El filtro de grafeno que elimina el uranio del agua del grifo

Los científicos han descubierto una nueva aplicación al material mágico que parece valer para todo: el grafeno. Investigadores de MIT han desarrollado un nuevo método de filtrado de agua a base de espuma de grafeno que según ellos mejora considerablemente a los que se están usando en la actualidad.

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La presencia de uranio y otros minerales pesados en el agua potable es un problema al que se enfrentan muchos países. Los tests de la Agencia de Protección Ambiental y el Servicio Geológico de los Estados Unidos han revelado niveles peligrosos de uranio en el agua potable que llega desde los embalses y acuíferos de todo el país. Países europeos como Alemania han detectado en el pasado niveles de uranio por encima de lo permitido en su agua del grifo.

Este material puede llegar a los depósitos de agua de manera natural, cuando el agua pasa cerca de un yacimiento de uranio subterráneo, o a través de la actividad minera y los residuos de las centrales nucleares. Los investigadores advierten que hay que tener cuidado, la contaminación por uranio es peligrosa para la salúd incluso en pequeñas concentraciones.

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La solución a este problema ha sido pasar el agua por filtros que atrapen el uranio, pero estos tratamientos hasta ahora han resultado costosos. El método presentado por los investigadors del MIT en un estudio publicado en la revista Advanced Materials, promete bajar esos costes y aumentar radicalmente su eficiencia.

"Nuestra espuma puede capturar cuatro veces su propio peso de uranio, y podemos alcanzar una capacidad de extracción de 4.000 mg por gramo, lo que supone una gran mejora respecto a otros métodos", afirma el profesor Ju Li, uno de los autores del estudio. "También hemos logrado un gran avance en cuanto a la reutilización, ya que la espuma puede pasar por siete ciclos sin perder su eficacia de extracción".

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Para crear este filtro el equipo tomó como inspiración un trabajo anterior en el que estudiaron el comportamiento de la espuma de grafeno que se usa en las batería de litio-sulfuro. Observaron que este material era capaz de atraer ciertos químicos y pensaron que funcionaría bien también con el uranio.

Para poner en práctica su teoría aplicaron una carga eléctrica a través de la espuma haciendo que se dividieran las moléculas del agua y liberando hidrógeno. Este proceso aumentaba el pH local e inducía un cambio químico que sacaba los iones de uranio de la solución. Los investigadores descubrieron que el uranio se quedaba pegado a la superficie de la espuma y cristalizaba en hidróxido de uranio. Para hacer que estos cristales se desprendieran de la espuma, lo único que tuvieron que hacer es invertir la carga eléctrica.

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Aunque en su investigación también comprobaron que el método funciona también con agua salada, la idea de los investigadores es emplear esta misma tecnología para su uso doméstico con un sistema que se acople a los grifos. "Algunos de estos filtros ya tienen carbón activado, así que quizá podríamos modificarlos y añadirles electricidad de bajo voltaje para filtrar el uranio", asegura Li.

El equipo también está valorando otras aplicaciones de su método. "Podemos modificar nuestros filtros para que sean selectivos con otros metales pesados como el plomo, el mercurio y el cadmio", dice Li. "En el futuro, en lugar de un filtro de agua pasivo, podríamos utilizar un filtro inteligente alimentado por electricidad limpia que ponga en marcha la acción electrolítica, que podría extraer múltiples metales tóxicos, indicarte cuándo regenerar el filtro y darte garantías de calidad en el agua que estás bebiendo."