Investigadores del grupo de investigación adscrito al ceiA3 Materiales de carbón y medio ambiente RNM-366 de la Universidad de Jaén, junto a un equipo internacional ha evidenciado cómo la capacidad de las telas de carbón activado para limpiar el agua de contaminantes se mejora con la presencia de bacterias, como la E. Coli. El trabajo se ha centrado en la eliminación de los bisfenoles A y S, dos compuestos creados artificialmente y empleados en la fabricación de ciertos plásticos como el de botellas o biberones. Investigaciones recientes alertan del efecto negativo de estas sustancias sobre el sistema endocrino de las personas, especialmente durante la infancia, y de su creciente presencia en ríos o lagos.

Científicos de las universidades de Jaén, vinculada al ámbito ceiA3, Granada y Autónoma de San Luis de Potosí (México) han concluido que adherir bacterias E. Coli a tela de carbón activado mejora su nivel de adsorción de contaminantes químicos en un medio acuoso. Esto lo han demostrado con el bisfenol A (BPA) y el bisfenol S (BPS), dos compuestos muy utilizados a nivel industrial para dotar al plástico de una mayor resistencia, además de una transparencia similar a la del cristal. Algo que los hace adecuados en la fabricación de botellas de agua, discos ópticos como los DVD o luces del tipo LED.

El bisfenol se usa para dar transparencia al plástico. Imagen: Hams Nocete.

Con su trabajo, publicado por la revista Science of the Total Environment bajo el título ‘Removal of bisphenols A and S by adsorption on activated carbon clothes enhanced by the presence of bacteria’, este grupo internacional aporta avances en dos aspectos: comprobar el efecto de la tela de carbón activado en la adsorción de los bisfenoles A y S, en presencia y en ausencia de bacterias, dentro de una disolución acuosa. Los resultados apuntan a que con este método se logra mejorar la capacidad de adsorción de la tela de carbón activado hacia los bisfenoles, en un 33% en el caso del BPA y de un 24% cuando se trata del BPS.

La producción de bisfenol A alcanzaría el próximo año los 7,5 millones de toneladas anuales, según un informe de la consultora Global Industry Analysts. Su empleo en todo tipo de productos, incluidos envoltorios para alimentos, ha derivado, según estos investigadores, en concentraciones peligrosas en el agua, también la destinada a consumo humano. “Está demostrado que estos compuestos químicos alteran el sistema endocrino, a las mujeres por su efecto a nivel de estrógenos pero igual a los hombres, de manera que acaba derivando en muchos tipos de enfermedades o trastornos”, señala a la Fundación Descubre María Victoria López Ramón, investigadora ceiA3 responsable de este trabajo en la Universidad de Jaén.

De izquierda a derecha: José Rivera Utrilla, María Isidora Bautista Toledo, María Victoria López Ramón y Carlos Moreno Castilla.

Esta evidencia ha llevado a muchos fabricantes, así como a entidades reguladoras como la Unión Europea o la Agencia de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos, a restringir su uso. Una limitación que es más estricta en productos infantiles, como los biberones. De este modo, apunta la investigadora: “Se protege en la etapa infantil con más énfasis, porque al estar en proceso de crecimiento los niños son más vulnerables a sus efectos; sin embargo, notamos que etiquetan productos como libres de bisfenol A pero que lo sustituyen por bisfenol S u otro tipo de bisfenoles que están demostrando tener los mismos efectos negativos para la salud”.

Estudios previos han demostrado que la presencia de bacterias mejora los resultados que se obtienen sólo con el carbón activado, un material poroso de origen vegetal o mineral que por su capacidad de adsorción se utiliza en máscaras antigás, en sistemas de control de emisiones de vehículos o en el tratamiento de aguas residuales. Esto se debe a que los microorganismos se alimentan de la materia que se pretende almacenar y que, al mismo tiempo, pueden mejorar determinadas características químico-físicas como la hidrofobicidad.

Un filtro innovador

Con las fibras sintéticas de polímeros orgánicos se pueden producir tejidos que posteriormente se tratan para obtener telas de carbón activado. Esto le otorga una gran versatilidad, por su flexibilidad y su facilidad de adaptar la forma requerida. Además, cuenta con el valor añadido de que su estructura genera una red de poros a escala nanométrica, de gran diversidad de tamaños e interconexiones.

Imagen de microscopía de la tela analizada con bacterias adheridas a las fibras del tejido.

La inmersión de este tejido en elementos acuosos donde ya existen bacterias, como en las aguas fecales, hace que pueda beneficiarse de su acción biológica. Para María Victoria López: “El aspecto más novedoso de nuestro trabajo fue observar que las bacterias adheridas a la estructura de la tela de carbón activado incrementaban la capacidad de adsorción de estos materiales hacia los bisfenoles estudiados”.

La aplicación de esta tecnología, que ha contado con financiación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y de los fondos FEDER, sería posible en la depuración de aguas residuales, donde los microorganismos están presentes de forma natural. “Las bacterias se quedan adheridas a la tela, se están alimentando y no se transfieren al líquido, por lo que un posible uso sería como filtro en columnas donde el agua termine saliendo limpia de bisfenoles”, concluye la científica.

Referencias:

López-Ramón MV, Ocampo-Pérez R, Bautista-Toledo MI, Rivera-Utrilla J, Moreno-Castilla C, Sánchez-Polo M. ‘Removal of bisphenols A and S by adsorption on activated carbon clothes enhanced by the presence of bacteria’, Science of the Total Environment. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.03.125

Fuente: Fundación Descubre