Más de la mitad de las aguas superficiales en México —ríos, lagos, arroyos y lagunas— están contaminadas y revertir esta crisis ambiental es un reto monumental. Factores económicos, políticos y sociales complican cualquier esfuerzo por limpiarlas. Sin embargo, investigadores están explorando alternativas innovadoras basadas en la economía circular, una estrategia que no solo podría restaurar estos ecosistemas vitales, sino también convertir los desechos en recursos.
La polución afecta a muchos de nuestros ríos, pues ahí se vierten muchos de los desechos que generan las industrias humanas y nuestra vida diaria.
Algunos de los más afectados son el Río Lerma Santiago, el Río Atoyac y el Río Tula, pero es difícil saber con exactitud cuántos otros presentan compuestos dañinos para la salud.
“De los ríos que tenemos en el país, creo que no hay ninguno sin contaminar”, dice Isaac Chairez, profesor investigador del Institute of Advanced Materials for Sustainable Manufacturing (IAMSM), campus Guadalajara, del Tec de Monterrey.
Chairez forma parte de un grupo de investigadores, integrado también por Mariel Alfaro, profesora investigadora del IAMSM, y Arizbeth Pérez, profesora investigadora de la Universidad de La Salle, así como alumnos de licenciatura y posgrado, que ha desarrollado un proyecto para crear reactores de oxidación avanzada basados en desechos de la industria de fundición de metales que son altamente efectivos para limpiar el agua contaminada.
En este proyecto, los desechos de una industria se convierten en la materia prima de otra que busca garantizar una buena calidad del agua para la ciudadanía. “Lo que hacemos es usar residuos para tratar residuos”, dice Pérez.
Un reactor de oxidación avanzada para limpiar la contaminación de los ríos de México
La idea surgió cuando Alfaro habló con una empresa que se dedica a la fundición del acero que busca que sus desechos sean aprovechados con fines sostenibles. Los residuos son conocidos como escorias y se dan en forma de pequeñas rocas que en la superficie tienen una gran cantidad de óxidos metálicos.
“Para ellos son un desperdicio, pero nosotros los podemos reaprovechar para potenciar reacciones químicas que limpien el agua”, dice Chairez.
El reactor que diseñaron consiste de un contenedor de vidrio con una columna interna que es empacada con las escorias. A este, le añaden el agua contaminada y le inyectan ozono −un gas con tres átomos de oxígeno− para desencadenar una reacción de oxidación que degrada contaminantes orgánicos.
La combinación de ozono con óxidos metálicos potencia la reacción de oxidación, lo cual resulta en que el proceso de limpieza del agua sea aún más efectivo. “Tanto el ozono, como los óxidos son altamente reactivos, entonces, atacan la materia orgánica o medicamentos y los destruyen”, cuenta Pérez.
En un estudio reciente, los investigadores lo probaron con agua contaminada con bezafibrato, un medicamento utilizado para disminuir los niveles de colesterol y triglicéridos en sangre. Lo que encontraron es que su modelo elimina el 90% del medicamento del agua.
“También estamos trabajando con medicamentos comunes, como el paracetamol y algunos anticonceptivos”, dice Alfaro. Además, los investigadores crearon un algoritmo basado en machine learning que permite evaluar si la reacción química realmente está eliminando el contaminante deseado.
“De esta manera no estamos ciegos ante la efectividad de nuestro proceso”, explica Chairez.
Tan accesible como un celular
El reactor no solo es un ejemplo de economía circular al utilizar desechos de una industria como fuente de materiales de otra, sino que también ayuda a evitar la contaminación del suelo y las aguas subterráneas.
“Normalmente, las industrias de fundición acumulan las escorias al aire libre y, cuando llueve, se hace un lixiviado que se va filtrando en la tierra y alcanza los mantos acuíferos”, dice Pérez.
Por ahora, este ha sido probado en el laboratorio con muestras de agua que contienen solo el contaminante que se busca eliminar, para poder realizar una evaluación precisa de si el proceso realmente sirve para ese elemento en particular.
En los siguientes pasos, después de haberlo probado con distintas fuentes de contaminación, la idea es probarlo con mezclas más complejas y −eventualmente− con muestras de un río contaminado.
En un escenario ideal, su trabajo podría llevar a un módulo flotante de limpieza del agua asequible que sea alimentado con paneles solares y pueda colocarse directamente en ríos o plantas de tratamiento para contribuir a resolver el problema de la contaminación del agua.
“Como investigadores, nosotros debemos ser catalizadores para que después nuestra receta la puedan aplicar empresas interesadas en tratar el agua”, expresa Chairez. “Que se vuelva tan sencillo que sea independiente de nosotros y sea un producto tan accesible como un celular”.
Poner una semilla para resolver los problemas más importantes de la humanidad es el tipo de ciencia que estos investigadores buscan hacer. “Esto es nada más el principio”, dice Alfaro. “El agua es el futuro y tenemos que encontrar nuevas formas de cuidarla”.
