Los investigadores de la agencia científica nacional de Australia, CSIRO, se están uniendo al esfuerzo global para limpiar las PFAS. Aquí, tres científicos de CSIRO comparten sus conocimientos sobre qué son las PFAS y cómo pueden destruirse de forma segura y permanente.
Las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) son sustancias químicas artificiales que no se degradan de forma natural y, a menudo, se las denomina “sustancias químicas eternas”.
Existen más de 15.000 tipos de PFAS, que se utilizan en una amplia variedad de productos comerciales, de consumo e industriales debido a su excelente estabilidad, resistencia al calor y repelencia al agua y al aceite. Los ejemplos incluyen utensilios de cocina antiadherentes, textiles impermeables, productos de limpieza, materiales de construcción y espuma contra incendios tradicional. Sin embargo, las propiedades que hacen que los PFAS sean útiles también hacen que sean difíciles de limpiar.
De “químicos eternos” a “químicos en todas partes”
Una vez que las PFAS ingresan al medio ambiente, pueden viajar largas distancias a través del aire, el agua y el suelo. Pueden acumularse en ecosistemas y organismos. En las últimas décadas se han extendido por todo el mundo y se han detectado en zonas como la Antártida.
La Dra. Divina Navarro, científica investigadora senior de CSIRO, dijo que los PFAS ahora se usan en tantos productos que no siempre es posible identificar su fuente.
“Las moléculas de PFAS están formadas por enlaces de carbono y flúor y son muy fuertes y estables, razón por la cual las PFAS son tan persistentes en el medio ambiente.
«Esta molécula también tiene lo que llamamos una ‘cabeza amante del agua’ y una ‘cola repelente al agua’ que le ayudan a moverse fácilmente a través de la interfaz entre el aire, el agua y el suelo.
«Las concentraciones de PFAS varían de un lugar a otro. Parte de nuestro trabajo es medir eso y poder asesorar a los gobiernos y reguladores sobre cómo se comparan las concentraciones de fondo de PFAS con la contaminación».
¿Son peligrosos los PFAS?
La exposición a altos niveles de PFAS puede afectar la salud humana, vegetal y animal. Por ejemplo, un estudio reciente de tortugas de agua dulce demostró que la exposición a altos niveles de PFAS coincide con una mayor incidencia de enfermedades mortales, malformaciones en las crías y disminución de la población.
Todavía se están realizando muchas investigaciones en Australia y en todo el mundo para comprender cómo sucede esto y qué concentraciones de PFAS representan un riesgo significativo para la salud. Pero una cosa está clara: las PFAS plantean un problema global y se necesitan soluciones innovadoras para detectar, contener y destruir las PFAS de forma segura.
¿Cómo rastreamos las PFAS en el medio ambiente?
En algunos casos, es obvio dónde buscar PFAS. Por ejemplo, las espumas tradicionales contra incendios que contienen PFAS alguna vez se usaron comúnmente en aeropuertos y bases militares. Es por eso que los investigadores de CSIRO están trabajando con el Departamento de Defensa para comprender mejor cómo se mueven las PFAS en el medio ambiente. También han ayudado a desarrollar formas de limitar su propagación.
Las PFAS también pueden acumularse en aguas superficiales y subterráneas y, finalmente, llegar a las plantas de tratamiento de aguas residuales. Esto plantea un gran desafío para las empresas de agua de todo el mundo.
La mayoría de los procesos de tratamiento no están diseñados para eliminar las PFAS, por lo que las PFAS a menudo terminan en biosólidos, un subproducto del tratamiento de aguas residuales que se utiliza como fertilizante para la agricultura.
«Estamos entendiendo los ciclos de la materia y siguiendo su destino para poder localizar dónde podría estar», dijo el Dr. Navarro.
“Nuestro equipo está construyendo modelos basados en lo que descubrimos sobre cómo se mueven las PFAS a través del agua superficial, el agua subterránea y diferentes tipos de suelo.
“El hecho de que las PFAS se lixiven del suelo más rápida o más lentamente depende de la cantidad de carbono orgánico, arcilla y minerales presentes.
«Al recopilar más datos sobre qué tan bien los diferentes suelos retienen las PFAS, podemos entrenar y probar modelos para predecir dónde terminarán las PFAS».
¿Cómo puede saber si hay PFAS presentes en su suelo o agua?
Los PFAS se utilizan en tantos productos que no siempre es posible rastrear su origen. Otra forma en que los científicos pueden detectar las PFAS es analizando muestras de suelo y agua.
Pero probar un grupo de más de 15.000 sustancias químicas no es una tarea fácil. El científico investigador principal de CSIRO, el Dr. Robert Young, dijo que para que algunos métodos sean efectivos, los científicos ya necesitaban conocer la composición química de la sustancia que estaban tratando de detectar.
«El método de fabricación de PFAS puede no ser muy selectivo, por lo que el producto puede contener una gran cantidad de compuestos fluorados diferentes», dijo el Dr. Young.
«Otros métodos de prueba arrojan una red más amplia, pero no son necesariamente tan buenos para distinguir entre moléculas individuales en una mezcla».
