{"id":179098,"date":"2025-08-22T14:28:53","date_gmt":"2025-08-22T20:28:53","guid":{"rendered":"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/?post_type=divulgacion-ciencia&p=179098"},"modified":"2025-09-30T14:54:23","modified_gmt":"2025-09-30T20:54:23","slug":"hierro-y-luz-para-limpiar-el-agua","status":"publish","type":"divulgacion-ciencia","link":"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/divulgacion-ciencia\/hierro-y-luz-para-limpiar-el-agua\/","title":{"rendered":"Hierro y luz para eliminar el fenol y obtener agua m\u00e1s limpia"},"content":{"rendered":"\n

Por Carlos Alberto Huerta Aguilar<\/em><\/a>, <\/em>Eduardo Daniel Tecuapa<\/em><\/a>, Carlos P\u00e9rez<\/a> y <\/em>Pandiyan Thangarasu<\/em><\/a><\/p>\n\n\n\n

El fenol es una sustancia que se encuentra en muchos productos que consumimos<\/strong>, desde resinas y fibras sint\u00e9ticas hasta desinfectantes y antis\u00e9pticos, como enjuagues bucales y pastillas para el dolor de garganta.<\/p>\n\n\n\n

Este compuesto es altamente t\u00f3xico<\/strong>, puede llegar a producir quemaduras en la piel, da\u00f1o en el h\u00edgado y arritmias. Com\u00fanmente est\u00e1 presente en aguas residuales de la industria qu\u00edmica, farmac\u00e9utica y de pl\u00e1sticos. Es dif\u00edcil de degradar y resistente a los m\u00e9todos tradicionales de tratamiento de agua. <\/p>\n\n\n\n

Debido a esta situaci\u00f3n, un equipo de investigadores del Tec de Monterrey y la UNAM dise\u00f1\u00f3 <\/strong>un proceso mejorado, que aprovecha la luz, complejos de hierro y una qu\u00edmica controlada para degradar el fenol de forma sostenible.<\/p>\n\n\n\n

Un proceso fotoqu\u00edmico mejorado<\/h2>\n\n\n\n

El proceso que proponemos se denomina Foto-Fenton<\/strong>, y est\u00e1 basado en la reacci\u00f3n Fenton cl\u00e1sica, que fue descubierta hace m\u00e1s de un siglo, y que utiliza iones de hierro (Fe\u00b2\u207a) y per\u00f3xido de hidr\u00f3geno (H\u2082O\u2082) para producir radicales hidroxilo (\u2022OH), los cuales atacan agresivamente a los contaminantes org\u00e1nicos. Sin embargo, esta reacci\u00f3n solo funciona en condiciones muy \u00e1cidas (pH ~3), lo que limita sus aplicaciones pr\u00e1cticas. <\/p>\n\n\n\n

En nuestro estudio se exploran algunos complejos de hierro modificados, que estabilizan los estados de oxidaci\u00f3n del hierro y permiten que el proceso funcione en condiciones m\u00e1s suaves, incluso a un pH neutro. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Al combinar esto con la exposici\u00f3n a luz ultravioleta, se aumenta la reactividad del sistema y la eficiencia en la eliminaci\u00f3n de contaminantes, creando una versi\u00f3n potente y adaptable del m\u00e9todo original<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

El hallazgo m\u00e1s destacado: en ciertas condiciones, la degradaci\u00f3n del fenol super\u00f3 el 99% en tan solo 30 minutos<\/strong>, especialmente cuando se activaba el sistema con luz UV. <\/p>\n\n\n\n

Procedimiento experimental<\/strong> con luz y hierro<\/h2>\n\n\n\n

El montaje experimental incluy\u00f3 un fotorreactor de cuarzo personalizado, equipado con una l\u00e1mpara de mercurio UV (de 254 nm). Esto permiti\u00f3 simular condiciones realistas de tratamiento y medir la contribuci\u00f3n de la luz UV en el proceso de degradaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Uno de los m\u00e9todos m\u00e1s eficaces fue el uso de sales de hierro (Fe\u00b2\u207a), aunque ten\u00edan una desventaja: funcionaban bien solo en ambientes muy \u00e1cidos. En cambio, otros compuestos de hierro, como el [Fe(terpy)Cl\u2083] y el K\u2083[Fe(CN)\u2086], lograron mantener su eficacia incluso en condiciones menos agresivas, lo que evit\u00f3 problemas como la formaci\u00f3n de residuos s\u00f3lidos de hierro.<\/p>\n\n\n\n

De estos dos compuestos de hierro, el segundo destac\u00f3 por su buen desempe\u00f1o en niveles de pH cercanos al neutro, es decir, similares a los del agua com\u00fan. Aunque su nombre puede generar preocupaci\u00f3n \u2014porque contiene cianuro\u2014, en este caso es importante aclarar que el compuesto es seguro, muy estable y no representa un riesgo en las condiciones del experimento.<\/p>\n\n\n\n

Este trabajo ilustra c\u00f3mo el dise\u00f1o molecular cuidadoso y los procesos impulsados por luz pueden revolucionar la remediaci\u00f3n ambiental<\/strong>. <\/p>\n\n\n\n

La capacidad de operar cerca del pH neutro y con menores dosis de qu\u00edmicos abre la puerta a aplicaciones reales: unidades modulares de tratamiento, sistemas de purificaci\u00f3n solares y soluciones asequibles para zonas rurales o sitios industriales.<\/p>\n\n\n\n

