Dra. Fabiola Méndez-Arriaga Dr. Rafael Almanza Coordinación de Mecánica y Energía

1. DescontaminaciónSolar Catalítica del Agua AlternativasEnergéticas para la RemediaciónMedioambiental • Dra. Fabiola Méndez-Arriaga • Dr. Rafael Almanza • Coordinación de Mecánica y Energía • INSTITUTO DE INGENIERÍA • Universidad Nacional Autónoma de México CongresoNacional de InvestigaciónsobreCambioClimático Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla Departamento de CienciasSociales Escuela de RelacionesInternacionales Escuela de Derecho Escuela de IngenieríaAmbiental Octubre 21-2011

2. Dos temasprincipales→ remediaciónmedioambiental con energíasalternas

3. Informe del GrupoIntergubernamental de expertossobre el cambioclimático: Fuentes renovables de energía : 13% Biomasa 10.2% Hidráulica 2.3% Energía solar 0.1% Eólica 0.2% Geotermica 0.1% Oceánica 0.002%

4. Fuentes renovables de energía Energía SOLAR: 0.1% Energía Solar FotovoltáicoTérmico • AplicacionesQuímicasSolares • Fase de Investigación Mundial • Desarrollomuyescaso

5. Causa principal: CambioClimático Contaminación El agua no se ceeani se destruye, sólo se contamina Causas no visiblesaún: “Contaminantesemergentes”

6. Encontramos “nuevos”

7. Contaminantes “Emergentes” • Quiénes son los contamiantesemergentes? • Miles de distintasentidadesquímicas • CompuestosPerfluorados • Compuestosretardantes de flama • (brominados u organofosforados) • Sufractantes (productos de acción desengrasante: • detergentes de lavadora, lavavajillas, suavizantes textiles, etc.) • P P C P • Cuidado personal • Bloqueadoressolares • Complementosalimenticios • Cosméticos • Fragancias • Lo”light” • Farmacéuticos(de usohumano y veterinario) • Drogasilícitas • (Pharmaceutical and Personal Care Products) • ProductosFarmacéuticos y de Cuidado Personal

8. ContaminantesFarmacéuticos • Han tenidounaaltavisibilidadmediática (en Europa y EUA)

9. Daños en el medioambiente • Existenreportessobre el daño irreversible queyahancausado al medioambiente Feminización de los peces • Antiandrógenos: inhiben la función de la testosterona • Estrógenos femeninos: provoca infertilidad masculina 57 días de crecimiento: No desarrollóextremdidadesinferiores y tuvomalformaciones Pero, porqué y cómollegaronestosproductoshastaallí????

10. Porqué?, Cómo?, Cuándo?, Cuánto? NATURAL PUFIRICATION IS NOT REACHED DURING THE NATURAL CYCLE OF WATER

11. Porqué?, Cómo?, Cuándo?, Cuánto? Efectos en la saludhumana? Aúnesdesconocido TEMA de SEGURIDAD NACIONAL

12. Porqué?, Cómo?, Cuándo?, Cuánto? NATURAL PUFIRICATION IS NOT REACHED DURING THE NATURAL CYCLE OF WATER

13. Los medicamentos en retrospectiva Surgieronpara“hecharunamanita” y resolver males de la humanidad y mejorarsucalidad de vida Peropara el medioambienteresultópeorel “remedioque la enfermedad”

14. En México tambiénestánsiendodetectados? Cuencas del Lerma y Cutzamala y pozos del Valle Consumo *Menosdel 10% se trata en 10-15 plantas de tratamiento. *Sistema General del Desagüe (Gran Canal, Emisor del Poniente y el Emisor Central) *Rio Tula, el Salado y el Salto. Presa Endhó y de allí se emplea para riego agrícola. ......también en muchaspartes del mundo....pero noparaalfalfa, maíz, trigo, avena, frijol, jitomates, Chiles, betabel, lechuga, col, cilantro, rábano, zanahoria, espinacas y perejil, etc!!!!! *Problemas de saludimportantes en aquelestado: infeccionesintestinales –niños- y contaminaciónpormetales.

