Con el compromiso de generar conocimiento y soluciones a los problemas actuales con foco en el impacto ambiental, el proyecto “Exploring the biosynthesis of a silver silicate-based nanomaterial using waste materials and seawater for the efficient removal of contaminants in water”, que se adjudicó el concurso Fondecyt de Iniciación 2023, aportará nuevos mecanismos para la remediación (descontaminación) de aguas contaminadas.
La iniciativa, liderada por el académico de la Facultad de Ingeniería de la UCSC, Dr. Pablo Salgado, estudiará la formación de nanomateriales basados en silicato usando extractos de desechos de la industria forestal, filtros de cigarrillos y agua de mar.
“Los silicatos son compuestos altamente abundantes en el planeta y químicamente estables, existiendo ya evidencia sobre el uso de algunos nanomateriales derivados de silicatos para degradar y remover contaminantes de agua. La primera parte del proyecto consiste en estudiar la formación de los nanomateriales, la segunda consta de analizar a nivel de laboratorio la capacidad de los nanomateriales para eliminar algunos contaminantes modelos. Luego, en una última parte, se espera poder aplicar a mayor escala estos nanomateriales para la remoción de contaminantes de agua de algún cuerpo de agua natural”, explicó el investigador.
Las distintas etapas del proyecto contarán aporte de científicos y científicas de la UCSC, entre ellos, el Dr. Diego Caamaño, de la Facultad de Ingeniería; y Dra. Daniela Morales y Elizabeth González, de la Facultad de Ciencias. Además, se sumarán investigadores externos, como la Dra. Gladys Vidal, del Centro de Recursos Hídricos para la Agricultura y la Minería (Crhiam) y del Dr. Luis Bustamante, de la Facultad de Farmacia, de la Universidad de Concepción; la Dra. Olga Rubilar, de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad de la Frontera; y el Dr. Daniel Mártire, del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (Inifta), de la Universidad Nacional de Plata, Argentina.
Novedad
De acuerdo al Dr. Pablo Salgado, “entre estos nanomateriales basados en silicato se ha encontrado que algunos poseen una interesante cualidad llamada ‘actividad fotocatalítica’, que consiste en que son capaces de absorber radiación visible, como la solar, y producir especies altamente reactivas, como algunos radicales libres, que han demostrado ser muy eficaces en la tarea de eliminar varios tipos de contaminantes. Sin embargo, en este proyecto Fondecyt buscamos modificar la composición de estos nanomateriales basados en silicato para que no solo actúen como fotocatalizadores, sino que además sean capaces de retener contaminantes en su superficie (adsorbentes) o de reaccionar con algunos oxidantes como el peróxido de hidrógeno (H2O2) para producir también especies reactivas (llamada reacción heterogénea tipo Fenton)”.
Así, adicionalmente se buscará que estos nanomateriales y sus modificaciones no sean obtenidos de manera convencional, sino sintetizarlos de la manera más amigable posible con el medio ambiente. Para esto, según detalló el investigador, en lugar de usar reactivos costosos y medioambientalmente dañinos se utilizarán extractos vegetales obtenidos de hojas de la industria forestal; como solvente para la síntesis se utilizará agua de mar en lugar de usar agua desionizada, como usualmente se hace; y como soporte para fijar los nanomateriales se reutilizarán filtros de cigarrillos, los que son considerados uno de los mayores contaminantes del planeta.
“De esta manera, contribuiremos no solo a remover contaminantes del agua, sino que estaremos aportando a generar ciertos ciclos de reutilización y revaloración de algunos materiales que pudieran ser considerados como desecho o que tengan muy poca aplicación. Si se logran los objetivos, sería el primer informe de un nanomaterial utilizado de manera efectiva para la eliminación de contaminantes por fotocatálisis, reacción heterogénea tipo Fenton y adsorción. En consecuencia, de lograrse los resultados propuestos, se estima que el nuevo nanomaterial basado en silicato permitirá incrementar las alternativas de remediación de aguas contaminadas, accediendo además a procesos efectivos, rápidos, de bajo costo y amigables con el medio ambiente”, afirmó el académico de la Facultad de Ingeniería.
El director del proyecto, quien es Doctor en Ciencias mención Química, sostuvo que “como UCSC, y específicamente como Departamento de Ingeniería Civil, tenemos un compromiso muy importante con generar conocimiento y soluciones a los problemas actuales, en especial con impacto a los problemas ambientales analizados desde diversas visiones. Los resultados esperados podrían tener un aporte no solo a la remediación de aguas naturales contaminadas, que de por sí ya se trataría de un importante aporte, sino que también pueden aportar, por ejemplo, a pequeños empresarios agrícolas que buscan mejorar la calidad del agua que utilizan en sus regadíos, o a empresas forestales que requieran estudiar la posibilidad de remover contaminantes en sus procesos de reutilización de agua, entre otras aplicaciones. Aún más, si los resultados que esperamos encontrar son alentadores, podríamos incluso soñar con utilizar este tipo de nanomateriales en la reutilización de aguas con mayores niveles de contaminación como las generadas de industrias mayores”.