81
Recibido, 17/08/2020 Aceptado, 23/12/2020
Articulo de revision
DOI:10.25127/aps.20203.671
Tecnologías para el tratamiento de aguas con radiación solar para el desarrollo sustentable: Una Revisión
Solar irradiated water treatment technologies for sustainable development: A review
1,2* 3 1 1 4
Jesús Rascón , Jherson Culqui Huaman , Wildor Gosgot Ángeles , Manuel Oliva , Yuri Reina Marin , Dámaris
1 5
Leiva-Tafur , Oscar Gamarra Torres
RESUMEN
La falta de tecnologías económicas y eficientes para el tratamiento de aguas es un problema global. Muchos
investigadores buscan nuevas alternativas para el tratamiento de aguas que, reemplacen a las tecnologías
tradicionales como la cloración, la filtración o la ebullición. Algunas de las tecnologías alternativas, son los que
utilizan la radiación solar como los destiladores solares, el fotofenton o la desinfección solar (SODIS). Son
tecnologías más económicas a comparación con las tradicionales, al utilizar la radiación solar como energía
renovable, y por lo tanto el costo disminuye. Sin embargo, mediante estas tecnologías, no se pueden tratar grandes
volúmenes de agua, como es el caso del SODIS que pueden tratar eficiente mente bajos volúmenes de agua mediante
el uso botellas de politereftalato de etileno (PET). En el intento de mejorar las tecnologías basados en radiación solar
se han creado algunas como las bolsas SODIS o los colectores solares con espejos parabólicos, también llamados
concentradores parabólicos compuestos (CPC). Aun así, también presentan una serie de inconvenientes. En el caso
de las bolsas SODIS, dan un mal olor al agua tratada, mientras que, en el caso de los CPC el costo de su
implementación es más elevado. Como una alternativa económica a todo esto, surgió la fotocatálisis que usa
normalmente el Óxido de Titanio (TiO ) como fotocatalizador. Con ello se reducen los tiempos de exposición
2
mediante reacciones redox, lo que hace que métodos como el SODIS sean más eficientes.
Palabras clave: desinfección solar, nuevas tecnologías, fotocatálisis, calidad agua.
ABSTRACT
The lack of economic and efficient water treatment technologies is a global problem. Many researchers are looking
for new water treatment alternatives to replace traditional technologies such as chlorination, filtration, or boiling.
Some alternative technologies use solar radiation, such as solar stills, photo-Fenton, or solar disinfection (SODIS).
These technologies are more economical than traditional ones since they use solar radiation as renewable energy, y
therefore the cost decreases. However, these technologies cannot treat large volumes of water, as is the case with
SODIS, which can efficiently treat low volumes of water by using polyethylene terephthalate (PET) bottles. To
improve technologies based on solar radiation, some have been created, such as SODIS bags or solar collectors with
parabolic mirrors, also called compound parabolic concentrators (CPC). However, they also have some drawbacks.
In the case of SODIS bags, they give a foul odor to the treated water, while, in the case of CPCs, the cost of their
implementation is higher. As an economical alternative to all this, photocatalysis emerged, which usually uses
titanium oxide (TiO ) as a photocatalyst. This reduces exposure times using redox reactions, which makes methods
2
such as SODIS more efficient.
Keywords: solar disinfection, new technologies, photocatalysis, water qualityt.
1
Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas, Instituto de Investigación para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva,
Chachapoyas, Perú
2
Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas, Escuela de Post Grado, Chachapoyas, Perú
Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas, Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental, Chachapoyas, Perú
3
Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas, Facultad de Ingeniería Zootecnista, Agronegocios y Biotecnología,
Chachapoyas, Perú
4
Universidad de Jaén, Jaén, Perú
*
Autor de correspondencia. E-mail: jesus.rascon@untrm.edu.pe
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
82
I. INTRODUCCIÓN
El agua, es un elemento líquido, de vital importancia
para todos los seres vivos. Ya sea para realizar proce-
sos biológicos o para desarrollar actividades, tanto
domesticas como económicas (Martin, 2001; Westall
y Brack, 2018). En tal sentido, es de gran importancia
tanto cuidar la calidad ecológica del agua, como ase-
gurar un suministro de agua adecuada para el consumo
humano (Petrovic et al., 2011). Sin embargo, en pleno
siglo XXI un adecuado acceso al agua es uno de los
mayores desafíos de los países en desarrollo. Todo esto
empeora a nivel mundial debido a la gran contamina-
ción del agua, que se genera principalmente por activi-
dades como la industria, la agricultura y la ganadería
(Li y Yang, 2021; Jain, 2012; Gazzeh y Abubakar,
2018). Se estima que cerca de 2 millones de personas
consumen agua con presencia de contaminantes como
heces, ocasionando que alrededor de medio millón de
personas mueran al año, a causa de enfermedades
diarreicas o gastrointestinales, por consumir agua
contaminada (Jin et al., 2017; Pichel et al., 2019).
