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En el Instituto de Física (IF) de la UNAM, se desarrollan ecomateriales para ser usados en ventanas inteligentes que permitan el ahorro de energía, y en la remediación de aguas contaminadas que causan enfermedades en la gente del campo mexicano.
Los ecomateriales, explicó Dwight Roberto Acosta Najarro, son materiales amigables, pues desde su proceso de extracción, elaboración, procesamiento e implementación para un uso determinado (construcción, protección, blindaje, confort, comodidad) no dañan el ambiente ni contaminan la atmósfera.
En el Laboratorio de Películas Delgadas del IF, Acosta Najarro desarrolla materiales cromogénicos para el ahorro de energía y materiales para fotodegradación de contaminantes orgánicos.
Con los cromogénicos, el Instituto pretende contribuir a crear energía limpia para evitar o promover que se quemen menos combustibles fósiles, que generan dióxido de carbono (CO2) que se va a la atmósfera, y que es una de las causas del efecto invernadero.
Por ello, su trabajo en esos materiales se inscribe en la tendencia actual y futura que hay en Europa y Estados Unidos, de construir edificios “con uso cero de elementos relacionados con el carbono”.
Los que desarrolla Acosta Najarro son pensados para dispositivos como ventanas inteligentes, que permitan el ahorro de energía en casas, edificios, oficinas, comercios y fábricas, entre otros.
De los cuatro tipos de materiales cromogénicos, el investigador de la UNAM trabaja con electrocrómicos y termocrómicos (los otros son fotocrómicos y gasocrómicos). El propósito es modificar y, eventualmente, optimizar sus propiedades eléctricas y ópticas para su uso con determinado propósito.
En un vidrio, cubierto con material electrocrómico y activado éste con voltaje, induce la selectividad espectral, con la que se controla el paso de ciertas radiaciones de la luz solar y se filtra el de otras.
Las ventanas inteligentes hechas de material electrocrómico, permitirán tener mejores viviendas, ambientes más habitables, que eviten ventilación o calefacción producida con energía eléctrica generada con la quema de carbono, detalló.
Para eso, señaló el físico universitario, debe tener alta eficiencia electrocrómica, arriba del 60 por ciento (tiene que ver con la cantidad de luz que pasa y la de carga que se introduce).
Las propiedades electrocrómicas y la estabilidad termo-mecánica deben permitir el uso prolongado. Para que el material “sea inicialmente comercial, debe durar por lo menos 10 mil ciclos”. Un ciclo (un oscurecimiento o una transparencia) equivale a correr la cortina para que pase o no la luz.
Además, las ventanas deben presentar estabilidad mecánica prolongada (buena adherencia), estabilidad química (que no se descomponga), y funcionar en un intervalo de temperatura determinado.
Conferirle esas propiedades nos debe de llevar a ahorrar energía, como a hacerlas económicamente accesibles para el potencial consumidor.
En su laboratorio, Acosta Najarro crea laminitas de 10 por 10 centímetros. Podrían ensamblarlas para hacer una ventana. A mediano plazo espera fabricar áreas grandes, de 50 por 50, con alto rendimiento electrocrómico, para integrarlas en un vidrio.
“Estamos en la etapa de hacer un sándwich de ocho capas, con un electrolito sólido basado en polímeros (polianilina, pirroles, polipirroles), para construir un prototipo de ventana inteligente”. En este aspecto tenemos un fuerte apoyo del Instituto de Ciencia y Tecnología del Distrito Federal.
Ha producido también materiales termocrómicos, basados en óxido de vanadio. La idea es que sirvan para mantener la temperatura dentro de un ambiente. Para controlar la radiación térmica (tanto la que entra como la que sale), se coloca en el vidrio una capa de material que absorba, filtre o refleje el infrarrojo.
El material obtenido tiene efecto termocrómico, pero muy bajo. “En los próximos años esperamos desarrollar un prototipo con buen rendimiento, que luego se pueda escalar para patentarlo y venderlo”.
En remediación ambiental, que implica ahorro de energía y restitución de ciclos normales del sistema biológico que hace posible la vida, Acosta Najarro trabaja en una serie de materiales que permiten la degradación de contaminantes orgánicos (pesticidas, colorantes, tóxicos diversos) que se tiran al agua y que a mediano plazo inducen o facilitan la aparición de enfermedades diversas, desde intoxicaciones, hasta envenenamientos.
Produce tres elementos para usar en fotodegradación de contaminantes orgánicos: óxidos de titanio (de uso más generalizado y más eficiente), de zinc y de tungsteno.
Además, se obtienen películas muy delgadas del material activo para fotodegradación, que luego se sumergen en agua contaminada y se les pone una fuente de luz ultravioleta, que permite degradar pesticidas, colorantes e incluso bacterias como Eschirichia coli, que es muy dañina para el ser humano. Ése es el propósito: romper la molécula del contaminante.
Usados en fotodegradación, los óxidos conductores transparentes que se elaboran en el IF caben en la clasificación de ecomateriales, porque con ellos se remedia el ambiente y ayudan a mantener o mejorar la calidad de vida, concluyó Acosta Najarro.
