BOA usa un tejido superhidrofóbico que imita a la Salvinia, un helecho flotante para separar el petróleo del agua y llevarlo a un depósito, contribuyendo a un modelo de textil sostenible.

Separations, una publicación de MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute), ha publicado un trabajo de varios investigadores del ITA, la Universidad de Bonn y Heimbach sobre el BOA, un nuevo método para eliminar los vertidos de petróleo de las superficies acuáticas, sin usar energía ni sustancias tóxicas. Se trata del artículo Self-Driven Sustainable Oil Separation from Water Surfaces by Biomimetic Adsorbing and Transporting Materials, publicado el 4 de diciembre de 2023.

Adsorción de una gota de aceite en segundos por una hoja del helecho flotante Salvinia molesta.

El método es posible gracias al sistema BOA (Bionic Oil Adsorber), formado por un tejido técnico que se integra en un contenedor flotante. Un solo dispositivo pequeño puede eliminar hasta 4 litros de gasóleo cada hora, equivalentes a unos 100 m2 de película de gasóleo en una superficie acuática.

La palabra adsorber, a diferencia de absorber, significa atraer y retener en la superficie del cuerpo adsorbente moléculas o iones de otro cuerpo, que es el adsorbido.

Actualmente existen varios métodos para eliminar la contaminación por petróleo de las superficies acuáticas. Sin embargo, todos ellos presentan diversas deficiencias que dificultan su utilización. En particular, limitan la eliminación del petróleo de las aguas interiores.

Para muchas aplicaciones técnicas, las nuevas soluciones proceden del campo de la biología. Millones de años de evolución han permitido optimizar las superficies de los organismos vivos para su interacción con el entorno. Algunas especies en particular destacan por sus excelentes propiedades de adsorción de petróleo. Se ha demostrado, por ejemplo, que las hojas del helecho flotante Salvinia Molesta adsorben petróleo, lo separan de la superficie del agua y lo transportan sobre su superficie.

BOA usa un tejido espaciador superhidrofóbico

Las observaciones han inspirado a los científicos a trasladar este efecto a textiles técnicos para permitirles separar el aceite del agua. El resultado es un tejido espaciador superhidrofóbico que puede fabricarse industrialmente y, por tanto, es fácilmente escalable.

El aceite es adsorbido y transportado por el textil BOA. Como se muestra en la sección transversal de la imagen de cabecera, entra en el contenedor, donde se libera de nuevo y se acumula en el fondo del recipiente.

Partiendo de la contaminación en forma de película de aceite en la superficie del agua, el proceso de separación y recogida funciona según los siguientes pasos:

  • El BOA se introduce en la película de aceite.
  • El aceite es adsorbido por el textil y separado del agua.
  • El aceite se transporta a través del textil hasta el recipiente de recogida.
  • El aceite gotea del textil al recipiente de recogida.
  • El aceite se recoge hasta que se vacía el recipiente.

La ventaja de este novedoso dispositivo de separación de aceite es que no es necesario aplicar energía adicional para hacer funcionar el BOA. El aceite se separa del agua circundante gracias a las propiedades superficiales del textil y se transporta a través de éste impulsado únicamente por fuerzas capilares, incluso en contra de la gravedad. Cuando llega al final del textil en el recipiente de recogida, el aceite se desorbe sin más influencia externa debido a las fuerzas gravitatorias.

El esquema muestra una película de aceite (rojo) sobre una superficie de agua (azul claro). En el contenedor flotante (gris), el textil (naranja) se fija de forma que esté en contacto con la película de aceite y el extremo sobresalga hacia el interior del contenedor

Método rentable y sostenible

Parece poco probable que un tejido funcionalizado de punto espaciador sea más barato que un no tejido convencional, como los que se utilizan habitualmente para los adsorbentes de aceite. Sin embargo, al tratarse de un material funcional, los costes deben estar relacionados con la cantidad de aceite eliminado. En este sentido, si comparamos el precio de venta del textil BOA con los precios de venta de varios no tejidos absorbentes de aceite, el primero es entre 5 y 13 veces más barato con un coste de 10 céntimos por litro de aceite eliminado.

En general, el dispositivo BOA ofrece un método rentable y sostenible de separación de agua y aceite en contraste con los métodos de limpieza convencionales debido a las siguientes ventajas:

  • No son necesarios requisitos energéticos adicionales, como en el caso de los desnatadores de aceite.
  • No se introducen sustancias tóxicas en el agua, como ocurre con los dispersantes de hidrocarburos.
  • Los textiles y el equipo pueden reutilizarse varias veces.
  • No quedan residuos en la masa de agua.
  • El sistema es barato en relación con la cantidad de petróleo eliminada.

El equipo de investigadores del ITA, la Universidad de Bonn y Heimbach GmbH pudo demostrar que la novedosa tecnología biomimética BOA es eficaz y sostenible para la separación autocontrolada y la recogida automática de películas de petróleo, incluida su completa eliminación del agua. BOA puede adaptarse para su aplicación en aguas abiertas, pero también para su uso en aguas interiores. El producto se está desarrollando actualmente para que pueda llegar al mercado en un plazo de 2 ó 3 años.

Para más información: https://doi.org/10.3390/separations10120592

Pinker Moda

05.01.2024