Un innovador sistema de purificación de agua desarrollado en China podría transformar la forma en que se tratan contaminantes pesados como el uranio, combinando bacterias con luz solar y nanopartículas minerales. Este avance, presentado en la publicación científica Science Bulletin, ofrece una solución más eficiente y sostenible para áreas afectadas por la minería y actividades industriales.
Un sistema biohíbrido contra la contaminación
Científicos de la Southwest University of Science and Technology, liderados por el profesor Wenkun Zhu, han creado un sistema biohíbrido capaz de descontaminar agua contaminada con uranio. Este método une bacterias de la especie Shewanella putrefaciens con nanopartículas de sulfuro ferroso (FeS), que se generan como parte del metabolismo microbiano. Estas nanopartículas actúan como un fotocatalizador en presencia de luz solar, permitiendo una transformación química que inmoviliza los metales pesados, reduciendo así su movilidad en el agua.
El proceso combina elementos biológicos y químicos. Las nanopartículas absorben energía solar y emiten electrones, los cuales transforman el uranio del estado hexavalente, más soluble y móvil, al estado tetravalente, menos soluble, provocando su precipitación. Este paso permite detener el desplazamiento del contaminante por las corrientes de agua.
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- Las bacterias generan nanopartículas que actúan como fotocatalizadores.
- La luz solar impulsa reacciones químicas de reducción del uranio.
- El contaminante se inmoviliza al transformarse en un estado menos móvil.
Ciclo autosostenido y eficiencia probada
Una de las características más destacadas del sistema es su capacidad de autosostenerse. Parte de los electrones generados alimentan directamente la reducción del uranio, mientras que otra porción es utilizada por las bacterias para incrementar su metabolismo, regenerando las nanopartículas de sulfuro ferroso que se oxidan en el proceso. Esto crea un ciclo continuado que refuerza el mecanismo gracias a la luz solar.
Los ensayos realizados con agua contaminada de zonas mineras evidenciaron la eficacia del sistema. Los resultados indicaron que el sistema biohíbrido logró alcanzar un 94% de eliminación del uranio, en comparación con el 48% que alcanzan las bacterias sin las nanopartículas. Además, pruebas de toxicidad con crecimiento vegetal confirmaron una notable reducción en el impacto de los contaminantes tras el tratamiento.
- Eficiencia de eliminación: 94% con el sistema biohíbrido.
- Eficiencia solo con bacterias: aproximadamente 48%.
- Mejora en pruebas de toxicidad con agua tratada.
Perspectivas para la minería y tratamiento de aguas residuales
Los científicos sugieren que esta tecnología podría ser utilizada en múltiples aplicaciones, como el tratamiento de aguas residuales en zonas mineras y la creación de barreras biológicas para proteger acuíferos. Además, el sistema podría implementarse en humedales artificiales o canales de drenaje diseñados para minimizar el impacto ambiental, especialmente en áreas afectadas por la extracción de metales pesados.
Aunque todavía se encuentra en fase de investigación, el uso combinado de microorganismos, materiales minerales y energía solar podría constituir una solución altamente sostenible y rentable para enfrentar la contaminación persistente en diversas regiones. Este avance demuestra la capacidad de la ciencia para aplicar mecanismos naturales en la búsqueda de soluciones innovadoras frente a desafíos ambientales como los que enfrenta la industria minera.
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