El agua es uno de los principales problemas de la humanidad. Es vital identificar nuevos métodos para purificar agua y para descontaminar y reutilizar aguas residuales, a costes más bajos que los actuales, y minimizando el uso de energía, la utilización de agentes químicos, y el impacto medioambiental del propio proceso de descontaminación.

La fotocatálisis solar ha demostrado un enorme potencial para la desinfección y detoxificación de aguas residuales. Es un proceso ambientalmente benigno y sostenible, que hace uso de mínimos recursos energéticos y materiales, y que es capaz de eliminar tanto microorganismos como compuestos orgánicos persistentes, sin introducir agentes químicos ni sustancias tóxicas adicionales. El proceso permite la eliminación total de los contaminantes (mineralizándolos a CO 2 y agua), con una producción mínima de lodos u otros subproductos, cuya eliminación supone un problema añadido en las técnicas de tratamiento convencionales.

Debido a este gran potencial, se han construido demostradores y plantas piloto que, sin embargo, no han alcanzado la viabilidad comercial debido a dos barreras fundamentales :

La falta de fotocatalizadores económicos, eficientes, y fáciles de producir a gran escala . Existen fotocatalizadores eficientes, pero se sintetizan mediante procesos de alto coste, muy difíciles de industrializar y reproducir a gran escala, y requieren materiales caros y escasos. La eficiencia actual obliga a largos tiempos de contacto fotocatalizador-contaminante y, por tanto, a prolongados tiempos de residencia en el fotoreactor (>1h) que son inviables en depuradoras industriales a gran escala.La dificultad para recuperar el catalizador del medio al finalizar el proceso . Los reactores solares mantienen el fotocatalizador en suspensión dentro del medio a tratar, y requieren caros y complejos procesos para separarlo tras el tratamiento.

El proyecto NANOBAC tiene el objetivo de superar estas dos barreras . Se articula en torno al desarrollo de nuevastecnologías de producción a gran escala de materiales nanoestructurados mediante técnicas de bajo coste y alta productividad. Las estrategias de dopado y estabilización de caras ultra-reactivas permitirán la obtención de materiales eficientes, con cinéticas de degradación aceleradas que reduzcan el tiempo de residencia de los contaminantes en el reactor, situándolo en valores compatibles con la explotación comercial rentable. La tecnología pretende conseguir el auto-ensamblaje de las nanopartículas en estructuras de mayor tamaño, huecas y porosas, que permitan una fácil separación del medio de reacción. Adicionalmente, se desarrollarán técnicas económicas de deposición e inmovilización del fotocatalizador sobre diversos sustratos, que permitan el diseño de reactores basados en paredes impregnadas, mucho más sencillos de operar.

Con este fotocatalizador de partida, se acometerá el diseño de un sistema completo de tratamiento de aguas residuales, basado en un fotoreactor solar eficiente y económico. Se demostrará un sistema de características comerciales, en el que tanto el fotocatalizador como el fotoreactor serán de naturaleza multifuncional, capaces de degradar y mineralizar totalmente un amplio abanico de contaminantes.

Las técnicas desarrolladas tienen un fuerte carácter transversal . Desde el punto de vista de orientación a mercado y explotación comercial, el proyecto se puede considerar articulado en torno a dos ejes: un eje directo, que desemboca en el desarrollo de plantas comerciales de tratamiento de aguas residuales, explotado por Alquimia, y un eje transversal, que explotará los materiales y técnicas de producción desarrollados en NANOBAC en todos aquellos mercados que son directamente accesibles para el nuevo material fotocatalizador (asociado con su ruta de fabricación de bajo coste/alta productividad). En el eje transversal se atacan los mercados de construcción (vidrios y cerámicas fotocatalíticas para ventanas, recubrimientos de edificios, y pavimentos), aplicaciones biomédicas (especialmente biosensores), y energía (a través de la producción de hidrógeno solar fotocatalítico), así como otras aplicaciones medioambientales distintas del tratamiento de aguas: en particular, el tratamiento de atmósferas confinadas (v.g. cabinas de aviones) y la purificación de aire en aplicaciones domésticas son mercados en fuerte crecimiento, que demandan cada vez mayor cantidad de fotocatalizador.