Los investigadores encontraron que se puede construir un dispositivo portátil para detectar la presencia sustancias perfluoroalquiladas (PFAS)) en las aguas residuales, pero también subraya lo lejos que están los científicos de descubrir cómo superar eficazmente esta amenaza mundial para los seres humanos y salud ambiental.
El nuevo método utiliza un sensor para identificar un tipo de sustancias PFAS y el ácido perfluorooctanoico en agua muy contaminada basándose en cambios en las emisiones de luz de los metales en la superficie del dispositivo. Los investigadores planean desarrollar el primer modelo en un dispositivo portátil,
En la actualidad la detección de PFAS se realiza en laboratorios y utilizando un espectrómetro de masas, que carga moléculas en una muestra y luego las acelera mediante campos magnéticos o eléctricos para que los científicos puedan identificarlas.
«Los métodos existentes requieren mucho tiempo, pero nuestro enfoque ofrece ventajas significativas de mayor velocidad, facilidad de análisis y costo reducido en comparación con los métodos en uso”, afirmó la autora del estudio Zoe Pikramenou, profesora de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido.
Hasta ahora, el prototipo puede medir solo una sustancia química PFAS entre miles. Aunque el sensor parece ser lo suficientemente sensible como para iluminar PFAS en aguas residuales industriales, puede pasar otra década antes de que la tecnología pueda usarse para agua potable, que contiene niveles mucho más bajos de químicos.
Muchas otras nuevas tecnologías prometedoras para detectar las llamadas “sustancias químicas eternas”, que no se descomponen naturalmente, aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo.
Millones de dólares contra las sustancias PFAS
El gobierno de Estados Unidos ha pedido a las agencias federales que restrinjan la entrada de PFAS al agua, el aire, la tierra y los alimentos de Estados; establecer objetivos para que el gobierno evalúe y reduzca mejor la exposición a las PFAS; limpiar la contaminación existente; y ampliar la información sobre los efectos en la salud.
«Se están gastando varios billones de dólares en todo el mundo para detección y remediación. Hay un mercado muy grande, pero queda un largo camino por recorrer», dijo Jay Meegoda, profesor de ingeniería civil y ambiental en el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey.
Los productos químicos PFAS no se descomponen de forma natural y pueden filtrarse al agua potable de sitios industriales, plantas de tratamiento de aguas residuales y vertederos. Se han encontrado PFAS en al menos el 45 % del agua del grifo de EE UU y en la sangre de aproximadamente el 97 % de los estadounidenses.
3M y Dupont aportan dinero
La exposición a estos químicos se ha relacionado con numerosos problemas de salud. Un grupo de expertos mundiales en cáncer clasificó recientemente el PFOA como cancerígeno para los humanos y al ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS), otro químico PFAS, como posiblemente cancerígeno para los humanos.
La Agencia de Protección Ambiental anunció en normas propuestas para el agua potable para seis sustancias químicas PFAS, incluidas límites de solo 4 partes por billón para PFOA y PFOS, el nivel más bajo en el que se pueden medir de manera confiable estas sustancias químicas.
Las empresas 3M, DuPont y otras acordaron el verano pasado acuerdos por un total de hasta 12.500 millones de dólares que ayudarán a financiar los esfuerzos de las comunidades para realizar pruebas de detección de PFAS en el agua potable y eliminar los productos químicos nocivos. Sin embargo, cómo realizar esas pruebas sigue siendo un desafío.
«En este momento, nuestra capacidad para detectar y cuantificar PFAS es realmente limitada. La gente intenta continuamente encontrar métodos nuevos y mejores para detectar PFAS en el agua, pero ha sido vano», afirmó Karen Howard, directora de Evaluación de Ciencia y Tecnología de la Oficina de Responsabilidad Gubernamental (GAO).
Mejorando la detección
Un informe de la GAO de 2022 indicaba que realmente existen tres métodos validados por la EPA para detectar sustancias químicas PFAS en el agua, incluidos dos para agua potable y uno para aguas superficiales, residuales y subterráneas sin tratar. Pueden detectar alrededor de 50 tipos de PFAS.
