09/05/2016 - Nuevos materiales para la purificación de aguas utilizando radiación solar

Menéame

La creciente contaminación de las aguas con compuestos químicos antropogénicos representa un problema de gran magnitud debido a su impacto sobre el medio ambiente y la calidad del agua, esencial para la vida y la actividad económica. En la Unión Europea existen más de 100.000 productos químicos registrados, cuyo control e identificación se encuentran regulados por diversas directivas.

Con el fin de evitar la acumulación no deseada de contaminantes en los sistemas acuáticos, se están dedicando grandes esfuerzos para desarrollar nuevas tecnologías que permitan su eliminación de manera eficaz en términos económicos.

Entre las más estudiadas, destacan los denominados Procesos de Oxidación Avanzada, entre los que se encuentra la fotocatálisis.

Fotocatálisis

La fotocatálisis recibe especial atención, ya que posibilita la eliminación de contaminantes mediante reacciones oxidativas, utilizando para ello la radiación solar. El proceso consiste en una reacción fotoquímica que convierte la energía solar en energía química en la superficie de un catalizador. El catalizador debe ser un material semiconductor capaz de ser activado por la luz solar.

El grupo de investigación de la “Sección de Ingeniería Química” de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) trabaja actualmente en el desarrollo de nuevos materiales capaces de utilizar la luz solar para inducir la oxidación y eliminación de los contaminantes presentes en el agua.

Recientemente, han preparado materiales basados en heteroestructuras, combinando un semiconductor (Ce-TiO2) y una arcilla comercial. La utilización de arcillas tiene un valor añadido en esta investigación, puesto que se trata de un material económico y sostenible.

El semiconductor es el responsable de llevar a cabo la reacción fotoquímica, mientras que la arcilla aporta la superficie adecuada para la creación de un buen catalizador.

Este equipo de investigación, dirigido por Carolina Belver, ha logrado con éxito la combinación de ambos componentes, utilizando un método de síntesis sencillo denominado sol-gel. Esta metodología permite la preparación de Ce-TiO2 en forma de nanopartículas, a la vez que éstas se anclan sobre la superficie de la arcilla.

Los investigadores utilizaron diversas técnicas, la mayoría de ellas disponibles en la UAM, para conocer las propiedades de estos materiales. De este modo, han podido optimizar el proceso de síntesis, obteniendo catalizadores capaces de activarse mediante la radiación solar.

Para estudiar el funcionamiento de estos materiales como catalizadores en la purificación de aguas, los investigadores han diseñado y puesto a punto un reactor fotocatalítico, equipado con un simulador solar (SUNTEST), que permite trabajar con radiación solar en el laboratorio con independencia de las condiciones meteorológicas existentes.

El equipo de reacción se complementa con diversas técnicas de análisis (cromatografía líquida, iónica, etc.), de forma que los investigadores han podido estudiar el comportamiento fotocatalítico de los materiales en la degradación de diversos contaminantes.

“Empleando este equipamiento y los materiales diseñados, hemos logrado altos porcentajes de degradación de diversos contaminantes (colorante y fenol), viendo cómo el tiempo para su degradación depende tanto del semiconductor como de la arcilla utilizada”, explica Carolina Belver, coautora del trabajo.

“La importancia de este trabajo la encontramos en el método de síntesis utilizado, en el empleo de arcillas como material de partida y, por supuesto, en el uso de radiación solar para inducir la oxidación de contaminantes en aguas”, añade Belver.

Una metodología con excelentes perspectivas de futuro

La metodología de síntesis propuesta presenta excelentes perspectivas de futuro para la preparación de nuevos fotocatalizadores. Los investigadores continúan trabajando en el diseño de nuevos catalizadores, aunque ahora centran su esfuerzo en la eliminación de los denominados “contaminantes emergentes”.

Este tema ha adquirido gran relevancia en los últimos años debido a la diversidad de “contaminantes emergentes” existentes (fármacos, pesticidas, drogas de abuso, productos de higiene personal, etc.) y por su difícil control, al tener un origen variado; lo que conlleva un elevado impacto medioambiental.

Esta investigación ha sido realizada por investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), gracias al apoyo financiero del Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) (Proyecto CTQ2013-41963-R).

Referencia bibliográfica:

C. Belver, J. Bedia, M. A. Álvarez & J. J. Rodríguez. Solar photocatalytic purification of water with Ce-doped TiO2/clay heterostructures. Catalysis Today. Doi: 10.1016/j.cattod.2015.09.025

______________

UAM

El próximo fin de semana del 8 y 9 de noviembre más de 250 estudiantes de la Escuela de Ingeniería de la UAB participarán en la segunda edición del UAB THE HACK! En esta hackhaton, que en la edición de este año bate récords de inscritos, los estudiantes tendrán que plantear soluciones a los retos ...

TECNIBERIA, la Asociación Española de Empresas de Ingeniería, Consultoría y Servicios Tecnológicos, y la OICE, la Asociación italiana de empresas de ingeniería, arquitectura y consultoría, han celebrado en Madrid el seminario ‘Spanish-Italian Engineering: Business Cooperation in the sectors of Energy, Water and Urban Planning’ con el objetivo de analizar futuras inversiones y oportunidades para ...

La Asociación de Ingenieros Navales de España y Navalia se unen para crear una zona dedicada a todos aquellos profesionales y startups que deseen presentar sus proyectos e innovaciones para el sector naval y la industria marítima a las empresas del sector y contactar con potenciales inversores para llevarlas a cabo.

Más información

La ROSCon España está organizada por Eurecat con el apoyo de Open Robotics y una decena de patrocinadores del sector, entre los cuales destacan PAL Robotics, ROBOTNIK y Camp Tecnológico.

Durante la jornada del 5 de noviembre, se llevarán a cabo ponencias que explorarán la aplicación de la inteligencia artificial en la ...

En las últimas semanas, Red Eléctrica como operador del sistema (OS), ha realizado las pruebas de habilitación de las primeras renovables que prestarán un servicio de control dinámico de tensión en línea con el nuevo P.O. 7.4 solicitado por el OS en 2020 y aprobado en junio por la CNMC. El operador del sistema está ...