Nanomateriales y Ambiente

CANDAL ROBERTO

Lima

Conferencia; 31 Congreso Latinoamericano de Química, CLAQ 2014; 2014

Federación Latinoamericana de Asociaciones Químicas

El crecimiento demográfico, el desarrollo de productos sintéticos con aplicaciones en áreas tan diversas como: textiles, medicina, cosmética y agroindustria entre otras, así como las operaciones extractivas (minería, petróleo), el crecimiento industrial desordenado y la falta de tratamiento adecuado de residuos y efluentes, han generado como consecuencia un deterioro grave del ambiente. Este deterioro afecta más a los países y regiones de bajos recursos, aunque las regiones más desarrolladas no están exentas. La problemática es global no solo en lo que respecta a la extensión, sino también a la interconexión entre los problemas originados en diversas regiones y sus consecuencias. La solución o mitigación de los problemas ambientales requiere como primera medida minimizar el impacto de las fuentes de contaminación (emisiones líquidas y gaseosas, residuos sólidos, falta de planificación urbana e industrial, etc), y como segunda medida la remediación de los espacios contaminados o ambientalmente degradados. Ambos casos requieren de un fuerte desarrollo tecnológico que conduzca a una reducción de emisiones, tratamiento de efluentes, reutilización de subproductos de producción (muchas veces considerados residuos), desarrollos de fuentes de energía y materias primas sostenibles, etc. Adicionalmente, los cambios y las tecnologías deben ser suficientemente económicos como para que sean rápidamente incorporadas por todas las sociedades, minimizando el perjuicio que pueda ocasionar el cambio. La utilización de nanotecnologías y en particular nanomateriales es una de las herramientas con las que se cuenta para encarar el desafío planteado. Las ventajas que ofrecen estos materiales son varias y ya se están empezando a utilizar en escala cada vez mayor. Entre las propiedades que se destacan resaltan la capacidad catalítica, elevada área superficial, propiedades electrónicas y ópticas diferenciadas de los materiales en escala macroscópica, etc. Una enumeración de todas las alternativas sería difícil y larga, pero algunos ejemplos pueden ilustrar: Óxidos semiconductores: Entre ellos se encuentran algunos materiales fotocatalíticos como el TiO2 y el ZnO, empleados en procesos de descontaminación y desinfección en presencia de luz solar. La actividad de estos materiales está fuertemente ligada a su tamaño. Solo cuando se encuentran en la forma de nanopartículas (nanoesferas, nanobastones, etc) la generación de pares hueco-electrón (con actividad en la oxidación de sustancia orgánicas y en la reducción de oxígeno o metales, respectivamente) puede ocurrir con buena eficiencia al ser iluminados con luz solar (o UVA). En la actualidad ya hay ejemplos de la utilización directa de estos materiales en procesos de descontaminación de aire y agua, como de su incorporación a materiales compuestos como cementos y plásticos. La gama de óxidos semiconductores con estas propiedades no se agota en los ejemplos anteriores, sino que cada vez se incorporan nuevos sistemas.