Boletín
UNAM-DGCS-417
Ciudad Universitaria
 José Manuel Saniger |
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TRABAJA UNAM EN LA OBTENCIÓN DE CATALIZADORES PARA COMBATIR CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
- El Proyecto Universitario de Nanotecnología
Ambiental (PUNTA) ya ha generado los primeros resultados de investigación
y ha sido evaluado favorablemente por reconocidos expertos internacionales
- José Manuel Saniger Blesa, director del
CCADET y actual coordinador del Proyecto, explicó que se pretende
encontrar catalizadores más activos y estables, y con una mayor especificidad
que los existentes
- Serían útiles no sólo para reducir la emisión
de tóxicos por fuentes fijas y móviles, sino para purificar el aire en
lugares cerrados, como hospitales, escuelas y oficinas
Para enfrentar el grave problema de
contaminación atmosférica que padecen áreas como la Ciudad de México, el
Proyecto Universitario de Nanotecnología Ambiental (PUNTA) de la UNAM avanza
con pasos firmes hacia la obtención de catalizadores para mejorar el medio
ambiente.
A un año de su inicio, este
proyecto, que forma parte del Programa de Investigación Multidisciplinaria:
Proyectos Universitarios de Liderazgo y Superación Académica (IMPULSA), ya ha
dado los primeros resultados de investigación y ha sido evaluado favorablemente
por reconocidos expertos a escala internacional.
El objetivo, explicó el doctor José
Manuel Saniger Blesa, director del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo
Tecnológico (CCADET) y actual coordinador del Proyecto, es encontrar
catalizadores eficaces, más activos y estables, y con una mayor especificidad
que los que existen hasta ahora.
Detalló que es una sustancia que
acelera las velocidades de reacción de los procesos químicos y que también
reduce la temperatura a la que ocurren. “Esto tiene una gran importancia
industrial porque la energía requerida para llevar a cabo el proceso es menor y
eso siempre representa ventajas medioambientales y un ahorro económico”.
El científico añadió que existen dos
familias o grupos básicos de catalizadores: los homogéneos y los heterogéneos.
En el primer caso, tanto los reactivos como el producto y el catalizador se
encuentran en la misma fase formando una disolución. Los segundos, relacionados
con PUNTA, se refieren a aquellos donde el catalizador es un sólido mientras
que los reactivos y productos están en fase gaseosa.
Un nanocatalizador, en tanto,
presenta una fase activa formada por partículas de tamaño nanométrico (mil
millonésima parte de un metro). La ventaja de trabajar en tales dimensiones es
que la reactividad química de estas partículas aumenta mucho, expuso.
Aunque los nanocatalizadores se usan
desde mucho antes de que se pusiera en boga el término de nanotecnología,
aclaró, ahora se está más cerca de lograr un diseño específico de los mismos,
porque se han perfeccionado y desarrollado herramientas y procedimientos para
controlar el tamaño y forma de esas partículas.
Los catalizadores en fase
heterogénea tienen usos enormes; quizás los dos más evidentes son los asociados
con la industria del petróleo y el medio ambiente. De ahí las metas de este
Proyecto, que está enfocado a abatir la
contaminación atmosférica pero que podría dar lugar también a aplicaciones para
reducir la contaminación de las aguas, subrayó.
En la atmósfera de la Ciudad de México los
principales contaminantes son monóxido de carbono, óxido de nitrógeno, óxidos
de azufre, ozono, compuestos orgánicos volátiles y otros de alta persistencia.
La meta es abatirlos, reducir su presencia, agregó.
Pero además de las acciones de remediación, el
objetivo es la prevención, es decir, buscar que se emitan menos tóxicos a
través de la mejora de los procesos de combustión de las gasolinas y el diesel
para automóviles, y de los gases que se queman en los calentadores de agua
domésticos o en calderas industriales, dijo.
En ese sentido, puntualizó, PUNTA
busca obtener aplicaciones para llegar a producir mejores catalizadores para la
combustión de gases y tener convertidores catalíticos para los automóviles con
una formulación alternativa.
Al respecto, Saniger Blesa señaló
que los que se usan ahora son “razonablemente eficientes”, pero están hechos
con base en platino, rodio y paladio, metales caros, sobre todo los dos
primeros que, además se encarecerán aún más en el futuro por problemas de
disponibilidad.
Por ello, sostuvo, la idea es
trabajar con sistemas catalíticos que eviten el uso de platino y el rodio, sin
sacrificar el desempeño del convertidor.
