Crean novedoso laboratorio de econanoenergía

En México, la contaminación del agua para consumo humano por metales pesados es un problema que se genera por la actividad minera, industrial, agrícola  y por su extracción de pozos profundos para consumo humano; con el fin de diseñar una solución integral a este fenómeno el Cinvestav, en colaboración con la Secretaría de Energía, el Conacyt y la Universidad Mexiquense del Bicentenario, creó el Laboratorio de EcoNanoEnergía (LENE).

El Laboratorio tiene como objetivo tratar agua para consumo humano contaminada con metales pesados como cromo, arsénico y cadmio, que se encuentran en diferentes sitios del país, sobre todo en zonas mineras del norte en el caso de arsénico principalmente por la explotación de pozos de agua profunda.

“El cromo se desplaza por escurrimiento y llega a los mantos freáticos, es un problema de metales pesados, que no sólo proviene de la industria minera, también se genera por las actividades agrícolas, donde diversos plaguicidas son formulados con metales, un ejemplo es el glifosato usado para el control de hierbas que se le adiciona arsénico y otros metales”, sostuvo Refugio Rodríguez Vázquez, investigadora del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del Cinvestav.

La propuesta de LENE es desarrollar una planta de tratamiento de agua piloto en dos versiones: fija y móvil, la primera incluye varios procesos para la absorción de contaminantes con materiales no convencionales como arcillas rojas, cenizas volantes, limadura de hierro, elementos que se pueden conseguir fácilmente en el país y son de bajo costo.

En otra etapa, “se pretende emprender un sistema de cambio de estado de oxidación sobre todo de arsénico, por ejemplo, convertir cromo 6 a cromo 3 o arsénico 3 para cambiarlo a arsénico 5, que es menos tóxico; pero el análisis de estos elementos es muy complejo”, explicó Rodríguez Vázquez, miembro del equipo de investigación que lidera el proyecto.

En el Laboratorio también se investigará la eliminación  de la contaminación microbiana (coliformes fecales, Escherichia coli, Salmonella.) u otros elementos orgánicos; los procesos y equipos de tratamiento y de análisis que se emplean tienen la facilidad de poder eliminar o reducir estos contaminantes y evaluar su reducción.

Para su operación, la planta móvil, cuenta con cuatro paneles solares de un metro con veinte de alto por un metro de ancho, que le proveen de la energía eléctrica para limpiar hasta veinte litros de agua por minuto extraída de pozos profundos.

Además, Sección de Electrónica del Estado Sólido del Departamento de Ingeniería Eléctrica de este Centro realiza la síntesis de nanopartículas, “ya identificamos algunos nanomateriales como el vanadato de bismuto, óxido de titanio, magnetita y grafeno, que se pueden usar dopados o mezclados, con el objetivo de formar otras estructuras y así poder absorber metales pesados y otros contaminantes”, expuso Velumani Subramaniam, responsable técnico del proyecto e investigador del Cinvestav.

Hasta hace poco tiempo el país no contaba con infraestructura para tratar agua para consumo humano de manera integral, por eso se creó este Laboratorio el cual cuenta con equipo especializado de última generación, capaz de determinar las estructuras con nanopartículas sintetizadas  y medir la remoción o cambio de estado de oxidación de los metales pesados (especiación) con el fin de reducir su toxicidad.

Cuenta con dispositivos avanzados para la caracterización de nanoestructuras, como un microscopio electrónico de barrido; una herramienta  de difracción de rayos X, para conocer la composición particular de los nanomateriales; además, como parte medular, se cuenta con un equipo de ICP/Masas, herramienta de plasma para medir los elementos contaminantes (metales) en cantidades bajas.

Otro instrumento importante es el denominado TOC que mide carbono orgánico total y que incluye otro módulo para la determinación de nitrógeno; esto permitirá analizar otro tipo de contaminantes, asociados a los metales pesados,  como lo es la materia orgánica y el nitrógeno.

“Con LENE en un futuro muy cercano, el Cinvestav podrá ofertar un sistema de tratamiento de agua potable de muy alta calidad, capaz de ser escalado para atender las necesidades de tratamiento de agua en diversas partes del país que permita cuidar la salud de la población”, coincidieron en señalar Refugio Rodríguez y Velumani Subramaniam, líderes del proyecto, junto con Emmanuel Ruelas.