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IF colabora en la creación de normas mexicanas sobre materiales fotocatalíticos

Aleida Rueda
22/jun/2016

De los trabajos que realizan los investigadores Dwight Acosta Najarro y Carlos Raúl Magaña en el Laboratorio de Películas Delgadas del Departamento de Materia Condensada del Instituto de Física, se ha derivado una colaboración con una empresa mexicana del ramo de la construcción para crear la primera norma mexicana que evaluará materiales fotocatalíticos, y que fue aprobada recientemente por la Secretaría de Economía.

La norma, identificada como NMX-C-000-ONNCCE-2015 y titulada "Industria de la construcción -materiales fotocatalíticos-. Métodos de ensayo para la evaluación de la actividad superficial" es la primera que servirá para evaluar la actividad superficial fotocatalítica de las paredes externas e internas de las edificaciones.

Imagen del fotoreactor donde se aprecian sus componentes internas y externas. Durante el experimento la cámara de reacción permanece herméticamente cerrada.

Esta norma mexicana establece los métodos de ensayo para determinar la actividad fotocatalítica superficial y anti-bacterial que deben presentar los materiales fotocatalíticos de uso general en la industria de la construcción.

El término ‘fotocatalítico’ se refiere a comportamientos físico-químicos de los materiales basados en reacciones de oxidación y reducción bajo la irradiación o la iluminación de una fuente de luz ultra violeta. A través de esas reacciones, materiales, como el óxido de titanio y el óxido de zinc, son capaces de descomponer y remover contaminantes orgánicos (materiales biológicos y no biológicos) en aire y agua, así como reducir y en muchos casos anular, los comportamientos dañinos de bacterias y hongos dañinos diversos.

“Lo que sucede es que en una primera etapa la radiación UV induce la formación de centros oxidantes y reductores en los cuales las moléculas del contaminante contaminante orgánico en fase líquida o gaseosa, interaccionan con el óxido de titanio y forman una molécula diferente en su superficie. Con la acción de la luz incidente y de las reacciones químicas que se dan, las moléculas orgánicas del contaminante se rompen y éste se va diluyendo progresivamente y llega a ser totalmente eliminado", explica Acosta.

Previamente, los investigadores habían probado esta capacidad del óxido de titanio en agua contaminada con colorantes orgánicos como el azul de metileno y el rojo del Congo, y probaron que el fotocatalizador es capaz de convertir el agua contaminada en agua pura y apta para consumo en menos de 3 horas.

Se aprecia la limpieza de aguas contaminadas con colorantes orgánicos -azul de metileno a la izquierda- y rojo del Congo a la derecha- después de diversos tiempos de irradiación con luz UV. Al fondo se aprecian las láminas de vidrio con recubrimientos de TiO2 usadas en los experimentos.

Este tipo de materiales son muy atractivos para la industria de la construcción. “En los hospitales, y sobre todo en los quirófanos, por ejemplo, una capa de este tipo de materiales, específicamente de óxido de titanio, es ideal para mantener las superficies libres de patógenos y tener menos riesgos de enfermedades”.

Además, el óxido de titano tiene la capacidad de auto-limpiarse, reduciendo así los costos de limpieza y los esfuerzos para mantener ciertas infraestructuras en buenas condiciones.

“En los túneles que hay en las carreteras, las luces que alumbran el paso de los autos pueden ensuciarse y opacarse fácilmente con los contaminantes que salen del escape de los automóviles. Con estos materiales, eso no sucede”, describe Acosta.

En 2012, representantes de la empresa ECOCIMAX DE MÉXICO S.A. DE C.V., que se dedica a la elaboración de pinturas fotocatalíticas para edificios o casas, contactaron a los investigadores debido a su amplia experiencia en evaluar nanopartículas de óxido de titanio. Desde entonces, los investigadores han trabajado en el desarrollo de parámetros para la norma técnica.

Finalmente, hace unas semanas, en mayo de este año, la norma fue aprobada por la Secretaría de Economía. Y con ello, tanto ECOCIMAX como cualquier otra empresa que produzca pinturas fotocatalíticas, podrán validar sus productos y tener la garantía de que sus pinturas están cumpliendo con todos los parámetros de calidad. Este tipo de normas es muy importante dado que garantiza a final de cuentas la calidad de los bienes producidos en diversas etapas de la construcción.

"Para los usuarios de pinturas fotocatalíticas, generamos los parámetros para darles a estas pinturas certeza, calidad y validez y probar que verdaderamente contribuyen a reducir o abatir la contaminación", concluyó el investigador.

Actualmente, los investigadores Acosta y Magaña en colaboración con otros académicos visitantes y alumnos tesistas, analizan cómo hacer que el óxido de titanio sea aún más eficiente aumentando la tasa de la fotodegradación de los contaminantes para tener, en el futuro, un proceso que permita, por ejemplo, convertir las aguas residuales en agua pura en tiempos relativamente cortos.