Investigadores trabajan para desarrollar un recubrimiento funcional o inteligente con propiedades fotocatalíticas

Este año comenzó la investigación Fondecyt Regular 1231376 cuyo resultado permitirá avanzar en la lucha contra la contaminación ambiental.

Los compuestos orgánicos volátiles (COVs) son sustancias químicas que generan vapores en condiciones ambientales y se emiten en forma de gases desde ciertas superficies sólidas o líquidas. 

Un ejemplo de ellos puede ser el Benceno, que está presente en la bencina y en la emisión de gases de escape de vehículos, también puede encontrarse en el humo del tabaco y en algunos productos químicos industriales. Es un carcinógeno conocido y puede afectar el sistema nervioso y la médula ósea.

En el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de La Frontera, Andrés Jaramillo, preocupado de los contaminantes COVs, dirige una investigación Fondecyt Regular, financiada por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), para desarrollar un recubrimiento fotocatalítico que podría revolucionar la lucha contra estos compuestos.

Un recubrimiento fotocatalítico, explica el académico, es una capa delgada de material que se aplica sobre una superficie y tiene la capacidad de utilizar la energía de la luz para acelerar reacciones químicas que degradan contaminantes o microorganismos presentes en esa superficie. 

Este tipo de recubrimiento es especialmente efectivo en la eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COVs) y en la desinfección de superficies al eliminar microorganismos.

El equipo de trabajo está compuesto por el Dr. Norberto Abreu, quien es profesor del departamento de Ingeniería Química de la Universidad de La Frontera; la Dra. Adriana Mera, investigadora del Instituto de Investigaciones Multidisciplinarias en Ciencia y Tecnología, además de profesora en la Universidad de La Serena; el Dr. Luis Felipe Montoya, docente en el departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Concepción; y el Dr. Manuel Melendrez, quien ocupa el cargo de director del departamento de Ingeniería de Materiales en la Universidad de Concepción.

La primera parte del estudio se concentra en dos elementos esenciales: el cloruro de bismuto (BiOCI) y el óxido de cobre (CuO). La combinación de estos materiales en una estructura jerárquica abre la posibilidad de degradar compuestos orgánicos volátiles (COVs) en el aire y eliminar microorganismos en superficies, como la madera.

"En esta investigación, se plantea un desafío tecnológico clave para el posible uso conjunto de BiOCl y CuO: lograr catalizadores bifuncionales con estructuras jerárquicas. Esto se logra mediante la deposición de estos semiconductores de tamaño nanométrico sobre soportes macroporosos (zeolitas), con el propósito de su aplicación en la eliminación de COVs, como el benceno, y en la reducción de la contaminación microbiana", explicó el investigador de la UFRO, quien es especialista en corrosión y protección de materiales, nanotecnología, así como en recubrimientos inteligentes.

Durante este primer año, el objetivo principal es la síntesis de la heteroestructura jerárquica de BiOCl/CuO y llevar a cabo ensayos de eficiencia del catalizador en fase líquida. Además, los expertos tienen la intención de lograr la incorporación exitosa de estos materiales en zeolitas sintéticas como soporte. Conforme obtengan resultados, planean realizar análisis fotocatalíticos en fase gaseosa para seguir avanzando en el estudio.

El desarrollo de este recubrimiento bifuncional es un paso prometedor hacia soluciones más efectivas para la eliminación de COVs y la erradicación de microorganismos en entornos interiores y exteriores. “Esperamos que con esta investigación logremos avances que tengan un impacto positivo tanto en la salud pública como en la preservación del medio ambiente”, concluyó el académico. 

“Este recubrimiento se podría utilizar en recintos hospitalarios, ya que esperamos que tenga también esa propiedad antimicrobiana, también podría ser empleado en interiores o exteriores de las casas”, explicó el Dr. Jaramillo.

Finalmente, este estudio abarca varias etapas, desde la obtención de los catalizadores hasta la formulación del recubrimiento, podría abrir nuevas puertas en la lucha contra la contaminación y mejorar la calidad del aire y las superficies en diversos entornos