Químicos de la Universidad Estatal Paulista (UNESP), en Botucatu, en el estado brasileño de São Paulo, llenaron en 2011 una columna con cáscara de plátano molida que atrapó plomo y cobre del agua de un río. En el laboratorio llegó a retener 41,44 miligramos de plomo y 20,97 miligramos de cobre por gramo, y la misma columna se reutilizó durante 11 ciclos sin que bajara el porcentaje de metal recuperado.
El trabajo, dirigido por el químico Gustavo Rocha de Castro, se publicó el 16 de febrero de 2011, así que es un estudio con quince años a sus espaldas que vuelve a circular estos días. El equipo secó la cáscara, la trituró y la tamizó hasta dejar partículas de entre 35 y 45 micrómetros, unas pocas centésimas de milímetro.
Ocho investigadores de cuatro universidades brasileñas
Castro, profesor del Departamento de Química y Bioquímica del Instituto de Biociencias de la UNESP en Botucatu, firmó el artículo con otros siete autores. Además de los campus de la UNESP en Botucatu e Ilha Solteira, participaron la Universidad Estatal de Campinas (UNICAMP), la Universidad de Brasilia y la Universidad Federal de Mato Grosso do Sul, y la Fundación de Amparo a la Investigación del Estado de São Paulo (FAPESP) financió el proyecto.
Por qué la cáscara atrapa metales
La elección del residuo tenía una razón química. Según explicó Castro a Pesquisa FAPESP, la revista de la fundación, en abril de 2011, la cáscara tiene mucho azufre y nitrógeno, dos indicios de que puede servir para extraer metales. El análisis con espectroscopia infrarroja (FTIR) mostró bandas de grupos carboxílicos y de aminas.
Los autores hablan de adsorción: los metales quedan pegados a la superficie del material en lugar de mezclarse con él. Según Pesquisa FAPESP, los ácidos carboxílicos de la cáscara solo quedan disponibles si se rompe en fragmentos pequeños. «Cuanto menor es el tamaño de la partícula, mayor es la eficiencia», resumió Castro.
Diez minutos y un pH por encima de 3
La captación de cobre y plomo alcanzó el equilibrio en 10 minutos, según el resumen del artículo. La extracción funcionó bien a partir de pH 3, la escala que mide lo ácida o básica que es el agua, donde 7 es neutro.
Para calcular cuánto metal cabía en cada gramo, los autores usaron el modelo de Langmuir, que describe cómo se va llenando una superficie hasta saturarse, y obtuvieron 0,33 milimoles de cobre y 0,20 de plomo por gramo. El plomo sale con más miligramos aunque haya menos átomos porque cada átomo pesa algo más del triple que uno de cobre. Con esa capacidad, un kilo de polvo podría fijar como mucho unos 41 gramos de plomo en las condiciones del ensayo.
Una columna para medir lo que casi no se ve
El título y el resumen del artículo apuntan a un objetivo analítico. La columna servía para preconcentrar los metales, es decir, reunir en un volumen pequeño lo que estaba disperso en mucha agua para que los instrumentos lo detecten mejor, y logró un factor de enriquecimiento de aproximadamente 20 veces.
Según los autores, el método se aplicó para medir cobre y plomo en una muestra de agua de río sin tratar, y se validó comparándolo con un material de referencia estándar, una muestra con concentraciones certificadas.
La Sociedad Americana de Química (ACS), que edita la revista, lo difundió el 13 de abril de 2011 como un purificador de agua. Su nota recordaba que la minería, la escorrentía de las granjas y los residuos industriales pueden llevar plomo y cobre a los cauces, algo que Greenpeace ha denunciado en los ríos cercanos a Aznalcóllar.
Bajo coste y sin tratamiento químico
Según la ACS, la cáscara picada eliminaba el plomo y el cobre del agua de río igual de bien, o mejor, que muchos otros materiales, y el equipo la ve como una opción muy atractiva por su bajo coste y porque no hay que modificarla químicamente para que funcione.
La misma nota citaba trabajos previos con fibras de coco y cáscaras de cacahuete, otro residuo que una estudiante de 13 años ha convertido en un material que retira pesticidas de frutas y verduras. Castro veía un uso concreto para la suya: «Puede ser una aplicación bastante interesante para el tratamiento de efluentes industriales en países pobres», dijo a Pesquisa FAPESP.
Lo que el experimento no demuestra
La nota de la ACS hablaba de depurar agua potable, pero el resumen del artículo describe un método de laboratorio para extraer y medir cobre y plomo, y no recoge ensayos con bacterias ni con otros contaminantes. La Organización Mundial de la Salud (OMS) advierte que la contaminación microbiana de origen fecal es el mayor riesgo para la seguridad del agua potable.
Retener plomo sigue siendo valioso, porque la OMS también recuerda que «no se conoce ningún nivel de exposición al plomo que esté libre de efectos nocivos». Aun así, una columna de laboratorio necesita muchas más pruebas antes de convertirse en un filtro doméstico, el mismo camino que tienen por delante prototipos como el filtro de aceite magnético que creó una estudiante de Virginia para atrapar microplásticos.
Para llevar la idea a gran escala habría que contar todo el proceso: preparar el polvo, bombear el agua, recuperar los metales retenidos y gestionar lo que queda. Las cifras de 2011 describen lo que la cáscara retuvo en condiciones controladas, con una única muestra de río.
El estudio completo se ha publicado en el volumen 50 de Industrial & Engineering Chemistry Research.
Foto: Tiia Monto / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
