Las Zeolitas: los filtros moleculares que salvarán nuestros océanos.
En los últimos años, el aumento acelerado de la contaminación de cuerpos acuosos naturales ha sido más notorio que antes, ya que, tomando en cuenta el estado actual de los ríos, en los cuales antes corrían grandes cantidades de agua cristalina, ahora se han convertido en corrientes negras con un olor desagradable, o el caso de los lagos, en donde la vida abundante que existía, ahora se ha convertido en un foco de infección para los seres que subsisten a base de ellos. Debido a tales circunstancias, el ecosistema de la Tierra se ha visto afectado enormemente, por lo cual se ha buscado revertir estos efectos eliminando los contaminantes, sin embargo, es muy difícil purificar grandes cantidades de agua para que vuelvan a sus condiciones iniciales.
Investigadores desde diferentes ramas de la ciencia han diseñado métodos de purificación de agua, de los cuales, uno de los más destacados es la filtración usando zeolitas, el cual es un método natural y sostenible para transformar el agua contaminada a potable. La zeolita pertenece a una familia de minerales (aluminosilicatos), los cuales al deshidratarse se convierten en un cristal con una estructura de poros con diámetros de hasta 3 Å (Bosch, P. & Schifter, I., 2003) característica que le proporciona a este material la capacidad de filtrar moléculas específicas. Otra de las grandes cualidades de la zeolita es que se puede obtener tanto de manera natural, a partir de rocas volcánicas, como de manera sintética, en un laboratorio, donde incluso se puede modificar su estructura y composición, de tal manera que sus propiedades de filtrado de contaminantes se puedan ajustar a las necesidades.
Tomando en cuenta el mencionado tamaño de poros que tienen estos materiales, se pueden llevar a cabo varias aplicaciones con grandes ventajas en diferentes sectores. A primera vista, la zeolita pareciera un colador, debido a que, si tenemos moléculas de agua y de otro material que tenga moléculas más grandes, éstas podrían separarse al pasar a través de dicho mineral. Tomando en cuenta este efecto, en algunos proyectos se ha realizado la remoción de arsénico mediante adsorción sobre zeolita natural acondicionada para ayudar a la descontaminación del agua que consumimos y empleamos día a día. Este método es capaz de fijar una capa de óxidos de hierro que modifica las características superficiales de la zeolita, transformando su carga eléctrica superficial neta a valores positivos, favoreciendo así la adsorción de especies de arsénico (negativas) mediante interacciones electrostáticas. Experimentos han demostrado que es posible tratar 212 litros de agua, obteniendo una concentración de arsénico inferior al límite máximo permisible (0.040 mg/L, reportada por la NOM127-SSA1-1994), siendo ésta de 0.5 mg/l. Además de los evidentes resultados, es importante destacar que el proceso no requiere más de 4 minutos de tiempo de contacto del agua con el lecho para llevar a cabo la transferencia del arsénico a la zeolita (Huerta, M. D. L. R., & Soberanis, M. P., 2005).
El tratamiento de agua no es la única aplicación importante de este mineral ya que, con ayuda de los filtros de zeolita se pueden eliminar partículas de hasta 3 micras, como pueden ser iones de amoníaco, convirtiéndose así, en el sistema de filtración para piscinas del siglo XXI (Adilson Curi, et al, 2006). Las zeolitas naturales se están usando cada vez más para reducir costos, siempre y cuando no haya alguna desventaja técnica.
Las propiedades de la zeolita podrían convertir a este mineral en una herramienta muy importante en la lucha contra la contaminación del agua, su obtención es de bajo costo, es reutilizable y se puede modificar de acuerdo a las necesidades de descontaminación, sin embargo, es necesario realizar más estudios que nos permitan diseñar un sistema más eficiente, universal y reproducible. Aún hay mucho por hacer para poder aprovechar al máximo las características físicas y químicas que nos ofrece la zeolita, no obstante, si se sigue investigando lo suficiente, pronto será un material muy importante en el área de remediación del agua.
Referencias:
[1] Adilson Curi, Wilmer J. V. Granda, Hernani M. Lima y Wilson T. Sousa. (2006). Las Zeolitas y su Aplicación en la Descontaminación de Efluentes Mineros
[2] Bosch, P. & Schifter, I. (2003). ¿Qué es una zeolita?. En La Zeolita Una piedra que hierve(84). México : Fondo de Cultura Económica.
[3] Huerta, M. D. L. R., & Soberanis, M. P. (2005). Tratamiento de agua para remoción de arsénico mediante adsorción sobre zeolita natural acondicionada.
Acerca de los autores:
David González Olvera. Es estudiante de la Licenciatura de Nanotecnología e Ingeniería Molecular y la Licenciatura de Química en la Universidad de la Américas Puebla (UDLAP). Actualmente está llevando a cabo una investigación sobre el revestimiento de ITO en placas de vidrio funcionalizadas con aluminio o fluoruro para obtener películas conductoras transparentes por pirólisis, al igual que está desarrollando un proyecto en la Universidad Autónoma de Baja California enfocado a evaluar la efectividad de un nanomaterial in vivo en un modelo alotrasplantado de algún tipo de cáncer. También pertenece al capítulo estudiantil Catalyst de la American Chemical Society y actual presidente de la mesa directiva de la Licenciatura de Nanotecnología e Ingeniería Molecular UDLAP.
david.gonzalezoa@udlap.mx
Daniela Guadalupe Luna Gazcón. Estudiante de la Licenciatura de Nanotecnología e Ingeniería Molecular y la Licenciatura de Química en la Universidad de la Américas Puebla (UDLAP). Actualmente está llevando a cabo, mediante el programa de honores, una investigación sobre preparación de nanomateriales, a partir de desechos plásticos y agrícolas, y nanoestructuras de carbono, como nanotubos, nanolistones, grafeno y fullerenos mediante CVD a presión atmosférica. También es un integrante del capítulo estudiantil Catalyst de la American Chemical Society y actual coordinadora estudiantil de la mesa directiva de la Licenciatura de Nanotecnología e Ingeniería Molecular UDLAP.
daniela.lunagn@udlap.mx
Héctor Javier Vargas Reyes. Estudiante de la Licenciatura de Nanotecnología e Ingeniería Molecular y la Licenciatura de Química en la Universidad de la Américas Puebla (UDLAP). Actualmente se encuentra estudiando los cambios de la contaminación ambiental tras la contingencia por COVID-19 en el estado de Nuevo León con la organización Clubes de Ciencia México. También pertenece actualmente a la mesa directiva de Nanotecnología e Ingeniería Molecular como coordinador de eventos en UDLAP.
hector.vargasrs@udlap.mx