Es por eso que CSIRO invirtió en una nueva instalación de resonancia de ciclotrón de iones (ICR) en Adelaida en 2025. Detecta hasta decenas de miles de sustancias químicas en una sola muestra, lo que ayuda a controlar la contaminación.
ICR es excelente para distinguir moléculas individuales por masa, incluso en mezclas muy complejas como el suelo. Busque patrones útiles en sus datos, como las largas cadenas de carbono y flúor que forman las PFAS.
Esta precisión permite a los científicos detectar contaminantes como los PFAS mucho más rápida y eficazmente que otros métodos.
«La ICR tiene el potencial de una respuesta rápida. En el caso de un derrame químico, se pueden tomar muestras y analizarlas para detectar la presencia de contaminantes de alta prioridad en tan solo un día», dijo el Dr. Young.
¿Cómo podemos eliminar las PFAS del medio ambiente?
Sacar los PFAS del medio ambiente y destruirlos es un desafío enorme y costoso.
En el caso de los puntos críticos, la tierra y otros materiales pueden eliminarse y destruirse en áreas donde se sabe que las PFAS están presentes en altas concentraciones. En el suelo, las PFAS se pueden fijar agregando adsorbentes. En aguas contaminadas, los humedales flotantes han demostrado ser eficaces para eliminar las PFAS.
El investigador científico principal de CSIRO, el Dr. Jens Brotevogel, y su equipo están trabajando con socios en Australia y en el extranjero para probar formas de eliminar permanentemente las PFAS.
«En el gran esquema de las cosas, estamos hablando de extraer el equivalente a unas pocas gotas de agua de una piscina de tamaño olímpico», dijo el Dr. Brotevogel.
“No podemos arreglar el mundo entero, por lo que debemos ser inteligentes y específicos a la hora de abordar las PFAS.
“Por lo general, filtramos PFAS a través de carbón activado granular, resinas de intercambio iónico o membranas para producir un flujo de desechos más concentrado.
«Entonces se pueden utilizar técnicas destructivas para procesar esos residuos. Esa es la parte cara».
¿Se pueden destruir los “químicos eternos”?
Los fuertes enlaces químicos de las PFAS se crean específicamente para resistir las pruebas de calor, luz ultravioleta, oxidación y tiempo que provocan la descomposición de las moléculas pequeñas. Por ello, científicos de todo el mundo están investigando diferentes formas de destruir las PFAS.
Estos incluyen pirólisis (calentamiento sin oxígeno), gasificación (calentamiento con una pequeña cantidad de oxígeno), oxidación con agua supercrítica (calor y alta presión como en una olla a presión) y tratamiento hidrotermal alcalino (calor y pH alto).
Un nuevo descubrimiento muestra cómo los materiales contaminados con PFAS pueden destruirse de forma segura quemándolos.
Todavía se está probando la eficacia de muchos de estos métodos para destruir las PFAS o en la fase de ampliación. Por eso, los investigadores de CSIRO, junto con investigadores de EE. UU. y Alemania, se están centrando en los dos tratamientos más prometedores para destruir de forma segura grandes cantidades de PFAS.
Una es quemar materiales que contienen PFAS a altas temperaturas, de alrededor de 1.000 °C, en incineradores especializados de residuos peligrosos. Una vez completamente petrificado, lo único que queda son compuestos inorgánicos como fluoruro de calcio, dióxido de carbono y agua.
La otra, llamada desorción térmica, evapora los contaminantes y deja intacta la estructura del suelo para que pueda ser reutilizado.
¿Es realmente seguro incinerar PFAS?
Para destruir de forma segura y completa las PFAS, queda una última pieza del rompecabezas.
«Cuando se realiza cualquier tratamiento térmico, hay que lidiar con las emisiones», dijo el Dr. Brotevogel.
“El tratamiento de las PFAS con altas temperaturas rompe los enlaces entre el carbono y el flúor, pero también puede crear sustancias químicas nocivas en el aire, que pueden causar sus propios problemas si se liberan al medio ambiente.
“Nuestro principal objetivo es comprender todos los pasos del mecanismo por el cual los PFAS se degradan y cómo variables como el oxígeno, el agua y las cantidades en la superficie afectan ese proceso.
«Hacerlo nos permitirá aplicar nuestro conocimiento a una variedad de tecnologías térmicas para destruir de forma segura y completa las PFAS».
Un equipo internacional ya ha rastreado toda la cadena de reacciones químicas a medida que el PFAS se descompone durante la incineración. También pudimos encontrar una manera para que los recicladores destruyeran los PFAS en las baterías y al mismo tiempo recuperaran metales valiosos.
Los investigadores de CSIRO están aprovechando la colaboración internacional y la tecnología de vanguardia para abordar nuestro mayor desafío: recuperar la eternidad de los químicos eternos.
Conoce las nuevas instalaciones que están revolucionando la forma de proteger el medio ambiente.
Este artículo se publicará en una próxima publicación de enfoque especial sobre PFAS en enero.
Source link
