Desarrolla IPICYT tecnología derivada de oxihidróxidos metálicos para eliminar arsénico y flúor de agua potable

La alumna M. en C. Esmeralda Vences Álvarez y los investigadores Dr. José René Rangel Méndez y Dr. Cesar Nieto Delgado de la División de Ciencias Ambientales, publicaron un capítulo completo dentro de un libro que es parte del serial Química ambiental para un mundo sostenible, que es editado por la importante editorial de ciencia Springer, titulado: "Metal Oxyhydroxide Composites for Halogens and Metalloid Removal."

En el capítulo, los autores detallan que la presencia de contaminantes en las fuentes de agua potable se ha convertido en un grave problema a nivel mundial. Algunas veces, la contaminación no está relacionada con las actividades humanas, sino que ocurre naturalmente durante la meteorización de los minerales en los depósitos de agua. Este es el caso típico de las fuentes de agua para consumo humano contaminadas con arsénico y flúor. Además, está bien documentado que la presencia de As y F- es un problema que afecta a millones de personas en todo el mundo. Entre los países más afectados se encuentran Bangladesh, India, Vietnam, Tailandia, Taiwán, Mongolia, China, Argentina, Chile, Bolivia, Brasil, México, Alemania, Hungría y Estados Unidos.

El Dr. René Rangel Méndez, Doctor en Procesos Fisicoquímicos por Loughborough University de Inglaterra, indicó que de acuerdo a la literatura millones de personas en diferentes partes del mundo ingieren agua con altas concentraciones de arsénico y flúor (superiores a 300 mg/L (Smith et al.2000) y 30 mg/L, (Dey et al. 2004), respectivamente), causando enfermedades como arsenicosis, hiperqueratosis, queratosis, cáncer e incluso la muerte en el caso del arsénico, mientras que la presencia de fluoruros puede causar fluorosis dental y esquelética.

El investigador nivel III del SNI señaló que en un futuro no muy lejano los límites máximos permisibles de As y F- en agua para consumo humano bajarán de 0.01 mg/L a no detectable y de 1.5 a 1.0 mg/L, respectivamente. Por lo tanto, la remoción de dichos contaminantes del agua se ha vuelto un desafío, para lo cual se requieren nuevos materiales que permitan la remoción de estos contaminantes para cumplir con los límites máximos permisible establecidos. Debido a lo anterior, "en conjunto con mi grupo de investigación, donde participa Esmeralda Vences Álvarez, hemos trabajado en el desarrollo de nuevos materiales adsorbentes basados en óxidos metálicos y bimetálicos, los cuales son capaces de remover hasta 250 mg/g de arsénico del agua" señala el investigador nivel III del SNI.

Por otro lado, la forma coloidal o nanométrica de los óxidos hace difícil su aplicación en sistemas en continuo. Debido a ello, "hemos orientado los esfuerzos a inmovilizar dichos óxidos metálicos y/o bimetálicos sobre materiales granulares carbonosos y poliméricos con la finalidad de facilitar su aplicación en sistemas en continuo" agrega el Investigador del IPICYT, quien también ha sido acreedor al Premio Potosino Francisco Estrada de Investigación Científica.

Datos del arsénico y flúor en agua
La presencia de contaminantes en las fuentes de agua potable se ha convertido en un grave problema a nivel mundial. La contaminación del agua por arsénico y fluoruros puede ocurrir de forma natural debido a la meteorización de los minerales en los matos acuíferos. La presencia de estos contaminantes en el agua puede causar graves problemas de salud en los seres humanos.

El consumo de fluoruros a concentraciones de hasta 0.7 mg/L puede ser benéfico para la salud dental. Sin embargo, la exposición crónica al flúor a concentraciones mayores a 1.5 mg/L puede causar fluorosis dental y esquelética, cáncer, efectos negativos sobre la estructura del ácido desoxirribonucleico, enfermedad de Alzheimer, daño renal y neurológico. Además, las concentraciones altas de flúor en el agua pueden interferir con el metabolismo de los minerales, las vitaminas, los carbohidratos, las proteínas y los lípidos (Ozsvath2009).

Por otro lado, el arsénico es un metaloide ubicuo que se encuentra de forma natural en la corteza terrestre, la cual es la principal fuente de arsénico en el agua. El arsénico existe en tres estados de oxidación principal conocidos como arsenato, arsenito y arsina, respectivamente. La contaminación del agua potable por arsénico puede ser causada por minerales naturales o puede estar relacionada con actividades antropogénicas, como la minería (ya que alrededor de 245 minerales contienen arsénico), el uso de combustibles fósiles y pesticidas (Bissen y Frimmel 2003).