La contaminación radiactiva de los cuerpos de agua es una preocupación creciente para muchos países. El cesio-137, producto de la actividad de centrales nucleares, pruebas atómicas y procesos industriales, representa un peligro particular. Este radionúclido es altamente móvil, tiene la capacidad de acumularse en los organismos vivos y mantiene su actividad durante décadas. Como resultado, pone en riesgo tanto a los ecosistemas como a la salud humana, ya que puede causar enfermedades graves al ingresar al organismo.
El cesio-137 se introduce fácilmente en las cadenas alimentarias debido a que sus propiedades químicas son similares a las del potasio. El cuerpo no distingue entre estos elementos, por lo que el cesio radiactivo se distribuye por los tejidos, concentrándose especialmente en los músculos y órganos internos. La irradiación interna provoca daños celulares, mutaciones y un aumento en el riesgo de cáncer. Por eso, encontrar métodos efectivos para eliminar el cesio del agua sigue siendo uno de los principales desafíos para científicos y ecologistas.
El desafío de la descontaminación
Las tecnologías actuales de filtración de residuos radiactivos tienen varias limitaciones. Los sorbentes naturales, como los zeolitos, arcillas y algas, no pueden capturar selectivamente solo el cesio, sino que también absorben otros iones y se saturan rápidamente, perdiendo eficacia. La coagulación, que utiliza productos químicos para aglutinar contaminantes en grandes partículas, permite limpiar rápidamente grandes volúmenes de agua, pero genera nuevos problemas ambientales: se produce un lodo radiactivo que es difícil de eliminar.
En busca de soluciones más eficaces y seguras, científicos de todo el mundo están desarrollando nuevos materiales capaces de eliminar selectivamente el cesio incluso en presencia de otros metales. Se presta especial atención a los biosorbentes: sustancias naturales o modificadas que pueden captar radionúclidos gracias a su estructura y propiedades químicas.
Experimento con algas marinas
Un grupo de investigadores de la Universidad Politécnica de Perm (PNIPU) propuso un enfoque innovador: utilizar algas en combinación con ferrocianuro de hierro. Para el experimento se seleccionaron tres tipos de algas con diferentes estructuras: la hierba marina Zostera marina, la roja Phyllophora nervosa y la parda Cystoseira barbata. Todas contienen alginatos, polímeros naturales capaces de captar metales pesados.
Durante las pruebas se comprobó que las algas naturales realmente pueden absorber cesio, pero su capacidad de sorción no alcanza los estándares industriales. La mejor fue el alga roja, con 97,27 mg de cesio por gramo de sorbente, aunque este resultado sigue siendo insuficiente para su uso a gran escala.
Modificación del material
Para aumentar la eficacia, los científicos modificaron la superficie de las algas aplicando capas finas de ferrocianuro de hierro, una sustancia conocida como “azul de Prusia”. Este componente forma trampas moleculares en la superficie del biosorbente, capaces de captar y retener selectivamente los iones de cesio incluso en presencia de otros metales.
La estabilidad adicional del material se debe a los grupos funcionales presentes en la superficie de las algas, que evitan el lavado de la sustancia activa. Para evaluar la eficiencia, las muestras se sumergieron en soluciones con iones de cesio y luego se midió la concentración residual utilizando un espectrómetro de absorción atómica.
Resultados y perspectivas
El tratamiento de las algas con “azul de Prusia” permitió aumentar su capacidad de sorción entre 2,5 y 8 veces. Los resultados más destacados los mostró la alga parda Cystoseira barbata: su capacidad para retener cesio aumentó 11 veces, alcanzando los 113,64 mg por gramo. Esto es un 15% más que la alga roja modificada y un 12% más que la planta marina.
El experimento confirmó que precisamente esta especie de alga, combinada con ferrocianuro de hierro, puede servir de base para desarrollar filtros eficaces capaces de limpiar el agua de contaminantes radiactivos al nivel requerido para su uso industrial.
El futuro de la tecnología
Este desarrollo abre nuevas posibilidades no solo para la purificación del agua, sino también para la creación de medicamentos —enterosorbentes— que pueden eliminar radionúclidos del organismo humano y animal. La ecología y seguridad de este material lo hacen prometedor para su aplicación en diversos ámbitos: desde la mitigación de accidentes hasta la prevención de la contaminación por radiación.
Si no lo sabía, la Universidad Politécnica de Perm (PNIPU) es una de las principales instituciones técnicas de Rusia, con una fuerte actividad investigadora en los campos de la química, la ecología y la biotecnología. La universidad es reconocida por sus desarrollos innovadores, que se aplican tanto en la industria como en la medicina. El equipo de científicos que trabajó en la creación del nuevo biosorbente ya ha sido galardonado en varias ocasiones con premios científicos nacionales e internacionales.
