martes, 18 de marzo de 2014

Nanomateriales para depurar el agua con luz solar

Una combinación de nanotubos de dióxido de titanio sobre una base de grafeno elimina, con la ayuda del Sol,  restos de fármacos y pesticidas que escapan a los sistemas actuales de depuración, según un estudio irlandés presentado en la Conferencia Anual de la Sociedad Química Americana (ACS).
<p>Grafeno. Tyndall National Institute</p>
Grafeno. Tyndall National Institute
La Humanidad está cada vez más expuesta a la presencia de contaminantes químicos procedentes de los medicamentos desechados o a los pesticidas. Algunos de ellos, como los disruptores endocrinos (EDCs), pueden incluso provocar alteraciones hormonales a largo plazo.
“Cerca de 1.100 millones de personas no tienen acceso a  agua potable en el mundo y en Europa se está incrementando la demanda de agua corriente de calidad.
La presencia creciente de microcontaminantes orgánicos procedentes de fármacos o productos de cuidado personal es una realidad.
El ser humano excreta grandes cantidades de componentes de los medicamentos que no han sido metabolizados. Son restos persistentes y biológicamente activos que las plantas de depuración de aguas convencionales no son capaces de eliminar por completo.
En la Unión Europea se preparan directivas que regulan los niveles de esos componentes, por lo que hacen falta tecnologías coste-efectivas para eliminarlos”, explica a EFE Futuro Anne Morrissey, investigadora de la Universidad de Dublín (Irlanda).
Es por ello que el grupo liderado por Morrisey ha desarrollado una nueva tecnología que podría acabar con esas esquivas sustancias y lo haría con la ayuda de algo tan accesible como la luz solar.
El trabajo se presenta estos días en la Conferencia Anual de la Sociedad Química Americana (ACS) y destaca porque la pieza fundamental para que el sistema funcione no es otra que el grafeno, llamado a ser el material clave de los circuitos integrados de los ordenadores de un futuro muy próximo y, se dice, permitirá una nueva revolución tecnológica.
Morrisey y sus compañeros emplearon inicialmente un compuesto llamado dióxido de titanio (TiO2), un polvo que encontramos en pinturas blancas, papel, pasta de dientes, comida y otros productos. Con la energía adecuada, el TiO2 actúa como un catalizador, es decir, como una molécula que desencadena reacciones químicas, y degrada esas sustancias peligrosas.
El problema era que el dióxido de titanio sólo reacciona ante luz ultravioleta producida por unas bombillas especiales, no ante la luz solar.
Así, la incorporación de este método a las actuales plantas depuradoras para “limpiar” más aún el agua supondría una cuantiosa inversión desde el punto de vista económico y técnico.
Por eso, los investigadores irlandeses experimentaron con diferentes formas de TiO2 y dispusieron una serie de nanotubos, mil veces más finos que un cabello humano, que pudieran absorber la radiación solar. Sin embargo, no llegaban a conseguirlo por sí mismos.
En ese momento, volvieron sus miradas al grafeno, el material fabricado con láminas  de carbono del grosor de un átomo.
Los investigadores  situaron los nanotubos sobre ese material y comprobaron cómo las sustancias contaminantes  se adherían al grafeno, permitiendo al dióxido de titanio destruir esos contaminantes.
“El grafeno es un material mágico, pero sus propiedades en el campo de la depuración de agua no han sido desarrolladas”, asegura Morrisey.
No obstante, cabe pensar que un material llamado a ser el futuro de los ordenadores no sea tan accesible en los próximos años para otros usos, como en este caso la depuración de aguas. Sin embargo, la investigadora irlandesa, explica que “el grafeno se puede encontrar en varias formas y estadios.
Para fines informáticos se requieren grandes cantidades de este material y, además, de alta calidad. Pero para nuestro propósito, las necesidades no pasan por un grafeno tan puro y refinado, ni necesitamos mucho material. Todavía estamos precisando la cantidad exacta que se necesita.
Además, otros grupos de investigación trabajan en la obtención de grandes cantidades de grafeno más barato.

Demostró su eficacia

El nuevo sistema demostró su eficacia en una prueba con diclofenaco, el principio activo de un antiinflamatorio que, por ejemplo, casi ha erradicado la población de buitres en algunas zonas de India.
Morrissey está trabajando en una especie de cartucho con estos componentes que pudiera situarse en la tubería del agua que llega a las viviendas.
En ningún caso podrá este sistema reemplazar a los métodos de depuración actuales. Se trata más bien de un último paso para acabar con peligrosas sustancias que escapan a los filtros convencionales. El equipo de investigación cree que será muy útil en zonas rurales.
No es la primera vez en la que la luz solar es empleada para purificar el agua. En muchos países en desarrollo se emplea en llamado método SODIS para eliminar virus y bacterias presentes en el líquido elemento. Sin embargo, eso no puede acabar con los contaminantes emergentes procedentes de la excreción de fármacos o los pesticidas.