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La fotocatálisis heterogénea es una rama de la química que
implica una gran variedad de reacciones tales como los procesos
oxidativos, la deshidrogenación, transferencia de hidrógeno, intercambio
isotópico de oxígeno e hidrógeno, deposición de metales,
descontaminación de agua, eliminación de contaminantes gaseosos, acción
bactericida, etc.
Se la puede considerar como una de las nuevas Tecnologías Avanzadas de
Oxidación (TAO) empleadas en los tratamientos de purificación,
descontaminación o desinfección, pudiendo realizarse tanto en fase
gaseosa, como en fase líquida orgánica pura o en disoluciones acuosas.
La radiación solar, como fuente energética influyente, le otorga un
importante y
significativo valor medioambiental.
Una de las aplicaciones de la fotocatálisis heterogénea que más interés
ha despertado entre la comunidad científica internacional es el
tratamiento y/o purificación de aguas residuales mediante la utilización
de dióxido de titanio como catalizador.
Los parámetros que influyen, tanto cualitativa como cuantitativamente en
los procesos de oxidación-reducción, y que resultan determinantes en la
eficiencia de los mismos, son el pH, las propiedades superficiales de
los catalizadores, la forma química de los compuestos, la temperatura, y
la radiación solar.
Aproximadamente un 50% de la energía UV emitida por el Sol se encuentran
en la componente difusa. Por ello, la diferencia entre estudiar los
efectos a la intemperie o en cámaras de simulación, es muy importante
debido a la influencia de de este tipo de luz ambiental en los procesos.
Este aspecto es muy importante en las aplicaciones fotoquímicas, ya que
la componente difusa llega a representar el 50% de la radiación UV total
que llega a la superficie terrestre.
En la exposición a la intemperie, la luz UV tienen una alta probabilidad
de cambiar su trayectoria, transformándose de radiación directa en
difusa cuando interacciona con las partículas atmosféricas. Este cambio
de trayectoria es el que hace que la luz azul se disperse mucho más que
la luz roja, lo cual da lugar a que veamos el cielo de color azul.
Debido a la dispersión lumínica típica, la mitad de la radiación solar
UV que llega a la superficie terrestre, lo hace como luz difusa, incluso
en días claros.
La radiación solar UV, cuya longitud de onda va desde los 285 nm a los
385 nm, representa únicamente no más del 3% de la energía total del
espectro de la luz solar directa, pero puede alcanzar hasta el 6% cuando
se considera todo el espectro, no solo el de la luz directa, sino
también el de la difusa; cuestión que ha de ser considerada en el caso
de las aplicaciones fotocatalíticas.
Para estudiar estos procesos se utilizan los denominados simuladores
solares, o cámaras de simulación solar, las cuales están dotadas de
filtros de absorción IR y proporcionan luz en un rango de longitudes de
onda del espectro ultravioleta, de forma cuantitativamente programable y
a temperatura controlada.
La velocidad de las reacciones de fotocatálisis heterogénea depende de
la irradiancia UV, la cual puede ser evaluada por actinometría o
mediante el uso de radiómetros selectivos.
Para llevar a cabo estas pruebas se utilizan las cámaras de simulación
solar. Este tipo de cámaras pueden ser de pequeño tamaño, para
laboratorio experimental, o de gran tamaño para grandes cantidades de
productos.
CCI viene desarrollando desde 1967 cámaras de simulación climática,
entre las que se encuentran las cámaras de fotoestabilidad capaces de
reproducir las dosis de exposición solar más representativas de la
diversa climatología existente en nuestro planeta. A este respecto es de
destacar que CCI ha desarrollado este tipo de cámaras para el Consejo
Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), industrias
farmacéuticas, alimentarias, cosméticas y fitosanitarias, entre otras
entidades relevantes y universidades diversas.
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