El proceso fotocatalítico con dióxido de titanio (TiO2) es una técnica fascinante y prometedora para limpiar el agua de una manera eficiente y respetuosa con el medio ambiente. Esta tecnología innovadora se basa en las propiedades únicas del TiO2 como semiconductor y su capacidad para generar electrones libres y huecos bajo la luz ultravioleta. El dióxido de titanio (TiO2) es un compuesto químico utilizado en diversas aplicaciones, como pigmento en pinturas, filtros solares y recubrimientos fotocatalíticos. Sin embargo, su potencial para el tratamiento del agua ha ganado interés en los últimos años debido a su capacidad para eliminar contaminantes y compuestos tóxicos. Cuando el TiO2 se expone a la luz ultravioleta o a la radiación solar, los fotones de alta energía interactúan con el material, lo que provoca la excitación de los electrones en la banda de valencia. Estos electrones, ahora en un estado excitado, pueden saltar a la banda de conducción, dejando huecos en la banda de valencia. Esta generación de electrones libres y huecos cargados positivamente es fundamental para el proceso fotocatalítico.  Los electrones libres y los huecos generados en el TiO2son reactivos y pueden participar en una serie de reacciones químicas. Los electrones libres pueden reaccionar con el oxígeno disuelto en el agua para formar radicales superóxidos (O2•-) y radicales hidroxilos (•OH). Estos radicales hidroxilos son extremadamente oxidantes y pueden descomponer contaminantes orgánicos e inorgánicos en el agua. Cuando los contaminantes están presentes en el agua, el TiO2 actúa como un imán, atrayendo estas sustancias y adsorbiéndolas en su superficie. Una vez que los contaminantes están en contacto con el TiO2, la luz activa los electrones libres y los huecos en el TiO2, desencadenando las reacciones químicas para su descomposición. Es importante destacar que, si bien el proceso fotocatalítico con TiO2 tiene numerosos beneficios, su implementación en aplicaciones a gran escala aún enfrenta desafíos técnicos y económicos. La eficiencia del proceso, la durabilidad del material y los costos asociados son áreas de investigación y desarrollo activas. Se están explorando diferentes formas de mejorar la eficiencia y la estabilidad del TiO2, así como de reducir los costos de producción y uso.  

Estudios e investigación orientada a la calidad, disponibilidad y seguridad hídrica deben ser prioritarios y de especial interés para entidades gubernamentales y de regulación de este vital líquido. Es por ello que en el Laboratorio de Geomática y Modelación Numérica de la División de Geociencias Aplicadas del Ipicyt concentramos esfuerzos para buscar alternativas que propicien mejorar la calidad de agua acordes a sus diferentes aplicaciones consumo humano, agricultura e industria.