Baterías de ion-litio, fuente contaminante creciente

Una nueva subclase de perfluoroalquilos y polifluoroalquilos (PFAS) usada en las baterías de iones de litio se ha convertido en una fuente creciente de contaminación del aire y del agua.

Los PFAs son un grupo de más de 4.700 agentes químicos sintéticos, ampliamente utilizados, que se acumulan a lo largo del tiempo en los seres humanos y en el medio ambiente. Las baterías de ion-litio son ampliamente utilizadas en teléfonos móviles y coches eléctricos.

Las pruebas realizadas por un equipo de investigación descubrieron además que estos PFAS, llamados sulfonimidas de bis-perfluoroalquilo (bis-FASI), demuestran una persistencia ambiental y una ecotoxicidad comparables a compuestos más antiguos y notorios como el ácido perfluorooctanoico (PFOA). Los hallazgos se publican en Nature Communications.

Las baterías de iones de litio son una parte clave de la creciente infraestructura de energía limpia, con usos en automóviles eléctricos y productos electrónicos, y se prevé que la demanda crezca exponencialmente durante la próxima década.

«Nuestros resultados revelan un dilema asociado con la fabricación, eliminación y reciclaje de la infraestructura de energía limpia», explica en un comunicado la autora del estudio Jennifer Guelfo, profesora asociado de ingeniería ambiental en la Universidad de Texas Tech.

«Reducir las emisiones de dióxido de carbono con innovaciones como los coches eléctricos es fundamental, pero no debería tener como efecto secundario aumentar la contaminación por PFAS. Necesitamos facilitar tecnologías, controles de fabricación y soluciones de reciclaje que puedan luchar contra la crisis climática sin liberar contaminantes altamente recalcitrantes».

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, por lo general, muy altas.

Los datos también sugirieron que las emisiones atmosféricas de bis-FASI pueden facilitar el transporte a larga distancia, lo que significa que las zonas alejadas de los lugares de fabricación también pueden verse afectadas. El análisis de varios vertederos municipales en el sureste de los EE. UU. indicó 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 demostraron que las concentraciones de bis-FASI similares a las encontradas en los lugares de muestreo pueden cambiar el comportamiento y los procesos metabólicos energéticos fundamentales de los organismos acuáticos. La toxicidad de los bis-FASI no se ha estudiado aún en humanos, aunque otros PFAS más estudiados están relacionados con el cáncer, la infertilidad y otros daños graves a la salud.

Las pruebas de tratabilidad mostraron que los bis-FASI no se descomponen durante la oxidación, lo que también se ha observado con otros PFAS. Sin embargo, los datos mostraron que las concentraciones de bis-FASI en el agua podrían reducirse utilizando carbón activado granular e intercambio iónico, métodos que ya se utilizan para eliminar los PFAS del agua potable.

«Estos resultados ilustran que los enfoques de tratamiento diseñados para PFOA y PFOS (ácido perfluorooctanosulfónico) también pueden eliminar los bis-FASI», dijo el autor del estudio Lee Ferguson, profesor asociado de ingeniería ambiental en la Universidad de Duke. «Es probable que el uso de estos enfoques aumente a medida que las instalaciones de tratamiento se actualicen para cumplir con los nuevos niveles máximos de contaminantes de la EPA para los PFAS».

Guelfo y Ferguson enfatizan que este es un momento crucial para la adopción de 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 el uso de infraestructuras energéticas limpias, minimizando al mismo tiempo la huella ambiental», dijo Ferguson.

«Deberíamos aprovechar el impulso que hay detrás de las iniciativas energéticas actuales para garantizar que las nuevas tecnologías energéticas sean verdaderamente limpias», añadió Guelfo.

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