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“Placas” de titanio removerían cromo cancerígeno de aguas residuales industriales
El proceso de cromado implica la aplicación de una capa de cromo sobre una superficie metálica para mejorar su resistencia al desgaste, la corrosión y su apariencia estética. Foto: SIMON BATTENSBY / Connect Images / Connect Images via AFP
Análisis de residuos de agua de la industria del cromado antes y después del tratamiento de fotoelectrocatálisis. Fotos: Juan Pablo Velásquez Tamayo, magíster en Ciencias – Física, UNAL Sede Manizales.
Sistema implementado para fotoelectrocatálisis en la reducción de cromo hexavalente: a) Sin voltaje externo aplicado, b) Con voltaje externo aplicado.
Juan Pablo Velásquez Tamayo, magíster en Ciencias – Física, UNAL Sede Manizales.. Foto: Natalia López Arboleda, Unimedios Manizales.
El estudio se realizó en el Laboratorio de Física del Plasma (LAFIP) del campus La Nubia de la UNAL Sede Manizales.
Juan Pablo Velásquez Tamayo, magíster en Ciencias-Física, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, explica que, “dichas láminas son ideales para aplicar fotoelectrocatálisis, técnica que combina luz ultravioleta o UV y la electricidad para convertir el cromo hexavalente, que es muy tóxico, en cromo trivalente (una variante) más seguro y fácil de eliminar del agua”.
“Mientras el dióxido de titanio usa la luz UV para activar reacciones químicas, el níquel mejora la conducción de electricidad, lo que hace que el proceso sea más eficiente”, señala.
Un aspecto interesante del trabajo es que se está aplicando una solución efectiva para reducir la contaminación por cromo hexavalente, y, además, se están utilizando los principios de economía circular, “al reutilizar las aguas residuales del niquelado como fuente de níquel para sintetizar estos recubrimientos. Esto reduce costos y promueve un modelo más sostenible”, destaca el investigador Velásquez Tamayo.
El experimento consistió en extraer dos muestras de agua contaminada con cromo hexavalente y, en cada una poner una placa metálica recubierta, diseñada para activar sus funciones fotocatalíticas cuando se exponen a luz ultravioleta. Además, estas se conectaron a energía eléctrica para potenciar el proceso.
En los experimentos, los recubrimientos de mostraron una eficiencia sobresaliente para reducir. Uno de los recubrimientos, con un diseño específico denominado “ciclo útil de trabajo del 2 %”, eliminó más del 98 % del cromo hexavalente incluso después de 16 ciclos de uso. Este resultado destaca la durabilidad y efectividad del material.
El proceso también fue evaluado bajo diferentes condiciones, como la concentración inicial de cromo hexavalente y la tensión eléctrica aplicada. El investigador determinó las condiciones óptimas para maximizar la reducción del contaminante, ajustándose a un modelo matemático que predice su comportamiento.
Esta tecnología podría transformar el tratamiento de aguas residuales en industrias como el cromado y el curtido de cuero, dos de las principales fuentes de contaminación por cromo hexavalente. Al reutilizar aguas residuales del niquelado, se reduciría la generación de desechos y se promueve una gestión más sostenible de los recursos.
Desde una perspectiva ambiental, la reducción de cromo hexavalente contribuirá a proteger los ecosistemas acuáticos y la biodiversidad. En el ámbito social, esta tecnología podría prevenir enfermedades graves relacionadas con la exposición al cromo, mejorando la calidad de vida de las comunidades cercanas a industrias contaminantes.
Aunque esta investigación aún se encuentra en fase experimental, sus resultados son alentadores. El siguiente paso será escalar la tecnología para implementarla a nivel industrial. Esto requerirá colaboración entre la academia, el sector industrial y las autoridades ambientales.
