Investigadores chilenos diseñan una membrana biodegradable que limpia agua contaminada de manera más sostenible y económica
La contaminación del agua por residuos industriales y sustancias químicas es un problema crítico que afecta a comunidades y ecosistemas en todo el mundo. Y aunque existen tecnologías para purificar esa agua, suelen utilizar metales pesados o vienen en forma de polvo, lo que resulta costoso, potencialmente tóxico y rara vez destruyen dichos compuestos.
Para responder a este desafío, un equipo de investigadores chilenos -liderado por el Dr. Edward Hermosilla, del Instituto de Ciencias Aplicadas de la Universidad Autónoma de Chile- diseñó una solución simple y sustentable: una membrana de fibras ultrafinas elaborada a partir de un derivado vegetal, que trabaja con luz visible y sin componentes metálicos.
A diferencia de los tratamientos convencionales, esta membrana funciona como una lámina reutilizable que se retira fácilmente con la mano al terminar el proceso. “Las tecnologías actuales no eliminan los contaminantes de la industria textil, solo los mueven de lugar. Además, las alternativas más modernas usan polvos difíciles de recuperar que exigen químicos muy fuertes o luz ultravioleta. Por eso, desarrollamos una membrana que aprovecha directamente la luz visible del sol para destruir estos residuos de forma limpia, eficiente y reutilizable», explica el investigador.
La innovación combina dos elementos: el acetato de celulosa, derivado de las plantas, que aporta la estructura flexible, y el nitruro de carbono grafítico, un fotocatalizador (material que acelera reacciones químicas cuando recibe luz) libre de metales. Para fabricar la membrana se utiliza la técnica de electrohilado, que forma fibras cientos de veces más finas que un cabello y encapsula el nitruro de carbono dentro de ellas, impidiendo que se desprenda. Expuesta a la luz, la membrana primero concentra el colorante en su superficie y luego rompe la estructura responsable del color.
«Alcanzamos un 98,7 % de decoloración en cuatro horas, hasta 14 veces más rápido que los tratamientos actuales que utilizan óxidos metálicos y el doble de rápido que el mismo catalizador usado en polvo», agrega el Dr. Hermosilla. Además, esta membrana se regenera con una hora de luz, sin solventes ni calor, y conserva un 97 % de su eficiencia tras cinco ciclos de uso.
Sobre cuáles son las siguientes etapas para que esta tecnología pueda escalar desde el laboratorio hasta un uso industrial o comunitario real, el investigador cuenta que “el primer paso es probar la membrana en efluentes textiles reales, ya que la suciedad y los minerales presentes pueden cambiar el ritmo del proceso”.
En la misma línea, el académico del Doctorado en Ciencias Aplicadas de la U. Autónoma agrega que “a nivel de fabricación, se debe adaptar la producción de la membrana a una escala masiva. Por último, se analizarán los costos y el impacto ambiental para confirmar cuánto dura el dispositivo y cómo desecharlo de forma ecológica, aprovechando que su base se degrada de manera natural”.