecido a la arena, que se usa como pesticida y herbicida sobre todo en soluciones líquidas. Su utilización es muy frecuente principalmente en la zona sur de México para floriculutra y en el cultivo el maíz o el frijol. El riesgo aumenta cuando ese líquido tóxico es arrastrado por la lluvia hacia las aguas superficiales como ríos, lagunas o presas.
La elección del diamante tiene que ver con su resistencia y sus formidables condiciones como conductor térmico. La cantidad de piedra preciosa es además ínfima. “Utilizamos una capa nanométrica. Por medio de una técnica de posición química del vapor le aplicamos mil grados de calor y se le inyecta metano. Así conseguimos sintetizar el diamante y aumentar su volumen a tres micras”, explica Vasquez. El eureka final aparece al añadir una pizca de boro, que aporta al diamante la condición necesaria de conductor de electricidad.
El metil paratión forma parte de la lista de productos peligrosos del Convenio de Rótterdam, un tratado internacional que pretende evitar que los productos químicos peligrosos dañen a la salud humana y el medio ambiente. Un producto ya en desuso en muchos países pero que en México, sin embargo, es aún muy común por su bajo precio y alta efectividad. Un reciente estudio de la UNAM recoge que “se ha detectado metil paratión en lagunas y presas de México en concentraciones que causaron daño fisiológico y bioquímico a crustáceos y peces. Se han encontrado cantidades del plaguicida en alimentos y en agua potables. El consumo humano de estos alimentos puede constituir un riesgo por su bioacumulación”. Según los parámetros internacionales para la gestión de productos químicos (SAICM en sus siglas en inglés), los efectos nocivos de este compuesto van desde las náuseas, vómitos o problemas respiratorios hasta espasmos musculares y entradas en coma.
“El principal problema del metil partión es que su proceso de biodegradación es muy lento. Tarda meses y esto provoca problemas con la fauna y flora. Además del riesgo de bañarse o beber agua contaminada. Porque aunque lo hiervas no se soluciona porque no es un microbio, es químico”, afirma Vásquez.
Trabajando con diferentes reactores en celdas electroquímicas los investigadores de la UIA han logrado acelerar ese lento proceso y limpiar dos litros de agua en cuatro horas. “Con la oxidación, el agua da oxigeno y el metil en parte se oxida y en parte se mineraliza hasta convertirse en dióxido de carbono gaseoso y sales inorgánicas inocuas”. En esas cuatro horas, la mineralización alcanza al 80%, por lo que pueden quedar algunos residuos intermedios. Pero el resultado es suficiente para conseguir agua que esté lista para el tratamiento convencional de las aguas municipales y de ahí al consumo humano.
“En dos horas más, se consigue mineralizar el 100%. Pero de esa manera se gasta más energía eléctrica. Aún no hemos terminado la investigación. Queremos optimizar el proceso y bajar el tiempo de procesamiento pero con la misma corriente”. Los planes para el futuro pasan por una planta para tratar entre 100 y 200 litros diarios de agua y emprender el ataque a otros compuestos químicos como el bentazón, paraquat y diquat.
Los mayores problemas de contaminación de agua en el país norteamericano se presentan en el Valle de México y el Sistema Cutzamala, seguidos por la península de Baja California. De acuerdo a los últimos datos proporcionados por el instituto público de estadística mexicano, Inegi, de 2010, la contaminación del agua fue la tercera causa de muerte en niños menores de un año, registrando 1. 277 fallecimientos.
El proyecto ha sido hasta ahora financiado íntegramente financiado por la UIA. Pero el equipo de investigadores se plantea buscar también recursos en el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Concyt).
http://sociedad.elpais.com/sociedad/2014/08/29/actualidad/1409347494_332862.html
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