Expertos en Ingeniería Química de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) han desarrollado un catalizador magnético que hace más efectiva y veloz las oxidación de contaminantes orgánicos mediante el reactivo Fenton, proceso de oxidación utilizado para el tratamiento de aguas contaminadas con compuestos no biodegradables.
Según demuestra un artículo publicado en la revista Applied Catalysis B: Environmental, las propiedades ferromagnéticas del nuevo catalizador facilitan además su propia recuperación y reutilización en el tratamiento de aguas residuales industriales.
Los investigadores destacan que la estabilidad del catalizador magnético resulta apropiada para la oxidación de distintos clorofenoles, compuestos que representan un grave riesgo para la salud humana y los ecosistemas debido a su elevada toxicidad y persistencia en el medio ambiente.
Mejora del proceso Fenton
Una alternativa para el tratamiento de contaminantes no biodegradables presentes en aguas residuales industriales la ofrece actualmente la reacción de Fenton, descrita hace más de un siglo por el químico británico H.J.H. Fenton.
Esta consiste en la oxidación de compuestos orgánicos mediante los radicales libres generados en la descomposición catalítica de agua oxigenada por sales ferrosas. Para su aplicación en aguas contaminadas existen numerosos tipos de catalizadores que, tras cumplir su tarea, deben recuperarse para prevenir una contaminación adicional en las aguas tratadas.
Debido a que deben utilizarse en forma de polvo para lograr la máxima eficacia, estos catalizadores suelen presentar dificultades a la hora de su recuperación. El empleo de catalizadores ferromagnéticos supone por tanto una mejora importante en el proceso, ya que permite la recuperación de los mismos mediante la aplicación de un campo magnético.
Comparación de las velocidades de descomposición promovidas por un catalizador convencional y por el nuevo catalizador magnético.
Experimentos de actividad catalítica
En ensayos que fueron realizados en un reactor de vidrio de 500 mililitros, los investigadores evaluaron la actividad del nuevo catalizador en la oxidación de tres clorofenoles.
“Los distintos clorofenoles fueron completamente eliminados del agua tras cuatro horas de reacción, alcanzando un porcentaje de mineralización de la materia orgánica cercano al 75% y obteniendo efluentes carentes de toxicidad”, explica Macarena Muñoz, doctora en Ingeniería Química y primera firmante del trabajo.
“En todos los casos, el catalizador dio lugar a mayores velocidades de eliminación de los clorofenoles y a un mejor aprovechamiento del agua oxigenada, lo que lo convierten, junto a sus propiedades magnéticas, en un catalizador muy interesante para la oxidación de contaminantes no biodegradables”, destaca la investigadora.
Los clorofenoles son actualmente empleados en la fabricación de herbicidas, fungicidas, pesticidas, productos farmacéuticos y pinturas, y forman parte de la lista de contaminantes prioritarios de la Unión Europea.
