Desarrollan prototipo de fotorreactor para tratamiento de aguas

Estudiantes buscan alternativas de bajo costo de gran relevancia para climas semiáridos en Coahuila

Con el objetivo inicial de construir un aparato para pruebas de laboratorio sobre tratamiento de agua, estudiantes de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM) de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec) desarrollaron un prototipo de fotorreactor con diseño innovador.

Mediante este nuevo modelo de fotorreactor, alumnos de la carrera de ingeniería física ofrecen una alternativa de bajo costo que, hasta el momento, arroja resultados prometedores para el tratamiento de aguas residuales de la industria textil.

Este tipo de innovación tiene gran relevancia en un estado de clima semidesértico como Coahuila y en un país donde dos terceras partes del territorio se consideran áridas o semiáridas, con precipitaciones anuales menores a los 500 milímetros, de acuerdo con las Estadísticas del agua en México, edición 2016.

Estos estudiantes crearon un prototipo con potencial de patentamiento que podría convertir un material de laboratorio en un equipo de bajo costo para transferir a la industria relacionada con el tratamiento de aguas residuales y, con esto, fomentar la conservación de este líquido, elemento indispensable para la vida y desarrollo socioeconómico de la región.

Fotorreactor de bajo costo

Como resultado de sus procesos de producción, diversos tipos de industria —principalmente la textil— generan gran cantidad de aguas residuales con contaminantes como materia orgánica y diferentes tipos de colorantes. Estos residuos no pueden tratarse de forma convencional, debido a que generan contaminantes secundarios que continúan dañando el medio ambiente. Por lo tanto, estas aguas residuales requieren procesos especiales para su tratamiento como la fotocatálisis.

“La fotocatálisis es un proceso fotoquímico que transforma la energía solar en energía química, dicha transformación se hace mediante la ayuda o implementación de un fotocatalizador. Este fotocatalizador comúnmente es un semiconductor que, al activarse mediante radiaciones del espectro electromagnético, genera reacciones que son muy oxidantes, dichas reacciones destruyen los contaminantes de la muestra (de agua contaminada) que estamos analizando”, explicó Alexis Treviño Mejía, estudiante de ingeniería física de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la Uadec y colaborador del proyecto.

Los alumnos resaltaron la trascendencia del aspecto ecológico en el desarrollo de este prototipo, ya que en una región industrial y semidesértica como el sureste de Coahuila, el agua se convierte en un bien imprescindible.

“La importancia de hacer un reactor para fotocatálisis, en este caso, es porque sirve para degradar contaminantes que están presentes en aguas residuales y no es posible tratarlos por medios convencionales. Así que se necesita este tipo de tecnología para tratarlos y tener un gran impacto para el cuidado del medio ambiente y el agua que son muy necesarios en un estado como Coahuila que es desértico y el agua es un bien valioso”, señaló Wbaldo Valdez Rivera, estudiante de ingeniería física de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la Uadec y colaborador del proyecto.

Para hacer la fotocatálisis, los especialistas emplean fotorreactores. Un fotorreactor es un instrumento óptico que simula ciertas longitudes de onda del espectro electromagnético o radiación del sol. Su principal aplicación es durante el proceso de fotocatálisis, con la ayuda de alguna radiación incidente y un fotocatalizador, es decir, un elemento que estimula el proceso.

“Creamos un nuevo modelo de fotorreactor que, a diferencia de los que ya existen, este va a trabajar en cuatro longitudes de onda. Los diseños existentes, una de sus principales deficiencias, es que son monocromáticos (es decir, que reciben un solo rayo de luz), un fotocatalizador necesita más de un rango de espectro de luz para ser activado, así que no se puede caracterizar de una buena forma. Nuestro diseño consiste en un fotorreactor que tiene cuatro longitudes de onda”, indicó Treviño Mejía.

Además de trabajar con cuatro longitudes de onda, este prototipo tiene la posibilidad de medir la temperatura del fotorreactor en tiempo real, medición del flujo lumínico y pH (potencial de hidrógeno). Cuenta con una sola caja de control donde se monitorea y activan ventiladores y los diferentes tipos de longitud. Inicialmente, este fotorreactor fue desarrollado para trabajo a nivel experimental, pero tiene potencial de escalamiento a nivel industrial.

Con el financiamiento y asesoría en fotocatálisis y contaminación ambiental de la doctora Antonia Martínez Luévanos y la asesoría del doctor Raúl Ochoa Valiente, de las facultades de Ciencias Químicas y Ciencias Físico Matemáticas, respectivamente, además del apoyo de la universidad con materiales y laboratorios de ambas dependencias, los estudiantes desarrollaron este nuevo modelo de fotorreactor que, según su cotización final, tiene un costo de nueve mil 500 pesos mexicanos.

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