La nanotecnología en el tratamiento de aguas
Unos microrrobots ideados y desarrollados por investigadores de Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) y Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) tienen la capacidad de depurar y limpiar el agua para eliminar los aceites esenciales que las contaminan. Esta tecnología ha demostrado tener propiedades similares a las moléculas de surfactante que ayudan a disolver los aceites en agua, reduciendo así la dureza superficial del agua. Es un proceso similar al que ocurre cuando quieres eliminar la suciedad de tu piel: las moléculas tensioactivas del jabón se introducen en la superficie, entre la suciedad y la piel, y las separa disolviendo la suciedad en agua. Es un avance significativo de cara a eliminar el uso de productos químicos que tienen un coste de fabricación altísimo además de generar muchos residuos en el tratamiento de aguas, para cualquier de sus variantes, ya sea agua potable o agua no destinada a consumo humano. Además, supondría también una revolución para los análisis de laboratorio.
Según afirman los desarrolladores: “La acción de estos microrrobots es un proceso físico que es muy similar a cómo se comportan el agua y el aceite en presencia de surfactantes”.
El método físico por el cual estos pequeños mecanismos logran depurar el agua es el siguiente: los microrrobots giran en direcciones opuestas, a medida que estas diminutas máquinas giran, se separan para formar dos grupos cohesivos. Se forman así capas definidas y, cuando se unen para formar cadenas, pueden demostrar propiedades similares a los tensioactivos o surfactantes. Es decir, esta separación en fases es un proceso físico similar a cómo se comporta el aceite y el agua en presencia de los agentes químicos que se suelen utilizar para la limpieza y el mantenimiento de las aguas. Cabe preguntarse cómo se introduciría este este nuevo método en los análisis de laboratorio para el tratamiento de aguas.
imagen: FAU / Michael Engel
El desarrollo de estos pequeños bots todavía está en fases tempranas, y es posible que puedan tener todavía más aplicaciones en el tratamiento de aguas. Todavía se producen estos pequeños mecanismos con una impresora 3D. Tienen alrededor de 1 cm. de ancho y pesan solamente 1 gramo. Con estas características los microrrobotos sólo han conseguido aplicar los principios básicos de esta aplicación en el tratamiento de aguas. Con esto, todavía la nanotecnología aplicada al tratamiento de aguas tienen que avanzar más como para aplicarlo efectivamente y que los tensiactivos sean sustituidos. En esencia, deben de ser mucho más pequeños. En palabras del desarrollador, Engel: «La idea es, obviamente, no usar estos robots impresos en 3D. Un mecanismo similar en el que tenga una separación de fase activa a un nivel microscópico, es decir, reducir los órdenes de magnitud en tamaño. Solo entonces se podría imaginar una aplicación real en el tratamiento de aguas. ” En esencia, los robots tendrían que tener entre 0,0001 y 0,00001 centímetros de tamaño, como máximo.
No existe ahora mismo una investigación activa, pero este planteamiento supone un inicio de lo que podría ser una aplicación de la nanotecnología al tratamiento de aguas. Según uno de los investigadores: “Creo que es muy difícil predecir cuándo puede surgir una aplicación práctica. Vería este trabajo en el esquema más amplio de investigación que se lleva a cabo actualmente en sistemas que no están en equilibrio, donde utilizan este comportamiento de no equilibrio para impulsar el comportamiento de una nueva fase «.
No obstante, a pesar de que estemos lejos de sustituir a los surfactantes químicos para la eliminación de aceites en las aguas, la nanotecnología supone una clara promesa de cara a eliminar otro tipo de componentes nocivos para la salud, como micromateriales, metales pesados o pesticidas, ciertos patógenos y componentes derivados del petróleo. Por ello, en un futuro no muy lejano, es posible que comencemos a tener nanotecnología en los laboratorios de análisis de aguas, revolucionando todos sus análisis en el tratamiento de aguas.
Para acceder a la publicación del estudio original acceder a través del siguiente enlace.
Referencias
AquaTech. 28.04.2021. RESEARCH: NANOBOT BREAKTHROUGH OFFERS A ROUTE TO CLEAN OILY WATER
Friedrich-Alexander-Universität. Erlangen-Nürnberg. 15.04.2021. Quite a turnaround: What microrobots have in common with soap
Eloy Serradilla
Soy Graduado en Geología por la Universidad de Salamanca y Profesor en Educación Secundaria Obligatoria, Bachillerato y Formación Profesional por la misma universidad. Mi Trabajo de Fin de Grado versó sobre la caracterización petrográfica de las peanas de las criselefantinas del Museo Casa Lis de Salamanca. Mi Trabajo de Fin de Máster trató el concepto de la "gamificación" en los distintos ambientes educativos de la educación obligatoria y post-obligatoria.
