Científicos de la UNAM crean filtro para purificar el agua con el sargazo

Investigadores del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA) de la UNAM, han diseñado y fabricado un filtro sencillo, económico y ecológico a base del alga  Sargassum spp., fomado principalmente por las especies, S. natans y S. Fluitans, comúnmente conocido simplemente como sargazo y que se concentra en grandes cantidades en las costas del Caribe mexicano.

En sus pruebas encontraron que un solo gramo de sargazo puede remover los contaminantes de cuatro a cinco litros de agua. Por ejemplo, han removido cationes metálicos como mercurio, cadmio, plomo y arsénico; además, de colorantes tipo azo como naranja de metilo, azul de metilo y rojo de metilo, que son muy tóxicos.

La doctora Miriam Rocío Estévez González, investigadora del CFATA y líder del proyecto, explica que con este biofiltro también han lograron remover fármacos que se encuentran en el agua contaminada.

Al respecto, comenta que México es uno de los países donde más se venden fármacos sin receta y derivado de la pandemia por Covid-19 ha aumentado el consumo de analgésicos y antiinflamatorios como paracetamol, ibuprofeno y diclofenaco.

“De lo que consumimos de estos fármacos, entre 80 y 90% lo desechamos por la orina y todo eso va a contaminar también el agua, lo cual tiene consecuencias graves. Entonces estuvimos probando nuestros filtros y también logramos remover fármacos de manera muy eficiente”, puntualiza.

Capacidad de absorción

En este proyecto de investigación también participa el doctor José Luis López Miranda, quien propuso el diseño del prototipo para intentar remover distintos contaminantes. 

La doctora Estévez González destaca que de acuerdo con el contaminante que desean eliminar, el sargazo recibe un tratamiento químico diferente. Además, lo importante es que no usan químicos como ácidos y bases, pues buscan que no sea dañino para el medio ambiente.

Pero ¿qué características tiene el sargazo para poder ser utilizado como filtro? Investigaciones previas han demostrado que algas como el sargazo tienen la capacidad de ser biosorbentes, es decir, son capaces capturar sustancias y atraparlas en sus paredes celulares.

De hecho, la doctora Estévez explica que durante este trabajo de investigación se dieron cuenta de que el sargazo que han recolectado y con el que trabajan ya traía algunos rastros de ciertos metales como arsénico, plomo, etcétera.

De esta manera, la estructura del sargazo consiste en capas laminares que le permiten absorber estos contaminantes, además de que también posee diferentes grupos químicos especiales que logran atraparlos. 

Además de que a nivel laboratorio también se le da un tratamiento químico al sargazo para estimular este poder de absorción del alga frente a diversos contaminantes.

“Con el tratamiento previo que le doy al sargazo estimulo o expongo un poco más estos grupos que están ávidos de poder atrapar a ciertos contaminantes, es decir, permito que estén ahí disponibles y lleguen y los atrapen. 

Eso es básicamente lo que hacemos, pero ya en sí el propio sargazo tiene esa capacidad de poder absorber. Lo que nosotros conseguimos es mejorar la eficiencia y hacerlo un poco más específico, dependiendo de para qué vamos a usar el filtro, para cationes metálicos, para colorantes, para herbicidas, fármacos, etc.”, puntualizó la investigadora.

Aprovechamiento del sargazo

El biofiltro que diseñaron en CFATA es una estructura de plástico que se abre y adentro tiene un contenedor, en el cual se coloca el sargazo. 

Ambos extremos del filtro se conectan a un sistema, y por un lado entra el agua contaminada, la cual una vez que pasa por el sargazo, se filtra y sale limpia por el otro extremo. 

Cabe destacar que esa agua no es potable, sino que sólo se le remueven los contaminantes antes mencionados.

Este filtro está acondicionado para poder conectar otros en serie, pero su uso de esta forma dependerá del tipo de contaminante que se quiera remover.

“Nosotros lo que quisimos es hacer un sistema dinámico y dependiendo de los contaminantes tenemos que hacer el estudio para ver cuánto sería el flujo, cuántos filtros en serie se necesitan, qué cantidad de sargazo, etcétera”.

Los investigadores han observado que el sargazo empleado en el biofiltro puede utilizarse entre 3 o 4 veces más, ya que a partir de la cuarta vez baja considerablemente su eficiencia, lo cual también puede depender de qué tan concentrada esté la solución que se quiere limpiar. 

Para volver a usarlo es necesario colocarlo en agua limpia, ligeramente tibia y en agitación, y después de este proceso puede volver a ser colocado en el biofiltro.

“Debemos tomar en cuenta que esa agua en donde se esté lavando el sargazo va a quedar contaminada, entonces lo que se recomienda es incinerar, o tener un lugar adecuado para todos estos filtros con estos contaminantes. 

Así, debemos considerar alguna alternativa dependiendo de si se usa en una industria o en la casa”, explica la universitaria.

Opción económica y ecológica

El sargazo es recolectado en Puerto Morelos, para lo cual cuentan con el apoyo de la doctora Brigitta Ine Van Tussenbroek Ribbink, del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la UNAM. En este lugar primero lo comprimen y hacen que pierda entre 80 y 90% de su humedad.

Una vez con esta preparación es enviado al CFATA, que se ubica en Querétaro, en donde es secado, ya sea a temperatura ambiente o en hornos, y posteriormente se le da el tratamiento químico para poder ser utilizado en el biofiltro.

“También hicimos varias pruebas porque pensamos que si lo pulverizábamos, lo metíamos en estos contenedores ya hecho polvo, y lo funcionalizábamos (hacer una modificación química), sería más eficiente, pero encontramos que no, que el sargazo así directamente, ya nada más seco, sin moler, sólo con el tratamiento que le damos y con la cantidad conocida (1 gramo para 4 o 5 litros de agua), sí funciona”, explica.

Otra de las ventajas de este biofiltro es que puede ser empleado tanto en el aspecto industrial como doméstico, además de que tiene un bajo costo, por lo que es un sistema de filtración económico y eficaz, en el que se emplea el sargazo para eliminar contaminantes que crean graves problemas al medio ambiente. 

Los resultados de este trabajo de investigación fueron publicados en el artículo Evaluation of a Dynamic Bioremediation System for the Removal of Metal Ions and Toxic Dyes Using Sargassum Spp, en el Journal Marine Science and Engineering.