Unos ‘polvos mágicos’ limpian el agua con ayuda del sol

Una pequeña cantidad de polvo se vierte en agua contaminada con fenol y celulosa, residuos habituales de las industrias maderera y papelera. Un poco de sol y, después de quince minutos, estos compuestos nocivos desaparecen y el polvo resultante puede ser separado por filtración y reutilizarse. No es magia, sólo un uso inteligente de procesos físicos y químicos llevado a cabo por investigadores de la Academia de Ciencias de Polonia (PAS) en Varsovia.

 

polvos_limpian_agua--647x231Colmenares prueba la solución creada en el IPC de Varsovia. Grzegorz Krzyżewski

 

Muchas zonas en todo el mundo están afectadas por el problema de la creciente contaminación del agua por los desechos de las industrias de madera y papel. La eliminación de estos agentes en el agua será más fácil en el futuro debido al bajo coste y la facilidad de producir fotocatalizadores como los desarrollados por el grupo del doctor colombiano Juan Carlos Colmenares, del Instituto de Química y Física de la PAS.

En los procesos típicos de los catalizadores, éstos deben ser activados a altas temperaturas, por lo general de varios cientos de grados centígrados y a menudo con un aumento significativo de la presión. Sin embargo, los fotocatalizadores diseñados y sintetizados en la PAS son mucho menos exigentes. Se activan por la luz solar o la luz UV, y esta reacción química puede tener lugar a una temperatura de aproximadamente 30 °C y bajo una presión normal.

El componente fundamental de estos nuevos fotocatalizadores es el dióxido de titanio dopado con una pequeña cantidad de átomos de hierro o cromo. Todos estos materiales están comúnmente disponibles y son baratos. Estos fotocatalizadores se depositan sobre soportes apropiados, como granos de sílice o zeolitas (aluminosilicatos) utilizando material de laboratorio común: un evaporador rotatorio y un baño de ultrasonidos.

“La irradiación ultrasónica de una solución que contiene precursores de óxido de titanio además de cromo o hierro genera microburbujas de alta presión y temperatura. Podemos gestionar estas condiciones y preparar nanocompuestos que son muy estables”, explica Colmenares.

¿De qué manera estos nuevos fotocatalizadores limpian el agua? En condiciones de laboratorio, este proceso tarda sólo de 15 a 20 minutos y consiste en verter el polvo con el fotocatalizador en agua. Entonces, la exposición a la radiación solar es suficiente para hacer desaparecer la contaminación de celulosa o derivados de fenol .

Algo particularmente importante es que los análisis realizados por el grupo de Colmenares prueban claramente que no se liberan átomos de cromo o hierro al agua durante todo el proceso de limpieza. Después de que se complete la reacción, el fotocatalizador se puede recuperar fácilmente. Debido a que la deposición se traduce en sílice o en partículas de zeolita de tamaño relativamente grande, es suficiente filtrar el agua para separar el catalizador. El polvo recuperado se puede reutilizar y la repetición múltiple del ciclo no afecta significativamente el rendimiento del catalizador.

Los nuevos catalizadores también pueden utilizarse fuera de la industria. Por ejemplo, como accesorios para piscinas. Con una buena radiación solar, el agua en una piscina construida con el uso de tales materiales estaría sujeta a un proceso de auto-limpieza continua.

“Las ventajas esenciales de nuestros fotocatalizadores incluyen la simplicidad de la producción, los bajos costes de fabricación y la comodidad de poder llevar a cabo reacciones químicas en condiciones naturales. Igualmente importante es que nuestros materiales permiten detener los oxidantes que contaminan el agua en la etapa deseada y, a partir de aquí, obtener sustancias importantes para la industria”, subraya Colmenares.

Es un artículo publicado en El Correo