Diseñan nanocompuesto para la remoción de metales pesados y bacterias en agua

Solo el .025 por ciento de agua que existe en la superficie de la Tierra es apta para el consumo humano, esto por los contaminantes emergentes que junto con materia orgánica y microbios son la principal fuente de contaminación en el agua.  

Todos estos contaminantes se han detectado en los lugares donde se extrae el agua destinada al consumo humano, lo que aumenta los riesgos de enfermedades. En este sentido, Vianey Urdapilleta Inchaurregui, egresada del Programa de Nanociencias y Nanotecnología del Cinvestav, elaboró una técnica novedosa para disipar o separar los contaminantes del líquido.

Este proyecto interdisciplinario tuvo el objetivo de sintetizar por el método termal y la calcinación de material, un compuesto con nanopartículas de plata (Ag-NP), dióxido de titanio (TiO₂-NP), Feozem (un tipo de suelo rico en arcilla) y café molido agotado (residuo de la obtención de café soluble); el compuesto tiene eficiencia en la adsorción y además, tiene actividades fotocatalíticas y antimicrobianas mejoradas que fueron evaluadas filtrando agua potable, para comprobar la purificación del agua.

Para ello se diseñó una estructura en forma de cazuela con una capacidad aproximada de 10 mililitros, creada a partir de una síntesis única de nanopartículas, donde a la muestra de suelo Feozem, con propiedades de purificar, retener y absorber metales, le agregó nitrato de plata como precursor de la formación de nanopartículas de plata para tener capacidad antimicrobiana y titanato de tetrabutilo como precursor de las nanopartículas de dióxido de titanio, que ayuda en la absorción de luz ultravioleta.

Después de una primera prueba y al observar que el suelo filtraba los 10 mililitros de agua en más de dos horas, añadió en la síntesis residuos de café, demostrando que estos proporcionaban una mayor porosidad pues el filtrado de agua se redujo a menos de una hora.

“Para demostrar la utilidad del filtro, se evaluó por absorción atómica la cantidad de metales que contenía el agua antes y después de ser filtrada, se realizó la actividad antimicrobiana la cual evidenció la inhibición de la bacteria Escherichia coli y la bacteria Staphylococcus aureus alrededor del compuesto, pues no se observó crecimiento bacteriano en la parte superior y adyacente”, señaló la egresada del Cinvestav.

Todos los reactivos químicos fueron de grado analítico, es decir, con elevada pureza. Las muestras de suelo natural Feozem se extrajeron en Metepec, Estado de México, las bacterias E. coli y S. aureus se adquirieron de la Colección Nacional de Cepas Microbianas y Cultivos Celulares del Cinvestav, mientras que el agua a purificar fue recolectada del laboratorio.  

Los retos para el desarrollo de esta técnica se centran en obtener los permisos para extraer el suelo y contar con la infraestructura de hornos de tamaño industrial en los que se lleve a cabo el método termal y la calcinación (600 ºC), y los contenedores que funcionan como reactores en donde se pueda cocer la arcilla, se lleve la reacción de los reactivos químicos precursores de las nanopartículas de plata y nanopartículas de dióxido de titanio y los residuos de café, a una temperatura y presión controladas.

De acuerdo con Vianey Urdapilleta, esta técnica podría servir como alternativa para las comunidades que se encuentran sin acceso al agua potable, pues los filtros además de necesitar un bajo costo para su producción también son de fácil traslado y funcionarían con la recolección pluvial para transformarla en agua de consumo humano.