Hola de nuevo,
Mi anterior post trataba sobre los inicios de la nanotecnología, cuáles fueron los primeros investigadores en descubrir su eficacia y cuál fue el primer instrumento que originó el desarrollo de esta rama científica.
En esta entrada me voy a centrar en las nanopartículas, aquellas desconocidas y que tanto oímos hablar en los medios, pues bien las nanopartículas se pueden definir como partículas microscópicas las cuales posee un tamaño menor a 100 nm. Aunque el interés por su estudio y utilización ha surgido en las últimas décadas, no hay que olvidar que estos nanomateriales se vienen utilizando desde civilizaciones antiguas, por ejemplo sus primeros usos datan en la cultura egipcia cuando se utilizaban nanopartículas de oro como solución medicinal para conservar la juventud y mantener una buena salud.
Actualmente, las nanopartículas son utilizadas en diversos campos de investigación dónde destacan sus aplicaciones en medicina (tratamiento de enfermedades), en ingeniería, en electrónica o en medio ambiente (por ejemplo el tratamiento de aguas mediante fotocatálisis). En este caso, mi entrada va a estar orientada al medio ambiente siendo éste mi ámbito de trabajo.
Bueno, sabemos y debemos tener presente que la conservación del medio ambiente es importante y sobre todo la conservación de los recursos naturales. Existen una gran cantidad de bienes proporcionados por la naturaleza pero vamos a centrarnos en el recurso agua, sabemos que es un recurso preciado pero a la vez escaso. La contaminación es un efecto que genera esta escasez y esto es un hecho, ya que los contaminantes tienen la capacidad de transportarse y acumularse tanto en aguas superficiales como subterráneas. La principal fuente de contaminación son las aguas residuales urbanas e industriales pero, ¿Por qué se produce? Porque los procesos convencionales utilizados en las EDARs tales como filtración, sedimentación o procesos biológicos, no son eficaces para la eliminación de determinadas clases de contaminantes como tintes o plaguicidas de ahí que se estén llevado a cabo investigaciones recientes para la eliminación de estos contaminantes en aguas. Estos estudios están centrados principalmente en la fotocatálisis, proceso en el que es utilizada la aliada estrella de este post: las nanopartículas de dióxido de titanio.
En primer lugar, las nanopartículas de dióxido de titanio son compuestos de bajo coste y baja toxicidad, estas son dos ventajas que hace que se considere como alternativa en la depuración de aguas residuales. El TiO2 puede encontrarse en tres fases: anatasa, P25 o rutilo. Son micrografías de los tres tipos de TiO2.
Existen multitud de artículos dónde se estudian diversas variables (tiempo, temperatura, partículas dopadas con N, etc) para deducir poco a poco y extraer conclusiones sobre su utilización.
Como ya he comentado anteriormente, estas nanopartículas son utilizadas en proceso de fotocatálisis pero cuál es el fundamento de esta técnica: estos procesos consisten en la degradación de contaminantes usando luz ultravioleta en presencia de un catalizador, que genera mediante un proceso oxidativo radicales hidroxilos que atacan los contaminantes presentes en las soluciones acuosas. Cuando el catalizador se pone en contacto con el agua la transferencia de carga se produce a través de la fase sólido-líquido y como consecuencia de la diferencia de potencial se genera un campo eléctrico. La absorción de radiación UV produce la excitación de los electrones desde la banda de valencia (h+) a la banda de conducción originando una serie de huecos en la banda de valencia. Los huecos son cargas positivas que reaccionan con el H2O originando OH- para formar radicales hidroxilos .OH. Por otro lado, los electrones en exceso de la banda de conducción reaccionan con el oxígeno disuelto para formar iones superóxidos y peróxidos de hidrógeno. Estos dos radicales generan radicales hidroxilos mediante dos reacciones. La presencia de oxígeno en el proceso es fundamental ya que actúa como aceptor de electrones evitando la recombinación de éstos con los huecos de la banda de valencia.
Para finalizar, sólo decir que ojalá la fotocatálisis sea una alternativa eficaz a los procesos convencionales y se conviertan en mecanismos utilizados en las plantas depuradoras, porque si pensamos tranquilamente… ¿Qué haríamos sin EDARs?
Como siempre un placer transmitir mis conocimientos.
Un saludo a todos.