15. Quévamos a hacer?! “Falsosdilemas” Procesos de Tratamiento Fotoquímico Solar

16. Técnicas de Tratamiento del agua Los Procesos de Oxidación Avanzada son aquellos aplicados a la degradación de compuestos contaminantes presentes en aire, suelo o agua basados en la presencia y reactividad del radical hidroxilo (•OH)generado en condiciones normales, super o subcríticas de presión y temperatura con o sin catalizador y/o energía química reactiva (Méndez-Arriaga, 2009). ●OH

17. Técnicas de Tratamiento del agua Quétiene de particular el radical hidroxilo●OH? ¿Quehacediferentelas POA´s de lasconvencionales? • Segundo más oxidante sólo después del flúor (2.80 eV) • Tiempo de vida medio corto (70 ns) • No se puede almacenar • No se puede transportar • Reacciona in situ Convencionales → Separación Avanzados → Transformación •OH •OH •OH ? •OH H2O H2O • Subproductosbiodegradables • Ácidocarbónico H2CO3, carbonatos • Ionesinorgánicos

18. Técnicas de Tratamiento SOLAR del agua PyT Catalizador Agente oxidante Fuente reactiva energía

19. FotocatálisisHeterogénea con TiO2 Banda de Conducción e- e- e- Reducción Ox1+ne- Red1 O=O O=O - l≤ 400 nm Ebg Superficie TiO2 Oxidación Red2 Ox2+ ne- •O• H• •H •OH H+ Adsorción Banda de Valencia h+ • Subproductosbiodegradables • Ácidocarbónico H2CO3, carbonatos • Ionesinorgánicos

20. FotocatálisisHeterogénea: Reactores PC-1.5 CPC-6 pH and temperature display Peristaltic Pump 6.5 Batch Tank 1.5 L Sample Point - - - - 25 ºC 25.5 ºC Stirrer 6 1 8 3 2 7 4 10 9 5 Bath Temperature-control 25ºC PC (One axis Parabolic Concentrator) Tubular Duran Photoreactor 0.080 L

21. FotocatálisisHeterogénea: Reactores PC-1.5CPC-6 Mechanical Stirrer Batch tank Pump

22. FotocatálisisHeterogénea: CasoIbuprofeno Days 0 1 2 3 4 1.00 1.00 0.75 0.75 TOC/TOCo IBP/IBPo 0.50 0.50 0.25 0.25 0.00 0.00 0 500 1000 1500 Experimental Time (min) • Volumen total 35 L 100% 95% 80% biodegradabiliadad

23. FotocatálisisHeterogénea: CasoNaproxeno • Diseño de Reactores • Matrices complejas • Sistemamóvil: hospitales, industriasfarmacéuticas • Impactomediombientalcomparado con los sistemasbiológicosactuales

24. Conclusiones Quéquedaporhacer??? • Los contaminantesFarmacéuticos y de Cuidado Personal hancausadoyaefectosirreversibles en el planeta Tierra • Solucionesmuchas: • Químicas: Queda mucho porinvestigar • FotocatálisisHeterogénea con TiO2 ha demostradoeliminarcontaminantesfarmacéuticos • La FH es un procesosustentable al emplear la energía solar parafotoactivar la degradación • Personales quizálasmásimportantesparareducir de forma inmediata la emisión de esoscontaminante • Pensar en los productosquenosrodean y modificarhábitos de consumo (lee la etiqueta!) Hábitossanosnuestros, son sanospara el Planeta Reflexionemos

25. DescontaminaciónSolar Catalítica del Agua AlternativasEnergéticaspara la RemediaciónMedioambiental • ¡ ¡ G R A C I A S P O R S U A T E N C I O N ! ! • Dra. Fabiola Méndez-Arriaga • fmendeza@iingen.unam.mx CongresoNacional de InvestigaciónsobreCambioClimático Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla Departamento de CienciasSociales Escuela de RelacionesInternacionales Escuela de Derecho Escuela de IngenieríaAmbiental Octubre 21-2011