Las nuevas esponjas que absorben derrames de petróleo en el mar

Los derrames de petróleo, por muy accidentales que sean, son difíciles de limpiar y provocan daños severos y duraderos a los ecosistemas marinos y las comunidades cercanas. Hasta ahora, cuando se ha necesitado actuar en un desastre ecológico de este tipo, no se ha hecho otra cosa que llevar a cabo métodos de limpieza convencionales, como absorber aceite con materiales bastante costosos y no reciclables, que hasta pueden empeorar el daño causado por el propio derrame.

En 2020 pudimos presenciar cómo un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica Nanyang de Singapur (NTU) y de la Universidad Sungkyunkwan de Corea del Sur habían creado partículas de gel blando ecológicas a partir de granos duros de polen. Ahora, han dado un paso más y han utilizado esas partículas de polen para fabricar esponjas que podrían absorber los derrames de petróleo y además biodegradarse una vez que hayan cumplido su cometido.

Polen, ese recurso renovable y abundante

Esta alternativa ecológica comienza con la recolección de granos de polen de girasoles recubiertos con un cemento pegajoso a base de aceite de origen natural; luego, esos granos se incuban en condiciones alcalinas durante tres días para eliminar dicho cemento, dejando como resultado una sustancia interior similar a un gel. Así, la fabricación de la esponja hecha a base de granos duros de polen se lleva a cabo a través de un proceso químico similar a la fabricación de jabón. Más tarde, se recubre con un ácido graso ideal para repeler el agua, asegurándose que lo único que captura la esponja sea aceites y otro tipo de disolventes orgánicos y no el agua en el que se deposita. Tras calentar el material a 200 ºC brevemente, se consigue la estabilidad estructural deseada y se duplica la resistencia a la deformación.

¿Funciona?

Esta esponja hidrófoba hecha de polen de girasol demostró, en experimentos realizados en laboratorio, que absorbía satisfactoriamente contaminantes de aceite de varias densidades, como gasolina, aceite de motor o hexano (una sustancia química que se encuentra en el petróleo crudo), a una velocidad comparable a la de los absorbentes de prolipopileno disponibles en el mercado. La esponja tenía una capacidad de absorción que oscilaba entre 9,7 y más de 29,3 g/g, mientras que los absorbentes de polipropileno comerciales, que son esencialmente derivados del petróleo, tienen una capacidad de absorción que oscila entre 8,1 y 24,6 g/g. Durante los experimentos, la esponja absorbió instantáneamente el aceite de motor en 2 minutos.

La eficacia de la esponja también se probó empapándola repetidamente en aceite de silicona y exprimiendo el aceite.

“Al ajustar las propiedades materiales del polen, nuestro equipo desarrolló con éxito una esponja que puede apuntar selectivamente al aceite y las fuentes de agua contaminadas y absorberlo”, aclaró Cho Nam-joon, líder del estudio publicado en la revista Advanced Functional Materials. "El uso de un material que se encuentra en abundancia en la naturaleza también hace que la esponja sea asequible, biodegradable y ecológica".

Pequeñas por el momento, pero con potencial incalculable

Si bien las esponjas resultantes tienen cada una un diámetro de 1,5 centímetros de diámetro por 5 milímetros de alto, podrían hacerse considerablemente más grandes para aplicaciones comerciales. Son increíblemente porosas y gracias a la adición del ácido esteárico, repelen el agua. De esa manera, cuando las esponjas están en agua contaminada con aceite, absorben única y exclusivamente el aceite, no se empapan ni se ablandan con el agua.

Y, a diferencia de los materiales derivados del petróleo, las esponjas de polen están hechas de materia renovable que se descompone una vez que se desecha. Cada esponja se puede exprimir y reutilizar al menos diez veces antes de tirarla.

"En conjunto, estos resultados demuestran que la esponja de polen puede absorber y liberar selectivamente contaminantes de aceite y tiene niveles de rendimiento similares a los absorbentes de aceite comerciales, al tiempo que demuestra propiedades convincentes como bajo costo, biocompatibilidad y producción sostenible", añadio Cho.

Una alternativa ecológica a las opciones actuales

Los científicos están esperanzados en el uso a mayor escala gracias al diamante del reino vegetal, el polen, consiguiendo una capa dura de partículas de microgel, un material que podría emplearse como ladrillo de construcción para una futura y nueva categoría de materiales ambientalmente sostenibles. Y a un precio relativamente bajo, ya que el polen es un material abundante, pues una tonelada métrica de polen de girasol al por menor cuesta menos de 8 euros.

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Por el momento, tienen planeado ampliar el tamaño de las esponjas de polen y buscar socios internacionales y organizaciones no gubernamentales para realizar pruebas piloto con esponjas de polen en entornos reales.