Fotocatálisis, un nuevo y prometedor proceso de purificación del agua

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Por: Lea Ermelinda Ayala Chica, estudiante de cuarto año de la Licenciatura en Periodismo.

Las aguas contaminadas de los ríos lanzadas por las industrias textiles, los drenajes naturales domésticos, agrícolas, forestales, derrames de petróleo y fenol, están desequilibrando el ecosistema natural, sostiene el investigador de la Universidad de El Salvador (UES), Marvin Chávez Sifontes.

Las aguas servidas son una de las principales amenazas para la salud humana, ya que son ellas el medio más grande de difusión de enfermedades infecciosas como fiebre, tifoidea, cólera, diarrea, hepatitis A, poliomielitis y otras enfermedades parasitarias.

Estas alteraciones de salud motivaron al investigador, licenciado en Ciencias Químicas y catedrático de la UES para realizar su tesis investigando la purificación del agua del fenol mediante el proceso de fotocatálisis.

Fotocatálisis es un híbrido de los vocablos foto que significa luz y catálisis que es un agente o sustancia capaz de acelerar o retardar una reacción.

Según Chávez Sifontes, la purificación actual del vital líquido, es decir la cloración, sólo elimina los microorganismos pero no los compuestos químicos dañinos como el fenol. Debido a esto, los procesos de fotocatálisis son métodos altamente novedoso y prometedor con un importante campo de aplicación.

En la investigación, el fotocatalizador es el Titanio, el reactor los rayos ultravioletas del sol (UV) y el contaminante es el fenol.

El fenol es un elemento tóxico para toda clase de células vivas, y en soluciones concentradas puede producir graves quemaduras en la piel, fue el primer proceso para destruir gérmenes infecciosos empleado como tal.

El fenol es usado como base para muchos colorantes en industrias textiles (para teñir ropa) y también lo utilizan procesadoras de papel. Luego, las descargas de esas aguas contaminadas van a parar a los ríos, matando inmediatamente a los peces y poniéndose en contacto con todos los seres vivos.

La exposición a esta sustancia, ya se a de manera oral, externa y directamente en la piel o por inhalación, manifiesta desórdenes corporales como vómito, dificultad de tragar, diarrea, anorexia, decoloración de la piel, daños al hígado, riñones y pulmones, dolor de cabeza, lesiones a músculos del corazón como el miocardio y produce efectos neurológicos.

En términos generales, los efectos por exposición en humanos y animales reflejan daños comunes en sistemas vitales. No obstante, la vía más sensible para los animales es la inhalación.

El fenol se absorbe fácilmente por la piel, las mucosas, las llagas, las superficies sangrientas, entre otras. Algunas veces las dosis tóxicas varían con los diversos sujetos. Por ingerir de 0.5 a 1 gramos produce desórdenes digestivos como náuseas, de 1 a 2 gramos provoca vértigos, hipotermia, sudores profundos y en casos graves, por no darle una pronta atención, la muerte.

La forma natural para eliminar el fenol del cuerpo, es a través de la orina. Pero en lo que respecta al agua contaminada, la manera es científica y con productos químicos, la fotocatálisis.

Por diversas razones, el proceso de tratamiento y/o purificación del agua mediante fotocatálisis con dióxido de titanio como catalizador es, en la actualidad, una de las aplicaciones fotoquímicas que más interés ha despertado entre la comunidad científica internacional.

Los beneficios de la fotocatálisis son: puede tratar mezclas complejas de contaminantes, provee la posibilidad da la utilización de la radiación solar como fuente primaria de energía sostenible.

Numerosos investigadores asignan a la fotocatálisis un lugar prominente en el desarrollo de nuevos procesos químicos benignos con el medio ambiente. También porque es un método que destruye pesticidas, ácidos inorgánicos, y en el caso de metales pesados puede reducirlos a un estado de menor toxicidad.

Para la aplicación de este proceso primero se toma una muestra de agua contaminada, en este proceso serán tres litros que es la capacidad del reactor.

A este tipo de agua se le llama “turbia” porque tiene sólidos mezclados con sustancias químicas y orgánicas. Al dejarla en reposos, los sólidos se irán al fondo. Pero aquí entra en juego la importancia de contar con una máquina, la centrifugadora.

Luego de pasar por la centrifugadora se ha eliminado al menos los compuestos sólidos.

En cuanto al reactor, esta compuesto por un cilindro de acero inoxidable que tiene en su interior una lámpara que alberga radiación ultravioleta.

Luego se debe encender la lámpara que simula la radiación ultra violeta del sol, es decir, que es radiación artificial. Según Chávez Sifontes, en este caso se hace de esa manera porque se trabaja en el laboratorio.

A través de una manguera y una bomba se inyecta el líquido de agua contaminada hacia el reactor, hasta llenarlo completamente. El agua se debe tener en constante movimiento y circulando a través del cilindro.

Al estar recirculando el agua con la lámpara encendida, el fotocatalizador se activa y comienza a destruir los compuestos contaminantes, los microorganismos patógenos infecciosos y los tóxicos.

Se toma una muestra cada cierto periodo de tiempo y se llevan al espectrofotómetro ultravioleta y visible que mide la concentración de un contaminante.

