La electrólisis resuelve uno de los mayores problemas heredados
Un nuevo método electroquímico convierte el DDT y el lindano en benceno y otros precursores químicos
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Contaminantes orgánicos persistentes como el DDT o el lindano siguen contaminando el medio ambiente y a los seres humanos durante décadas después de su uso. Investigadores de la ETH han desarrollado un nuevo proceso electroquímico que deshalogeniza por completo estas toxinas persistentes y las convierte en valiosos productos químicos industriales.
El proceso utiliza equipos de bajo coste, evita reacciones secundarias y puede aplicarse a vertederos, suelos o lodos contaminados. Las plantas móviles podrían utilizarse in situ en el futuro, un paso importante hacia la rehabilitación de lugares contaminados y una economía circular sostenible.
Antes se consideraban curas milagrosas insecticidas como el lindano o el DDT, que se produjeron y utilizaron por millones en el siglo XX. Pero lo que se aclamó como un progreso desembocó en un desastre medioambiental mundial: los contaminantes orgánicos persistentes (COP) son tan estables químicamente que permanecen en el suelo, el agua y los organismos vivos durante décadas. Se acumulan en el tejido graso de los animales y entran así en la cadena alimentaria humana. Muchas de estas sustancias están prohibidas desde hace mucho tiempo, pero sus rastros aún pueden encontrarse hoy en día, incluso en la sangre humana.
La remediación de estos lugares contaminados en el suelo, el agua y los vertederos es una de las grandes asignaturas pendientes de la protección del medio ambiente. ¿Cómo pueden neutralizarse toxinas muy estables sin crear nuevos problemas? Investigadores de la ETH de Zúrich, dirigidos por Bill Morandi, catedrático de Química Orgánica Sintética, han hallado un método prometedor. Utilizando un novedoso método electroquímico, han conseguido no sólo descomponer los contaminantes persistentes, sino también convertirlos en valiosas materias primas para la industria química.
Los contaminantes se convierten en materias primas
Una diferencia importante con respecto a trabajos anteriores es que la estructura de carbono de los contaminantes se recicla y se hace reutilizable. Los componentes halogenados se unen en forma de sal inorgánica inocua. "Los métodos anteriores también eran ineficaces desde el punto de vista energético", afirma Patrick Domke, estudiante de doctorado del grupo de Morandi, y explica: "Los procesos eran caros y seguían dando lugar a resultados perjudiciales para el medio ambiente".
Junto con el especialista en electroquímica Alberto Garrido-Castro, antiguo postdoctorando de este grupo, Domke desarrolló un proceso que vuelve completamente inocuos los contaminantes en cuestión. Los dos investigadores pudieron aprovechar los muchos años de experiencia del profesor Morandi de la ETH, que lleva muchos años trabajando en la conversión de este tipo de compuestos. "El avance decisivo se produjo con el uso de la corriente alterna en la electrólisis. Esta descompone los átomos halógenos en sales inocuas como el NaCl (sal común) y produce al mismo tiempo valiosos hidrocarburos", explica Morandi.
Descomponer toxinas con electricidad
La electrólisis permite la deshalogenación casi completa de contaminantes en condiciones suaves, ecológicas y rentables. Divide los enlaces estables carbono-halógeno. Sólo quedan sales inocuas como la sal común e hidrocarburos útiles como el benceno, el difeniletano o el ciclododecatrieno. Éstos, a su vez, son productos intermedios muy codiciados en la industria química, por ejemplo para plásticos, pinturas, revestimientos o aplicaciones farmacéuticas. Por lo tanto, la tecnología no solo contribuye a la recuperación de emplazamientos contaminados, sino también a una economía circular sostenible. "Lo que hace que nuestro proceso sea tan especial desde el punto de vista técnico es que hemos conseguido utilizar corriente alterna, es decir, electricidad doméstica normal. De hecho, no existe un recurso más barato en la industria química", explica Garrido-Castro. "Además, la corriente alterna protege los electrodos del desgaste, por lo que podemos reutilizarlos para muchos ciclos de electrólisis posteriores. La corriente alterna también suprime las reacciones secundarias no deseadas o la formación de gas cloro tóxico, de modo que los contaminantes pueden convertirse completamente en sales inorgánicas." El reactor utilizado por los investigadores consiste en una célula de electrólisis no dividida que utiliza dimetilsulfóxido (DMSO) como disolvente, que a su vez es un subproducto del proceso de fabricación de pasta en la producción de papel.
La economía circular pensada hasta el final
El proceso puede aplicarse no sólo a sustancias puras, sino también a mezclas de suelos contaminados. De este modo, los suelos o los lodos pueden tratarse sin necesidad de limpieza previa ni de otros procesos de separación. Ya se ha probado con éxito un prototipo del reactor con toxinas ambientales clásicas como el lindano y el DDT. "Nuestro sistema es móvil y puede montarse in situ. Esto elimina la necesidad de transportar las sustancias peligrosas", explica Domke.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
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