Como solución a este problema, existen diferentes
tecnologías tradicionales para el tratamiento de las
aguas. Algunas de estas son la filtración, la sedimenta-
ción, la floculación o la cloración entre otros (Kim et
al., 2003; Bratby, 2016; Kato et al., 2018; Medeiros et
al., 2020; Lapointe et al., 2020; Long et al., 2020; Qian
et al., 2020). Aunque estas tecnologías se siguen mejo-
rando, algunos de los problemas que presentan, es que
usan productos con potencial tóxico, como el cloro, o
que no destruyen el contaminante, sino que es transfe-
rido a otra fase, requiriendo de otra técnica para su
tratamiento completo o final (Gil Pavas, 2002; Alcaraz
et al., 2019; Mansor y Tay, 2020). Debido a los altos
costos de las tecnologías tradicionales, se buscan tec-
nologías alternativas, que puedan aprovechar las ener-
gías renovables, como la radiación solar (Pichel et al.,
2019). Algunas de estas tecnologías son, los destilado-
res solares, el fotofenton, la desinfección solar
(SODIS, en sus siglas en inglés) o el SODIS mejorado
(Pérez et al., 2002; Fisher et al., 2011; Yuan et al.,
2011; McGuigan et al., 2012; Borde et al., 2016;
Zhang et al., 2018; Vorontsov, 2019; Elbar y Hassan,
2020). Estas tecnologías han demostrado ser eficientes
y de bajo costo para la desinfección de aguas contami-
nadas (Keogh et al., 2015; Zhang et al., 2018).
Una de las tecnologías solares más prometedoras es el
SODIS, que, desde inicios del siglo XXI, se promueve
en los países en desarrollo a través de sensibilización,
campañas de información y capacitaciones. Actual-
mente, el SODIS es utilizado por más de 2 millones de
personas en más de 33 países (Meierhofer y Landolt
2009; K'oreje et al., 2020; Porley et al., 2020). El trata-
miento de aguas con SODIS, generalmente se realiza
con botellas de polietileno tereftalato (PET), siendo
una técnica de bajo costo. Sin embargo, requiere de
tiempos prolongados de exposición a la radiación
solar, dificultando su implementación en lugares
donde la intensidad de la radiación es muy variable
(Schmid et al., 2008; McGuigan et al., 2012; Asiimwe
et al., 2013). Como solución, se buscan mejores técni-
cas basadas en los mismos principios, como los colec-
tores parabólicos compuestos (CPC), bolsas SODIS o
la aplicación de fotocatalizadores al SODIS
(McLoughlin et al., 2004; Byrne et al., 2011; Lawrie et
al., 2015; Gutiérrez-Alfaro et al., 2017; Cioccolanti et
al., 2019; Cowie et al., 2020; Roshith et al., 2021).
En este artículo, se presenta una revisión bibliográfica
relacionada con las tecnologías de tratamiento de
aguas basadas en energía solar. Se busca motivar a los
investigadores a evaluar este tipo de tecnologías como
alternativa de mejora, e incrementar el rendimiento en
el tratamiento de aguas, con respecto a las tecnologías
tradicionales.
II. SODIS
La desinfección solar del agua, también conocido
como SODIS, es una técnica económica y fácil de usar.
Es ideal para el tratamiento de pequeñas cantidades de
agua contaminada con microrganismos patógenos,
metales pesados, etc. Es una tecnología adecuada para
el tratamiento de agua doméstica, además de poder
usarse en comunidades con ingresos bajos, al depen-
der solo de la radiación solar (McGuigan et al., 2012;
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
83
Castro-Alférez et al., 2018). El uso más común del
SODIS, consiste en llenar botellas de plástico transpa-
rente de polietileno tereftalato (PET) con agua conta-
minada. Las botellas se exponen directamente a la luz
solar por un periodo de 6 a 48 horas, dependiendo de la
sensibilidad del contaminante y de la intensidad de la
radiación solar del lugar (Polo-López et al., 2019;
Martínez et al., 2020).
III. TECNOLOGÍAS SODIS SIN FOTOCATÁLISIS
Botellas PET
El PET es el material más utilizado debido a que es
trasparente, impermeable al CO y fácil de manejar
2
(Filella, 2020). Debido a estas características, las bote-
llas de PET son muy utilizadas como reactores
SODIS, y son los más utilizados en comparación a las
botellas echas de PVC (Carratalà et al., 2016; García-
Gil et al., 2020). Usar este tipo de botellas para el
SODIS tiene varias ventajas, entre ellas, no cambiar el
olor ni el sabor del agua tratada o ser difíciles de rom-
per. Sin embargo, también presenta algunas desventa-
jas, como la deformación de su estructura con tempe-
raturas superiores a los 65 °C, o el poco volumen de
agua que se puede desinfectar, generalmente unos 2
litros. También requieren de mucha radiación y tiempo
prolongado para que el SODIS sea eficiente, por lo que
en algunos lugares no se puede implementar. El trans-
curso del tiempo también afecta al material, ya que lo
envejece (Schmid et al., 2008; McGuigan et al., 2012;
Asiimwe et al., 2013).
