Científicos de la UNL desarrollan tecnología para descomponer los contaminantes del aire con luz UV. El proceso, que tiene lugar en un reactor catalítico, es sencillo, rápido y económico.
El problema de la contaminación del aire en los ambientes interiores es aún más serio que en los espacios abiertos. De hecho, las superficies laminadas, los muebles de fórmica y algunos revestimientos emiten al aire cantidades pequeñas pero constantes de sustancias peligrosas, como el formaldehído. La mala ventilación y la permanencia de las personas en los lugares cerrados (se estima que entre el 80 y 90 por ciento del tiempo de cada persona) hacen que el problema llegue a afectar la salud.
Investigadores de la UNL ensayan una solución para eliminar este contaminante del aire en espacios cerrados. Se trata de un proceso sencillo: el aire pasa sobre una superficie recubierta de un sólido -una sustancia catalizadora- que al exponerse a luz ultravioleta provoca una serie de reacciones. En muy poco tiempo, el aire que se encontraba contaminado con formaldehído es purificado y el contaminante queda descompuesto en dióxido de carbono y agua.
“La filtración es el método más usado en purificación de aire, el problema es que lo único que hace es transferir el contaminante de la fase gaseosa a un sólido, pero en definitiva el contaminante queda. En cambio, esta es una técnica destructiva por el que se transforma el contaminante en productos inocuos. Esa es la principal ventaja”, explica Rodolfo Brandi, docente e investigador de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas (FICH) de la Universidad Nacional del Litoral y del Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (INTEC), dependiente de la UNL y CONICET.
¿Cómo funciona?
Los fotorreactores son reactores químicos que utilizan la radiación de la luz para producir reacciones de cambio. Para que esto tenga lugar, se usan catalizadores que son sustancias que aceleran o permiten que ocurran determinadas reacciones químicas.
“Si se tiene un compuesto orgánico -como el formaldehído- en contacto con la superficie del catalizador y esa superficie a la vez está en contacto con la luz, se generan unas especies químicas que oxidan el compuesto orgánico”, indicó Brandi. El saldo del proceso es dióxido de carbono y agua, dos productos totalmente inocuos.
En la investigación se utilizó dióxido de titanio como catalizador, que es el colorante blanco que normalmente se usa en la pintura. Este material es un sólido semiconductor que posibilita reacciones de oxidación y reducción cuando se expone a radiación ultravioleta (UV). Es decir que sólo actúa bajo una determinada longitud de onda que no es visible como luz.
Los investigadores estudian la tecnología de fotorreactores desde hace unos 15 años. Las mayores líneas de trabajo se centraron en su aplicación en agua contaminada; sin embargo, en los últimos años comenzó a estudiarse su uso en aire. La principal ventaja consiste en que los tiempos de reacción son más cortos en el medio gaseoso.
Beneficios
La purificación de aire mediante el uso de fotorreactores sirve para reducir las concentraciones de los contaminantes pero, en general, se utiliza para concentraciones muy bajas (en el orden de las partes por millón). Este proceso es apto para eliminar contaminantes que son tóxicos a muy bajas concentraciones.
El desarrollo de este tipo de tecnología ya muestra algunos beneficios interesantes. Por una parte, se trata de un proceso rápido. “En estudios preliminares en un reactor de laboratorio, podemos hablar del orden de unos pocos segundos dentro del reactor para que baje la concentración un 90%”, señala Brandi.
Otro aspecto positivo de los fotorreactores es que el dióxido de titanio que se utiliza como catalizador es económico. En cuanto al consumo energético, las lámparas de radiación UV manejan valores similares a un tubo fluorescente común; a su vez, el equipo en su conjunto tiene baja pérdida de carga. Esto significa que, como no presenta gran resistencia al paso del aire, no requiere alta potencia de bombeo.
