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El arsénico, elemento químico natural y clasificado como metaloide, se encuentra ampliamente distribuido en la corteza terrestre, el aire, el agua y el suelo.
De todos es bien conocido que se trata de un peligroso contaminante presente de forma natural en acuíferos de todo el mundo y, además suele asociarse a residuos de minas, sobre todo de oro y cobre.
Sin embargo, eliminarlo del agua potable no es suficiente, puesto que, tras retirarse, no desaparece, al acumularse en forma de lodos altamente tóxicos. Estos subproductos son difíciles de gestionar y es costoso almacenarlos de manera segura. Por suerte, una reciente investigación nos pone sobre la pista de una posible solución a largo plazo.
La revista científica Science Advances ha publicado un estudio llevado a cabo por investigadores del Servicio Geológico de Dinamarca y Groenlandia, en el que se propone un proceso químico para transformar el arsénico en arsénico metálico, una materia prima cada vez más demandada por la industria tecnológica.
Case van Genuchten, autor principal del estudio, afirma en el comunicado publicado en el instituto de investigaciones Canadian Light Source que "el arsénico se ha considerado un contaminante tóxico durante décadas. Se le conoce como el Rey de los Venenos y el Veneno de Reyes. Se encuentra muy comúnmente en aguas subterráneas y en minas de oro y cobre de todo el mundo".
Y a pesar de esa toxicidad, no parece que se esté exagerando cuando se alaban sus posibles utilidades. Se sabe que en los últimos años, varios países han incluido el arsénico en sus listas oficiales de materias primas críticas, debido a su uso en semiconductores, baterías avanzadas y otras tecnologías ligadas a la transición energética.
Sin embargo, empecemos describiendo cuál es el punto de partida del problema. El arsénico puede eliminarse con relativa facilidad de las aguas subterráneas destinadas al consumo humano, a través de tratamientos convencionales. Sin embargo, durante ese proceso se genera un subproducto en forma de lodo cargado de arsénico, que sigue siendo peligroso.
Los científicos saben que el arsénico no se puede anular fácilmente. Por lo tanto, una vez separado del agua, hay que guardarlo como residuo durante años. Y esto implica altos costes. Ahora, en lugar de limitarse a almacenarlo, los investigadores pensaron en aprovechar ese residuo. Es aquí donde entra en juego el método desarrollado para convertir los lodos con arsénico en arsénico metálico, un material que sí puede usarse en la industria.
Y este, por lo que sabemos, no es cualquier arsénico metálico. En lugar de obtener una estructura cristalina convencional, la técnica produce una forma amorfa. Y esta es una diferencia clave, ya que las propiedades físicas y electrónicas del material cambian. Es este cambio el que abre la puerta a aplicaciones específicas en dispositivos electrónicos y en sistemas de almacenamiento de energía.
Los investigadores, con el objetivo de entender en detalle las características de este material, utilizaron las instalaciones de la Canadian Light Source, un instituto de investigaciones de primer nivel localizado en la Universidad de Saskatchewan. Para su trabajo, utilizaron la línea de luz Brockhouse, un instrumento científico que sirve para estudiar materiales a nivel atómico.
Case van Genuchten, asegura que necesitaban "una técnica muy específica para estudiar el material vítreo, y el equipo de CLS facilitó nuestro trabajo muy rápidamente". Gracias a las mediciones realizadas, los investigadores confirmaron que el arsénico obtenido a partir de residuos mantiene las propiedades necesarias para su uso industrial. Y esto podría ser clave para la transición hacia energías limpias y las tecnologías que necesitan de materiales químicos.
Algunos de esos materiales son escasos, difíciles de obtener o dependen de pocos países. Es por eso que encontrar nuevas maneras de obtenerlos es cada vez más importante. En ese contexto, aprovechar un residuo peligroso y convertirlo en una materia prima encaja con la idea de reutilizar y no desperdiciar recursos. Es una de las grandes bases de la denominada economía circular.
Eso sí, los investigadores recuerdan que el arsénico sigue siendo peligroso. Es decir, que su método no lo convierte, de repente, en inofensivo. Lo que hacen es sacarlo del medioambiente, controlarlo mejor y darle un uso industrial seguro y útil. Y ahora quieren probar su método en plantas reales de tratamiento de agua.
El objetivo es que ese residuo deje de ser un gasto y tenga un valor tangible. Se sabe que hay grandes cantidades de arsénico almacenadas en muchos países y que, hasta ahora, no había una clara solución. Es por eso que el estudio nos deja una importante idea de fondo: incluso los residuos más problemáticos pueden formar parte de la solución. Solo hace falta conocimiento, ciencia y tecnología.
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