Al inicio del proceso, la concentración de contaminante es alta; por ejemplo en la escala del uno al diez es diez. Treinta minutos después de ser tratada, bajará a ocho, una hora después será de seis, y así sucesivamente irá disminuyendo hasta tener concentraciones de cero. Esto indica que se ha destruido el contaminante, en otras palabras se ha purificado el agua.

Las características del agua que son inolora, incolora e insabora se cumplen luego de la purificación fotocatalítica, lo que la hace apta para ser reutilizada o bebida.

La viabilidad de aplicar los procesos fotocatalíticos radican en que el titanio, que es un elemento en polvo es posible adquirirlo dentro y fuera del país. Sumado a esto la maquinaria como la centrifugadora, el espectrofotómetro ultravioleta y otros, serían posible de adquirirse. Además de los beneficios gratuitos de los rayos del sol.

Sin embargo, Chávez Sifontes argumentó que el gobierno no emplearía estos procesos a menos que lo hubiesen descubierto fuera del pulgarcito de América, porque así ocurrió con una investigación similar a la suya. Se trata de la Purificación del Agua del Cromo, que fue propuesta a entidades extranjeras y cuando vino al país, fue aceptado.

España ya esta purificando sus aguas a escala industrial con las fotocatálisis. Según el catedrático, en El Salvador no se considera viable por los costos del diseño de la planta y por lo mismo no les es rentable.

“Algunas empresas no lo harían porque incurrirían en pérdidas, lo mejor sería que el país incentivará a las instituciones a purificar por lo menos el agua que ellos contaminan, para que sea reutilizada”, aseguró.

En cuanto a las transnacionales, propuso que las autoridades salvadoreñas impongan condiciones o medidas de tratamiento del agua para que colaboren y no agraven el problema en la nación.

El agua, cuyo compuesto es de dos volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno, no solo proporciona vida y equilibrio corporal sino que constituye la mayor parte de las sustancias del cuerpo.

Además, la tercera parte del mundo está formada por el H2O, como también es conocida el agua.

Por lo tanto, estos y otros factores le confieren una gran importancia y un lugar privilegiado; aunque el trato adecuado o poco trato que se le da, es como si los seres humanos estuvieran confiados de que existe siempre la posibilidad que de algún modo se obtendrá el agua.

Aunque el ser humano es el último en la cadena alimenticia por tener uso de razón, no significa que puede abusar de los derechos naturales que la misma le ha otorgado.

Por ejemplo, las grandes industrias y transnacionales que se adueñan de los recursos naturales de otros países porque tienen la maquinaria que se necesita para explotarlos bajo la bandera de la minería verde y otros programas como los Tratados de Libre Comercio.

Tanto el mar como los ríos se contaminan, por ejemplo, con la basura y los desechos que las personas depositan en ellos, pero también con los vertidos que realizan esas industrias o distribuidoras de petróleo. Además se contamina el agua cuando los barcos limpian sus tanques, algo que ocurre con bastante frecuencia en las costas cercanas a las refinerías o alrededor de las plataformas petrolíferas.

El problema no es el aprovechamiento de los recursos naturales sino las pocas medidas de limpieza y saneamiento del suelo y las aguas. De no hacerlo, más temprano que tarde afectará directamente a la flora y fauna.

La contaminación del agua afecta a las plantas, a los animales y a las personas. Además en las aguas contaminadas hay más bacterias que pueden producir sustancias tóxicas, que luego sirven de alimento a las plantas, a los peces y a otros animales. Estos animales y plantas no parecen enfermos a simple vista pero si un ser humano los ingiere podría intoxicarse. La lluvia ácida también provoca la contaminación de arroyos o ríos, pero cabe aclarar que esta lluvia es resultado de otro tipo de contaminación de la mano del hombre.

La solución no sólo le corresponde aplicarla a los gobiernos, sino que cada ser humano tiene la responsabilidad de mantener limpio su entorno, de reciclar, reutilizar el material en buenas condiciones y desechar de manera inteligente los orgánicos.

La dependencia que se tiene del vital líquido es paradójica al tomar en cuenta el desinterés de las personas y la actitud que reflejan ante el problema, como si fuesen inmunes ante una escasez de agua.

Los causantes son muchos, por ejemplo la reducción de los mantos acuíferos por el asfalto, la construcción de más viviendas por el aumento poblacional y la tala de árboles le da otro golpe bajo a la naturaleza, que constantemente se queja.

Esas quejas se convierten en variaciones del estado del tiempo, lo que es una amenaza, ya que el aumento de la temperatura, las inundaciones, y otros desastres, acechan. Ante esta amenaza, el hombre se vuelve vulnerable pero aún así parece no reaccionar.

Según Chávez Sifontes, el hecho que el agua sea un recurso renovable, no la vuelve inmune a la contaminación.

Además, sostuvo que la ley natural del más fuerte establece que el hombre es el más adaptado, pero esto no le da derecho de atropellar a la naturaleza, puesto que eso significa dañar su propio entorno y agotar las posibilidades de vida en el único planeta apto para albergar al ser humano y a todos los seres vivo, la tierra.

ANEXOS

Lic. Marvin Horacio Sánchez Sifontes.

El reactor, compuesto por un cilindro de acero y una lámpara en su interior.

Espectrofotómetro Ultravioleta, indica el nivelde contaminación del agua.

Centrifugadora acelera el proceso deseparación de sólidos del agua.

Recolectores de muestras

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