Desinfección con fotocatálisis contra la COVID-19
En estos tiempos de COVID-19, mascarillas y gel desinfectante a aumentado la conciencia sobre medidas de seguridad e higiene para evitar contagios. En este escenario es cuando aparecen mejoras increíbles en el sector y se revisan y toman nuevo protagonismo las tecnologías conocidas alcanzando nuevas cotas. Uno de los sistemas de desinfección más novedosos y que en los últimos años ha parecido ser eficiente para eliminar componentes orgánicos, desde bacterias y hongos, hasta virus, priones o incluso partículas nocivas o moléculas contaminantes es el proceso de fotocatálisis. Los desinfectantes fotocatalíticos no solo actúan al ser aplicados, sino que pueden seguir reaccionando hasta varios meses después.
La fotocatálisis es el proceso de activación de compuestos minerales por la luz del sol (aunque la energía lumínica proporcionada por una luz artificial también puede activarlos). Esta cualidad de las nanopartículas de Titanio fue descubierta durante la segunda mitad del siglo pasado. Desde entonces se ha estudiado su mecanismo y sus aplicaciones. Cuando estos compuestos del grupo de los metales semiconductores reciben los fotones de una fuente de luz toman la energía en su capa de valencia. La energía excita a un electrón (e)- y creará un hueco de electrón cargado (h+). Este cambio en su superficie permite su interacción a nivel químico con las moléculas de agua o de oxígeno. El e- reducirá el oxígeno molecular creando aniones superóxido. Mientras que el h+ oxidará moléculas de agua, disociándolas en sus radicales hidroxilo (OH), superóxido y peróxido de hidrógeno. Estas especies reactivas de oxígeno (ROS) causan la inactivación y la oxidación de agentes infecciosos. Resultando ser un potente desinfectante que interacciona con las paredes celulares bacterianas y con las cubiertas de virus alterando su composición y deshaciéndolas.
Para generar este potencial eléctrico capaz de transformar el agua o el oxígeno molecular en especies reactivas se emplean metales semiconductores. Entre los más usados en este tipo de tecnologías encontramos el Cadmio, el Zinc, pero el que mejores resultados está dando sin duda es el Titanio, en forma de dióxido de titanio (TiO2). A su vez, la presencia de otros metales como la plata o el oro, óxidos de zinc o sulfuros de cadmio mezclados con los óxidos de titanio parecen mejorar las fotocatálisis.
Los estudios sobre la capacidad biocida dos meses después de su aplicación de estos compuestos demuestra que tienen una efectividad del 100% sobre hongos y una gran variedad de bacterias GRAM negativas y GRAM positivas (E. coli, Salmonella spp, Pseudomonas, Enterobacterias). En adenovirus de tipo 5 (los más resistentes por carecer de envoltura) se ha comprobado que mantiene una eficiencia cercana al 85% a los dos meses. El SARS-CoV-2 es un virus con envoltura, por lo que en principio interaccionaría más fácilmente con las ROS y por lo tanto tendría mayor letalidad en estos virus.
La capacidad desinfectante continua de los compuestos fotocatalíticos los convierten en la actualidad en uno de los mejores sistemas de limpieza de superficies y agua. Es posible que gracias a ellos se pueda evitar la posible propagación de la COVID-19 por superficies. En numerosos centros de salud o de atención a personas mayores se están empezando a utilizar estos productos para garantizar la higiene de las instalaciones. De hecho se está empezando a trabajar en superficies auto-desinfectantes con partículas fotocatalíticas integradas. Lee más sobre los estudios de efectividad de desinfectantes fotocatalíticos realizados en virus aquí (próximamente).