Materiales desarrollados en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) posibilitan que algunos compuestos orgánicos que contaminan el agua puedan ser degradados tan sólo con el uso de luz solar.

Un equipo encabezado por Montserrat Bizarro Sordo, en el Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) de esa casa de estudios, desarrolló esta innovación hecha con películas delgadas de materiales semiconductores con actividad fotocatalítica que absorben luz ultravioleta.

La escasez y el deterioro del agua se incrementan en el mundo, por ello hay que encontrar mecanismos para revertir este problema desde diferentes frentes; uno es tratar el agua y aprovecharla en un segundo uso, explicó la científica.

Muchos de los residuos de la industria textil o del papel, por ejemplo, producen en sus procesos enormes volúmenes de aguas residuales y contaminantes orgánicos, como es el caso de los colorantes. Se trata de moléculas complejas que pueden ser tóxicas; además, aún en bajas concentraciones manchan gran cantidad de agua. Los ecosistemas donde se vierten –ríos, lagos o mares– se alteran porque la luz solar no puede penetrar; además, no son biodegradables.

Frente a este panorama, desarrollamos materiales capaces de degradar este tipo de compuestos con el uso de luz. Se trata de películas delgadas de materiales semiconductores con actividad fotocatalítica (óxido de zinc, de titanio u otros óxidos metálicos) que, por lo general, absorben luz ultravioleta.

La investigadora y su equipo estudian su estructura y propiedades para modificarlos mediante la introducción de impurezas de otros elementos químicos, para que puedan absorber luz visible y así aprovechar la energía gratuita del sol, que es limpia y prácticamente permanente.

Esas películas miden cientos de nanómetros y hasta una micra, y se depositan sobre un sustrato, en este caso, láminas de vidrio.

“Son de vidrio común, con una capa de material fotocatalítico, que se introduce a un recipiente con agua contaminada –en este caso con colorante–; lo exponemos a la luz y después de un tiempo la concentración del colorante disminuye, se hace más claro hasta volverse transparente y degradarse completamente.”

A diferencia de los fotocatalizadores en polvo –utilizados por ser más eficientes en tiempo, pero difíciles de remover una vez concluida la degradación del contaminante–, las películas tienen la ventaja de que una vez que se hace el tratamiento del líquido se pueden retirar fácilmente.

La investigadora explicó que es utlizado el óxido de zinc debido a que es un semiconductor abundante, económico y con un brecha de energía prohibida grande, de 3.2 electrón voltios.

Con la investigación, dada a conocer en revistas de circulación internacional, como Applied Catalysis B, Catalysis Today, International Journal of Photoenergy, y Applied Surface Science, se espera obtener material con alta actividad fotocatalítica, capaz de absorber luz visible.