Si en 2008 las cenizas del volcán Chaitén constituían un problema para la salud de las personas, hoy se han convertido en un poderoso elemento para el tratamiento de aguas contaminadas.
Eso fue lo que descubrió,  poco después de la erupción, la investigadora del Instituto de Geología Económica Aplicada de la UdeC (GEA), Vilma Sanhueza. Cuando analizó el material volcánico se dio cuenta que de él era posible obtener zeolitas, un tipo de mineral –es un alumino silicato cristalino microporoso hidratado- cuya estructura interna está compuesta por una serie de cavidades, que tienen la capacidad de retener cierto tipo de moléculas.
“Tiene poros y su estructura está compuesta por verdaderas cajitas a las que las moléculas según su tamaño y forma, por ejemplo metales pesados, pueden ingresar y quedar atrapadas en su interior”, explica la especialista en zeolitas y doctora en Ciencias mención Química, agregando que éstas pueden ser encontradas directamente en la naturaleza o ser producidas en laboratorio.
En la actualidad –acota- se han descrito unas 50 zeolitas naturales, mientras que las del tipo sintético bordean las 400.  Al segundo grupo corresponden las zeolitas capaces de purificar aguas residuales, obtenidas de las cenizas del Chaitén: la phillipsita y la merlinoita.
Ambas creaciones de la investigadora del GEA acaban de ser patentadas por el Instituto Nacional de Propiedad Intelectual (Inapi), proceso que ha sido acompañado por la Unidad de Propiedad Intelectual (UPI) de la UdeC.

[caption id="attachment_19506" align="alignleft" width="240"] Estructura original de las cenizas.[/caption]
Vilma Sanhueza cuenta que las zeolitas se pueden fabricar “a medida para determinado tipo de proceso, porque son súper específicas”. En líneas generales son usadas como intercambiador iónico (en descontaminación, por ejemplo),  en la industria farmacéutica (como portadores de medicamentos compuestos) y en la industria petroquímica (como catalizador o soporte de catalizador).
Romper estructuras

El primer paso en la confección de las zeolitas fue el análisis, por microscopía electrónica, de las cenizas, en las que la investigadora  observó unos cristales filosos de 10 micras (0.001 centímetros).  “Es un material impalpable, muy dañino si es respirado”, dice.
La fase siguiente fue romper esos cristales para, a través de un reactor, crear nuevas estructuras, asegurando la presencia de los componentes que sirven al objetivo de la purificación de aguas.
“Una vez que se encuentran las condiciones, el tiempo de reacción para obtener las zeolitas no va más allá de un día, pero hay un trabajo previo fuerte de investigación”, señala la académica, quien logró llegar a la estructura adecuada para phillipsita y merlinoita  tras varios meses de trabajo.
Luego vinieron los test con agentes contaminantes en laboratorio. Estos se hicieron con plomo, zinc y bario, metales pesados que –cuenta la investigadora- se han asociado a aguas residuales de origen minero, de procesos de curtiembre y empresas papeleras, entre otras.
Para hacer las pruebas, se usaron embudos de gran tamaño que fueron rellenados con material zeolítico, sobre los cuales se vertió el agua contaminada.  “El agua baja y en las zeolitas queda retenido el material que pueden absorber.  El agua que entra tiene una composición química distinta que la que tiene al salir. El agua sale limpia”.
Esto ocurre porque la zeolitas actúan como un filtro,  “porque tamiza las moléculas… es el polvo (el material zeolítico) el que limpia el agua”, explica.
Ahora, dice, sólo queda hacer las pruebas a escala piloto, para lo cual esperan obtener apoyo de alguna empresa que quiera ser parte de la investigación, para luego pasar a la escala industrial.
La investigadora está confiada en que sus zeolitas tendrán la misma efectividad en una mayor escala.  “Tengo referencias de España, donde nos llevan la delantera en  esto, que señalan que todo lo que se ha probado en laboratorio es reproducible a  escala piloto. Por esa razón tengo fe  en que esto puede llegar a la industria chilena”.
Pasión por las zeolitas

La doctora Sanhueza comenzó sus estudios en zeolitas en el  año 1997 al conocer una en particular,  la ZSM-5,  que puede  convertir el alcohol en gasolina sintética.  “Me llamó la atención pensando en que si podíamos generar la zeolita y teniendo el alcohol también (el metanol) nos liberamos del azufre y del nitrógeno del petróleo crudo que trae estos dos contaminantes”, que –dice- generan lluvia ácida.

[caption id="attachment_19510" align="alignright" width="300"] Zeolitas merlinoita y phillipsita.[/caption]
Entusiasmada con esta posibilidad obtuvo la zeolitas ZSM-5 para generar gasolina sintética y otra llamada mordenita, de uso en la industria petroquímica (tratamiento de benceno y tolueno), ambas patentadas.
Luego registró una nueva versión de ZSM-5, seguida de una zeolita, un material mesoporoso (MCM-41), pensado como soporte de fármaco de aplicación en el área biomédica. Más tarde vendría la zeolita A sódica (NaA), un intercambiador iónico que remplaza el fosfato en los detergentes de ropa, compuesto que se usa para ablandar las aguas; es decir remover el calcio y evitar que precipiten (formen sarro) en el tambor de la lavadora.
La investigadora explica que el fosfato que se libera al ambiente luego de los lavados es el mayor responsable de la eutroficación de los cuerpos de agua, ya que al ser un fertilizante favorece el crecimiento desmedido de algas. “La gracia que tiene la zeolita NaA es que tiene el mismo efecto del fosfato, pero como es en base de silicio y aluminio no produce daño en el ambiente. Es inocuo para nosotros y para el ambiente”, señala.
Con una década y media dedicada a la que reconoce es su pasión, Vilma Sanhueza confiesa “que jamás, cuando empecé a trabajar en esto, pensé que me traería tantas satisfacciones. Nunca se me ocurrió pensar en una patente, siempre pensé que las patentes eran algo para otros, no para mí”.
Por eso, dice, cada vez que le han comunicado la acogida de sus invenciones, disfruta al máximo ese logro. “Ando como un mes en las nubes, es una alegría difícil de describir”, cuenta.