Investigadoras platenses crean nanomateriales para descontaminar agua

|A lo largo de las últimas décadas la presencia de contaminantes de origen industrial en ciertos cursos de agua tiende a ser cada vez mayor, lo que genera preocupación no sólo por su impacto negativo en los ecosistemas sino porque algunos de ellos son de muy difícil erradicación.

Entre los contaminantes más comunes y perjudiciales se encuentran los colorantes textiles diseñados para resistir al lavado de las prendas, el desgaste por el sol y el uso cotidiano. En la misma categoría se hallan también los fármacos, que llegan al ambiente desde diferentes fuentes: aguas residuales municipales, excreción humana, descarte inapropiado de medicamentos vencidos y efluentes provenientes de la industria farmacéutica.

Investigaciones recientes han demostrado la presencia de diversos antibióticos y sus metabolitos en ríos urbanos, sedimentos, peces, y demás matrices ambientales en varias provincias argentina. El ranking lo encabezan la cefalexina, ciprofloxacina y el sulfametoxazol.

Estas familias de contaminantes, que corresponden a antibióticos de uso común, pueden ser transportados, captados por otros organismos y depositados en biopelículas generando resistencia antimicrobiana. Por esta razón, existe una fuerte demanda de tecnologías que permitan eliminarlos y descontaminar las aguas.

Frente a este desafío, un equipo de científicas del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (dependiente de la Facultad de Ciencias Exactas de UNLP y CONICET) desarrolló materiales basados en carbono y nitrógeno que han demostrado tener capacidad para erradicar algunos de los contaminates más complejos.

“Una de las alternativas para hacerle frente a esta problemática son los procesos de oxidación avanzada. Se trata de métodos que generan especies muy reactivas capaces de reaccionar con los contaminantes. Algunos de estos procesos requieren radiación ultravioleta o visible, mientras que otros requieren el uso de compuestos químicos como ozono o agua oxigenada, o procesos eléctricos. En particular, la técnica conocida como fotocatálisis requiere de un material sólido semiconductor (fotocatalizador) en contacto con el contaminante que, al ser iluminado con luz apropiada, permite generar especies químicas muy reactivas capaces de iniciar la degradación del contaminante”, cuenta Laura Gómez Velázquez, una de las integrantes del equipo de investigación.

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“La investigación que realizamos consiste en diseñar y optimizar un fotocatalizador para llevar a cabo este proceso -explica-. Se eligieron los nitruros de carbono (CN) por ser materiales de bajo costo, por presentar baja toxicidad, estabilidad y con una estructura electrónica que les permite activarse con la luz visible con el objetivo de utilizar radiación solar”.

“En nuestro trabajo de investigación obtuvimos muestras en polvo de CN a partir de diferentes precursores que tienen en su base estructuras de carbono-nitrógeno como melamina, diciandiamida, ácido barbitúrico y urea. Estos CN son de tamaño nanométrico en forma de espigas, y hemos demostrados que son fotoactivos con luz visible”, agrega la doctoranda en la facultad de Ciencias Exactas Ada Montilla Saavedra.

Los estudios demostraron que los nitruros de carbono obtenidos a partir de urea, un precursor accesible y económico, tienen un buen rendimiento en las pruebas de degradación de colorantes en agua.

Investigaciones recientes hallaron antibióticos en ríos urbanos, sedimentos y peces

Las propiedades de estos materiales pueden mejorarse, mediante la incorporación de metales biocompatibles como el hierro, cobre y zinc o inmovilización sobre materiales porosos no tóxicos como sílica y alúmina, para aumentar el área de contacto entre los contaminantes y los CN.

Dependiendo del avance de los estudios y resultados alcanzados, el equipo de investigación tiene previsto proponer un método alternativo que permita complementar los tratamientos convencionales antes de la descarga en aguas naturales.

“Tanto los fotocatalizadores como los soportes sugeridos son materiales no tóxicos, por lo tanto, el sistema es ecológicamente amigable. En resumen –concluye Montilla Saavedra -nuestras investigaciones se centran en desarrollar materiales activables por luz solar para el tratamiento de aguas residuales contaminadas proponiendo alternativas de bajo costo económico, energético y ambiental”.