Latas de aluminio que salvan vidas

Texto y Fotos por: Dra. Susana Silva Martínez *1
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Susana Flores Villanueva
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Centro de Investigaciones e Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CIICAp-UAEM)

La química del arsénico (símbolo químico As) es compleja. El arsénico puede estar presente tanto en compuestos orgánicos como inorgánicos. También puede encontrarse en la naturaleza en compuestos metálicos principalmente en depósitos arsenicales de cobre, níquel y hierro. El óxido de arsénico es el compuesto de mayor importancia comercial y se obtiene como subproducto de la separación mineral del cobre y plomo, así como de la producción de oro.
Los compuestos de arsénico son usados principalmente en la agricultura como pesticidas y herbicidas. La mayor penetración del arsénico al ambiente es en la forma de pesticida que está formado por compuestos de arsenato de calcio, ácido arsénico, arsenato de plomo y arsenato de sodio. Los compuestos de arsénico también son empleados en la manufactura de semiconductores, láseres, transistores, adhesivos metálicos, explosivos y productos farmacéuticos.

El agua es el mayor medio de transporte del arsénico al ambiente. En agua aireada (oxigenada), el arsénico se encuentra en la forma de arsenatos (As V) mientras que en condiciones reductoras (en agua de pozos profundos) el arsenito (As III) predomina.

Riesgo latente: El arsénico en nuestro entorno asociado con diferentes tipos de cáncer

La presencia de arsénico en agua potable se considera, actualmente, como un problema de salud pública. Se cree que el arsénico es potencialmente cancerígeno. Los compuestos inorgánicos de arsénico están asociados al desarrollo de cáncer de la piel, del sistema respiratorio y del tracto gastrointestinal. Algunos de estos efectos han sido observados en habitantes de países como China, Bangladesh, India, México, Chile, y Argentina, entre otros.

En el norte de Chile y Argentina las fuentes de arsénico son de origen natural, mientras que en México, provienen de la actividad minera excepto en las zonas centro y norte que se produce en forma natural. Especialistas mexicanos han detectado contaminación de agua por arsénico en varias regiones de nuestro país, por ejemplo en Chihuahua, Coahuila, Durango, San Luis Potosí, Hidalgo (en Zimapán), Guanajuato y Morelos (en Huautla).

Dentro de la legislación ambiental vigente, existen varias Normas que establecen los niveles máximos permitidos de contenido de arsénico en agua (ver tabla 1). Las tendencias actuales en países altamente industrializados proponen límites máximos de contenido de arsénico que deberían ser de hasta varios cientos de veces inferiores a los niveles actuales.

Se ha calculado que al nivel de 0.05 mg/l de arsénico, establecido como Norma en varios países, el riesgo de morir de cáncer de hígado, pulmón, riñón o vejiga causado por beber 1 litro de agua diario durante toda la vida podría ser de 13 por cada 1000 personas expuestas.

Los niveles máximos que actualmente está considerando la Agencia para la Protección al Ambiente de los Estados Unidos de América (EPA, por sus sigla en Inglés) como futuros límites son muy bajos y varían de 0.005 mg/l a 0.020 mg/l de arsénico.

Tabla 1. Normas que establecen los niveles máximos permitidos de contenido de arsénico en agua
Norma actual
Concentración de arsénico

En Morelos, ¿Qué tecnologías se están empleando para reducir el arsénico del agua?

Existen varias tecnologías para reducir el arsénico del agua que son, en su mayoría, deficientes y costosas, entre éstas, se pueden mencionar la ósmosis inversa/nanofiltración, intercambio iónico, electrodiálisis y el paso de agua arsenical a través de materiales filtrantes con propiedades absorbentes tales como, alúmina activada, huesos de vacuno calcinados o virutas de hierro parcialmente oxidado.

Los autores del presente trabajo, proponen la remoción de arsénico del agua natural usando un hidrogel de hidróxido de aluminio que fabrican a partir de desechos de latas de aluminio. El proceso de fabricación del hidrogel consiste en hacer reaccionar el aluminio de latas de desecho con una solución de hidróxido de sodio. Durante este proceso se obtiene además hidrógeno (energía limpia) que puede ser usado como combustible no contaminante para generación de energía eléctrica. Una vez disuelto el aluminio durante la reacción de éste con hidróxido de sodio, se procede a filtrar la solución y a modificar el pH hasta adquirir una solución neutra. Este cambio de pH genera el hidrogel de hidróxido de aluminio. El hidrogel así obtenido tiene un alto grado de pureza.

La forma de usar el hidrogel de hidróxido de aluminio consiste en agregar 5 ml de hidrogel por cada litro de agua que contiene arsénico y se agita durante un minuto. Se deja reposar el agua durante dos horas o más. Se recomienda dejar reposar el agua durante la noche y al día siguiente, al extraer el sedimento, el agua puede ser consumida.


Generalmente el arsénico está presente en el agua como arsenatos (As V) y como arsenitos (As III). La eficiencia de remoción del As III es mucho menor a la del As V debido a que este último tiene carga negativa, por lo que se recomienda transformar los arsenitos a arsenatos antes de agregar el hidrogel. Los arsenitos se convierten a arsenatos al ponerse en contacto con una solución medianamente ácida de peróxido de hidrógeno y hierro.
El hidrogel de hidróxido de aluminio se aplicó a muestras de agua de la llave que alimenta la tarja del laboratorio de Procesos Ambientales del CIICAp. El agua de la llave no contiene arsénico, éste se adicionó a diferentes concentraciones (0.100 a 600 mg/l) y provino de sales de arsenito de sodio y arsenato de sodio. Se observó una reducción total de los niveles de arsénico inicial.
La aplicación del método propuesto para remover arsénico puede resolver de manera sencilla y económica el problema de las aguas arsenicales en zonas rurales.

Adicionalmente, algunos estudios han mostrado que el hidrogel de hidróxido de aluminio puede absorber otros metales disueltos en el agua como el cromo y molibdeno, entre otros.

En caso de ingestión accidental del sedimento, no se esperan efectos adversos mayores que los que pudiera ocasionar el agua sin tratar ya que el hidróxido de aluminio no es tóxico. Su inocuidad, al menos a corto plazo, está suficientemente comprobada por su amplia aplicación en la industria farmacéutica en medicamentos antiácidos.

 

*1 Profesora-investigadora de la Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería-Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas

FCQeI-CIICAp-UAEM. Realizó sus estudios de posdoctorado en Química del estado sólido en la Universidad de Southampton en el Reino Unido.