Eliminación de Bisfenol A mediante Ultrasonido de Doble Frecuencia: Avance Tecnológico en el Tratamiento de Aguas Contaminadas
Fotografía de la Universidad de Glasgow
La contaminación hídrica por compuestos orgánicos persistentes constituye uno de los retos más significativos para la gestión ambiental y la salud pública global. Entre estos contaminantes, el bisfenol A (BPA) ocupa un lugar destacado debido a su amplia utilización industrial y a su persistencia en ecosistemas acuáticos. Investigadores de la Universidad de Glasgow han desarrollado un método innovador basado en ultrasonido de doble frecuencia, capaz de eliminar hasta un 94,2 % de BPA del agua sin el uso de aditivos químicos ni la generación de residuos secundarios, marcando un hito en la ingeniería de tratamiento de aguas.
Principios Científicos de la Innovación
El BPA es un compuesto orgánico empleado principalmente en la fabricación de policarbonatos y resinas epoxi, materiales presentes en envases de alimentos, botellas reutilizables, revestimientos de latas y otros utensilios domésticos. Su producción anual global supera los 10.000 millones de kilogramos, lo que, sumado a su alta estabilidad química, facilita su persistencia en medios acuáticos incluso tras procesos convencionales de depuración.
Numerosos estudios han vinculado el BPA con efectos disruptores endocrinos, que incluyen alteraciones hormonales, problemas reproductivos, daño en el desarrollo fetal y un incremento en la incidencia de enfermedades cardiovasculares y metabólicas. Esta combinación de alta toxicidad y persistencia lo clasifica como un contaminante prioritario para organismos internacionales como la OMS y la Agencia Europea de Sustancias Químicas.
Principios Científicos de la Innovación
El sistema desarrollado por el grupo Symes de la Escuela de Química de la Universidad de Glasgow utiliza un enfoque soniquímico que combina ondas ultrasónicas de 20/37 kHz o 20/80 kHz. La acción simultánea de estas frecuencias genera un fenómeno denominado cavitación acústica, caracterizado por la formación de microburbujas en el agua contaminada.
El colapso violento de estas burbujas produce puntos calientes (hot spots) con temperaturas de varios miles de grados Kelvin y presiones extremadamente altas, condiciones que inducen la hidroxilación radicalaria y la fragmentación térmica del BPA, transformándolo en productos no tóxicos como CO₂ y compuestos intermedios oxigenados.
Resultados Experimentales
Los ensayos reportados demuestran:
94,2 % de degradación de BPA en 40 minutos usando 20/37 kHz.
Reducción del 68 % de la Demanda Química de Oxígeno (COD), indicando una oxidación sustancial de materia orgánica.
Elevada generación de especies reactivas de oxígeno (ROS), correlacionada con la eficiencia del proceso.
Cinética de pseudo-primer orden, con índices sinérgicos de hasta 8,2 frente a tratamientos de frecuencia única.
Estos datos confirman que el uso de frecuencias combinadas maximiza la eficiencia del proceso en comparación con técnicas ultrasónicas convencionales.
Ventajas Comparativas
En contraste con métodos tradicionales como la adsorción en carbón activado o la biodegradación, esta tecnología:
No transfiere el contaminante a otro medio.
Opera in situ, reduciendo costes operativos y logísticos.
No requiere ajuste de pH ni condiciones ambientales específicas.
No genera residuos peligrosos adicionales.
Perspectivas de Aplicación
Los investigadores proyectan su uso más allá del BPA, enfocándose en PFAs (“sustancias químicas eternas”), pesticidas, fármacos y otros microcontaminantes resistentes. Sus aplicaciones potenciales incluyen:
Depuración de aguas residuales industriales sin productos químicos.
Implementación en zonas rurales con recursos tecnológicos limitados.
Restauración ambiental de ecosistemas acuáticos contaminados.
Tratamiento de contaminantes emergentes no abordados eficazmente por métodos actuales.
La modularidad y potencial miniaturización del sistema permitirían su integración tanto en plantas municipales como en unidades móviles de tratamiento de emergencia.
Relevancia en el Contexto Ambiental Actual
En un escenario global de crisis climática y creciente escasez de agua dulce, tecnologías limpias y eficientes como esta representan herramientas críticas para la seguridad hídrica y la protección de la salud pública. La capacidad de eliminar contaminantes persistentes sin generar nuevos problemas ambientales constituye un avance estratégico hacia sistemas de tratamiento más sostenibles.
Referencias ⬇️
University of Glasgow
Science Direct
