Gracias a una innovadora propuesta, expertos de la BUAP están desarrollando tecnología que permite remover contaminantes emergentes del agua, como tintes, medicamentos, herbicidas, pesticidas, hormonas y metales pesados, que representan un serio riesgo para la salud y el medio ambiente al no estar debidamente regulados. El propósito es garantizar un mejor aprovechamiento de este recurso vital, cada vez más limitado.
Este trabajo se centra en la fabricación de fibras de óxido de titanio combinadas con tungsteno, producidas mediante la técnica de electrohilado, lo que genera membranas con apariencia de algodón. Posteriormente, estas fibras se pulverizan y se enriquecen con nanopartículas de oro, lo que permite desplazar la energía de activación del catalizador a la luz visible. De esta forma, la luz solar activa más eficazmente el óxido de titanio con tungsteno, logrando un proceso más económico y con mayor rendimiento.
El proyecto está liderado por el doctor Gerardo Enrique Córdova Pérez, investigador posdoctoral en el Laboratorio de Innovación y Materiales Aplicados de la BUAP, bajo la coordinación del doctor Jorge Raúl Cerna Cortez. A esta iniciativa se han sumado jóvenes de distintas universidades de Chiapas, Tabasco y Alemania, quienes colaboran a través de servicio social, prácticas profesionales o estudios de posgrado.
De acuerdo con Córdova Pérez, doctor en Ciencia de Materiales por la Universidad Autónoma de Tabasco, los ensayos se realizan con colorantes como azul de metileno, rojo de metilo, naranja de metilo y rodamina B, así como con medicamentos como paracetamol y ácido acetilsalicílico. El objetivo es lograr su degradación hasta convertirlos en compuestos inocuos como agua y dióxido de carbono.
Actualmente, la concentración de estos contaminantes suele superar las 10 partes por millón sin un control normativo. Incluso, hay reportes de paracetamol en rangos de 20 a 40 partes por millón. Los resultados obtenidos son alentadores: se logró disminuir el azul de metileno en un 91% y el paracetamol en un 92%, dejando solo un porcentaje menor que puede tratarse con métodos complementarios. Además, el material desarrollado posee propiedades antimicrobianas capaces de eliminar bacterias como Escherichia coli.
El investigador explicó que la combinación de óxidos de titanio y tungsteno optimiza tanto la resistencia mecánica como las características electrónicas del material, y estos avances dieron lugar a una solicitud de patente presentada ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial.
Apuesta por materiales sustentables
Otro aspecto innovador de este trabajo es la obtención de nanopartículas de oro mediante química verde, empleando extractos de plantas como pipicha, pápalo, cempasúchil, chipilín y bugambilia, cuyos flavonoides actúan como agentes reductores o estabilizantes para lograr nanopartículas menores a 100 nanómetros.
Por otro lado, se investiga el uso de óxido de circonio, que mejora la flexibilidad de las fibras. A futuro, se contemplan ensayos con metales como platino, cobre y níquel para aumentar aún más la efectividad del óxido de titanio.
Las pruebas de laboratorio se han realizado principalmente con luz ultravioleta. “Cuando se usan fibras sin nanopartículas de oro, se aprecia la decoloración de los tintes a los 5 minutos; en el caso de los fármacos, se observa una reducción notable entre los 30 y 60 minutos, por lo que se estableció un tiempo estándar de 180 minutos para validar resultados”, detalló Córdova Pérez.
La siguiente etapa consistirá en realizar ensayos con luz solar directa o con lámparas especiales que emulen su efecto, con el fin de comprobar la viabilidad de esta solución para la eliminación de contaminantes en condiciones reales.
