Científicos argentinos desarrollan nanopartículas capaces de eliminar antibióticos y colorantes del agua

Un equipo de científicas argentinas desarrollaron nanopartículas basadas en carbono y nitrógeno capaces de erradicar diferentes tipos de contaminantes del agua, entre ellos, los antibióticos y los colorantes.

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Se trata de un grupo de trabajo del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), depende de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata, y Conicet.

El grupo denominado “Nanofot” está liderado por Mónica González y participan Laura Gómez Velázquez, Ada Montilla Saavedra, Paula Caregnato y María Laura Dell’Arciprete.

Preocupación por contaminantes

El equipo comenzó a buscar una solución al incremento de la presencia de ciertos contaminantes emergentes en los efluentes de origen industrial, un fenómeno preocupante en términos ambientales por su impacto negativo en los ecosistemas y, además, porque resultan difíciles de eliminar en las plantas de tratamiento convencionales debido a su complejidad y naturaleza química.

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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.

También los fármacos, como la cefalexina, la ciprofloxacina y el sulfametoxazol que llegan al ambiente desde las aguas residuales municipales, excreción humana, descarte inapropiado de medicamentos vencidos y efluentes provenientes de la industria farmacéutica.

Procesos de oxidación avanzada

Laura Gómez Velázquez, quien está realizando su doctorado en la Facultad de Ciencias Exactas (área Química) explicó que “una de las alternativas para hacerle frente a esta problemática son los procesos de oxidación avanzada (POAs). Los POAs son métodos que generan especies muy reactivas capaces de reaccionar con los contaminantes”.

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“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”, destacó.

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.

“La investigación que realizamos consiste en diseñar y optimizar un fotocatalizador para llevar a cabo este proceso. 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”, precisó.

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.

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.

Por otro lado, dependiendo del avance de los estudios y resultados alcanzados, se propondrá un método alternativo que permita complementar los tratamientos convencionales antes de la descarga en aguas naturales.

Es de destacar que tanto los fotocatalizadores como los soportes sugeridos son materiales no tóxicos, por lo tanto, el sistema es ecológicamente amigable.