Biochar magnético: Un avance innovador en la descontaminación de aguas residuales

Un grupo de investigadores de la Universidad de Teherán ha desarrollado un innovador material con propiedades magnéticas capaz de eliminar eficazmente el plomo (Pb II) de aguas residuales contaminadas.

Este avance, publicado en Scientific Reports, representa una solución prometedora para mitigar la contaminación por metales pesados en ecosistemas acuáticos y fuentes de agua potable y aguas residuales. La clave de este descubrimiento radica en un biochar magnético obtenido a partir de residuos naturales, combinando sostenibilidad y eficiencia.

Biochar magnético: una solución innovadora para la limpieza de aguas residuales y más

El biochar es un material carbonoso producido mediante la pirólisis de residuos orgánicos en ausencia de oxígeno. Aunque ya se ha utilizado en la adsorción de contaminantes, su recuperación del agua representa un reto.

Para abordar este inconveniente, el equipo liderado por Mahsa Sanaei incorporó siderita (FeCO3) durante su fabricación, dotando al biochar de propiedades magnéticas. Esto permite su recuperación mediante un simple imán, facilitando su reutilización y reduciendo los costos del proceso.

Proceso de fabricación y características del material

El biochar magnético se obtuvo mezclando siderita con aserrín en una proporción de 1:2 en agua desionizada. Posteriormente, la mezcla fue sometida a pirólisis a 550 °C en atmósfera de nitrógeno.

El resultado fue un material compuesto por hematita, magnetita y maghemita, lo que le confiere sus propiedades magnéticas. Además, su superficie se enriqueció con grupos funcionales que mejoran su capacidad de adsorción de metales pesados de las aguas residuales.

Evaluación de la eficacia del biochar magnético

Para comprobar su eficacia, los científicos realizaron experimentos en laboratorio, analizando su rendimiento en la eliminación de plomo bajo diferentes condiciones de pH y temperatura. Utilizando soluciones de Pb(NO3)2 con concentraciones iniciales de 100 mg/L, se midieron los niveles residuales de plomo con un ICP (Inductively Coupled Plasma).

Los resultados fueron alentadores: el biochar magnético logró una tasa de adsorción del 96,92 % a un pH de 5,0 y una temperatura de 45 °C. Además, los datos cinéticos indicaron que el proceso sigue un modelo de segundo orden, sugiriendo que la quimisorción es el principal mecanismo de adsorción, facilitando la formación de complejos en su superficie y la posterior limpieza de aguas residuales.

Un material reutilizable y sostenible

Una de las grandes ventajas de este material es su capacidad de reutilización. Las pruebas demostraron que conserva su eficacia tras cinco ciclos de uso, lo que lo convierte en una opción económica y sustentable para la descontaminación de aguas residuales industriales. Además, su aplicación podría extenderse a otros metales tóxicos como el cadmio y el mercurio.

Perspectivas futuras

Este desarrollo podría transformar el tratamiento del agua contaminada, ofreciendo una solución accesible y eficiente. Los investigadores destacan que futuras investigaciones podrán optimizar su producción y evaluar su uso en escenarios reales, como el tratamiento de aguas residuales industriales y la remediación de suelos contaminados. Con este avance, el biochar magnético se perfila como una herramienta clave en la lucha contra la contaminación ambiental.