“Los esfuerzos, a futuro, están planteados en mejorar la eficiencia del proceso al máximo. Es decir, estudiar configuraciones -tamaño y forma- de los reactores que mejor aprovechen la luz ultravioleta emitida por las lámparas y que sean eficaces para tratar caudales de aire razonables con un bajo consumo de energía; y también, que sea efectivo para distintos contaminantes”, comenta el experto.
Hasta el momento, los estudios se realizaron sobre un reactor de laboratorio. Actualmente, el grupo de investigación está trabajando sobre un proyecto que propone un cambio de escala para construir un reactor de mayor tamaño.
El formaldehído
Entre todos los contaminantes del aire de ambientes interiores, las investigaciones actuales apuntan al formaldehído. Esto se debe a que es una de las sustancias más comunes y problemáticas.
El formaldehído se utiliza ampliamente en la producción de resinas y en aislantes como la lana de vidrio, plásticos y recubrimientos. Los niveles en el aire ambiente de exteriores son generalmente bajos, pero en algunos hogares pueden encontrarse niveles más altos. Las fuentes habituales de exposición incluyen partículas de materiales de construcción, alfombras, pinturas y barnices.
En bajas cantidades, se asocia con problemas menores como el dolor de cabeza, irritación de garganta y nariz, y náuseas, pero en concentraciones mayores es considerado cancerígeno por la Organización Mundial de la Salud (OMS).
De acuerdo con la OMS, “el formaldehído debe considerarse como un producto especialmente peligroso, ya que, además de su acción irritante (la irritación ocular en el hombre se presenta a concentraciones entre 0,1 y 1 ppm) y alérgena (el formol es responsable además de sensibilizaciones cutáneas) está clasificado por la International Agency for Research on Cancer (IARC) como sustancia probablemente cancerígena”.
Los investigadores estudian la evolución del formaldehído en el fotorreactor para lograr su degradación. Luego continuarán su trabajo sobre mezclas de contaminantes presentes en el aire.
Fuente: infouniversidades
prensa@unl.edu.ar
Prensa Institucional UNL
Dirección de Comunicación
Universidad Nacional del Litoral
El problema de la contaminación del aire en los ambientes interiores es aún más serio que en los espacios abiertos. De hecho, las superficies laminadas, los muebles de fórmica y algunos revestimientos emiten al aire cantidades pequeñas pero constantes de sustancias peligrosas, como el formaldehído. La mala ventilación y la permanencia de las personas en los lugares cerrados (se estima que entre el 80 y 90 por ciento del tiempo de cada persona) hacen que el problema llegue a afectar la salud.
Investigadores de la UNL ensayan una solución para eliminar este contaminante del aire en espacios cerrados. Se trata de un proceso sencillo: el aire pasa sobre una superficie recubierta de un sólido -una sustancia catalizadora- que al exponerse a luz ultravioleta provoca una serie de reacciones. En muy poco tiempo, el aire que se encontraba contaminado con formaldehído es purificado y el contaminante queda descompuesto en dióxido de carbono y agua.
“La filtración es el método más usado en purificación de aire, el problema es que lo único que hace es transferir el contaminante de la fase gaseosa a un sólido, pero en definitiva el contaminante queda. En cambio, esta es una técnica destructiva por el que se transforma el contaminante en productos inocuos. Esa es la principal ventaja”, explica Rodolfo Brandi, docente e investigador de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas (FICH) de la Universidad Nacional del Litoral y del Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (INTEC), dependiente de la UNL y CONICET.
¿Cómo funciona?
Los fotorreactores son reactores químicos que utilizan la radiación de la luz para producir reacciones de cambio. Para que esto tenga lugar, se usan catalizadores que son sustancias que aceleran o permiten que ocurran determinadas reacciones químicas.
“Si se tiene un compuesto orgánico -como el formaldehído- en contacto con la superficie del catalizador y esa superficie a la vez está en contacto con la luz, se generan unas especies químicas que oxidan el compuesto orgánico”, indicó Brandi. El saldo del proceso es dióxido de carbono y agua, dos productos totalmente inocuos.
