El agua limpia y desinfectada es esencial para una buena vida, pero millones de personas en todo el mundo carecen de acceso a ella. Los investigadores de la Universidad de Cardiff planean cambiar esta situaci\u00f3n con un enfoque de desinfecci\u00f3n in situ que es enormemente m\u00e1s eficiente que nuestros enfoques de desinfecci\u00f3n actuales. El m\u00e9todo se basa \u00fanicamente en hidr\u00f3geno atmosf\u00e9rico, ox\u00edgeno y un catalizador de oro-paladio.<\/p>\n\n\n\n
El nuevo m\u00e9todo tiene como objetivo proporcionar agua limpia y segura para el consumo y la higiene en \u00e1reas sin acceso a dichos recursos o m\u00e9todos de desinfecci\u00f3n confiables. En general, podr\u00eda ayudar a mejorar la vida de miles de millones de personas que luchan contra la falta de agua o la inseguridad del agua.<\/p>\n\n\n\n
Limpieza bajo demanda El catalizador de oro-paladio permite que los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno y ox\u00edgeno en el aire se fusionen en per\u00f3xido de hidr\u00f3geno. Se trata de una sustancia qu\u00edmica com\u00fan producida en grandes cantidades en todo el mundo que tambi\u00e9n se utiliza mucho como desinfectante. M\u00e1s de cuatro millones de toneladas del compuesto se producen a nivel mundial cada a\u00f1o.<\/p>\n\n\n\n Normalmente, el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno se produce en un sitio y se utiliza (para diversos fines, incluida la desinfecci\u00f3n del agua) en otro. Esto significa que requiere almacenamiento y transporte antes de su uso, por lo que el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno a menudo se mezcla con otros productos qu\u00edmicos que lo estabilizan y lo mantienen fresco hasta que se usa. Si bien estos cumplen su funci\u00f3n prevista, tambi\u00e9n reducen su eficacia como desinfectante (ya que ahora est\u00e1, esencialmente, diluido).<\/p>\n\n\n\n Una alternativa a este enfoque es usar cloro como desinfectante: agregue suficiente cantidad al agua y matar\u00e1 a la mayor\u00eda de los pat\u00f3genos que nadan all\u00ed, al igual que lo hace el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno. Sin embargo, el cloro puede reaccionar con las sustancias qu\u00edmicas naturales del agua creando compuestos que pueden ser t\u00f3xicos para los seres humanos.<\/p>\n\n\n\n Sin embargo, el nuevo enfoque soluciona estos problemas al producir el agente desinfectante, el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, en el punto donde se usa. El equipo primero prob\u00f3 la eficiencia del per\u00f3xido de hidr\u00f3geno y el cloro disponibles comercialmente en la desinfecci\u00f3n del agua y luego la compar\u00f3 con la eficiencia de su m\u00e9todo catal\u00edtico. Todos ellos se compararon en funci\u00f3n de su capacidad para destruir Escherichia coli<\/em>, una especie de bacteria com\u00fan, en condiciones id\u00e9nticas. Despu\u00e9s de este paso cuantitativo, sigui\u00f3 un paso cualitativo, donde el equipo investig\u00f3 exactamente c\u00f3mo cada m\u00e9todo mat\u00f3 a los g\u00e9rmenes.<\/p>\n\n\n\n En primer lugar, su m\u00e9todo demostr\u00f3 ser el m\u00e1s eficaz, siendo 10.000.000 de veces m\u00e1s potente para matar las bacterias por unidad de volumen que el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, y m\u00e1s de 100.000.000 de veces m\u00e1s eficaz que el cloro por unidad de volumen. Tambi\u00e9n mat\u00f3 a las bacterias m\u00e1s r\u00e1pido que cualquiera de los otros dos m\u00e9todos.<\/p>\n\n\n\n Su secreto parece ser que la reacci\u00f3n que crea el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno tambi\u00e9n produce especies reactivas de ox\u00edgeno (ROS), compuestos altamente reactivos que se unen a otras sustancias qu\u00edmicas, degrad\u00e1ndolas en el proceso. Las bacterias tambi\u00e9n est\u00e1n hechas de sustancias qu\u00edmicas, por lo que tambi\u00e9n se est\u00e1n degradando. Este proceso es el mismo que nos hace “envejecer” con la edad.<\/p>\n\n\n\n Curiosamente, el equipo descubri\u00f3 que estos ROS son los que matan a las bacterias y otros pat\u00f3genos, no el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno en s\u00ed.<\/p>\n\n\n\n El equipo se\u00f1ala que se estima que 785 millones de personas en todo el mundo carecen de acceso al agua, y alrededor de 2.700 millones experimentan escasez de agua durante al menos un mes cada a\u00f1o. El saneamiento inadecuado, que tambi\u00e9n se debe a la falta de agua potable, afecta a otras 2.400 millones de personas en todo el mundo y puede provocar una serie de enfermedades transmitidas por el agua.<\/p>\n\n\n\n Este m\u00e9todo de desinfecci\u00f3n en el lugar podr\u00eda ayudar a todas esas personas a tener finalmente un acceso confiable a agua limpia para beber, lavar y cualquier otra necesidad que puedan tener. Es de esperar que el trabajo del equipo se ponga en pr\u00e1ctica r\u00e1pidamente.<\/p>\n\n\n\n \u201cAhora tenemos un proceso probado de un solo paso en el que, adem\u00e1s del catalizador, las entradas de agua y electricidad contaminadas son los \u00fanicos requisitos para lograr la desinfecci\u00f3n\u201d. Fundamentalmente, este proceso presenta la oportunidad de desinfectar r\u00e1pidamente el agua en escalas de tiempo en las que los m\u00e9todos convencionales son ineficaces, al mismo tiempo que previene la formaci\u00f3n de compuestos peligrosos y biopel\u00edculas, que pueden ayudar a que las bacterias y los virus prosperen\u201d.<\/p>\n\n\n\n El art\u00edculo Un enfoque sin residuos para la desinfecci\u00f3n del agua mediante la generaci\u00f3n catal\u00edtica in situ de especies reactivas de ox\u00edgeno<\/em> se ha publicado en la revista Nature Catalysis<\/a>.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>\u201cLas actividades [antivirales y antibacterianas] significativamente mejoradas que se logran al hacer reaccionar hidr\u00f3geno y ox\u00edgeno con nuestro catalizador, en lugar de usar per\u00f3xido de hidr\u00f3geno comercial o cloraci\u00f3n, muestran el potencial para revolucionar las tecnolog\u00edas de desinfecci\u00f3n del agua en todo el mundo\u201d, dice el profesor Graham Hutchings , Profesor Regius de Qu\u00edmica en el Cardiff Catalysis Institute, coautor del art\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n