Purificación de aire mediante oxidación fotocatalítica de gases contaminantes NOₓ: estudio de los fotocatalizadores TiO₂ y ZnO

Los óxidos de nitrógeno (NOx) son gases contaminantes que afectan al medio ambiente al ser responsables de la formación de smog fotoquímico, lluvia ácida, ozono troposférico, reducción de la capa de ozono, además de participar en el efecto invernadero en la forma de N2O. Adicionalmente, la exposición a estos gases provoca daños a la salud de los seres humanos. Una propuesta tecnológica para abordar esta problemática ambiental es su eliminación mediante un proceso fotooxidativo, lo cual requiere del empleo de óxidos semiconductores con alta actividad fotocatalítica. En el presente trabajo de investigación se valoró el alcance de la tecnología de fotocatálisis heterogénea para la purificación de aire por eliminación de gases tipo NOx. Para este propósito, en una primera parte del trabajo se construyó un reactor fotocatalítico de acuerdo a la norma internacional ISO 22197-1 con el fin de realizar las pruebas fotocatalíticas en condiciones estándar a las establecidas por la regulación internacional y dar así consistencia a los resultados obtenidos. La segunda parte del trabajo consistió en la síntesis y caracterización de los óxidos semiconductores TiO2 y ZnO por el método sol-gel para lo cual en cada caso se aplicó un diseño de experimentos con el fin de encontrar las condiciones experimentales que permitieran la obtención del mejor fotocatalizador de cada sistema en base a sus propiedades fisicoquímicas. La actividad fotocatalítica de las muestras de TiO2 y ZnO se determinó en la reacción de fotooxidación de óxido nítrico (NO) en aire bajo radiación UV. Los mejores fotocatalizadores fueron seleccionados para pruebas de desempeño variando las condiciones experimentales de la reacción fotocatalítica como el caudal volumétrico que entró al reactor, la irradiancia y la cantidad de humedad presente en el medio de reacción, evaluando además el efecto de diversas variables experimentales de la reacción fotocatalítica en sus respectivos valores. Asimismo, el seguimiento de los productos de reacción confirmó la presencia iones nitrato (NO3-) como producto mayoritario de la fotooxidación de NO, lo que dota al proceso de eliminación de NO de un carácter sustentable. En una tercera parte del trabajo se probó la actividad fotocatalítica del fotocatalizador TiO2 cuando fue incorporado en un prototipo de material de construcción. El desempeño fue probado bajo condiciones simuladas y reales de exposición a la intemperie. Los resultados obtenidos indicaron la potencial aplicación de los materiales para el desarrollo comercial de productos fotocatalíticos. En la parte final del trabajo se presentan resultados obtenidos con óxidos semiconductores alternos a los convencionales como Bi2Mo3O12 y TiO2/WO3 cuyo principal propósito fue el de desarrollar fotocatalizadores cuya activación fuera mediante absorción en la porción visible del espectro solar.

Actividad anti-giardia in vitro de los compuestos de foeniculum vulgare y citrus aurantifolia

Giardia lamblia es un protozoario parásito que habita el intestino delgado de humanos y otros vertebrados además de ser el agente responsable de la giardiasis. El fármaco de primera línea para tratar esta parasitosis es el metronidazol, el cual posee efectos adversos considerables, presenta potencial teratogénico y embriotóxico y está considerado como posible carcinógeno en humanos. Los productos naturales son una alternativa eficaz y con menos efectos secundarios para el tratamiento de la giardiasis. En el presente trabajo se determinó la Concentración Inhibitoria media (CI50) de los extractos hexánicos de Foeniculum vulgare y Citrus aurantifolia y algunos de sus constituyentes principales en contra de los trofozoítos de G. lamblia utilizando la técnica del microensayo. También se evaluó la citotoxicidad de los compuestos más activos sobre células Vero empleando el método de exclusión con azul de tripano. Contribuciones y Conclusiones: Los extractos hexánicos de F. vulgare (CI50 89.33 μg/ml) y C. aurantifolia (CI50 185.78 μg/ml) presentaron actividad anti-Giardia in vitro. Los compuestos puros más activos presentes en el extracto hexánico de F. vulgare son Trans,trans-2,4- undecadienal (CI50 72.11 μg/ml) , (+)-Canfeno (CI50 181.13 μg/ml), p-Anisaldehído (CI50 196.78 μg/ml) y (-)-Carvona (CI50 207.01 μg/ml). Mientras que los compuestos puros más activos presentes en el extracto hexánico de C. aurantifolia son Citral (CI50 58.44 μg/ml), Geraniol (CI50 229.01 μg/ml), 3-Metil-1,2-ciclopentanediona (CI50 207.01 μg/ml), 4-Hexen-3-ona (CI50 34.35 μg/ml) y (-)-Carvona (CI50 207.01 μg/ml). De todos ellos el 4-hexen-3ona es el compuesto puro más activo y con el mejor índice de selectividad (IS 19.6820). Ninguno de los compuestos fue tan activo como el metronidazol, sin embargo, ninguno fue tan citotóxico como este.