Nuevas investigaciones para la eliminación de metales pesados
Los metales pesados son, en general, tóxicos para los seres humanos, y además su característica de ser bioacumulativos (no pueden ser eliminados por el cuerpo) provoca que las concentraciones permitidas en el agua de consumo humano por la legislación vigente (RD 140/03) sean muy pequeñas.
Se han desarrollado diversos métodos para la eliminación de metales pesados de las aguas, entre los que se encuentran la precipitación, coagulación, adsorción etc. Sin embargo en la actualidad es un campo de estudio que está dando pie a numerosas investigaciones.
[CyPS-UCM -Grupo de Catálisis y Procesos de Separación]
El término metal pesado, a pesar de ser ampliamente utilizado entre los profesionales y científicos, no tiene una base científica rigurosa o una definición química. Aunque muchos de los elementos que se encuadran en el término metal pesado tienen una densidad elevada, existen diversas excepciones a esta regla.
Estrictamente, y desde el punto de vista químico, los metales pesados están constituidos por elementos de transición incluyendo también algunos no metales como el arsénico y selenio. Estos elementos tienen una densidad significativamente superior a la del sodio, calcio y otros metales ligeros. Por otro lado, estos elementos se presentan en diferente estado de oxidación en agua, aire y suelo y presentan diversos grados de reactividad, carga iónica y solubilidad en agua.
Una forma opcional de nombrar a este grupo es como “elementos tóxicos”, los cuales, de acuerdo a la lista de contaminantes prioritarios de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA), incluyen a los siguientes elementos: arsénico, cromo, cobalto, níquel, cobre, zinc, plata, cadmio, mercurio, titanio, selenio y plomo.
Las sales solubles en agua de los metales pesados como el plomo, cadmio y mercurio son muy tóxicas y acumulables por los organismos que los absorben, que a su vez son fuente de contaminación de las cadenas alimenticias al ser ingeridos por alguno de sus eslabones. Al ser ingeridos por el hombre en el agua y alimentos contaminados por los compuestos de mercurio, plomo o cadmio le provocan ceguera, amnesia, raquitismo, miastenia o hasta la muerte.
El mercurio líquido no es venenoso pero sus vapores y sus compuestos son muy tóxicos. Como el mercurio y sus compuestos son casi insolubles en agua no eran considerados durante mucho tiempo, como contaminantes y mucho menos como contaminantes potenciales. El mercurio se utilizaba como componente de las amalgamas dentales.
Posteriormente, los investigadores encontraron que el mercurio y algunos compuestos inorgánicos de mercurio pueden ser metilados por bacterias anaerobias en el lodo del fondo de los lagos y también por los peces y los mamíferos, por lo que, los desechos que contienen mercurio o sus derivados que se han ido acumulando en los fondos fangosos de los lagos constituyen fuentes potenciales de contaminación y por procesos bioquímicos pueden incorporarse a las diversas cadenas alimenticias. Además los compuestos de mercurio son del tipo de sustancias acumulables en los organismos y pueden llegar a alcanzar concentraciones lo suficientemente altas para ser venenosos.
El cadmio es tóxico y el envenenamiento se produce al inhalarlo o ingerirlo, tiene gran tendencia a formar compuestos complejos acuosos.
La contaminación del agua por cadmio es provocada por las principales áreas de aplicación como son el acabado de metales, la electrónica, la manufactura de pigmentos (pinturas y agentes colorantes), de baterías (cadmio níquel), de estabilizadores plásticos, de plaguicidas (fungicidas), la electrodeposición o la aleaciones de fierro, en la producción de fierro y zinc, y en el uso de reactores nucleares.
Arsénico y cobre son algunos de los metales pesados presentes en diversos cuerpos acuíferos, los cuales pueden provenir tanto desde fuentes naturales como de actividades humanas, por ejemplo aguas residuales domésticas, agrícolas e industriales. Ambas fuentes constituyen un peligro tanto para la salud como para la vida acuática.
Hay que señalar también que en algunos casos existen aguas que sufren un proceso de enriquecimiento natural en metales pesados al atravesar acuíferos formados por rocas que los contienen en su composición.
Los metales pesados son, en general, tóxicos para los seres humanos, y además su característica de ser bioacumulativos (no pueden ser eliminados por el cuerpo) provoca que las concentraciones permitidas en el agua de consumo humano por la legislación vigente (RD 140/03) sean muy pequeñas.
Se han desarrollado diversos métodos para la eliminación de metales pesados de las aguas, entre los que se encuentran la precipitación, coagulación, adsorción etc. Sin embargo en la actualidad es un campo de estudio que está dando pie a numerosas investigaciones.
Recientemente, el Instituto Tecnológico metalmecánico AIMME, a través de su Unidad de Tecnologías Químicas, ha desarrollado un prototipo de filtro, con posibilidad de incorporar nanopartículas de oro, que permite la reducción de la contaminación del agua por metales pesados. Esta tecnología está pensada básicamente para las industrias del sector del metal cuyas aguas necesitan tratamientos especiales para su depuración.
Este innovador método de depuración logra reducir en gran cantidad la contaminación del agua por metales pesados, sobre todo las que se encuentran en concentraciones bajas, minimizando el impacto metalmecánico sobre el medio ambiente.
La técnica que utiliza nanopartículas de oro permite también la recuperación de componentes que pueden reutilizarse después del filtrado, innovación muy útil para las industrias que fabrican maquinaria para otras industrias, cuyas aguas necesitan tratamientos especiales de depuración.
Otro equipo de investigadores del Departamento de Ingeniería Matemática y del Centro Gibmar, del Centro de Biotecnologías UdeC de Chile han desarrollado un filtro de algas. En este proyecto, se ha llevado a cabo la modelación, diseño y desarrollo de un sistema automatizado de biofiltración alternativo, utilizando algas inmovilizadas en una matriz polimérica para la separación de metales pesados, desde aguas cargadas tanto de forma natural como mediante actividades industriales. Entre otros aspectos, la idea es también dar cumplimiento a las normativas sanitaria y ambiental (DS90 y DS609) vigentes en Chile, que está dirigida a mejorar la calidad del agua, ya sea para consumo humano como también para biorremediar efluentes líquidos industriales que puedan ser reutilizados.