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Ante el problema de la insalubridad del agua para consumo humano, as como la contaminacin que sufre durante las actividades industriales y agrcolas, la nanotecnologa ofrece interesantes soluciones. Por eso, un grupo de cientficos de nuestra casa de estudios est abocado desde hace aos,al estudio de procedimientos nanotecnolgicos para su tratamiento y potabilizacin. En el presente documento presentamos algunas de estas iniciativas.

Descontaminacin con nanotecnologas

Investigacin de grupos cientficos UNI

Un importante proyecto de na-notecnologa con aplicacin en la purificacin del agua es el que vienen realizando investigado-res de la UNI de manera conjun-ta con el CONCYTEC y la empre-sa Hipertermia. El problema que buscan solucionar es la purifica-cin del agua de E-Coli y del ar-snico, con xido de zinc y xido de hierro, respectivamente.

Los objetivos, seala el Dr.

El problema que buscan solucionar es la purificacin del agua de E-Coli y del arsnico, con xido de zinc y xido de hierro, respectivamente.

Walter Estrada, jefe del proyec-to, son elaborar partculas na-nomtricas de los materiales en

cuestin pero con propiedades optimizadas, de manera que in-fluyan en los resultados de sus aplicaciones. Adems, los en-sayos en el laboratorio son el paso previo a la produccin a nivel industrial, cuya viabilidad ser estudiada por la empresa Hipertermia.

As, luego de consolidar las tcnicas de fabricacin de na-nopartculas de estos materia-les, nicos en nuestro pas, se espera contar con tratamientos de descontaminacin que me-joren la calidad de vida de las

Purificacin del agua con nanopartculas de plata, xido de zinc y xido de hierro

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comunidades en zonas rurales o de la periferia urbana. A la vez, se dara un valor agregado a es-tos materiales a travs de la fa-bricacin de productos para un mercado especfico, el merca-do de purificadores, sobre todo aquellos cuya facilidad de uso beneficie al usuario.

El trabajo directo con la em-presa privada es esencial en esta

Qu es la nanotecnologa?

Es la tcnica del diseo, fabricacin y aplicacin de nano estructuras o nanomate-riales. Incluye tambin el en-tendimiento fundamental de las propiedades fsicas y fe-nmenos de los mismos.

Claves de la nanotecnologa- Escala: un nanmetro equiva-

le a la longitud de 10 tomos de hidrgeno alineados.

- Se considera nano a toda estructura o material que tenga al menos una de sus dimensiones en esta escala.

- Posibilita miniaturizar los dispositivos semiconducto-res, dando origen a nuevas formas de produccin y, por tanto, al establecimiento de una nueva ola industrial.

investigacin, pues se necesita de capital para realizar proyectos de esta envergadura. Vale el esfuerzo buscar esta unin, pues el impac-to de esta tecnologa en la realidad social de nuestro pas se evidencia-ra en los ndices de morbilidad y mortalidad por enfermedades in-fectocontagiosas derivadas del con-sumo de agua contaminada, que decreceran considerablemente

Un grupo de investigadores peruanos en cooperacin con cientficos espaoles ha desarro-llado mtodos catalticos para re-mover compuestos orgnicos vo-ltiles (COVs) de las emisiones industriales, empleando mate-riales nanoestructurados de bajo costo, como arcillas modificadas. Dado que la industria contem-pornea est obligada a redu-cir los niveles de contaminacin que provoca, es una responsabi-lidad de cientficos e ingenieros desarrollar tecnologas limpias para las empresas concernidas. En este caso, el Dr. Gino Picasso, de la Facultad de Ciencias de la UNI, es el investigador princi-pal y lo acompaan otros ocho especialistas.

El proyecto se concentr en primer lugar en la caracterizacin fsico qumica de las arcillas modificadas

Ceremonia de la firma de contrato con la Ctedra Concytec en nanomateriales.

Remocin de contaminantes en la industria grfica y de solventes y pinturas

Entre los sectores industriales que necesitan mejorar sus tecno-logas se encuentran la industria grfica y la de solventes y pintu-ras; en particular necesitan redu-

cir la presencia de n-hexano, com-puesto orgnico voltil que se acumula en los ambientes de pro-duccin amenazando con poten-ciales daos a la salud humana.

Tradicionalmente esta conta-minacin es combatida mediante

la incineracin trmica, pero el sistema requiere de altas tempe-raturas de hasta 1000 C y fuer-te gasto en energa. La alternativa propuesta por nuestros investi-gadores es la combustin catalti-ca que permite transformar el n-hexano en CO2 y H2O empleando temperaturas que van de los 250 C a los 400 C. De tal forma se disminuyen los costos energti-cos y se mitiga la contaminacin secundaria que producen las c-maras de incineracin trmica al generar gases tipo NOX.

El proyecto se concentr en primer lugar en la caracteriza-cin fsico qumica de las arcillas modificadas para actuar como catalizadores activos antes y des-pus de la reaccin. En una se-gunda etapa fueron efectuados ensayos catalticos para determi-nar la influencia de las propie-dades estructurales, texturales y superficiales de las muestras con relacin a su actividad, selectivi-dad y estabilidad trmica.

