La nanotecnología es la manipulación de la materia a una escala casi atómica para crear nuevas estructuras, materiales y aparatos. Esta tecnología promete avances científicos en muchos sectores como la medicina, productos para el consumidor, energía, materiales y fabricación. Y precisamente eso es lo que está haciendo Maibelin Rosales, investigadora del Centro Avanzado de Tecnología para la Minería, AMTC.

La profesional trabaja fuertemente en el tratamiento de agua usando nanotecnología. En su doctorado, realizado en la Universidad de Chile, Rosales comenzó a enfocarse en los nanomateriales. Y ahí, según cuenta, descubrió un mundo fascinante. “Es un mundo bien interesante, que te da la oportunidad de manipular ciertas características y propiedades de los materiales de interés; y, con los diseños adecuados, adaptarlos para ser aplicados en distintas áreas”, señala a Rockstars.

Su trabajo científico lo ha dedicado a la sustentabilidad y a parte medioambiental, particularmente al tratamiento de agua. “Me preocupé por sintetizar y diseñar nanomateriales específicos para este tratamiento, empleando energía solar. Y, sobre todo, dado el tema mundial de la escasez hídrica, hay que aportar con soluciones. Mi aporte es tratar aguas contaminadas para su reutilización, específicamente en la eliminación de arsénico del agua, un tema bastante preocupante en Chile”, agrega.

Sobre cómo funcionan esos procesos, Maibelin Rosales aclara. “Se trata de un material que actúa por reacciones fotoquímicas, porque está relacionado con fotones. Por lo mismo, diseñamos un nanomaterial basado en semiconductores. Yo trabajo con óxidos semiconductores que tienen energías de bandas, separadas por una brecha. Y cuando ponemos en contacto estos materiales con la luz solar simulada o con energía, los electrones que se encuentran en la banda inferior (banda de valencia del semiconductor), son excitados y se mueven hasta la banda de conducción y se comportan como cargas eléctricas”, explica.

Diseño y desarrollo

Este desarrollo de nanopartículas con el arsénico tiene mucho parecido con el proceso de fotosíntesis. Sobre los métodos empleados la investigadora del AMTC indica trabajar con síntesis hidrotermales, donde se usa un reactor hidrotermal que trabaja a bajas temperaturas, por lo tanto, baja la presión y se utilizan como solventes agua. Esta síntesis, señala Maibelin Rosales, es una de los más verdes, lo que es importantísimo en términos de sustentabilidad.

Sobre el desarrollo de esta medida, Rosales indica en qué etapa están. “Comencé trabajando con un vasito de 200 mililitros, en un simulador solar. E inicialmente lo hice con contaminantes de forma separada. Por un lado, con contaminantes orgánicos aislados y luego propusimos trabajar con fotocatálisis, para tratamientos de contaminación de arsénico a mayor escala. Y pasamos de 200 mililitros a 7 litros, que a nivel científico es bastante”, explica.

Y como ejemplo la investigadora del AMTC sostiene que ya hicieron una planta piloto de 200 litros por hora en el tratamiento de agua, que fue instalada en la localidad de Chunchuri, en el norte de Chile. Según comenta, ya no eran estas aguas simuladas o con condiciones óptimas, sino aguas de río, con concentraciones de arsénico de casi 1000 ppb, cuando la norma regula hasta 10 ppb. “A nivel de planta piloto logramos llegar a escalas de agua potable y nos dimos cuenta de que estos nanomateriales también logran remover otros contaminantes en distintas proporciones”, sostiene.

Finalmente, sobre cómo esta nanotecnología encaja con la creación de hidrógeno verde, Maibelin Rosales lo comenta. “La producción de hidrógeno verde es simplemente romper la molécula de agua entre hidrógeno y oxígeno. Y en este caso, la incorporación de los nanomateriales sucede más o menos parecido al tratamiento de agua. A diferencia de la electrólisis, donde necesitas energía, en este caso estas cargas que se producen en el semiconductor son las encargadas de romper la molécula de agua para producir hidrógeno y oxígeno”, puntualiza.