Un equipo de investigación del Centro Helmholtz de Investigación Ambiental de Alemania ha desarrollado un proceso de purificación electroquímica de dos etapas, diseñado específicamente para eliminar compuestos perfluoroalquilados y polifluoroalquilados (PFAS) de cadena corta en el tratamiento de agua, en particular el ácido perfluorobutanoico (PFBA). Los resultados de la investigación se han publicado en la revista Chemical Engineering Journal.
Los PFAS son un término genérico para una clase de sustancias químicas sintéticas, de las cuales se conocen actualmente unas 10.000, de las cuales entre 4.000 y 5.000 se utilizan en la producción industrial, abarcando desde ropa para actividades al aire libre, envases de alimentos, utensilios de cocina hasta cosméticos. Debido a los riesgos potenciales de los PFAS de cadena larga para el metabolismo humano, el equilibrio hormonal, la reproducción y el sistema inmunológico, ya están regulados por el Convenio de Estocolmo, y su producción y uso están prohibidos o restringidos. Por ello, los PFAS de cadena corta, como el PFBA, se utilizan cada vez más como sustitutos y se detectan con mayor frecuencia en el medio ambiente.
«Esta es la razón por la que el PFBA es muy soluble en agua y tiene una alta movilidad. Por lo tanto, es difícil eliminarlo del agua utilizando métodos de tratamiento de agua convencionales como la adsorción con carbón activado», afirmó Anett Georgi, química del Centro Helmholtz de Investigación Ambiental. Para resolver este problema, el proceso de tratamiento de agua de dos etapas diseñado por el equipo de investigación separa y concentra primero el PFBA mediante un paso de electroadsorción. Se hace pasar una gran cantidad de agua que contiene PFBA a través de una celda de flujo, donde los electrodos hechos de fieltro de fibra de carbón activado similar a un textil llevan una pequeña carga positiva, y el PFBA, cargado negativamente, se acumula en la superficie del carbón activado.
Navid Saeidi, ingeniero ambiental del Centro Helmholtz de Investigación Ambiental y primer autor del artículo, explicó que al invertir la polaridad del voltaje, el PFBA puede desprenderse de la superficie del carbón activado, enjuagarse con una pequeña cantidad de agua y recogerse como concentrado. Este método puede aumentar la concentración de PFBA hasta 40 veces. En la segunda etapa, el PFBA concentrado se descompone mediante electrooxidación en un electrodo de diamante dopado con boro, donde el fuerte efecto oxidante generado en el ánodo descompone el PFBA, siendo los principales subproductos fluoruro y dióxido de carbono.
Este proceso de tratamiento de agua permite realizar todos los pasos in situ, lo que reduce los costos de transporte y las necesidades energéticas. Al controlar la adsorción de PFBA mediante la aplicación de voltaje, el material de carbón activado puede regenerarse repetidamente y reutilizarse muchas veces, a diferencia de otras tecnologías convencionales que requieren enviar el carbón activado contaminado con PFAS a plantas de incineración de residuos para su eliminación o una regeneración de alto consumo energético. Katrin Mackenzie, química del Centro Helmholtz de Investigación Ambiental, señaló que, con límites de PFAS cada vez más estrictos, se necesitan tecnologías de eliminación más eficientes, fiables, respetuosas con el medio ambiente y económicas. Este proceso de tratamiento de agua puede servir como complemento a los adsorbentes de carbón activado tradicionales en el tratamiento de contaminaciones complejas por PFAS, capturando específicamente los PFAS de cadena corta. El equipo de investigación ya ha solicitado una patente para este proceso, y sus posibles aplicaciones incluyen el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales, así como lugares como aeropuertos que enfrentan problemas de PFAS debido a la contaminación de aguas subterráneas por espumas contra incendios.
Detalles de la publicación: Autores: Navid Saeidi et al., Título: «Un método electroquímico de dos pasos para la degradación eficiente de PFAS de cadena corta en agua», Publicado en: Chemical Engineering Journal (2026). Información de la revista: Chemical Engineering Journal