La Universidad espaola de

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Cientficos del Laboratorio de Materiales Nanoestructurados de nuestra Universidad, dirigidos por el Dr. Abel Gutarra Espinoza, realizan estudios con el objetivo de hacer filtros para retener sus-tancias contaminantes. A la fecha, se han obtenido resultados exito-sos en efluentes de hogares e in-dustrias textiles.

El trabajo se concentr en la elaboracin de una esponja de cermica, cuya materia pri-ma fue arcilla natural. Se bus-c hacer una estructura sencilla para facilitar su fabricacin, lim-pieza y reutilizacin. Su uso en zonas rurales e industrias sera primordial, colocndolas en las tuberas de salida del agua. De esta manera se captaran los con-taminantes y se evitara que lle-gasen a los ros.

Otra ventaja de este mate-rial radica en que se encuentran de manera abundante en suelo

Zaragoza aport pasantas de investigacin tanto de perua-nos hacia Espaa como vicever-sa, con la ayuda financiera de la Agencia Espaola de Cooperacin Internacional (AECI).

Logros del grupo de trabajoEn los ltimos tres aos, este

grupo de investigadores ha gana-do cinco concursos y procesos de

seleccin para financiar proyectos especficos. Entre los ya conclui-dos se encuentran: tres dedicados a la sntesis y aplicacin de arci-llas nanoestructuradas pilaradas para la combustin de compues-tos orgnicos voltiles, uno refe-rido a la preparacin y aplicacin de materiales nanoestructurados basados en xidos metlicos para la combustin de n-hexano y otro para el desarrollo de sensores ba-sados en nanopartculas de xido de Fe como sensor para la detec-cin de gases. Adems el grupo ha publicado artculos en revis-tas especializadas y ha presenta-do comunicaciones en congresos nacionales e internacionales.

Sensores para detectar sulfuro de hidrgeno y propano

En la actualidad, el grupo de especialistas est desarrollando

sensores basados en nanopart-culas de xido de Fe, capaces de detectar gases altamente peli-grosos como el sulfuro de hidr-geno H2S, altamente corrosivo y txico, que puede producir gra-ves consecuencias en el sistema

Nanopartculas de xido de hierro observadas a travs del efecto Tyndall.

nervioso, incluso por debajo de la exposicin lmite ocupacio-nal. Adems, el grupo est de-sarrollando sensores que po-drn detectar la presencia de propano, de uso domstico muy extendido

Diagrama de la fabricacin de filtros cermicos porosos.

Filtros de arcilla con nanotecnologa

peruano, por lo que su costo es bajo. Al emplear la arcilla en este tipo de dispositivos, se generara un incremento en su valor de ven-ta, sobre todo en la exportacin.

Actualmente, las investigacio-nes se orientan a incorporar nano-partculas de plata en los filtros, para optimizar sus propiedades.

El costo, asegura el Dr Gutarra, no se incrementara considerable-mente, pues se trata de cantidades minsculas de este metal.

Su uso en zonas rurales e industrias sera primordial, colocndolas en las tuberas de salida del agua. De esta manera se captaran los contaminantes evitando su llegada a los ros.

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Filtrado de contaminantes en efluentes textiles. En la figura se observa el proceso de adsorcin del colorante azul de metileno por un filtro de arcilla esmectita. Observe en el ltimo cuadro la fuerte coloracin que adquiere el filtro y la transparencia de la solucin final.

Equipo de trabajo realizando los ensayos de electrlisis y efecto biocida de las aguas electro-oxidadas.

la electroclorinacin, permite el ahorro de almacenamiento, y evita la generacin de residuos y la intoxicacin debido a accidentes

Electrodos nanoestructurados para descontaminar el agua

El Dr. Adolfo La Rosa Toro, Director del Laboratorio de Electroqumica de la UNI, viene impulsando el estudio de un m-todo para el tratamiento del agua aplicable en domicilios sin agua potable. Se trata de la electroclo-rinacin, que permite el ahorro de almacenamiento, e igualmen-te evita la generacin de residuos y la intoxicacin debido a acci-dentes, generando in situ las can-tidades precisas de oxidantes.

El proceso que sigue este mto-do se inicia en una celda electro-qumica, donde se produce agua empleando electrodos catalticos y electrolito de solucin dilui-da en cloruro de sodio. El resul-tado se conoce como agua elec-tro-oxidada (EO) y tiene como principal caracterstica el aumen-to del potencial de oxidacin re-duccin. Este valor es el que brin-da la posibilidad de su uso como bactericida.

El aporte de estas investiga-ciones radica en los electrodos

fabricados, que tienen como base xidos metlicos nanoestructura-dos, por lo que su cualidad cata-ltica es mayor, permitiendo una mayor carga elctrica por unidad de rea geomtrica en los proce-sos de electrooxidacin.

As, la propuesta del equipo La Rosa Toro, cuyos electrodos estn basados en espinela de co-balto-xido de rutenio, ha logra-do amplificar la eliminacin de bacterias debido a las caracters-ticas del material que emplea.

Es importante resaltar el tra-bajo de nuestros investigadores, porque el sistema electroqumi-co que utilizan permite escalar

las condiciones del proceso y di-mensionar los electrodos para su aplicacin en sistemas industria-les, optimizando los procesos de desinfeccin, sobre todo de la va-riante E-Coli.

La estabilidad electroqumica de los electrodos basados en es-pinela de cobalto-xido de rute-nio es mayor frente a la propie-dad corrosiva del cloruro