Se basan en una técnica de laboratorio llamada espectrometría de masas por cromatografía líquida, que es muy costosa y requiere mucho tiempo. Analizar el agua para detectar PFAS usando el espectrómetro cuesta alrededor de 500 dólares y lleva aproximadamente un mes.
La tecnología de sensores tiene el potencial de superar los límites de los métodos tradicionales de detección de PFAS, permitiendo pruebas in situ más sencillas y de bajo costo, dijo Woo Hyoung Lee, profesor de ingeniería ambiental de la Universidad de Florida Central. Lee prefiere los sensores electroquímicos a los sensores ópticos, porque pueden detectar PFAS en concentraciones más bajas.
Además del sensor luminiscente, los desarrollos recientes incluyen un polímero teñido que cambia de rojo fluorescente a azul cuando hay presencia de PFOA o PFOS, y una nueva investigación sobre el potencial de formas híbridas de un mineral común en la arena, que acaba de recibir una subvención de casi medio millón de dólares.
Los científicos también trabajan en estrategias para detectar sustancias químicas en el aire, el suelo y otros aspectos del medioambiente, pero hasta ahora solo existen pruebas fiables para el agua.
Pocas formas nuevas y mejoradas de detectar PFAS han estado cerca de ser validadas y aprobadas por la EPA, un estándar que las tecnologías deben cumplir para que las empresas de agua potable las utilicen.
Quitar y destruir
Más allá de desarrollar mejores tecnologías para realizar pruebas de detección de PFAS, muchos investigadores comparten el objetivo más elevado de eliminar los químicos tóxicos del agua potable y del medio ambiente.
Actualmente, el tratamiento de las PFAS en el agua implica una estrategia de dos partes. Primero, los productos químicos se eliminan mediante uno de tres métodos: carbón activado granulado (GAC), intercambio iónico u ósmosis inversa.
«GAC es barato», dijo Howard. Es básicamente como un filtro de café gigante”. A medida que el agua pasa a través de un sistema GAC, los PFAS se adhieren a las partículas de carbono y permanecen allí mientras el agua más limpia pasa por el otro lado. Al igual que el GAC, el intercambio iónico produce un producto de desecho sólido, mientras que la ósmosis inversa produce una corriente concentrada de desechos líquidos. cualquiera que sea el método de tratamiento para sacar las PFAS del agua, se requiere un segundo paso: destruirlas. Y no es sencillo.
Incinerar no es la solución, todavía
Según un estudio de 2020, la incineración de residuos que contienen PFAS puede emitir contaminantes del aire como gases fluorados de efecto invernadero y productos de combustión incompleta. Urge investigación sobre la presencia de compuestos PFAS en las emisiones al aire de incineradores comerciales. Si las PFAS no se destruyen por completo durante la incineración, se pueden formar productos de PFAS más pequeños u otros subproductos «que tal vez no hayan sido investigados y, por lo tanto, podrían ser una posible sustancia química preocupante», dice un informe técnico de la EPA .
No se sabe si el 100% de las PFAS se elimina durante la incineración porque «no existen métodos para analizar el aire que sale de las instalaciones.
Otros métodos de eliminación incluyen enterrar los desechos de PFAS en un vertedero bien aislado o en un pozo de inyección, pero estos también tienen sus inconvenientes. Los científicos no tienen buenos métodos para determinar si las PFAS se liberan a través de lixiviados y gases de vertederos. En Estado Unidos solo hay dos pozos de inyección adecuados para PFAS en todo el país, y la realidad es que se deben enviar grandes cantidades de desechos altamente contaminantes a un mismo sitio.
Cada día son más, no menos
La cantidad promedio de desechos que contienen PFAS cada mes se envían vertederos especiales casi se ha cuadruplicado desde 2018. Si bien gran parte de la investigación se centra en cómo mejorar los métodos existentes para eliminar los PFAS del agua y, potencialmente, en encontrar formas de hacerlos más baratos, «no hemos oído hablar mucho sobre nuevos métodos que se están desarrollando para su eliminación. Creo que la gente está trabajando en eso, pero no creo que haya nada que se acerque realmente», dijo Howard.
«Si se destruyeran las PFAS en el agua sin tener que separarlas primero, sería lo mejor. Si alguien lo hace eso, será extremadamente rico», dijo Meegoda.
También en Cambio16.com:
Conforme a los criterios de 
Saber más
