En el Instituto de Física (IF) de la UNAM, se
desarrollan ecomateriales para ser usados en ventanas inteligentes
que permitan el ahorro de energía, y en la remediación
de aguas contaminadas que causan enfermedades en la gente del
campo mexicano.
Los ecomateriales, explicó Dwight Roberto Acosta
Najarro, son materiales amigables, pues desde su proceso de extracción,
elaboración, procesamiento e implementación para
un uso determinado (construcción, protección, blindaje,
confort, comodidad) no dañan el ambiente ni contaminan
la atmósfera.
En el Laboratorio de Películas Delgadas del IF,
Acosta Najarro desarrolla materiales cromogénicos para
el ahorro de energía y materiales para fotodegradación
de contaminantes orgánicos.
Con los cromogénicos, el Instituto pretende contribuir
a crear energía limpia para evitar o promover que se quemen
menos combustibles fósiles, que generan dióxido
de carbono (CO2) que se va a la atmósfera, y que es una
de las causas del efecto invernadero.
Por ello, su trabajo en esos materiales se inscribe en
la tendencia actual y futura que hay en Europa y Estados Unidos,
de construir edificios “con uso cero de elementos relacionados
con el carbono”.
Los que desarrolla Acosta Najarro son pensados para dispositivos
como ventanas inteligentes, que permitan el ahorro de energía
en casas, edificios, oficinas, comercios y fábricas, entre
otros.
De los cuatro tipos de materiales cromogénicos,
el investigador de la UNAM trabaja con electrocrómicos
y termocrómicos (los otros son fotocrómicos y gasocrómicos).
El propósito es modificar y, eventualmente, optimizar sus
propiedades eléctricas y ópticas para su uso con
determinado propósito.
En un vidrio, cubierto con material electrocrómico
y activado éste con voltaje, induce la selectividad espectral,
con la que se controla el paso de ciertas radiaciones de la luz
solar y se filtra el de otras.
Las ventanas inteligentes hechas de material electrocrómico,
permitirán tener mejores viviendas, ambientes más
habitables, que eviten ventilación o calefacción
producida con energía eléctrica generada con la
quema de carbono, detalló.
Para eso, señaló el físico universitario,
debe tener alta eficiencia electrocrómica, arriba del 60
por ciento (tiene que ver con la cantidad de luz que pasa y la
de carga que se introduce).
Las propiedades electrocrómicas y la estabilidad
termo-mecánica deben permitir el uso prolongado. Para que
el material “sea inicialmente comercial, debe durar por
lo menos 10 mil ciclos”. Un ciclo (un oscurecimiento o una
transparencia) equivale a correr la cortina para que pase o no
la luz.
Además, las ventanas deben presentar estabilidad mecánica
prolongada (buena adherencia), estabilidad química (que
no se descomponga), y funcionar en un intervalo de temperatura
determinado.
Conferirle esas propiedades nos debe de llevar a ahorrar
energía, como a hacerlas económicamente accesibles
para el potencial consumidor.
En su laboratorio, Acosta Najarro crea laminitas de 10
por 10 centímetros. Podrían ensamblarlas para hacer
una ventana. A mediano plazo espera fabricar áreas grandes,
de 50 por 50, con alto rendimiento electrocrómico, para
integrarlas en un vidrio.
“Estamos en la etapa de hacer un sándwich
de ocho capas, con un electrolito sólido basado en polímeros
(polianilina, pirroles, polipirroles), para construir un prototipo
de ventana inteligente”. En este aspecto tenemos un fuerte
apoyo del Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito
Federal.
Ha producido también materiales termocrómicos,
basados en óxido de vanadio. La idea es que sirvan para
mantener la temperatura dentro de un ambiente. Para controlar
la radiación térmica (tanto la que entra como la
que sale), se coloca en el vidrio una capa de material que absorba,
filtre o refleje el infrarrojo.
El material obtenido tiene efecto termocrómico,
pero muy bajo. “En los próximos años esperamos
desarrollar un prototipo con buen rendimiento, que luego se pueda
escalar para patentarlo y venderlo”.
En remediación ambiental, que implica ahorro de
energía y restitución de ciclos normales del sistema
biológico que hace posible la vida, Acosta Najarro trabaja
en una serie de materiales que permiten la degradación
de contaminantes orgánicos (pesticidas, colorantes, tóxicos
diversos) que se tiran al agua y que a mediano plazo inducen o
facilitan la aparición de enfermedades diversas, desde
intoxicaciones, hasta envenenamientos.
Produce tres elementos para usar en fotodegradación
de contaminantes orgánicos: óxidos de titanio (de
uso más generalizado y más eficiente), de zinc y
de tungsteno.
Además, se obtienen películas muy delgadas
del material activo para fotodegradación, que luego se
sumergen en agua contaminada y se les pone una fuente de luz ultravioleta,
que permite degradar pesticidas, colorantes e incluso bacterias
como Eschirichia coli, que es muy dañina para el ser humano.
Ése es el propósito: romper la molécula del
contaminante.
Usados en fotodegradación, los óxidos conductores
transparentes que se elaboran en el IF caben en la clasificación
de ecomateriales, porque con ellos se remedia el ambiente y ayudan
a mantener o mejorar la calidad de vida, concluyó Acosta
Najarro.