Un compuesto extraído de pilas agotadas sirve para pinturas antimicrobianas

La formación de biopelículas, es decir comunidades de bacterias u otros microorganismos que crecen adheridos a la superficie de una estructura, es un grave problema para los ambientes interiores, especialmente en viviendas y hospitales. El inadecuado descarte de pilas agotadas también lo es, en este caso para el medio ambiente en general. ¿Y cómo se relacionan ambos entre sí?

Se relacionan en que, bajo la premisa de que uno de los principales objetivos de la investigación científica es buscar soluciones a cuestiones que afectan la vida de las personas sin dejar de lado aspectos como la eficiencia y la economía de recursos, tres especialistas del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) en Argentina han ideado un modo de aprovechar un producto de desecho de las pilas para luchar contras las biopelículas.

Como responsable del Área de Recubrimientos Antimicrobianos del Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnología de Pinturas (CIDEPINT, CONICET-UNLP-CICPBA), la investigadora del CONICET Natalia Bellotti trabaja en el desarrollo de pinturas funcionales que contribuyan al control de la presencia de colonias de microorganismos perjudiciales para la salud en paredes y otras superficies. “Los desafíos son muchos, porque hay que lograr que los compuestos que se incorporan al producto conserven su acción de prevenir o inhibir el crecimiento de estos agentes, y que además la mantengan en el tiempo. También, deben ser amigables con el medio ambiente y económicamente viables”, describe la experta. Con todas estas cualidades juntas, uno de los candidatos más promisorios que apareció fue el óxido de zinc (ZnO).

“Es un compuesto inorgánico relativamente nuevo que se viene estudiando mucho en los últimos tiempos gracias a su versatilidad y a sus propiedades químicas, electrónicas, y ópticas. Particularmente, nosotros lo abordamos por su cualidad antimicrobiana y le buscamos una aplicación tecnológica, en este caso como un componente de pinturas para paredes”, cuenta María Victoria Gallegos, investigadora del CONICET en el Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas “Dr. Jorge J. Ronco” (CINDECA, CONICET-UNLP-CICPBA) y encargada de la recuperación de metales de las pilas alcalinas agotadas. “Una vez desarmada la batería, tomamos una parte llamada ánodo y lo lavamos con agua destilada, lo secamos y lo tratamos con ácido sulfúrico, procedimiento que deja como resultado una solución con iones de zinc disueltos, que son los que nos interesan porque a partir de ellos producimos el ZnO”, detalla la experta.

En este punto, el foco de la investigación está puesto en el proceso de síntesis para obtener el material de interés. “El ZnO es un polvo blanco, y para generarlo desde la solución que nos queda del proceso anterior, utilizamos diferentes precipitantes, que son químicos que ayudan a la formación de ese sólido”, explica Guillermo López, becario del CONICET en el CIDEPINT y primer autor del trabajo. Dependiendo del reactivo que se aplique, las estructuras que se forman presentan distintos tamaños y características morfológicas que a su vez repercuten en las propiedades finales que tendrá el compuesto. “Nosotros probamos tres óxidos de zinc: uno sintetizado con carbonato de sodio, otro con ácido oxálico, y el último de origen comercial. Luego pasamos a verificar la acción antimicrobiana de cada uno de ellos”, añade.

Los ensayos se llevaron adelante exponiendo cepas de hongos y bacterias de las colecciones del CIDEPINT a los tres ZnO, y todos ellos mostraron diferencias en la actividad antimicrobiana dependiendo del proceso de obtención del compuesto. Particularmente, el obtenido con carbonato de sodio fue el más efectivo. “Es muy interesante observar cómo influye el proceso de síntesis de este compuesto en sus propiedades, y vamos a seguir trabajando en este campo porque justamente esas modificaciones nos pueden llevar a optimizar y mejorar la actividad antimicrobiana”, apunta Bellotti. Luego de estos experimentos preliminares, pasaron a probarlos ya incorporados en pinturas de interior, y comprobaron que conservaban su acción antifúngica y antibacterial en niveles altos.

Los hongos y las bacterias son los agentes con mayor importancia desde el punto de vista sanitario de los recubrimientos de interiores y –reflexiona la investigadora– “es una tendencia que se acentuó luego de la pandemia y la permanencia de las personas en lugares cerrados”. Para Bellotti, “tanto para las películas de pintura como para la salud humana, los más perjudiciales son los hongos, que debido a su crecimiento invasivo provocan no solo un daño estético en la superficie, sino también en el material a nivel fisicoquímico. Y a su vez, su proliferación genera bioaerosoles y liberación de gran cantidad de esporas al ambiente cuya exposición prolongada se relaciona directamente con problemas en las vías respiratorias”. Sin dudas, esta situación señalada ya en 2009 por la Organización Mundial de la Salud (OMS) cobra especial relevancia en un contexto mundial atravesado por la COVID-19 y su sintomatología asociada.

“Lo novedoso del trabajo es lograr la combinación de resolver una situación aprovechando un residuo, el objetivo central de los estudios de química sustentable o verde. La idea inicial era cerrar un ciclo: tenés un desecho, algo que no se usa y que contamina; lo utilizás para generar un material nuevo que a la vez te sirve para solucionar otro problema ambiental y sanitario”, resume Gallegos, y enfatiza que, de acuerdo a los números aportados por la Planta Piloto Multipropósito (PlaPiMu-LASEISIC, CICPBA), donde se realiza el desarmado manual de las pilas, cada mes se tratan unos 80 kilos de estos dispositivos, volumen que equivale al consumo de ocho mil habitantes. “La incorporación de este sólido al círculo productivo va a ser algo realmente muy positivo para toda la sociedad”, coincide López.

El equipo expone los detalles técnicos de su investigación en un artículo titulado “Uso de óxido de zinc recuperado (ZnO) de pilas alcalinas agotadas en la formulación de pinturas bioactivas”, que se ha publicado en la revista Ambiente en Diálogo, del Organismo Provincial para el Desarrollo Sostenible de la Provincia de Buenos Aires (OPDS). (Fuente: Mercedes Benialgo / CONICET. CC BY 2.5 AR)