Desde Santa Fe, desarrollan una solución para limpiar el aire que respiramos

Un equipo del Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica (INCAPE, CONICET–UNL) trabaja en el desarrollo de materiales novedosos capaces de atrapar y quemar el hollín generado fundamentalmente por motores diésel, esas diminutas partículas negras que salen del escape de los vehículos o de las chimeneas y afectan tanto a la salud.

El hollín o “soot” es uno de los contaminantes más peligrosos del aire tanto en zonas urbanas como industriales. Está formado por pequeñas partículas nanométricas, que a su vez forman partículas más grandes, del orden de los micrones y se clasifican como PM10 o PM2,5, según sean menores a 10 o 2,5 micrones, respectivamente.

La composición de las partículas del hollín varía de acuerdo a su origen, estando constituidas por un núcleo carbonoso, cubierto por sustancias adsorbidas tipo hidrocarburos u otros compuestos altamente nocivos para la salud.

Estas partículas se forman por la combustión incompleta del gasoil y pueden permanecer suspendidas en el aire por horas o días. Además, son arrastradas por el aire, estando presentes en zonas alejadas de su fuente de generación. Pueden ingresar al cuerpo a través de los pulmones, y permanecer alojadas allí y las más pequeñas pueden ingresar al torrente sanguíneo a través de los alvéolos pulmonares y causar enfermedades respiratorias o cardiovasculares. Más aún, desde el año 2012 la Organización Mundial de la Salud las ha clasificado como cancerígenas.

A modo de ejemplo, recientemente se dio a conocer una alerta en varios condados de California (EEUU) debido a condiciones atmosféricas peligrosas para diversos grupos de personas. Los datos recogidos del monitoreo del aire mostraron que tanto las partículas finas (PM2,5) como el ozono alcanzaron niveles de concentración “peligrosos” en la zona, lo que implicó un riesgo generalizado para la salud de la población. Se advirtió fundamentalmente a los grupos de riesgo (niños, adultos mayores y enfermos) a permanecer en sus hogares y evitar salir al exterior.

-¿Cómo se controla la liberación de material particulado a la atmósfera?

-El tratamiento de los gases de escape de los vehículos diésel o de los venteos de chimeneas permite disminuir sustancialmente la cantidad de partículas liberadas a la atmósfera -explica la Dra. Viviana Milt, desde el equipo de investigación-. Para ello se utilizan sistemas complejos y costosos y se requiere de legislaciones que regulen las emisiones.

Los investigadores santafesinos están trabajando en varias líneas tendientes a desarrollar sistemas económicos y eficientes, apuntando además al empleo de materiales reciclados.

Resultados alentadores

“Por un lado estamos trabajando con estructuras basadas en mallas metálicas de acero inoxidable, sobre las que generamos un cubrimiento con catalizadores que permitan atrapar y quemar el hollín a temperaturas moderadas (por ejemplo las temperaturas de salida de los gases de escape de los vehículos diésel). Su estructura tortuosa permite filtrar las partículas y, al mismo tiempo, oxidarlas gracias a la acción de los catalizadores. Así, el filtro se “auto-limpiaría” mientras el motor funciona, sin necesidad de detenerlo”, explica Milt.

Por otro lado, a partir del empleo de fibras celulósicas recicladas junto con fibras cerámicas, y a partir de la técnica de fabricación de papel modificada, “preparamos papeles cerámicos catalíticos. Estas estructuras cerámicas flexibles, en combinación con las mallas de acero inoxidable, nos permitieron generar prototipos de filtros catalíticos que fueron evaluados en la Escuela Industrial Superior – UNL, en un banco de pruebas montado para tal fin con la colaboración de docentes y alumnos de la EIS -cuenta Milt-. Pudimos constatar que los filtros podrían regenerarse solos y reducir drásticamente las emisiones, cumpliendo con las normas europeas más exigentes”.

Además, “estamos avanzando en el empleo de la impresión 3D para generar estructuras a las que les incorporamos catalizadores activos para reacciones de oxidación -continúa la investigadora-. Mediante esta técnica de fabricación aditiva es posible fabricar diferentes geometrías de sustratos y sobre ellos depositar catalizadores adecuados, aportando a la versatilidad en el diseño de catalizadores estructurados”.

Con sello santafesino

El grupo de trabajo, encabezado por la Dra. Viviana Milt, está conformado por investigadores y becarios de CONICET: Ezequiel Banús, Juan Pablo Bortolozzi, Paula Brussino, Sabrina Leonardi, María Laura Godoy, Natalia Courtalón y María Magdalena Fontanini, colaborando además Eduardo Miró, pionero del grupo y María Alicia Ulla.

Los avances en el tema demuestran que desde Santa Fe también se pueden crear soluciones locales a problemas globales: aire más limpio, menos hollín y motores más sostenibles.