Eliminación de PFAS: qué cambiará en los próximos 3 años

¿Por qué tanto revuelo con las PFAS?

PFAS son las siglas de «sustancias perfluoroalquílicas y polifluoroalquílicas», un grupo de más de 14 000 sustancias químicas sintéticas de uso generalizado creadas por el hombre. Todos ellos contienen enlaces carbono-flúor, que son uno de los enlaces químicos más fuertes de la química orgánica, no son fácilmente degradables y permanecen en el medio ambiente. Como resultado, se consideran ampliamente como «sustancias químicas eternas». Cuando las personas consumen PFAS, estas se concentran y acumulan en la sangre y, dependiendo de la longitud de la cadena de PFAS,  el organismo puede tardar años en eliminarlas. Por este motivo, incluso una contaminación muy pequeña de PFA puede provocar daños importantes. Algunos de los problemas de salud atribuidos a la exposición a los PFAS incluyen cáncer de riñón, cáncer testicular, colitis ulcerosa, enfermedades tiroideas, colesterol alto y preeclampsia.

¿Cuál es el reto que plantea la eliminación de los PFAS?

Hablemos un poco de técnica. La EPA utiliza la siguiente definición para las PFAS:
sustancias perfluoradas y polifluoradas que contienen estructuralmente la unidad R-(CF2)-C(F)(R’)R’’, donde tanto los grupos CF2 como CF son carbonos saturados y ninguno de los grupos R (R, R’ o R’’) puede ser hidrógeno. 

El enlace carbono-hidrógeno es uno de los más fuertes que se conocen y se hace más fuerte a medida que aumenta la sustitución del hidrógeno por flúor en cada carbono.  Por lo tanto, cuanto más sustituidos están los PFAS, menos reactivos (p. ej., más químicamente inertes) se vuelven.
Las PFAS en general pueden soportar el calor, los ácidos, las bases, los agentes reductores, los oxidantes, así como los procesos de degradación fotolítica, microbiana y metabólica.
Las PFAS se encuentran en ríos, lagos y embalses de todo el mundo. Los niveles más altos de contaminación por PFAS se encuentran en zonas industriales y urbanas, así como en zonas con una alta densidad de población.  Ya se están llevando a cabo proyectos de tratamiento de PFAS, que incluyen la depuración de las aguas residuales municipales antes de su vertido (reciclaje de vuelta al medio ambiente), la depuración de las aguas residuales industriales antes de su vertido a un cuerpo receptor y el tratamiento del agua potable municipal contaminada con PFAS.

¿Cuáles son algunas tecnologías comunes para la eliminación de PFAS?

La EPA ha identificado las siguientes como las mejores tecnologías disponibles:

Carbón activado granular (GAC):

el GAC puede eliminar  bajas concentraciones (ng/L) de PFAS en el agua potable. El GAC trata eficazmente las cadenas más largas de PFAS, pero es menos eficaz para tratar las cadenas cortas. La presencia de otras materias orgánicas puede reducir la eficiencia de adsorción del GAC. Los medios de carbono se pueden reciclar para su uso en otros lugares después de que el PFAS se haya quemado.

Intercambiador de iones (IX):

un intercambiador iónico es eficaz para eliminar PFAS aniónicos y de cadena larga en concentraciones bajas (ng/L). La capacidad de adsorción es mayor en comparación con el GAC y la cinética de adsorción es más rápida. Es menos eficiente para el agua que contiene materia orgánica o inorgánica y tiene una eliminación limitada del PFAS de cadena corta. El medio se utiliza normalmente una vez, después de lo cual debe ser desechado. 

Membrana (RO/NF):

la tecnología de membranas es eficaz tanto para los PFAS de cadena corta como para los de cadena larga. También se eliminan otras impurezas orgánicas e inorgánicas. Este método tiene un alto índice de eliminación. El requerimiento energético para el tratamiento de aguas residuales mediante membranas es elevado en comparación con la adsorción o la resina de intercambio iónico.

Es importante mencionar que, a diferencia del GAC o IX, en los que los PFAS se adsorben en una materia sólida que debe eliminarse, en el caso del RO/NF, los PFAS se concentran en la corriente de salmuera, lo que significa que es necesario eliminar una corriente líquida.