En la investigación se utilizó dióxido de titanio como catalizador, que es el colorante blanco que normalmente se usa en la pintura. Este material es un sólido semiconductor que posibilita reacciones de oxidación y reducción cuando se expone a radiación ultravioleta (UV). Es decir que sólo actúa bajo una determinada longitud de onda que no es visible como luz.
Los investigadores estudian la tecnología de fotorreactores desde hace unos 15 años. Las mayores líneas de trabajo se centraron en su aplicación en agua contaminada; sin embargo, en los últimos años comenzó a estudiarse su uso en aire. La principal ventaja consiste en que los tiempos de reacción son más cortos en el medio gaseoso.
Beneficios
La purificación de aire mediante el uso de fotorreactores sirve para reducir las concentraciones de los contaminantes pero, en general, se utiliza para concentraciones muy bajas (en el orden de las partes por millón). Este proceso es apto para eliminar contaminantes que son tóxicos a muy bajas concentraciones.
El desarrollo de este tipo de tecnología ya muestra algunos beneficios interesantes. Por una parte, se trata de un proceso rápido. “En estudios preliminares en un reactor de laboratorio, podemos hablar del orden de unos pocos segundos dentro del reactor para que baje la concentración un 90%”, señala Brandi.
Otro aspecto positivo de los fotorreactores es que el dióxido de titanio que se utiliza como catalizador es económico. En cuanto al consumo energético, las lámparas de radiación UV manejan valores similares a un tubo fluorescente común; a su vez, el equipo en su conjunto tiene baja pérdida de carga. Esto significa que, como no presenta gran resistencia al paso del aire, no requiere alta potencia de bombeo.
“Los esfuerzos, a futuro, están planteados en mejorar la eficiencia del proceso al máximo. Es decir, estudiar configuraciones -tamaño y forma- de los reactores que mejor aprovechen la luz ultravioleta emitida por las lámparas y que sean eficaces para tratar caudales de aire razonables con un bajo consumo de energía; y también, que sea efectivo para distintos contaminantes”, comenta el experto.
Hasta el momento, los estudios se realizaron sobre un reactor de laboratorio. Actualmente, el grupo de investigación está trabajando sobre un proyecto que propone un cambio de escala para construir un reactor de mayor tamaño.
El formaldehído
Entre todos los contaminantes del aire de ambientes interiores, las investigaciones actuales apuntan al formaldehído. Esto se debe a que es una de las sustancias más comunes y problemáticas.
El formaldehído se utiliza ampliamente en la producción de resinas y en aislantes como la lana de vidrio, plásticos y recubrimientos. Los niveles en el aire ambiente de exteriores son generalmente bajos, pero en algunos hogares pueden encontrarse niveles más altos. Las fuentes habituales de exposición incluyen partículas de materiales de construcción, alfombras, pinturas y barnices.
En bajas cantidades, se asocia con problemas menores como el dolor de cabeza, irritación de garganta y nariz, y náuseas, pero en concentraciones mayores es considerado cancerígeno por la Organización Mundial de la Salud (OMS).
De acuerdo con la OMS, “el formaldehído debe considerarse como un producto especialmente peligroso, ya que, además de su acción irritante (la irritación ocular en el hombre se presenta a concentraciones entre 0,1 y 1 ppm) y alérgena (el formol es responsable además de sensibilizaciones cutáneas) está clasificado por la International Agency for Research on Cancer (IARC) como sustancia probablemente cancerígena”.
Los investigadores estudian la evolución del formaldehído en el fotorreactor para lograr su degradación. Luego continuarán su trabajo sobre mezclas de contaminantes presentes en el aire.
Fuente: infouniversidades
prensa@unl.edu.ar
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Universidad Nacional del Litoral
Ambientes purificados luz ultravioleta purtificadores de aire
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