Las hidrotalcitas, claves para proteger el medio ambiente de los metales pesados

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    Balsa de Ezkoriz, en Valle de Egüés (Navarra). / Francis Vaquero
  • Científicos de las universidades de Córdoba y Bochum (Alemania) han creado un sistema con hidrotalcitas, unos compuestos con magnesio y aluminio, que puede ayudar a reducir los metales pesados en ríos y balsas de agua. En concreto, capturan de forma selectiva el plomo y el cadmio, dos potentes contaminantes procedentes de la actividad industrial.

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Las baterías de los coches, las pilas de los diferentes dispositivos o los restos de pinturas o pigmentos usados hasta hace poco tienen cantidades significativas de plomo y cadmio, dos metales pesados. Si no se tratan, pueden acabar en entornos naturales y contaminarlos.

Para reducir la presencia de estas substancias tóxicas, la Universidad de Córdoba (UCO) trabaja con unos compuestos llamados hidrotalcitas, que facilitan su eliminación. Un trabajo conjunto con la Universidad de Bochum (Alemania) ha permitido describir una nueva vía para facilitar la retirada de los metales pesados de una manera más selectiva.

Se han usado dos hidrotalcitas como sustrato para la eliminación electroquímica de metales toxicos de forma selectiva

Las hidrotalcitas ya se empleaban como descontaminantes debido a su estructura laminar. Llamados también hidróxidos dobles laminares o arcillas aniónicas, estos compuestos son capaces de intercambiar aniones en su zona interlaminar con substancia aniónicas como los pesticidas, los tintes o los fosfatos o nitratos de uso agrícola. Por medio de esta capacidad de intercambio, los compuestos tóxicos se podían retirar del medio ambiente.

Ahora, el equipo ha observado nuevas propiedades de estos descontaminantes y ha usado dos hidrotalcitas como sustratos para la eliminación electroquímica de metales toxicos de forma selectiva. “Las hidrotalcitas modifican los electrodos y favorecen la deposición de los metales pesados. Al capturarlos, se pueden recuperar para sus posibles usos posteriores”, explica la catedrática Cristobalina Barriga, investigadora principal del estudio.

En concreto, un equipo del Departamento de Química Inorgánica de la UCO ha observado que la capacidad de electrodeposición permite la retirada selectiva de cadmio y plomo, dos de los metales pesados más contaminantes procedentes de la actividad industrial. Los resultados se han publicado en la revista Physical Chemistry Chemical Physics y forman parte de la tesis doctoral de María de los Ángeles González, dirigida por las profesoras Ivana Pavlovic y Cristobalina Barriga.

Los investigadores emplearon dos hidrotalcitas de magnesio y aluminio o cinc. Según explica Barriga, estos compuestos se forman por la coprecipitación de dos metales, uno bivalente y otro trivalente. Se crearon híbridos de estos hidróxidos dobles laminares. La síntesis en laboratorio de las hidrotalcitas no es muy compleja. Debido a su capacidad para reducir el pH, en el ámbito farmacológico se emplean como medicamento antiácido. La hidrotalcita de magnesio y aluminio está presente, por ejemplo, en el Almax.

Selectivo, pero más caro

El sistema propuesto facilita la deposición de los metales pesados de una manera más selectiva, pero también “es más caro”. Los investigadores consideran, no obstante, que ofrece interés como descontaminantes y que podría ser escalado para la industria.

Retirar contaminantes de balsas de agua o ríos no sólo es beneficioso para el medio ambiente, también lo es para la salud humana. En el organismo, la exposición a estos metales pesados puede producir daños en los pulmones, el hígado y otros órganos vitales.

En un trabajo previo, el equipo investigador probó en el laboratorio la capacidad de adsorción de estos híbridos con tres metales pesados: el cobre, el cadmio y el plomo. La hidrotalcita demostró capacidades interesantes para los científicos: en general, reducía las concentraciones contaminantes de los metales pesados en agua. Era especialmente efectivo en cobre y plomo, pero también presentaba datos significativos en cadmio.

En combinación con el ácido húmico, la hidrotalcita reducía los problemas asociados al empleo de éste en los sistemas acuáticos. Los científicos observaron, además, que este compuesto laminar actuaba también con eficiencia a la hora de adsorber los contaminantes cuando se encuentran simultáneamente en las aguas contaminadas.

Referencia bibliográfica:

González MA, Trócoli R, Pavlovic I, Barriga C, La Mantia F. "Capturing Cd(ii) and Pb(ii) from contaminated water sources by electro-deposition on hydrotalcite-like compounds". Phys Chem Chem Phys. 2016 Jan 21; 18(3):1838-45. doi: 10.1039/c5cp05235a. Epub 2015 Dec 18.

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