Este nuevo material se basa en investigaciones anteriores de la universidad sobre filtración de microplásticos al ampliar su capacidad para capturar partículas de plástico mucho más pequeñas y al mismo tiempo eliminar una amplia gama de contaminantes químicos.
La tecnología ya ha sido probada en condiciones realistas de aguas residuales y está integrada con un sistema de recuperación diseñado para uso repetido.
Las pruebas de laboratorio y a escala piloto han demostrado una eliminación superior al 95 % de microplásticos, nanoplásticos y varios otros contaminantes en una hora.
Los hallazgos sugieren que la tecnología podría ayudar a abordar regulaciones ambientales cada vez más estrictas en torno a la eliminación de PFAS y microplásticos, al tiempo que proporciona una solución más práctica para el tratamiento de agua industrial y municipal.
Promoviendo la eliminación de PFAS y microplásticos
Los microplásticos y nanoplásticos son un problema ambiental emergente, y cada vez hay más pruebas de su presencia en el agua potable, los ríos, los océanos y los sistemas de aguas residuales.
Su tamaño es tan pequeño que resultan especialmente difíciles de eliminar mediante técnicas de tratamiento tradicionales.
La última innovación de RMIT ha sido diseñada específicamente para superar esta limitación al apuntar a partículas tan pequeñas como 30 nanómetros mientras mantiene el rendimiento en condiciones representativas de las instalaciones de procesamiento del mundo real.
El material mostró un sólido rendimiento contra una variedad de contaminantes disueltos, incluidos mercurio, cromo, cobre, colorantes y residuos farmacéuticos como el ibuprofeno, así como partículas de plástico.
Las pruebas también mostraron que facilitó la eliminación más temprana de moléculas de PFAS más grandes, pero los investigadores señalaron que se necesita un mayor desarrollo para que la tecnología aborde de manera integral una gama más amplia de sustancias químicas PFAS.
Alta tasa de eliminación en pruebas clínicas.
Durante pruebas controladas de laboratorio, el adsorbente eliminó más del 95% de los microplásticos y nanoplásticos en 60 minutos.
Aproximadamente el 80 % de los contaminantes fueron capturados durante los primeros 15 minutos, lo que coincide con los tiempos de contacto que se utilizan normalmente en las operaciones de tratamiento de agua existentes.
El material siguió siendo eficaz en varios plásticos de uso común, incluidos el polietileno, el polipropileno y el poliéster. También mantuvo el rendimiento tanto en agua dulce como salada, lo que demuestra su versatilidad para una variedad de aplicaciones de procesamiento.
La captura de nanoplásticos es particularmente importante. Esto se debe a que estas partículas son mucho más pequeñas que los microplásticos tradicionales y mucho más difíciles de filtrar con la tecnología existente.
Historial en aguas residuales industriales
Los investigadores también evaluaron la tecnología utilizando aguas residuales de instalaciones de lavandería industrial, una de las mayores fuentes de microfibras sintéticas que ingresan a los cursos de agua.
A pesar de la presencia de tensioactivos y otras sustancias orgánicas que a menudo reducen la eficiencia del procesamiento, el material eliminó más del 88 % de las microfibras de poliéster y redujo la contaminación del tinte.
El estudio demostró además que la combinación de técnicas de separación magnética y adsorbente puede recuperar rápidamente los materiales tratados usados.
La recuperación y reutilización de los medios de tratamiento se considera ampliamente como una de las principales barreras que impiden que las tecnologías avanzadas de purificación de agua avancen más allá de las pruebas de laboratorio.
Los costos más bajos respaldan la viabilidad comercial
La última versión representa una mejora significativa con respecto al avance original del equipo en 2022.
Los investigadores han ampliado la capacidad del material para atrapar contaminantes desde plásticos a nanoescala a fibras más grandes y, al mismo tiempo, eliminar los contaminantes disueltos.
Las pruebas también lograron tasas de eliminación de hasta el 90 % para corrientes mixtas de contaminantes, y se observó una eliminación completa de fibras en ciertas muestras de aguas residuales.
La fabricación también se ha vuelto mucho más eficiente. El proceso de producción a temperatura ambiente multiplicó por cinco la producción y redujo la dependencia de materias primas costosas.
Las evaluaciones económicas iniciales muestran que los costos de fabricación son aproximadamente un 75% más bajos que las versiones anteriores, y el material en sí puede reciclarse y reutilizarse muchas veces.
Las asociaciones industriales apuntan a la implementación en el mundo real
Para acelerar la implementación comercial, RMIT está trabajando con Fire and Test Australasia para explorar aplicaciones de tratamiento de aguas pluviales y residuales, incluidos sistemas adecuados para uso regional y comunitario.
La universidad también está colaborando con Star Water Group, que también se está expandiendo a los Estados Unidos, donde las regulaciones ambientales cada vez más estrictas están aumentando la demanda de tecnologías mejoradas de eliminación de PFAS y microplásticos.
Las aplicaciones potenciales incluyen fabricación textil, tratamiento de aguas residuales industriales, plantas de tratamiento municipales, gestión de aguas pluviales y sistemas descentralizados de purificación de agua.
Al combinar altas tasas de eliminación de contaminantes, materiales reutilizables y costos de producción más bajos, esta tecnología representa un paso prometedor hacia soluciones escalables para abordar algunos de los contaminantes más persistentes que afectan los suministros de agua del mundo.
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