El plasma es un gas ionizado, es decir, un gas que contiene electrones, iones, átomos, moléculas, radicales y fotones. Es con frecuencia denominado el cuarto estado de la materia y, aunque no lo parezca, lo impregna todo. Los plasmas, que se generan artificialmente comunicando energía a un gas, están en televisiones, los tubos fluorescentes que iluminan las cocinas, pero también han permitido que los móviles sean cada vez más pequeños. Ahora, un nuevo sistema permite utilizar el plasma para descontaminar aguas, con unos resultados sorprendentes.
Los grupos FQM-136 Física de Plasmas y FQM-346 Catálisis Orgánica y Materiales Nanoestructurados de la Universidad de Córdoba (UCO) han colaborado en un trabajo de investigación cuyo propósito ha sido la eliminación de contaminantes presentes en el agua, aplicando el plasma para promover procesos químicos, y que se puede aplicar para la eliminación de colorantes u otros compuestos derivados de la actividad agrícola e industrial en las aguas que desestabilizan los ecosistemas.
Cómo es el sistema para descontaminar agua con plasma
Este equipo de la UCO demostró en 2017 que los plasmas de argón inducidos por microondas abiertos al aire, al actuar sobre el agua, generaban en ella especies reactivas que contiene oxígeno y nitrógeno (como radicales hidroxilos, peróxido de hidrónego, radicales nitrogenados) capaces de descontaminarla.
Ahora, Juan Amaro Gahete, Francisco J. Romero Salguero y María C. García han conseguido diseñar un reactor de plasma e incrementar notablemente las cantidades de esas especies activas generadas en agua, que permite destruir altas concentraciones de tintes (en este caso, azul de metileno) en cuestión de minutos.
Esto lo han conseguido cambiando el diseño del surfatrón, que es el aparato de metal que acopla la energía procedente de un generador de microondas al plasma para mantenerlo. «Lo que hemos hecho ha sido colocar una pequeña pieza de silicio en el tubo de cuarzo de descarga, permitiendo que se genere un plasma diferente que no se filamenta y que es más eficiente creando especies activas al interaccionar con el agua» explica la catedrática María C. García.
Los componentes del plasma, al interaccionar con el agua generan especies oxidantes que son capaces de degradar compuestos orgánicos y matar microorganismos, lo cual permite utilizar este reactor plasma en aplicaciones relacionadas con la remediación de aguas.
Esta nueva configuración amplía, por tanto, la aplicabilidad de este tipo de plasmas. «El diseño cambia completamente la configuración del campo electromagnético que genera el surfatrón para crear el plasma, dando lugar a un plasma de propiedades distintas y más eficiente, eliminando además ese problema de la filamentación (la división de la columna de plasma en muchos filamentos) que lo inestabiliza» explica la profesora García.
Contra qué contaminantes se ha probado este sistema de plasma
El potencial descontaminante de este tipo de plasma generado con este nuevo diseño «ha sido probado para reducir elevadas concentraciones del tinte azul de metileno en agua, con resultados muy eficientes en términos de energía logrando la completa eliminación del colorante a reducidos tiempos de tratamiento» señala el investigador Juan Amaro.
Así, con este trabajo, se avanza en una de las aplicaciones del plasma, ese «cuarto estado de la materia» que nace aportando energía a un gas estable y convirtiéndolo en un gas ionizado y que se aplica a casi todo: fabricar microchips, desinfectar superficies, curar heridas, depositar recubrimientos antirreflejantes sobre vidrios, mejorar la germinación de semillas, valorizar residuos, activar la superficie de los plásticos para conseguir una mejor adherencia de la pintura, e infinidad de aplicaciones más.