El problema con las PFAS es que no todas se crean igual. La cantidad de carbonos dicta el tamaño de la molécula. El grupo C8 de moléculas que tienen ocho carbonos se puede eliminar mediante GAC, intercambio iónico o nanofiltración. Sin embargo, las moléculas C4 (con solo cuatro átomos de carbono) son mucho más difíciles de eliminar con GAC. Por lo tanto, cuando pensamos en tecnologías de eliminación de PFAS, debemos comprender qué tipo de PFAS queremos eliminar.  ¿Y la ventaja añadida?  Actualmente, solo 6 de las 14 000 moléculas están reguladas por la EPA. Estas dos moléculas principales (PFOA y PFOS) fueron las primeras en desarrollarse hace unos 50 años, y se ha demostrado que son perjudiciales para la salud humana. 

¿Cómo se eliminan las «sustancias químicas eternos»?

Otro problema relacionado con la tecnología  de eliminación de PFAS es que, al final, aunque se eliminen los PFAS, estos siguen estando allí. Las tecnologías de eliminación mediante GAC o intercambio iónico absorben las PFAS, pero en un momento dado es necesario desecharlos de alguna manera. La normativa actual permite su eliminación en vertederos, pero la mayoría de las empresas no lo hacen porque temen que la normativa futura les haga responsables de la contaminación de las aguas subterráneas por PFAS.  ¿Qué hacen en su lugar?  Las envían a incineración, quemándolas completamente a muy alta temperatura, que es la única forma de romper estas moléculas químicas para siempre.

Cuando se utiliza ósmosis inversa o nanofiltración, las PFAS concentradas se acumulan en el flujo de residuos, la salmuera. Hoy en día, estos flujos de residuos se envían a pozos profundos, donde se inyectan de nuevo en el suelo a un nivel inferior al del acuífero. El agua subterránea que se bombea para su uso. Una vez más, esto no parece ser una gran solución y es muy probable que la normativa futura también lo aborde.

Soluciones para la eliminación de PFAS  – ¿Qué es lo siguiente?

En el ámbito tecnológico y de I+D, el futuro pasa por desarrollar tecnologías que concentren los PFAS o los destruyan (lo que se conoce como «concentración y destrucción»). Los químicos trabajaron muy duro para crear este compuesto químico irrompible, pero ahora que comprendemos el daño que causa, tenemos que encontrar una forma de romperlo. 

En términos de regulación, a finales de 2021, la EPA estableció una nueva Hoja de ruta estratégica para las PFAS en la que se preveía la propuesta de nuevas normas federales para el agua potable (NPDWR, por sus siglas en inglés) para dos sustancias químicas PFAS: el PFOA y el PFOS. La Hoja de ruta estratégica se publicó en marzo de 2023 y está previsto que se finalice en 2024. La EPA ya está probando otras 29 moléculas de PFAS y dudo que se quede ahí. 

Aunque actualmente no existen normas federales vigentes sobre el agua potable para ningún compuesto PFAS, en los últimos años han aumentado las leyes y normativas estatales relativas a las PFAS en respuesta a los casos de contaminación registrados en todo el país. Hasta la fecha, 11 estados han establecido sus propios estándares de agua potable a través de una combinación de acciones legislativas, reguladoras y de organismos asesores.

En Europa, el PFOS y el PFOA se han eliminado gradualmente y ahora están restringidos por la normativa de la UE sobre contaminantes orgánicos persistentes (COP), por lo que su fabricación, importación y exportación están prohibidas en gran medida. A finales de 2020 se introdujo una enmienda en la Directiva sobre la calidad de las aguas de la UE que minimiza los niveles de PFOS y PFOA en el agua potable. De acuerdo con la Directiva, cada Estado miembro debe promulgar normativas que entrarán en vigor en 2026.

A medida que el panorama que rodea al tratamiento de los PFAS sufre una transformación significativa, los efectos secundarios están a punto de afectar profundamente a diversos sectores. Las industrias que dependen de los compuestos PFAS pueden enfrentarse a un mayor escrutinio y a presiones normativas. Es probable que los gobiernos, tanto a nivel local como federal, respondan con políticas más estrictas destinadas a salvaguardar la salud pública y la integridad medioambiental.

La presión pública seguirá ejerciendo una influencia significativa en la trayectoria de las estrategias de gestión de los PFAS. La mayor concienciación y asertividad de las comunidades afectadas por la contaminación por PFAS impulsarán la demanda de medidas rápidas y soluciones integrales. 

Y en términos del impacto real sobre el terreno, muchos municipios, autoridades responsables del agua y proveedores tendrán que instalar soluciones de tratamiento para eliminar los PFAS del agua y salvaguardar la salud de sus comunidades. 

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