La Universidad de Córdoba ha desarrollado un material biodegradable, elaborado con nanocelulosa y partículas fotocatalíticas, para la descontaminación eficiente del aire urbano.
La contaminación del aire y su alta concentración en las ciudades es uno de los problemas a los que se enfrenta la sociedad actual, debido a sus efectos nocivos sobre el medio ambiente, pero también sobre la salud humana. Una de las causas de esta contaminación es el aumento de las emisiones de óxido de nitrógeno , debido principalmente al uso de combustibles fósiles.
Mientras se reducen las emisiones de estos gases, la fotocatálisis se está convirtiendo en una herramienta para descontaminar el aire de las ciudades: se crean unos materiales denominados semiconductores que, al entrar en contacto con el contaminante, bajo el efecto de la luz ultravioleta, lo degradan, reduciendo así su concentración en el aire.
En la producción de estos materiales han estado trabajando dos grupos de investigación de la Universidad de Córdoba, pertenecientes al Instituto Químico para la Energía y el Medio Ambiente (IQUEMA), y al Departamento de Química Inorgánica e Ingeniería Química. El equipo, formado por los grupos de BioPrEn y Química Inorgánica, ha obtenido materiales biodegradables para fijar nanopartículas con actividad fotocatalítica (en este caso, dióxido de titanio ), aumentando el poder y, por tanto, el efecto descontaminante.
Los avances de este trabajo consisten en “primero, la creación de un medio biodegradable a base de nanocelulosa, obtenida a partir de residuos agrícolas; y, segundo, el desarrollo de un proceso de modificación superficial de estas nanopartículas, que redunda en su mayor dispersión e inmovilización, y, por tanto, una mayor actividad fotocatalítica”, explica uno de los autores del artículo, el investigador Eduardo Espinosa.
El avance es doble: es posible crear un material sostenible recuperando una forma de residuo agrícola (contribuyendo así a la Economía Circular) y se simplifica el proceso de fijación de nanopartículas fotocatalíticas a este medio biodegradable. El beneficio es, de hecho, exponencial, ya que el resultado es una mayor descontaminación del aire debido a la porosidad y la tridimensionalidad del material, lo que hace que se expongan más partículas fotocatalíticas a la luz ultravioleta en comparación con un material opaco o en el que sólo una superficie está expuesta a la luz.
¿A qué se parece? ¿Dónde se usa?
Quienes vean este material reconocerán una espuma sólida, liviana, pero con muy poca densidad, similar a los revestimientos aislantes que se usan en la construcción, o los populares “bolas” de maíz. Para efectuar la descontaminación “se puede utilizar como un filtro poroso por donde pasa la corriente de gas, siempre expuesta a la luz ultravioleta , y el gas sale descontaminado”, dice Espinosa. Así, los gases emitidos por la industria, por ejemplo, saldrían casi limpios de óxidos de nitrógeno.
Un paso más en esta investigación sería modificar la partícula fotocatalítica para que sea más sensible a la luz del espectro visible , sin tener que recurrir a fuentes ultravioleta. De esta forma, el poder fotocatalítico se activaría solo con la luz solar, y este tipo de tecnología podría aplicarse a textiles y otro tipo de materiales, reduciendo así la concentración de gases únicamente mediante la exposición al sol.
El estudio se publica en la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering .
Más información: Sergio Carrasco et al, Ruta simple para preparar aerogeles compuestos de nanocelulosa: un caso de aplicación de materiales fotocatalíticos de eliminación de NOx, Química e ingeniería sostenibles de ACS (2023). DOI: 10.1021/acssuschemeng.2c06170
