Descubren la forma de reducir drásticamente las emisiones de mercurio de la industria

El ácido sulfúrico es el producto químico más utilizado en el mundo. Es un reactivo importante empleado en muchas industrias y se utiliza en la fabricación de casi todo, desde papel, productos farmacéuticos y cosméticos, hasta baterías, detergentes y fertilizantes. Y, sin embargo, el ácido sulfúrico a menudo contiene una de las sustancias más tóxicas: el mercurio, causante de graves enfermedades cuando se incorpora al organismo humano. Ahora, investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, han desarrollado un método que puede reducir los niveles de mercurio en el ácido sulfúrico en más del 90 por ciento.

"Hasta ahora, no había ningún método viable para purificar el ácido sulfúrico terminado. Con esta reducción tan radical en el contenido de mercurio, nos situamos muy por debajo de los valores límite actuales. Este ácido sulfúrico puro de alta calidad tiene una gran demanda en aplicaciones industriales y es un paso importante en la reducción del impacto ambiental", afirma el líder de investigación Björn Wickman, profesor asociado del Departamento de Física de Chalmers.

El ácido sulfúrico se produce a partir del azufre de la industria del petróleo o como subproducto en las fundiciones de la industria minera. En este último caso, el mercurio puede acabar formando parte de los productos terminados. También las corrientes recicladas en las fundiciones pueden contener mercurio.

Emisiones tóxicas que afectan a toda la vida en la Tierra

El vertido de mercurio al medio natural es un problema mundial, ya que es una sustancia es volátil y puede dispersarse por el aire en grandes áreas. Este metal pesado tóxico va a parar a arroyos y lagos cuando llueve. Se almacena en el suelo, el agua y los organismos vivos, afectando a toda la cadena alimentaria. Puede dañar el cerebro y el sistema nervioso central de humanos y animales.

Según un informe del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), las emisiones de mercurio a la atmósfera aumentaron aproximadamente un 20 % entre 2010 y 2015. En 2015, se emitieron al aire unas 2.200 toneladas de mercurio como resultado de actividades humanas, como la fabricación de cemento, la extracción de oro en pequeña escala, la quema de carbón, la producción de metales y otras industrias manufactureras. Además, se estima que 1.800 toneladas de mercurio terminaron en el suelo y el agua ese mismo año. Según el informe, las concentraciones de mercurio en la atmósfera pueden haber aumentado en un 450 por ciento en el último siglo.

"El mercurio que se emite se acumula en el medio ambiente y continúa representando una amenaza para la salud durante miles de años"

"Todas y cada una de las formas en que podemos reducir las emisiones de mercurio son buenas, porque el mercurio que se emite se acumula en el medio ambiente y continúa representando una amenaza para la salud durante miles de años", señala Wickman.

Hace cinco años, su equipo de investigación en Chalmers presentó un método pionero para eliminar el mercurio del agua mediante procesos electroquímicos. El método se basa en un electrodo de metal que absorbe el metal tóxico y forma una aleación. Luego, el mercurio se puede eliminar de manera segura y el electrodo se puede reutilizar. Ahora, los investigadores han llevado esta tecnología un paso más allá y, en un nuevo estudio, han demostrado cómo se puede eliminar el mercurio del ácido sulfúrico concentrado.

Los experimentos con ácido sulfúrico se realizaron en colaboración con la empresa de minería y refinación de metales Boliden y la empresa Atium, un spin-off de la Chalmers School of Entrepreneurship, con el objetivo de llevar al mercado la eliminación de mercurio del agua y productos químicos. Los investigadores ahora esperan poder avanzar con sus socios y desarrollar un tipo de reactor a través del cual el ácido sulfúrico pueda fluir y purificarse al mismo tiempo.

Potencial para reducir costos e impacto ambiental

Hoy en día, el mercurio se elimina principalmente en una etapa anterior: de los concentrados y las corrientes recicladas en la fundición antes de que se produzca el ácido sulfúrico. Pero este proceso deja trazas de mercurio en los productos finales.

"La purificación del ácido sulfúrico también previene de las emisiones adicionales de mercurio, al tiempo que permite que la industria opere de manera más rentable y produzca un producto no tóxico de alta pureza. El siguiente paso será ampliar el método a un proceso más cercano a volúmenes de miles de toneladas, más propias del mundo real", dice Vera Roth, primera autora del artículo publicado recientemente en la revista ACS ES&T Engineering.

Con el nuevo método, los investigadores han reducido el nivel de mercurio a 0,02 miligramos por kilogramo de ácido sulfúrico

Según la base de datos Statista, el volumen del mercado mundial de ácido sulfúrico asciende a unos 260 millones de toneladas al año. Para 2029, se espera que esta cifra aumente a 314 millones de toneladas. Cuanto menor sea el contenido de mercurio del ácido sulfúrico, más valioso es.

El ácido sulfúrico para fines comerciales se considera de calidad aceptable cuando su contenido de mercurio es inferior a 0,30 miligramos por kilogramo. Si el contenido es inferior a 0,08 miligramos por kilogramo, se considera que el ácido sulfúrico tiene una alta pureza. Con el nuevo método, los investigadores han reducido el nivel de mercurio a 0,02 miligramos por kilogramo de ácido sulfúrico en su estudio piloto.

"Los valores límite de la cantidad de mercurio que puede contener el ácido sulfúrico se basan en la tecnología disponible en la actualidad. Con el nuevo método para purificar este elemento, nuestra esperanza es que la legislación sobre los valores límite se endurezca", señala Wickman, en referencia a la necesidad de que sus índices sean más bajos.

Artículo de referencia: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/07/230704110915.htm

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