Demanda de agua limpia<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

A medida que aumenta la demanda global de agua limpia y se endurecen las regulaciones ambientales, el desarrollo de tecnolog\u00edas de tratamiento, que sean adaptables y ecol\u00f3gicas<\/strong>, se vuelve m\u00e1s urgente.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Los avances recientes en tratamientos fotoelectroqu\u00edmicos de agua, nanocat\u00e1lisis y purificaci\u00f3n impulsada por energ\u00eda solar marcan una tendencia clara: el futuro est\u00e1 en sistemas eficientes en energ\u00eda, con baja huella ambiental<\/strong> y que se integren f\u00e1cilmente con la infraestructura existente.<\/p>\n\n\n\n

A partir de este estudio, los pr\u00f3ximos trabajos explorar\u00e1n la escalabilidad de estos sistemas Fenton modificados<\/strong>, utilizando la luz solar como fuente UV, el uso de complejos de hierro derivados de residuos y la integraci\u00f3n de estos tratamientos en m\u00f3dulos de purificaci\u00f3n descentralizados.<\/p>\n\n\n\n

Estos esfuerzos se alinean con los principios de econom\u00eda circular y la democratizaci\u00f3n del acceso al agua limpia<\/strong>, especialmente en regiones vulnerables y con escasos recursos.<\/p>\n\n\n\n

Esta investigaci\u00f3n se basa en los esfuerzos conjuntos del Tec de Monterrey y la UNAM en la l\u00ednea de trabajo sobre cat\u00e1lisis verde y tratamiento sustentable del agua. Las colaboraciones internacionales incluyen a University College London, UT Austin y University of Calgary, en temas como producci\u00f3n de hidr\u00f3geno, flujos circulares de residuos y optimizaci\u00f3n del nexo Agua-Energ\u00eda-Alimentos.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Referencias<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
    \n
  1. Ahuja, D. et al. (2007). Modified Fenton reaction for trichlorophenol dechlorination.<\/a> Chemosphere.<\/li>\n\n\n\n
  2. Babuponnusami, A. & Muthukumar, K. (2014). Review on Fenton and modified Fenton for wastewater treatment<\/a>. J. Environ. Chem. Eng.<\/li>\n\n\n\n
  3. Bautista, P. et al. (2008). Application of Fenton oxidation to industrial wastewater. <\/a>J. Chem. Tech. Biotech.<\/li>\n\n\n\n
  4. De Laat, J. et al. (2004). Effect of anions on decomposition of H\u2082O\u2082 in Fenton systems.<\/a> Chemosphere.<\/li>\n\n\n\n
  5. Kavitha, V., & Palanivelu, K. (2004). Role of Fe\u00b2\u207a in Fenton and Photo-Fenton for phenol<\/a>. Chemosphere.<\/li>\n\n\n\n
  6. Li, Y. et al. (2005). Kinetics of chelate-based Fenton reactions. Environ. Eng. Sci.<\/li>\n\n\n\n
  7. Zazo, J. A. et al. (2005). Chemical pathway of phenol oxidation via Fenton. <\/a>Environ. Sci. Technol.<\/li>\n\n\n\n
  8. Zhang, F. et al. (2018). Biochar-catalyzed ozonation of phenol in wastewater. J. Environ. Mgmt.<\/li>\n\n\n\n
  9. Agencia para Sustancias T\u00f3xicas y el Registro de Enfermedades. (2016). https:\/\/www.atsdr.cdc.gov\/es\/toxfaqs\/es_tfacts115.html<\/a>. ATSDR <\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Autores<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

    Carlos Alberto Huerta-Aguilar<\/strong>. Profesor en el Tecnol\u00f3gico de Monterrey. Doctor en Ingenier\u00eda Ambiental, se especializa en cat\u00e1lisis impulsada por luz solar, valorizaci\u00f3n de residuos y qu\u00edmica circular, tema con el que public\u00f3 \u00abQu\u00edmica Verde: transformar residuos en nuevos negocios\u00bb<\/a>, en TecScience. Ha realizado estancias posdoctorales en Stanford y Texas A&M, y colidera proyectos internacionales sobre hidr\u00f3geno, biog\u00e1s y agrovoltaica.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

    Pandiyan Thangarasu<\/strong>. Investigador titular y profesor en la Facultad de Qu\u00edmica de la UNAM. Se enfoca en qu\u00edmica de coordinaci\u00f3n, sistemas catal\u00edticos y estrategias verdes de remediaci\u00f3n. Es reconocido por su trabajo en complejos metal-org\u00e1nicos y tecnolog\u00edas avanzadas de oxidaci\u00f3n, con colaboraciones en Am\u00e9rica Latina y Asia.<\/p>\n\n\n\n

    Eduardo Daniel Tecuapa Flores.<\/strong> Doctor en Ingenier\u00eda Ambiental por la UNAM, su l\u00ednea de investigaci\u00f3n se basa en el desarrollo de nuevos nanomateriales con aplicaci\u00f3n ambiental, realiz\u00f3 dos estancias de investigaci\u00f3n en el Indian Institute of Technology<\/em>, Ropar, India; actualmente se encuentra realizando una estancia posdoctoral en la Universidad Polit\u00e9cnica del Valle de M\u00e9xico y la UNAM por parte del SECIHTI.<\/p>\n\n\n\n

    Carlos P\u00e9rez Pliego<\/strong>. Realiz\u00f3 su licenciatura en Ingenier\u00eda Bioqu\u00edmico Industrial en la Universidad Aut\u00f3noma Metropolitana Iztapalapa, y la Maestr\u00eda en Ingenier\u00eda Ambiental por parte de la UNAM. Actualmente se desempe\u00f1a como Supervisor de operaci\u00f3n y mantenimiento en Aryeh Ingenier\u00eda del Agua S.A. de C.V.<\/p>\n\n\n\n

    <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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