Investigadores colombianos utilizan la ozonización para lograr agua más pura
UN/DICYT Hace algunos años, Carlos Trujillo, estudiante de la Maestría en Ingeniería Química, encontró su vocación en un experimento de fermentación etanólica mientras cursaba el grado once del colegio. Hoy, desde los laboratorios de la Universidad Nacional de Colombia (UN) y junto con Andrea Rojas y Carlos Mora, de la Maestría en Ingeniería Eléctrica, desarrollan una investigación de gran impacto para el medioambiente: la ozonización para el tratamiento del agua.
Trujillo obtuvo un nuevo material denominado dióxido de titanio soportado sobre alúmina. Se caracteriza por tener una área superficial y una constante de eléctrica altas, así como un comportamiento fotocatalítico (aumento de la velocidad de una reacción química por efecto de la luz o de otras formas de energía radiante).
“El nuevo material es empleado en un reactor para la producción de ozono, un componente importante para la industria que se puede usar en las plantas de tratamiento de aguas residuales así como para la prevención de algunas enfermedades como el cáncer”, afirma Trujillo.
El ozono puede reemplazar el cloro para tratar el agua porque tiene una doble acción oxidante. “Cuando este elemento interactúa con el agua la oxida y forma moléculas de oxígeno. Entonces, la ventaja del ozono es que no produce contaminantes perjudiciales para la salud, mientras que el cloro produce trihalometanos que son cancerígenos”, señaló el científico al explicar las bondades del ozono.
En el caso del dióxido de titanio su finalidad es disminuir el consumo energético en el proceso de síntesis, aumentar la concentración de ozono y la conversión de oxígeno a ozono. “Mi aporte es evaluar ese material y detectar las mejores propiedades para aumentar la concentración y producción de ozono. Por su parte, las tesis de mis compañeros están concentradas en el estudio de algunas variables eléctricas.
Un arduo proceso
Sintetizar el dióxido de titanio no es fácil y requiere de un dispendioso proceso. El último paso es el de la síntesis del material en forma esférica. Se parte de dos reactivos analíticos. Para el titanio arranca a partir del isopropóxido de titanio y para la alúmina, del isopropóxido de aluminio. El isopropóxido de aluminio se hidroliza, es decir, reacciona al agua, y forma un coloide.
Con ayuda de un aparato denominado sol, que controla el pH del material, se forma una red tridimensional que va creciendo hasta que se forma un sólido con un líquido interno, es decir un gel. La sustancia pasa por aceite caliente y por efecto de tensión superficial forma una esfera. Por gravedad cae a una solución de amoniaco que endurece la esfera. Posteriormente se inicia un proceso de secado para quitar los restos de humedad y darle mayor rigidez.
“El proceso tiene una ventaja grandísima y es que puedo controlar casi cualquier variable final del producto, pero implica mucho tiempo. Del isopropóxido de titanio a los gránulos tardo por lo menos una semana, trabajando ocho horas diarias duro. Entonces lo que se hace es realizar muchas series de soles”, destaca el científico.
El material puede ser usado para sintetizar ozono o para retirar y absorber humedad. En el área de la petroquímica se puede emplear como elemento de deshidrosulfurización o aplicación fotocatalítica para destruir contaminantes como benceno, antraceno y algunos toluenos que emiten las industrias.
“Nuestra meta es poder implementar el dióxido de titanio en el proceso de síntesis de ozono y que sea una tecnología accesible en nuestro país porque dicha tecnología no se ha implementado en Colombia porque importarla resulta muy costoso. Nosotros estamos dando una alternativa para que se pueda desarrollar en el país e implementarla en una planta de aguas residuales”, puntualizó Trujillo.