Las aguas procedentes de industrias como la farmacéutica o la textil están cargadas de componentes químicos peligrosos para el medio ambiente. Hasta ahora existen técnicas para atrapar estos contaminantes presentes en el agua, sin embargo, todavía no se ha desarrollado la manera de eliminar las sustancias una vez retiradas del agua.
Un equipo de la Universidad de Extremadura (UEx) ha desarrollado unos dispositivos impresos en 3D, que atrapan las partículas contaminantes del agua y permiten eliminarlos mediante un proceso de fotocatálisis.
Cómo son los dispositivos que eliminan los contaminantes de las aguas
Investigadores de la UEx lideran el proyecto WaterGreenTreat, que finalizará en 2027, tiene como objetivo fabricar mediante impresión 3D de fotocatalizadores macroporosos a partir de compuestos de óxidos metálicos (óxido de cobre y óxido de zinc) y la evaluación del efecto sinérgico inducido por la presencia simultánea de los fotocatalizadores y de microalgas en la eliminación de contaminantes específicos de aguas residuales.
En el marco del proyecto, el Grupo Especializado de Materiales de la Universidad de Extremadura (GEMA-UEx) se encargará de la fabricación de los fotocatalizadores. Concretamente, mediante una técnica de manufacturación aditiva (impresión 3D) denominada moldeo robotizado se fabricarán estructuras porosas tridimensionales con arquitectura de poros controlada a partir de nanopartículas de óxido de cobre y óxido de zinc de origen comercial y otras obtenidas mediante biosíntesis por otro grupo participante en el proyecto.
Qué ventajas ofrecen estos dispositivos para descontaminar aguas
Los resultados de estos materiales diseñados en la UEx son prometedores. “Nuestros fotocatalizadores permiten eliminar sustancias contaminantes del agua con una serie de ventajas frente a otro tipo de fotocatalizadores. Se eliminan fácilmente porque son macroscópicos, se pueden reutilizar y no sueltan partículas metálicas que puedan contaminar el agua”, destaca Antonia Pajares Vicente, catedrática e investigadora principal del proyecto en la UEx.
El proceso de fabricación de los fotocatalizadores está pensado para reducir el impacto medioambiental, tanto en disminución de residuos generados y consumo energético, según los investigadores de la UEx implicados en el proyecto, Antonia Pajares Vicente, Pedro Miranda González, Óscar Borrero López y Ana Martínez Udaondo.
Las estructuras una vez impresas se consolidarán mediante un proceso térmico de sinterización a alta posible, el crecimiento de las nanopartículas cerámicas y así preservar su actividad fotocatalítica. De esta forma, se minimizará el impacto medioambiental causado por la fabricación de los nuevos fotocatalizadores, ya que, por una parte, al utilizar técnicas de manufacturación aditiva se reducirá la cantidad de material de desecho generado y, por otra parte, se reducirá el consumo de energía ya que las técnicas de sinterización rápida requieren solo el 20-30 % de la energía consumida en los procesos de sinterización convencionales.
Evita la contaminación del agua con iones metálicos
Por otra parte, el uso de estos fotocatalizadores 3D, además de hacer más fácil su eliminación tras el tratamiento de las aguas residuales, evitará la contaminación del agua con iones metálicos que se generan a partir de los óxidos metálicos cuando se utilizan en forma de nanopartículas.
Los fotocatalizadores 3D fabricados por GEMA-UEx serán utilizados por los otros grupos participantes en el proyecto para realizar estudios toxicológicos, tratar a nivel laboratorio aguas residuales que contienen medicamentos o colorantes orgánicos, regar plantas cultivadas en invernaderos y determinar el efecto sinérgico inducido por la presencia simultánea de los fotocatalizadores y de microalgas en la depuración de aguas residuales.
