La presencia de pequeñas cantidades de metales pesados en las aguas residuales implica un problema serio para la posterior reutilización de estas aguas, por lo que encontrar métodos de eliminación de metales pesados es objeto de estudio desde hace décadas.

Existen numerosas técnicas para eliminar o reducir la cantidad de estos metales en el agua. La precipitación química, el intercambio de iones y la adsorción son las técnicas más utilizadas en la práctica para el tratamiento de aguas residuales.

Uno de los métodos químicos utilizados es la precipitación de ferritas de estos metales, que son compuestos magnéticos que pueden separarse fácilmente del medio mediante un imán. El procedimiento es sencillo y se basa en la adición de una sal de Fe³⁺ y un medio básico (OH^–) al agua contaminada con iones metálicos (M^x+), lo que permite la formación de ferritas metálicas (MFe²O⁴).

En general, esta metodología se ha utilizado para tratar altas concentraciones de iones metálicos. Como resultado, las ferritas producidas contienen impurezas, y no hay control de las propiedades del material obtenido.

En un estudio reciente, investigadores del grupo MATELEC en la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) en España han ideado una nueva metodología rápida, sencilla y que no genera residuos, ya que los materiales que se forman son recuperados fácilmente y pueden ser reutilizados.

El equipo de Luis Duque ha determinado cómo mediante la aplicación de una corriente eléctrica se reduce la toxicidad de las aguas y, simultáneamente, se forman ferritas de composiciones y morfologías controladas, y por tanto de propiedades bien definidas.

Esto último, según los autores del estudio, aporta un valor añadido, ya que permite su uso en campos como biomedicina, catálisis o incluso el tratamiento de aguas para la eliminación de agentes contaminantes emergentes, como antibióticos y hormonas o subproductos de la industria.

Esta metodología ofrece además la posibilidad de recuperar altas cantidades de iones de cobalto y níquel en una celda de flujo continuo que permite la recuperación en volúmenes mayores de contaminantes.

La metodología desarrollada para la eliminación de cobalto y de níquel, elementos muy abundantes en aguas de zonas mineras, es muy sencilla. Se emplean dos láminas de hierro que se introducen en una celda o recipiente que contiene el agua contaminada, y se hace circular una corriente eléctrica de intensidad constante. La lámina de hierro con polaridad positiva generará iones Fe²⁺, mientras que el hierro con polaridad negativa proporcionará iones OH^– causados por la reducción del agua.

“La presencia de otro metal como níquel o cobalto en aguas residuales reaccionará con estos iones para producir la ferrita correspondiente”, explican los autores del estudio. “El sistema puede aumentarse de escala mediante un reactor en flujo donde el agua residual que contiene los metales a eliminar pasa de forma continua a través de una celda que contiene varias láminas de hierro conectadas en paralelo de forma alterna a los polos positivos y negativos, haciendo la recuperación más eficiente”.

A partir de soluciones de aguas residuales simuladas con iones de cobalto y/o níquel (II), los investigadores determinaron que la recuperación de estos metales mediante la formación electroquímica de ferritas es cercana al 100% si la concentración de cada contaminante es de hasta 100 miligramos por litro. Las partículas que se forman son homogéneas, de un tamaño medio de 25 nanómetros, y con propiedades ferromagnéticas.

El estudio se titula “Novel, simple, and environmentally safe method for wastewater pollutant removal”. Y se ha publicado en la revista académica Journal of Water Process Engineering. (Fuente: UAM)

Con un tamaño similar al de un grano de arena, un singular dispositivo fabricado recientemente tiene capacidad de vuelo, aunque no autopropulsado. Vuela empujado por el viento gracias a su aerodinámica, al igual que la semilla en forma de hélice de un arce. La minúscula aeronave gira sobre sí misma, como las palas de un helicóptero, y se mantiene en el aire mucho más tiempo que si tuviera una forma vulgar.

El singular dispositivo, descrito por algunos como un microchip volador, ha sido creado por el equipo de John A. Rogers, de la de la Universidad del Noroeste en Estados Unidos.

Estudiando las semillas de arce y de otros vegetales dispersadas por el viento, el equipo de Rogers optimizó la aerodinámica de su microaeronave para asegurar que, cuando se la deje caer desde suficiente altura, descienda lo más despacio posible hacia el suelo. Su diseño estabiliza su vuelo, facilita su transporte horizontal por el viento y aumenta su tiempo de interacción con el aire, lo que la hace ideal para vigilar la contaminación atmosférica y los agentes infecciosos propagados a través del aire.

