El día a día humano genera una serie de vertidos de contaminantes al agua. Acciones tan mundanas como lavar y desmaquillarse envían a las tuberías una serie de compuestos orgánicos que deben ser depurados. Para ello, las plantas de depuración cuentan con una serie de filtros de carbón activo que retienen todos los contaminantes que no pueden ser neutralizados. Poco a poco, los filtros se van saturando de compuestos por lo que es necesario extraerlos y regenerarlos para que puedan seguir cumpliendo su función. La joven innovadora asturiana Leticia Fernández ha ideado una técnica que permite degradar estos compuestos en el propio filtro en tiempo real.
“Con los hábitos de consumo adquiridos en las últimas décadas han aparecido nuevos contaminantes derivados de fármacos, cosméticos, etcétera, que son muy resistentes a las técnicas convencionales de depuración”, explica Fernández. Por ello se decidió a solucionar el problema como parte de su tesis doctoral en Ingeniería Química en el Instituto Nacional del Carbón.
Dio el primer paso a raíz de un gran descubrimiento: algunos materiales de carbono nanoporosos poseen actividad fotocatalítica, es decir, que cuando reciben radiación solar generan reacciones químicas capaces de degradar a otros compuestos. La fotocatálisis ya había sido propuesta como método para limpiar los filtros de carbón activo in situ, pero hasta ahora “solo podía hacerse con materiales semiconductores, que son caros, y bajo el espectro de luz ultravioleta”, explica la joven.
El hallazgo de Fernández le ha permitido así dar lugar a una nueva técnica más económica por partida doble. Por un lado, los compuestos fotocatalíticos nanoporosos de carbono son más baratos que los semiconductores. Por otro, la ingeniera los ha perfeccionado hasta permitir que su capacidad fotocatalítica funcione bajo el espectro de la luz visible.
Cuando la luz índice sobre el material nanoporoso este se excita y “hace reaccionar al agua absorbida para producir radicales hidroxilo”, explica la joven innovadores. Estos radicales libres son altamente reactivos y degradan los contaminantes orgánicos en disolución al entrar en contacto con ellos.
“La gran ventaja de este tipo de materiales es su relativa sencillez de síntesis con un diseño específico para diferentes aplicaciones”, asegura Fernández. “Se producen fácilmente a partir de residuos plásticos o agroindustriales, lo que confiere un beneficio ambiental añadido”, apunta la joven innovadora.
Para incorporarlos al proceso de depuración bastaría con realizar ligeras modificaciones a las plantas depuradoras, ya que en la actualidad el filtro de carbono activo se encuentra en el interior de estructuras cerradas y se requiere su exposición a la luz del Sol. A cambio se elimina la necesidad de retirar el filtro cuando esté saturado y proceder a su regeneración.
Para el investigador del Instituto de Tecnología Química UPV-CSIC (España) Antonio Chica, el enfoque de Fernández “supone un gran avance en la descontaminación de aguas residuales”. Este miembro del jurado de los premios MIT Technology Review en español Innovadores menores de 35 España 2015 también destaca “el hecho de que el carbón activo ya se esté usado en procesos de descontaminación, lo que facilita que la aplicación de esta idea innovadora en una depuradora real se pueda llevar a cabo sin un gran coste adicional”.
Fernández se encuentra ahora trabajando en la Real Academia Militar de Bruselas (Bélgica), donde busca ampliar las aplicaciones que puedan tener estos materiales: “Estamos colaborando con un grupo de la Universidad de Gante (también en Bélgica) para combinar los materiales de carbono con cementos”. El objetivo de este proyecto es lograr incorporar esta capacidad fotorreactiva en construcciones que limpien el aire circundante.
