Desarrollan un nuevo proceso que reduce notablemente las emisiones de mercurio en la industria

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, en Suecia, han desarrollado un método para eliminar hasta en un 90% el mercurio en el ácido sulfúrico, un producto ampliamente utilizado en multitud de procesos productivos.

El ácido sulfúrico es el producto químico más utilizado del mundo. Es un importante reactivo utilizado en muchas industrias y se emplea en la fabricación de todo tipo de productos, desde papel, productos farmacéuticos y cosméticos hasta pilas, detergentes y fertilizantes. Sin embargo, el ácido sulfúrico contiene a menudo una de las sustancias más tóxicas: el mercurio. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia) han desarrollado un método capaz de reducir los niveles de mercurio en el ácido sulfúrico en más de un 90%, incluso a partir de niveles bajos.

«Hasta ahora no existía ningún método viable para purificar el ácido sulfúrico acabado. Con una reducción tan radical del 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 las aplicaciones industriales y es un paso importante para reducir el impacto ambiental», afirma el director de la investigación, Björn Wickman, profesor asociado del Departamento de Física de Chalmers.

El ácido sulfúrico se produce a partir del azufre de la industria petrolera o como subproducto en las fundiciones de la industria minera. En este último caso, el mercurio, presente de forma natural en el mineral, puede acabar en los productos acabados. También los flujos reciclados en las fundiciones pueden contener mercurio.

Emisiones tóxicas que afectan a toda la vida en la Tierra

La dispersión del mercurio es un problema mundial, ya que la sustancia es volátil y puede dispersarse por el aire en grandes áreas. Este metal pesado tóxico es arrastrado por la lluvia hasta arroyos y lagos. 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 las personas y los animales.

Según un informe del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), se calcula que las emisiones de mercurio a la atmósfera aumentaron 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 minería de oro a pequeña escala, la quema de carbón, la producción de metales y otras industrias manufactureras. Además, se calcula que 1.800 toneladas de mercurio acabaron en el suelo y el agua ese mismo año. Según el informe, las concentraciones de mercurio en la atmósfera pueden haber aumentado un 450% en el último siglo.

«Todas y cada una de las formas en que podamos reducir las emisiones de mercurio son buenas, porque cualquier mercurio que se emita se acumula en el medio ambiente y sigue suponiendo una amenaza para la salud durante miles de años», afirma Wickman.

Captura del metal mediante electroquímica

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 metálico que capta el metal tóxico y forma una aleación. El mercurio puede eliminarse de forma segura y el electrodo reutilizarse. 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 minera y de refinado de metales Boliden y la empresa Atium, una spin-off de la Escuela de Emprendimiento Chalmers, con el objetivo de llevar al mercado la eliminación del mercurio del agua y los productos químicos. Los investigadores esperan ahora 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.

Reducir los costes y el impacto ambiental

En la actualidad, el mercurio se elimina en su mayor parte en una fase anterior: de los concentrados y de los flujos reciclados en la fundición, antes de que se produzca el ácido sulfúrico. Se trata de un proceso establecido, pero que deja trazas de mercurio en los productos finales.

«Purificar también el ácido sulfúrico evita emisiones adicionales de mercurio, al tiempo que permite a la industria operar de forma más rentable y producir un producto de gran pureza y no tóxico. El siguiente paso será ampliar el método a un proceso piloto que se acerque más a los volúmenes reales de miles de toneladas», afirma Vera Roth, estudiante de doctorado en Chalmers y primera autora del artículo publicado recientemente en la revista ACS ES&T Engineering.

Valores límite más bajos

Según la base de datos Statista, el volumen del mercado mundial de ácido sulfúrico asciende a unos 260 millones de toneladas anuales. Para 2029, se espera que esta cifra aumente hasta los 314 millones de toneladas. Cuanto menor sea el contenido de mercurio del ácido sulfúrico, más valioso será. El ácido sulfúrico para fines comerciales se considera de calidad aceptable cuando su contenido en 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 gran 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 de purificación del ácido sulfúrico, nuestra esperanza es que la legislación en torno a los valores límite se haga más estricta desde una perspectiva global, donde los niveles de mercurio suelen ser mucho más elevados», afirma Wickman.