Tecnologías Emergentes - Nuevos mecanismos de descontaminación química: descontaminación catalítica

BOLETIN OBSERVACION TECNOLOGICA 44

tecnologías emergentes Tecnologías Emergentes Nuevos mecanismos de descontaminación química: descontaminación catalítica Angélica Acuña Benito. OT NBQ Palabras clave: NBQ, CWAs, descontaminación, catálisis, catalíticos, polioxometalatos, POM, MOFs, redes metaloorgánicas. Metas tecnológicas relacionadas: MT 4.2.1.; MT 4.3.1. Introducción La búsqueda de tecnologías avan-zadas para la descontaminación de agentes de guerra química y com-puestos químicos tóxicos industria-les es una línea de investigación muy activa. Las razones principalmente se deben a los problemas asociados con los sistemas de descontamina-ción que existen en la actualidad. La corrosión, dificultad de uso, la gran cantidad de residuos orgánicos resul-tantes de la descontaminación, la fal-ta de adecuación a todo tipo de clima y a las condiciones ambientales, poca amigabilidad con el medio ambiente, etc., son algunos de estos problemas. A corto-medio plazo, se prevé el uso de formulaciones biodegradables que pueden ser de uso fácil, respetuosas con el medioambiente, con propieda-des anticorrosivas y que contengan ingredientes activos altamente esta-bles. La descontaminación consiste en la degradación de agentes químicos tóxicos en compuestos no tóxicos o menos tóxicos. Los descontaminan-tes que actualmente se están em-pleando en campo para agentes de guerra química (principalmente DS2, lejía acuosa “STB” o la espuma de-sarrollada por los laboratorios Sandia) se basan en reacciones químicas, oxidación o hidrólisis, que requieren agua. Los agentes nerviosos de la se-rie G son más fácilmente degradados por hidrólisis, mientras que la Iperita y el VX pueden ser neutralizados por cualquiera de los dos tipos de reac-ción. El sarín, tabún, iperita y el VX se hidrolizan espontáneamente por efecto de las condiciones ambienta-les, pero muy lentamente. Estos descontaminantes son eficaces pero tienen una serie de inconvenien-tes: •  Son poco respetuosos con el medioambiente, muchos de ellos resultan dañinos e incluso corrosi-vos. •  Los productos resultantes de la descontaminación en muchos ca-sos a su vez presentan cierto nivel de toxicidad, y por tanto se requie-re una posterior gestión de los resi-duos obtenidos. •  Son necesarios en grandes con-centraciones puesto que son con-sumidos durante la descontami-nación. Esto supone un problema desde el punto de vista económico, ya que no son baratos, y también desde el punto del punto de vista logístico en cuanto a transporte, al-macenaje y despliegue. Las líneas de I+D actuales están di-rigidas a la búsqueda de soluciones universales eficaces, no tóxicas y respetuosas con el medio ambiente. Algunas de estas líneas están centra-das en la obtención de métodos de descontaminación catalítica, debido a las numerosas ventajas que tienen con respecto a los métodos actuales basados en reactivos. Descontaminación catalítica Los compuestos catalíticos son muy rápidos y selectivos y la cantidad ne-cesaria es inferior (menos del 1%) con respecto a los descontaminantes ba-sado en reactivos. Así mismo, el bajo peso de estos compuestos significa fácil transporte, almacenaje y des-pliegue en el teatro de operaciones. Por otro lado son más baratos que los agentes reactivos. Otra ventaja importante de los compuestos catalí-ticos es que pueden ser incorporados en textiles, lo que facilitaría la obten-ción de tejidos multifuncionales, que además de proteger, permitirían la au-todescontaminación. Las enzimas son uno de los cataliza-dores conocidos más eficaces para degradar agentes nerviosos organo-fosforados. Las enzimas son cataliza-dores biológicos altamente eficientes y ambientalmente benignos. Tal vez la característica más atractiva de las enzimas es que pueden funcionar de manera efectiva en condiciones am-bientales normales, lo que disminuye los costes de energía y aumenta la seguridad. Solo 10 miligramos de en-zimas degradan la misma cantidad de agente nervioso que 1 kilogramo de cloro concentrado. Muchas de las investigaciones re-cientes basadas en descontamina-ción catalítica se están centrando en el uso de catalizadores como los po-lioxometalatos o de redes metaloor-gánicas. Fig. 1. Polioxoniobiocenos para descontaminación de agentes nerviosos. (Fuente: Oregon State University) Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 44. Tercer trimestre 2014 11


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