Investigadores de la Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales obtuvieron, junto con la Universidad de Caldas, una patente de invención por un método para tratar aguas contaminadas con colorantes industriales mediante procesos avanzados de oxidación y el uso de arcillas modificadas químicamente. La patente fue otorgada mediante la Resolución 9786 del 16 de febrero de 2026 por la Superintendencia de Industria y Comercio y tendrá vigencia hasta el año 2041*
La invención, denominada “Método para la oxidación de colorantes empleando como catalizador una arcilla pilarizada con aluminio e impregnada con cobalto en la activación del peróxido de hidrógeno en medio básico”, fue desarrollada por Nancy Rocío Sanabria González e Iván Fernando Macías Quiroga, docentes investigadores de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura – Departamento de Ingeniería Química, y Julio Andrés Cardona Castaño, docente profesor e investigador de la Universidad de Caldas.
De acuerdo con el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), los vertimientos residuales provenientes de actividades industriales continúan afectando las propiedades fisicoquímicas y biológicas de los cuerpos hídricos del país. En Colombia, la Resolución 631 de 2015 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible establece controles sobre vertimientos generados por 73 actividades productivas de sectores como la industria textil, alimentos, agroindustria, metalurgia y producción de bebidas, debido a su impacto potencial sobre la calidad del agua.
Uno de los contaminantes que más preocupa a los investigadores son los colorantes industriales utilizados en sectores como el textil y el alimentario. Cuando estas sustancias llegan a ríos y quebradas, no solo modifican visualmente el agua, también reducen el paso de la luz solar, afectan la fotosíntesis y alteran el equilibrio de los ecosistemas acuáticos.
“Los colorantes absorben la luz solar y afectan todos los procesos de fotosíntesis dentro del agua. Eso altera toda la dinámica del río o quebrada y puede afectar diferentes especies de algas y especies aerobias”, explicó el profesor Macías Quiroga.
La investigación comenzó en 2017 a partir de la tesis doctoral del profesor Iván Fernando Macías Quiroga, quien inició la búsqueda de materiales naturales que pudieran utilizarse para sintetizar catalizadores destinados al tratamiento de agua. “Encontramos una arcilla tipo bentonita con características de alta pureza en Armero Guayabal y empezamos a modificarla químicamente para convertirla en un catalizador”, señaló el investigador.
El desarrollo utiliza bentonita, una arcilla presente en zonas del Tolima y Caldas que normalmente tiene aplicaciones industriales básicas, como aditivo de concentrado para animales o arena para gatos, pero la arcilla fue transformada en un material capaz de actuar como catalizador y ayudar a activar reacciones químicas de oxidación que “rompen” las moléculas contaminantes presentes en el agua hasta degradarlas.
Cómo funciona la tecnología
La tecnología desarrollada combina peróxido de hidrógeno, bicarbonato y un catalizador elaborado a partir de arcilla modificada con cobalto (Al-Co/PILC). La reacción genera radicales altamente reactivos que degradan las moléculas contaminantes presentes en el agua. “El objetivo no es solamente remover el color visible del agua, sino degradar químicamente las moléculas contaminantes y evitar la formación de sustancias más peligrosas y disminuir la concentración de otros contaminantes”, señaló el docente investigador.
El trabajo inició con aguas sintéticas preparadas en laboratorio para comprender el comportamiento del sistema químico bajo diferentes condiciones de temperatura y concentración de contaminantes. Posteriormente, el equipo realizó pruebas con aguas reales provenientes de industrias textiles y de alimentos.
Según el documento oficial de la patente, el sistema alcanzó decoloraciones superiores al 90% en menos de 10 minutos para el colorante amarillo Sunset y en menos de 30 minutos para el rojo Ponceau 4R. La investigación también incluyó pruebas biológicas para verificar que el proceso no generara sustancias más tóxicas que los contaminantes originales.
El reto ahora es llevar el sistema a gran escala
Se contó con participación de estudiantes de pregrado, maestría y doctorado de programas como Ingeniería Química y Física, además del respaldo de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN) y la Facultad de Ingeniería y Arquitectura (FIA) de la UNAL Sede Manizales, además del apoyo de la Universidad de Caldas.
El proceso de patentamiento recibió acompañamiento de la Oficina de Propiedad Intelectual de la universidad y fue sometido a evaluación técnica para verificar el grado de invención, novedad y aplicación industrial del sistema.
Para los investigadores, uno de los principales aportes del proyecto es demostrar que materiales disponibles en Colombia pueden convertirse en soluciones tecnológicas para problemáticas ambientales complejas, al igual que apoyar el desarrollo de tecnologías locales que respondan a las necesidades del país.
“La idea es darle valor agregado a un material que tenemos en Colombia y que tiene gran potencial. Estas arcillas no solamente pueden servir como catalizadores, sino también como absorbentes para remover otros contaminantes”, afirmó el docente Macías Quiroga.
Aunque los resultados han sido exitosos a escala laboratorio y piloto, el sistema aún se encuentra en etapa de escalamiento para aplicaciones industriales de mayor volumen. Actualmente el grupo desarrolla simulaciones computacionales y nuevas pruebas para evaluar el comportamiento del proceso en aguas más complejas y con mayores concentraciones de contaminantes.
Además, el profesor Macías Quiroga adelanta procesos de articulación con Empocaldas para explorar posibles aplicaciones en el tratamiento de agro residuales y aguas industriales en municipios del departamento. “La universidad tiene una misión de investigación, docencia y extensión. Lo que buscamos es que ese conocimiento eventualmente pueda proyectarse hacía aplicaciones reales”, concluyó el investigador.
*Noticias UNAL Manizales – Oficina de UNIMEDIOS Manizales