Para mejorar la calidad del aire en
lugares cerrados, como oficinas, escuelas, hospitales, o transportes como el
metro o los autos también se pueden utilizar nanocatalizadores. En este caso se
busca que las reacciones químicas de reducción de los contaminantes ocurran a
temperatura ambiente, destacó.
Para ello se requiere el diseño de
otro tipo de catalizadores y colocarlos en purificadores o acondicionadores de
aire, de manera que se puedan reducir las concentraciones de toda una gama de
sustancias nocivas, para tener una mejor calidad del aire justo en sitios donde
se pasan muchas horas al día. Algunos de ellos, basados en partículas de oro,
ejemplificó, podrían tener una aplicación adicional: la purificación de aguas,
por lo cual su relevancia aumenta.
Otro gran tema a desarrollar en
PUNTA, abundó Saniger Blesa, es la fotocatálisis, donde la luz solar magnifica
el efecto catalítico de algunos materiales. El caso más típico es el del
dióxido de titanio, que en presencia de luminosidad es capaz de oxidar o
reducir una amplia variedad de contaminantes dependiendo del diseño del
catalizador, y que tiene también un importante efecto bactericida.
El trabajo realizado por alrededor de 60
investigadores de ocho entidades universitarias y más de 40 estudiantes de
licenciatura, maestría y doctorado, abarca desde la investigación básica, el
desarrollo de métodos de simulación computacionales, pruebas en laboratorio de
los sistemas catalíticos y, en su fase final, la transferencia de tecnología a
los sectores público o privado.
Como resultados de los esfuerzos de
los integrantes del propio CCADET y del Centro de Ciencias de la Materia Condensada (en Ensenada), además de las facultades de
Ciencias y de Estudios Superiores Cuautitlán, los institutos de Investigaciones
en Materiales y Física, así como los centros de Investigaciones en Energía (en
Temixco) y de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (en Juriquilla), se ha
derivado una publicación en una revista especializada, dos más aceptadas y
alrededor de otras siete que ya han sido enviadas. Adicionalmente, se han concluido varias tesis de licenciatura y
se tienen contactos iniciales con empresas potencialmente interesadas en los
desarrollos que se generen.
“Acabamos de terminar el primer año,
el cual dedicamos parcialmente a la organización, a definir qué vamos a
investigar, a la compra de algunos equipos; en este segundo año se le dará un
empuje fuerte al desarrollo de nuevos catalizadores y se tendrá, por lo menos,
un par de productos con aplicaciones específicas para tratar de
comercializarlos”, informó José Manuel Saniger.
Los integrantes de PUNTA se reúnen
al menos una vez al mes; en los seminarios surgen propuestas de cómo abordar un
problema y se establecen colaboraciones.
Además, adelantó, ahora está en proceso el desarrollo de un sitio web
del propio Proyecto, para lograr una mejor comunicación entre sus integrantes.
A un año de su inicio PUNTA ya fue
sometido a una evaluación externa. Se designaron a cuatro evaluadores
internacionales, independientes del Proyecto, quienes a su vez realizaron
recomendaciones para aumentar la eficiencia del trabajo.
“Eso nos ayuda, nos pone en una
dinámica de evaluación por pares que siempre es interesante y que nos impide ir
por caminos demasiado arriesgados o poco ambiciosos, es decir, encontrar un
equilibrio”, indicó.
La evaluación fue realizada por Ivan K.
Schuller, del Departamento de Física de la Universidad de California en San
Diego, especialista reconocido en nanotecnología; José G. Santiesteban, de la
empresa Exxon Mobil, experto mundial en catálisis; Ernesto Marinero, del
Laboratorio de Investigación de Hitachi en San José, también experto en nanotecnología;
y José Luis Morán, coordinador del Centro Nacional de Supercómputo del Conacyt,
destacado físico teórico en el área de materiales.
“Buscamos que fuera gente con background
científico importante y con conocimiento de cómo llevar los productos a la
industria, fuera del ámbito académico”. Por ello, resaltó, todo ellos son
expertos con amplio reconocimiento internacional y lo suficientemente alejados de
nuestro entorno para darnos una visión complementaria; eso enriquece al
Proyecto.
Entre las sugerencias recogidas se
encuentra la disminución del número de subproyectos, mantener un contacto
permanente entre los universitarios y los evaluadores, y promover aún más la
presencia de estudiantes. “Es importante que los alumnos aprendan desde ahora a
trabajar en un ámbito multidisciplinario, que reciban información de varias
fuentes y se enriquezca su panorama”, finalizó.
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