Innovadora tecnología para la eliminación de PCBs
El grupo de investigación está dirigido por el Dr. Ernesto Martínez, del Instituto de Desarrollo y Diseño, de nuestra ciudad.

El Dr. Ernesto Martínez (*) dirige un grupo de investigación y transferencia de tecnologías para tratamiento químico de efluentes industriales en el Instituto de Desarrollo y Diseño (Ingar) (**), de nuestra ciudad. Aquí nos cuenta detalles sobre un novedoso método para la eliminación de bifenilos policlorados (PCBs) -que son contaminantes persistentes y peligrosos para el ambiente- realizado con el apoyo financiero de la Empresa Provincial de la Energía de Santa Fe.

-En términos tan sencillos como sea posible, ¿qué son los PCBs?-Son compuestos químicos formados por cloro, carbono e hidrógeno. Se trata de moléculas muy estables que tienen baja conductividad eléctrica; son insolubles en agua, altamente aislantes y no inflamables. Éstas y otras características los han hecho ideales para la elaboración de una amplia gama de aplicaciones tales como aditivos en refrigerantes y lubricantes de transformadores, capacitores y sistemas hidráulicos. Pero son estas mismas cualidades las que hacen que los PCBs sean peligrosos para el ambiente, en especial su resistencia extrema a la degradación biológica a través de procesos naturales. Estos compuestos pueden ingresar en el cuerpo a través del contacto con la piel, por la inhalación de vapores o por la ingestión de alimentos que contengan residuos de los mismos. Durante decenios los PCBs se usaron de manera rutinaria en la fabricación de plásticos, adhesivos, pinturas y barnices, pesticidas, tintas de imprenta, entre otros productos. Por todo lo anterior, el PCB es considerado un contaminante orgánico persistente, es decir que permanece y se acumula en el medio ambiente durante largo tiempo. Y con relación a la energía eléctrica, el principal riesgo ocurriría en el caso de que los transformadores que contienen PCBs como aditivo del aceite refrigerante explotaran o se incendiaran. En esa circunstancia, la presencia del cloro en la molécula podría generar dioxinas, que son altamente tóxicas. Es ésta la principal razón por la que no pueden incinerarse con métodos convencionales. En cuanto al ambiente, la evidencia científica actual indica que los PCBs son cancerígenos y tóxicos para los animales bajo condiciones de exposición crónica. Es fácil de comprender la necesidad de eliminar estos compuestos químicos de forma segura. Y en ello hemos trabajado con éxito. -¿Qué desventajas o dificultades de las tecnologías localmente disponibles motivaron este desarrollo tecnológico?-A nivel local existen tecnologías para la eliminación de PCBs en aceites refrigerantes usando metales líquidos tales como sodio o potasio, los que realizan la hidrogenación reductiva de la molécula de PCB. En otras palabras, se produce el reemplazo de un átomo de cloro por uno de hidrógeno para transformar el compuesto contaminante en bifenilos, de los que se puede disponer con relativa facilidad. Estos métodos son efectivos pero tienen importantes limitaciones. Uno de los inconvenientes es la formación de productos secundarios (barros), lo que demanda una muy precisa dosificación del reactivo. Por otra parte, el empleo de sodio o potasio líquido requiere instalaciones y cuidados especiales por la extrema reactividad de este tipo de metales. Otra limitante es la imposibilidad de tratar fluidos con elevada concentración de PCBs o puros. Un requisito adicional para la tecnología que se aspiraba a desarrollar era la posibilidad de aplicarla en la remediación de suelos y sedimentos donde la presencia de agua impide el empleo de los metales antes mencionados. Finalmente, la EPE esperaba que la tecnología pudiera servir también para la eliminación de fluidos concentrados de otros compuestos orgánicos persistentes tales como el DDT, o plaguicidas caducados similares cuyo empleo está prohibido. Sin dudas, el almacenamiento indefinido de estos compuestos organoclorados genera una preocupación social que justifica el desarrollo de tecnologías que posibiliten su eliminación segura. -El método desarrollado por ustedes, ¿cómo resuelve estos inconvenientes?-Nuestra hipótesis de trabajo se centró en el empleo de un agente reductor con una menor reactividad, lo que permitiría el empleo de un exceso del reactivo para garantizar una condición de "cero PCBs" en un tiempo de exposición de entre 24 y 100 horas, a temperatura ambiente. Después de ensayar distintas alternativas resultó evidente que lo mejor era el uso de nanopartículas (1 nanómetro = una millonésima parte de 1 mm) con un núcleo de hierro nativo y una corona de metal noble, como paladio o platino. El hierro es un reductor débil, pero la presencia del metal noble como catalizador (acelerador de la reacción de reducción) permite una selectividad ideal para el reemplazo del átomo de cloro en la molécula de PCB por un átomo de hidrógeno. La reactividad de las partículas bimetálicas puede graduarse a través del tamaño de las mismas. Lo ideal es usar nanopartículas de hierro-paladio con un tamaño de entre 10 y 100 nanómetros, lo que permite una completa eliminación de los PCBs en un plazo máximo de 24 horas. A medida que el tamaño de las partículas aumenta hacia el micrón (es decir, una milésima parte de 1 mm) la reactividad se reduce de manera significativa por lo que el tratamiento puede demandar algunos días o aun semanas, y se requieren mayores cantidades de las mismas. -Las nanopartículas bimetálicas que menciona, ¿están disponibles en el mercado local?-No, y éste es el problema al que estamos abocados en el presente. Producir a escala industrial este tipo de nanopartículas a un costo competitivo es el último eslabón para estar en condiciones de transferir la tecnología desarrollada. Con este fin estamos abordando el diseño de un proceso continuo de producción a escala piloto con una capacidad de producción suficiente para poder llevar adelante un exhaustivo programa de pruebas industriales. Para tener un costo comparable con los tratamientos que utilizan sodio o potasio es imprescindible lograr reproductibilidad y consistencia en la velocidad de descloración de las partículas bimetálicas que se utilizarán en estas pruebas. -Este desarrollo ha sido financiado y promovido por la EPE. ¿Cómo se materializó la sinergia entre el sector científico y la Empresa?-Es un hecho bien conocido que la EPE ha patrocinado muchos proyectos educativos y de desarrollo social. En este caso, la empresa se mostró interesada en promover un programa de investigación orientado a obtener una solución más universal que los tratamientos conocidos y en uso en la actualidad, los que, además, son desarrollos tecnológicos a los cuales se les deben pagar patentes y licencias. Tan pronto me reuní, a mediados de 2004, con los máximos directivos de la EPE comprendí la importancia y complejidad del desafío que el desarrollo nos planteaba, pero todos en mi grupo de trabajo éramos conscientes de que los avances que pudieran lograrse tendrían un valor social significativamente alto y, sin dudarlo, aceptamos la propuesta. (*) Doctor en Ingeniería Química, es investigador independiente del Conicet y profesor titular en la Facultad Regional Santa Fe de la Universidad Tecnológica Nacional. (**) Dependiente del Conicet y de la UTN, sito en Avellaneda 3657. Entrevistó: Lic. Enrique A. Rabe (ÁCS/Conicet Santa Fe).

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