Una subclase de perfluoroalquilos y polifluoroalquilos (PFAS), utilizada en baterías de iones de litio, se convirtió en una creciente fuente de contaminación del aire y el agua.
Los PFAS comprenden más de 4.700 compuestos químicos sintéticos ampliamente utilizados. Estos se acumulan en los seres humanos y el medio ambiente. Las baterías de iones de litio se usan comúnmente en teléfonos móviles y autos eléctricos.
Un equipo de investigación halló que estos PFAS, conocidos como sulfonimidas de bis-perfluoroalquilo (bis-FASI), tienen una persistencia ambiental y una ecotoxicidad comparables a compuestos más antiguos como el ácido perfluorooctanoico (PFOA). Los resultados se publicaron en Nature Communications.
Las baterías de iones de litio son esenciales para la infraestructura de energía limpia en automóviles eléctricos y productos electrónicos. Se espera que la demanda de estas baterías crezca exponencialmente en la próxima década.
“Nuestros resultados revelan un dilema asociado con la fabricación, eliminación y reciclaje de la infraestructura de energía limpia”, explicó Jennifer Guelfo, profesora asociada de ingeniería ambiental en la Universidad de Texas Tech.
“Reducir las emisiones de dióxido de carbono con innovaciones como los autos eléctricos es fundamental, pero no debe aumentar la contaminación por PFAS. Necesitamos tecnologías y soluciones de reciclaje que combatan la crisis climática sin liberar contaminantes persistentes”, agregó.
Los investigadores tomaron muestras de aire, agua, nieve, suelo y sedimentos cerca de plantas de fabricación en Minnesota, Kentucky, Bélgica y Francia. Las concentraciones de bis-FASI en estas muestras eran generalmente muy altas.
Los datos indicaron que las emisiones atmosféricas de bis-FASI facilitan su transporte a larga distancia, afectando áreas alejadas de los sitios de fabricación. Un análisis de vertederos municipales en el sureste de Estados Unidos mostró que estos compuestos también pueden entrar al medio ambiente a través de la eliminación de productos, incluidas las baterías de iones de litio.
Las pruebas de toxicidad revelaron que las concentraciones de bis-FASI encontradas en los lugares de muestreo pueden alterar el comportamiento y los procesos metabólicos energéticos de los organismos acuáticos. Aunque no se ha estudiado la toxicidad de los bis-FASI en humanos, otros PFAS se han relacionado con cáncer, infertilidad y otros daños graves a la salud.
Las pruebas de tratabilidad demostraron que los bis-FASI no se descomponen durante la oxidación. Sin embargo, los datos mostraron que las concentraciones de bis-FASI en el agua podrían reducirse utilizando carbón activado granular e intercambio iónico, métodos ya utilizados para eliminar PFAS del agua potable.
“Estos resultados ilustran que los enfoques de tratamiento diseñados para PFOA y PFOS también pueden eliminar los bis-FASI”, afirmó Lee Ferguson, profesor asociado de ingeniería ambiental en la Universidad de Duke. “Es probable que el uso de estos enfoques aumente conforme las instalaciones de tratamiento se actualicen para cumplir con los nuevos niveles de contaminantes de la EPA para los PFAS”.
Guelfo y Ferguson enfatizan la importancia de adoptar tecnologías de energía limpia que puedan reducir las emisiones de dióxido de carbono.
“Deberíamos aprovechar la experiencia de equipos multidisciplinarios de científicos, ingenieros, sociólogos y responsables de políticas para desarrollar y promover infraestructuras energéticas limpias, minimizando al mismo tiempo la huella ambiental”, concluyó Ferguson.
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