Aunque el 70% de la Tierra está cubierta de agua, sólo el 2,5% es dulce. Este hecho, unido al aumento sistemático de la población en nuestro planeta, representa hoy un grave problema de escasez de agua. Por estos motivos, la contaminación de este preciado recurso se ha convertido en una preocupación global para el ser humano, y con ella la búsqueda de soluciones para eliminarlo.
Productos no deseados para la desinfección del agua.
Para garantizar la potabilidad, el agua debe someterse a procesos de desinfección. El método más extendido consiste en el uso de compuestos clorados (como el dióxido de cloro) con el fin de oxidar la materia orgánica y desactivar microorganismos patógenos, como virus, bacterias, así como otros contaminantes. Como resultado de este proceso se elimina hasta el 99,99% de los virus y bacterias.
Sin embargo, la cloración tiene, entre sus efectos secundarios, la creación de subproductos (como cloritos y cloratos) que pueden afectar negativamente a la salud. Algunas investigaciones han relacionado la presencia de estos subproductos de la desinfección en el agua potable con enfermedades crónicas y trastornos hormonales.
Por este motivo, la Comisión Europea en su Directiva 2020/2184 estableció un límite permisible de 0,25 mg/L para cloritos y cloratos en el agua potable para consumo humano.
¿Cómo podemos eliminar estos compuestos?
La adsorción es el proceso más común para eliminar contaminantes del agua. Para ello se suele utilizar carbón activado, materiales porosos que tienen una alta capacidad de adsorber contaminantes. Sin embargo, estos materiales son ineficaces para eliminar el clorito y el clorato.
Para abordar este problema, investigadores de la Fundación IMDEA Energi, en colaboración con la empresa gestora del agua del Canal de Isabel II, han desarrollado varias alternativas innovadoras que han sido probadas en las instalaciones del Canal de Isabel II.
Entre los resultados más significativos, logramos duplicar la capacidad del carbón activado para adsorber cloritos y cloratos, modificando su superficie mediante tratamiento químico, en comparación con los carbones utilizados actualmente. Además, mediante un sencillo proceso de regeneración (utilizando una solución salina común), el carbón activado mantiene su capacidad de eliminar estos contaminantes tras cuatro ciclos de 160 horas cada uno.
Asimismo, esta tecnología también ha sido validada en un programa piloto, con la preparación de materiales mediante un proceso eficiente, sostenible y económicamente viable. Posteriormente se implementó en una planta piloto ubicada en la planta potabilizadora del Canal de Isabel II, que opera hasta 93 días y trata un total de 1.245 m³ de agua, acercándose a condiciones reales de operación, lo que demuestra su gran potencial a escala industrial.
Materiales innovadores
Paralelamente, investigamos materiales más innovadores, como las estructuras metal-orgánicas (MOF, de Metal-Organic Frameworks), reconocidas recientemente por su potencial con el Premio Nobel de Química 2025. Estos materiales consisten en nodos metálicos conectados por ligandos orgánicos que forman una red cristalina y tienen propiedades excepcionales asociadas con una alta capacidad publicitaria.
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Entre los MOF que estudiamos destaca un material a base de hierro, que mostró gran eficiencia en la eliminación de clorito y clorato (100% clorito y 41% clorato). Estos resultados abren nuevas posibilidades para el uso de este tipo de material en futuras plantas depuradoras, contribuyendo a la mejora de la calidad del agua potable.
Los resultados de estas investigaciones son muy esperanzadores y muestran claramente que la apuesta por el desarrollo de nuevos materiales porosos para la eliminación de contaminantes en el agua es una alternativa real y eficaz para mejorar la calidad del agua potable.
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