A pesar de ser las estructuras voladoras más pequeñas creadas por el ser humano, estos vehículos también pueden ir provistos de carga útil, en su caso tecnología ultraminiaturizada como sensores, fuentes de energía, antenas para la comunicación inalámbrica y memoria integrada en la que almacenar datos.

Para diseñar las microaeronaves, el equipo de Rogers estudió la aerodinámica de las semillas de varios vegetales, inspirándose directamente en la planta Tristellateia, una enredadera con semillas en forma de estrella. Las semillas de Tristellateia tienen alas a modo de aspas de helicóptero que aprovechan la fuerza del viento para alargar al máximo el tiempo que transcurren en el aire.

“La evolución fue probablemente la fuerza motriz de las sofisticadas propiedades aerodinámicas que presentan muchas clases de semillas”, razona Rogers. “Estas estructuras biológicas están diseñadas para caer lentamente y de forma controlada, de modo que puedan interactuar con el viento durante el mayor tiempo posible. Esta característica maximiza la distribución lateral de las semillas desprendidas y lo hace mediante mecanismos puramente pasivos y aéreos”.

Rogers y sus colegas exponen los detalles técnicos de su microaeronave en la revista académica Nature, bajo el título “Three-dimensional electronic microfliers inspired by wind-dispersed seeds”. (Fuente: NCYT de Amazings)

· Producido por los desechos, se filtra en el suelo, los microbios lo convierten en óxido nitroso, gas de efecto invernadero más importante tras el metano y el dióxido de carbono, explican.

Madrid. En una granja en la que las vacas hacen sus necesidades al aire libre mientras pastan, la acumulación y propagación de residuos suele contaminar el suelo y los cursos de agua locales.

Esto puede controlarse encerrándolas en establos, pero en estos espacios cerrados su orina y heces se combinan para crear amoniaco, gas de efecto invernadero indirecto.

Según un estudio publicado en la revista Current Biology, investigadores muestran que las vacas pueden ser entrenadas para usar letrinas, lo que permite recoger y tratar los desechos, limpiando así el establo y reduciendo la contaminación del aire, así como creando granjas más abiertas y respetuosas con los animales.

De manera normal se asume que el ganado no es capaz de controlar la defecación o la micción, como muchos animales de granja, es muy inteligente y puede aprender mucho, por qué no a usar una letrina, afirma Jan Langbein, coautor del estudio y etólogo del Instituto de Investigación de Biología de Animales de Granja (FBN) en Alemania.

Para enseñar a los terneros a usar esos depósitos, proceso que denominaron entrenamiento MooLoo, el equipo, con científicos del FBN, el Instituto Friedrich-Loeffler, en Alemania, y la Universidad de Auckland, en Nueva Zelanda, trabajó al revés. Empezó por premiarlos cuando orinaban en la letrina, y luego les permitieron acercarse a esos depósitos desde fuera cuando necesitaban orinar.

El amoniaco producido en los desechos de las vacas no contribuye de manera directa al cambio climático, pero cuando se filtra en el suelo, los microbios lo convierten en óxido nitroso, el tercer gas de efecto invernadero más importante después del metano y el dióxido de carbono. La agricultura es la mayor fuente de emisiones de amoniaco, y la ganadería representa más de la mitad de ese aporte.

Procedimiento

Hay que intentar incluir a los animales en el proceso y guiarlos hacia lo que deben aprender. Suponíamos que sería posible entrenarlos, pero no sabíamos hasta qué punto, señala Langbein.

Para fomentar el uso de la letrina, los investigadores querían que los terneros asociaran el hecho de orinar fuera de ella con una experiencia desagradable. Como castigo, primero utilizamos unos auriculares y reprodujimos un sonido muy desagradable cada vez que hicieran sus necesidades fuera. Pensamos que esto castigaría a los animales, no de forma demasiado aversiva, pero no les importaba. Al final, un chorrito de agua funcionó bien como disuasión suave, sostuvo.

En el transcurso de unas semanas, el equipo de investigación consiguió entrenar a 11 de las 16 terneras del experimento. De forma sorprendente, los animales mostraron un nivel de rendimiento comparable al de los niños y superior al de los muy pequeños.

Langbein es optimista y cree que, con más entrenamiento, este porcentaje de éxito puede mejorar. Después de 10, 15, 20 años de investigación con el ganado, sabemos que los animales tienen una personalidad, y manejan las cosas de forma diferente. No son todos iguales, destaca.

Ahora que los investigadores saben cómo entrenar a las vacas para que hagan sus necesidades, quieren trasladar sus resultados a alojamientos reales para el ganado y a sistemas exteriores. Langbein espera que en unos años todas vayan al baño.