Nanopartículas magnéticas con plata para descontaminar el Mar Menor

Las aguas degradadas por el exceso de nutrientes y la presencia de metales pesados podrían encontrar en la nanotecnología una nueva aliada para su recuperación. Una investigación desarrollada en la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) ha puesto a prueba nanopartículas magnéticas capaces de capturar contaminantes y ser recuperadas posteriormente de forma sencilla, una línea de trabajo con potencial aplicación en ecosistemas especialmente sensibles como el Mar Menor.

La tesis doctoral de María del Carmen García Onsurbe, defendida en la Escuela Internacional de Doctorado de la UPCT, ha caracterizado y evaluado nanopartículas de magnetita (Fe₃O₄) modificadas con plata para mejorar su capacidad de eliminar nutrientes y metales pesados presentes en aguas eutrofizadas, es decir, aquellas que sufren un exceso de nutrientes que favorece la proliferación masiva de algas y reduce la calidad ambiental del ecosistema.

La investigación ha sido dirigida por los profesores del Centro Universitario de la Defensa adscrito a la UPCT Manuel Caravaca Garratón y Antonio Soto Meca. El trabajo se ha centrado en funcionalizar la superficie de las nanopartículas de magnetita mediante la incorporación de plata metálica con el objetivo de aumentar la adsorción (proceso mediante el cual moléculas o sustancias quedan retenidas en la superficie de un material) de contaminantes como el cobre y diversas especies químicas inorgánicas.

Según destacan los directores de la tesis, uno de los aspectos fundamentales del estudio ha sido la caracterización exhaustiva de los nuevos materiales. "Uno de los pilares de la tesis es la caracterización fisicoquímica en profundidad de los nanomateriales mediante técnicas microscópicas, espectroscópicas, térmicas y magnetométricas", señalan.

La principal ventaja de estos materiales radica en que, además de capturar contaminantes, pueden recuperarse fácilmente del agua gracias a sus propiedades magnéticas. Esta característica reduce el riesgo de que las propias nanopartículas permanezcan dispersas en el medio y facilita su posible reutilización en procesos de tratamiento ambiental.

El trabajo doctoral también ha incorporado una importante vertiente de modelización matemática. García Onsurbe desarrolló una herramienta informática que permite simular el comportamiento de los contaminantes durante su captura y posterior liberación por las nanopartículas

Además, la tesis incluye un análisis termodinámico y cinético completo para comprender cómo interactúan los contaminantes con los nanomateriales y qué factores condicionan la eficacia de su eliminación. "La tesis tiene un carácter integrador: abarca diagnóstico ambiental, eliminación de contaminantes, modelización matemática y caracterización multitécnica", resumen Caravaca y Soto.

La línea de investigación se enmarca en uno de los grandes desafíos ambientales actuales. Organismos internacionales y numerosos estudios universitarios vienen alertando de los efectos de la eutrofización en lagunas costeras, embalses y zonas húmedas. El exceso de nutrientes, especialmente nitrógeno y fósforo procedentes de actividades agrícolas y urbanas, provoca desequilibrios ecológicos, pérdida de oxígeno y episodios de mortandad de fauna acuática. En este contexto, el desarrollo de tecnologías capaces de retirar contaminantes de forma eficiente y recuperable se considera una de las vías más prometedoras para complementar las estrategias de restauración de ecosistemas acuáticos.