Proyectos de Investigación, 2022-1
Yordani Eliot Arce Argote; Antonella Milagros Soncco Huamani; Natalia Bellotti _; Luis Antonio Lazo Alarcon; Rodrigo Jesús Rios Cabala; Ruth Elizama Gutierrez Grajeda; Rivalino Benicio Guzman Ale
Objetivo
Desarrollar un recubrimiento con propiedades fotocatalíticas y antimicrobiano en función del nanoaditivo compuesto TiO2/CuxO soportado en un material zeolítico.
Resumen:
El objetivo de este trabajo es sintetizar y evaluar el nanocompuesto de TiO2/CuO preparado por métodos químicos la misma que será impregnada en una zeolita como aditivo de una pintura inorgánica con propiedad multifuncional fotocatalíticas y antimicrobiana contra S. aureus y P. Aeruginosa con fines de protección y mantenimiento de Monumentos Históricos, Edificios Públicos, Centros Sanitarios y Viviendas en general. Esta propuesta está orientada a desarrollar una pintura de carácter inorgánico con alto valor agregado que contribuye a la descontaminación del medio ambiente mineralizado los compuestos orgánicos volátiles (COV), su autolimpieza y evitar la generación de los biofilm, hongos sobre superficies naturales y/o construidas por el hombre. La síntesis y la elaboración del recubrimiento se realizara en el "Laboratorio de Caracterización Funcional de Materiales", la que será caracterizada en el Centro de Microscopía Electrónica (CME) ambos ubicados en el área de Ingenierías, para la evaluación antimicrobiana contamos con la colaboración del "Laboratorio de Investigación en Biotecnología ambiental, Biominería y Bioensayos Ecotoxicológicos" en el área de Biomédicas y en el Centro de Investigación y Desarrollo de Pinturas (CIDEPINT) - Universidad Nacional de la Plata ( UNLP).
Palabras clave
Nanocompuesto, zeolita, recubrimiento, multifuncional, biofilm
Problema central
El crecimiento microbial en las superficies de las construcciones y otros objetos es un problema que nos afecta a todos a nivel mundial. Estos microorganismos, como los fototrópicos, colonizan las superficies y sirven de sustrato para el cultivo de bacterias y hongos. Además de traer consecuencias estéticas, como el crecimiento de moho en paredes, también constituye una fuente de enfermedades e infecciones que pueden ser adquiridas por las personas debido al contacto con la piel o vias respiratorias, y que junto con una mala higiene, la enfermedad puede ser transmitida de persona en persona, como es el caso de las bacterias Gram negativa Escherichia coli o la bacteria gram positiva staphylococcus aureus, entre otras como la salmonella. Estas bacterias son las más comunes y pueden ser encontradas en hospitales, parques, comedores, viviendas, piscinas, etc. De acuerdo a un documento publicado por la Gerencia de Salud de Arequipa, en nuestra región la principal causa de enfermedad y muerte son las enfermedades transmisibles, destacando las infecciones respiratorias agudas (IRAs) y las enfermedades diarreicas agudas (EDAs). Sumado a eso, existe una necesidad a raiz de la pandemia por el COVID 19 de nuevos métodos innovadores de prevención y desinfección. Por otro lado, en Arequipa, producto de la contaminación atmosférica por el parque automotor y las industrias, se generan gases contaminantes como los óxidos de nitrógeno (NOx) en 13%, mónoxidos de carbono (CO) en 43%, SO2 en 21% y compuestos orgánicos volátiles (VOCs) en 8%, partículas totales en suspensión 15% [1], los cuales afectan directamente a la población. Y se ha demostrado que la exposición a largo plazo a contaminantes como PM2.5, dióxido de nitrógeno (NO) y dióxido de azufre (SO) puede reducir la función pulmonar y causar enfermedades respiratorias. A su vez, hay estudios médicos que ponen en evidencia que estos contaminantes causan una respuesta inflamatoria persistente incluso en la poblaciónrelativamente joven y aumentan el riesgo de infección por virus que atacan el tacto respiratorio [2]. El presente proyecto pretende dar respuesta a las siguientes interrogantes: ¿ Es podible desarrollar un recubrimiento con propiedades fotocatalíticas y antimicrobiano en función del nanoaditivo compuesto TiO2/CuxO soportado en un material zeolítico?, ¿Cuales son las características física y microestructurales de los recubrimientos compuesto TiO2/CuxO soportado en un material zeolítico obtenidos?, ¿Cómo serán las propiedades fotocataliticas y antimicrobianos de las recubrimientos TiO2/CuxO soportado en un material zeolítico obtenidas?
Hipótesis planteada
La incorporación en pinturas del nanomaterial compuesto de TiO2/CuxO soportado en zeolita podría demostrar buenas propiedades fotocatalíticas y antimicrobianas en ambientes interiores y exteriores, al descontaminar y eliminar las bacterias que entren en contacto con el recubrimiento.
Resultados esperados
- 01 Solicitud de registro de propiedad intelectual/patente.
- 01 Metodología validada para la síntesis del compuesto TiO2/CuxO soportado en zeolita como aditivo para pinturas.
- 01 Artículo científico publicado en una revista indexada por parte del equipo técnico del proyecto.
- 01 Artículo científico publicado en una revista indexada por parte de los investigadores junior para obtener el título profesional.
- 03 Nuevos profesionales con título profesional universitario.
- 01 Tesis de maestría publicada.
Impactos esperados
Impacto social y ambiental:
Aumento del nivel de vida de las personas, mejora de la calidad del aire en los ambientes, así como también la auto desinfección de superficies en áreas de alto tránsito, espacios públicos, áreas comunes y viviendas, reduciéndose la probabilidad de adquirir una enfermedad o infección.
Impacto académico del proyecto:
Incremento del conocimiento en relación a materiales multifuncionales con propiedades fotocatalíticas y biocidas y apertura de nuevas investigaciones aplicado a textiles e indumentaria.
De la misma manera, la producción científica generada en el proyecto permitiría explorar nuevos sectores en el mercado económico para la producción de pinturas y recubrimientos con propiedades totalmente nuevas: descontaminantes y desinfectantes.