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Patentan una tecnología con esponjas de grafeno que elimina los contaminantes persistentes a bajo coste y sin químicos


06/06/2022

I+D+i
Patentan una tecnología con esponjas de grafeno que elimina los contaminantes persistentes a bajo coste y sin químicos

 

  • El sistema creado por el equipo del ICRA permite eliminar los PFAS y otros contaminantes emergentes del medio acuático con un coste entre 60 y 120 veces más económico y de forma sostenible, sin utilizar reactivos químicos
  • La investigación está liderada por la investigadora del ICRA, Jelena Radjenovic, que precisamente mañana recibirá el Premio Nacional de Investigación en el Talento Joven 2021 de la Generalitat de Catalunya
 
El desarrollo de electrodos nanoestructurados de esponja de grafeno para el tratamiento del agua es la nueva tecnología patentada por el equipo de investigadores del Instituto Catalán de Investigación del Agua (ICRA), que no utiliza productos químicos y es entre 60 y 120 veces más económica que otros procesos electroquímicos.
 
Estos elementos nanotecnológicos permiten, por primera vez, un tratamiento electroquímico de los contaminantes persistentes del agua sin producir compuestos tóxicos provenientes de la oxidación del cloruro, lo que es la principal limitación de los materiales de electrodos existentes.
 
La investigación forma parte del proyecto europeo Electron4water que lidera Jelena Radjenovic, profesora de investigación ICREA en el ICRA, que será galardonada mañana martes 7 de junio con el Premio Nacional de Investigación en el Talento Joven 2021, otorgado por el Gobierno de la Generalitat de Catalunya y la Fundación Catalana para la Investigación y la Innovación (FCRI).
 
 
 
 
Una de las principales preocupaciones a nivel mundial es la seguridad en el suministro de agua debido al cambio climático y la presencia de sustancias altamente tóxicas y persistentes como los compuestos perfluoroalquiladas (PFAS) en medios acuáticos. “En la búsqueda de las nuevas tecnologías para eliminar a los PFAS y otros contaminantes emergentes, los procesos electroquímicos ofrecen muchas ventajas respecto a otros procesos de oxidación avanzada. Utiliza sólo la corriente sin añadir reactivos químicos y al mismo tiempo tiene la capacidad de tratar agua de cualquier origen, desde el agua del grifo hasta efluentes industriales, o el hecho de romper los enlaces carbono-flúor, C-F, uno de los enlaces químicos más fuertes, superando uno de los mayores obstáculos presentados en procesos avanzados de oxidación” – explica Jelena Radjenovi?. Sin embargo, la aplicación masiva de estos procesos ha sido limitada, en parte, por el elevado coste de los electrodos, que va de los 3.000 € a los 6.000€ por m2 y por la generación de los subproductos clorados de alta toxicidad debido a la oxidación de cloruro durante el tratamiento, ion que se encuentra en todas las aguas.
 
Estas limitaciones desaparecen con los avances logrados por el equipo del ICRA. Las esponjas de grafeno desarrolladas ofrecen notables ventajas respecto a los materiales actualmente utilizados en electrodos comerciales. El coste de la producción de este material es mucho más bajo: menos de 50€ por m2, lo que lo hace altamente atractivo para su aplicación a gran escala. Además, el proceso de síntesis es fácilmente escalable y permite la funcionalización de la esponja para atraer y degradar a ciertos grupos de los contaminantes orgánicos, aumentando así la eficiencia del proceso en las matrices complejas.
 
Para Jelena Radjenovic, “Los nuevos sistemas electroquímicos son la gran revolución de la gestión y tratamiento de aguas (a las que también se llama water 4,0). Es un gran avance hacia la implementación de los tratamientos de agua descentralizados en lugar del actual sistema que impera desde hace 100 años. En un futuro, por ejemplo, tendremos tratamientos y reutilización de agua directamente en edificios o polígonos de empresas, en lugar de disponer sólo del sistema de agua residual y potable de las EDARs o ETAPs. Y podrá adecuarse al crecimiento de la población o abastecer áreas más remotas”.
 
En este sentido, Jelena insistía en recordar las ventajas del sistema electroquímico: “Funcionan sólo con la corriente y pueden acoplarse incluso a paneles solares fácilmente. No requieren la añadidura de reactivos químicos y no existen gastos de producción, almacenamiento, transporte y manipulación, son pequeños de tamaño (tienen un diseño modular) y se pueden automatizar fácilmente”.
 

Sobre el Instituto Catalán de Investigación del Agua (ICRA)

 
El ICRA es un centro multidisciplinar de investigación del agua creado el 26 de octubre de 2006, por el gobierno de la Generalitat de Catalunya. Además, es un centro CERCA adscrito a la UdG y cuenta con el impulso de sus patrones: el Departamento de Investigación y Universidades, la Agencia Catalana del Agua (ACA) y la Universidad de Girona (UdG).
 
Es un referente internacional que apuesta por la investigación del ciclo integral del agua, en materia de recursos hídricos, calidad del agua, en el sentido más amplio de la palabra, (química, microbiológica, ecológica, etc.) y tecnologías de tratamiento y de evaluación y la transferencia de este conocimiento a la sociedad y al tejido empresarial e industrial.
 
La investigación que lleva a cabo se refiere a todos los aspectos relacionados con el agua, especialmente aquellos que tienen que ver con su uso racional y los efectos de la actividad humana sobre los recursos hídricos.
 

Sobre Oriol Gutiérrez

 
Oriol Gutierrez es investigador del Área de Tecnologías y Evaluación del ICRA, especialista en desarrollo de soluciones innovadoras y digitalización de los sistemas de saneamiento urbano de aguas residuales. Es doctor ingeniero industrial y ambiental por la Universidad de Girona e investigador adjunto-honorario de la Universidad de Queensland (Australia). Ha liderado varios proyectos de investigación y transferencia de conocimiento tanto a nivel nacional como internacional. Y ha recibido también varios premios, tanto a nivel individual como colectivo, destacando el premio de la “International Water Association” al mejor proyecto de investigación aplicada a nivel mundial de 2014 por el proyecto “SCORe-Putting science into sewers”.
 

Fuente www.icra.cat


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