Bolsas SODIS
Para evitar dificultades limitantes por la falta de
botellas PET, se han desarrollado las bolsas SODIS
como alternativa. Al igual que las botellas, las bolsas
están hechas de PET, con una parte superior transpa-
rente y una parte inferior de color negro. Su gran ven-
taja respecto a las botellas, es que cuentan con una
mayor área de exposición, y una profundidad de agua
de unos 6 cm. Por tanto, la relación del área de exposi-
ción con el volumen de agua se incrementa, mejorando
el proceso de tratamiento. En comparación a las bote-
llas PET, pueden soportar temperaturas más altas, y
tienen la ventaja de que se pueden transportar y alma-
cenar fácilmente en grandes cantidades (Lawrie et al.,
2015; Gutiérrez-Alfaro et al., 2017).
Colectores parabólicos compuestos
En el SODIS, usando tanto botellas como bolsas, la
radiación solar directa solo incide en la parte superior
del material, que contiene el agua a tratar. Para mejorar
esta desventaja y aprovechar mejor la radiación, se han
desarrollado tecnologías, como los colectores parabó-
licos compuestos (CPC) (Fernández et al., 2005; Xu y
Qu, 2013). Los CPC, concentran la radiación solar
mediante espejos parabólicos, reflejando toda la
radiación solar, tanto la directa como la difusa, de tal
manera que la radiación puede llegar hasta la parte
inferior del colector, haciendo que el tratamiento del
agua sea más homogéneo y más rápido que los del
tratamiento SODIS convencionales (Gómez-Couso et
al., 2012; Mortazavi y Maleki; 2020). Los CPC acor-
tan el tiempo de exposición requerido para el trata-
miento del agua de 6 a 8 horas. Al mismo tiempo, hace
que los efectos negativos de la turbidez disminuyan
(Ubomba-Jaswa et al., 2010; Tanveer y Tezcanli
Guyer, 2013; Strauss et al., 2018). Sin embargo, aun-
que sean relativamente baratos, se requiere de una
inversión inicial medianamente fuerte. Por tanto, los
costos son más elevados en comparación con el uso de
botellas o bolsas, haciendo más difícil su implementa-
ción para el tratamiento del agua potable en poblacio-
nes con bajos recursos (Baccioli et al., 2017; Su et al.,
2017; Tian et al., 2018).
IV. FOTOCATÁLISIS PARA MEJORAR EL SODIS
Una forma de mejorar la desinfección del agua, es la
fotocatálisis mediante el empleo de fotocatalizadores
como el dióxido de titanio (TiO ) (Cowie et al., 2020;
2
Porley et al., 2020). Los fotocatalizadores, gracias a su
naturaleza, aprovechan mejor la radiación solar, opti-
mizando y reduciendo los tiempos de exposición a la
radiación solar (Sreeja y Shetty, 2017; Levchuk et al.,
2019). La fotocatálisis, acelera la fotorreacción para
eliminar compuestos orgánicos y otros contaminantes
presentes en las aguas por vertidos industriales, urba-
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
84
nos y agrícolas (Aguado et al., 2002; Hincapié-Mejía
et al., 2011; Fiorenza et al., 2020; Long et al., 2020).
Mecanismo de fotocatálisis
La fotocatálisis, como se ha mencionado antes, es un
proceso donde se necesita de un fotocatalizador para
producirse dicha reacción. Los fotocatalizadores,
cuentan con una serie de estructuras semiconductoras,
que actúan cuando la radiación solar recibida es igual o
mayor a la longitud de onda de la banda prohibida o de
la brecha energética, dándose una “excitación”, que
normalmente depende del tipo de fotocatalizador.
Cuando se genera la excitación del fotocatalizador, se
produce la transición de un electrón de la banda de
valencia hacia la banda de conducción, formando
excitones o pares de electrones huecos, llamados así
porque van dejando huecos en la banda de valencia.
Estos excitones seguidamente realizan reacciones
redox en la superficie del fotocatalizador, con las
moléculas de agua o con moléculas aceptoras de elec-
trones, como es el oxígeno (O ). Los electrones pueden
2
reaccionar con el O formando radicales libres. Así
2
mismo, los huecos formados en la banda de valencia
reaccionar con las moléculas de agua adsorbida for-
mando radicales hidroxilos (-OH), los cuales son capa-
ces de degradar los compuestos orgánicos (Keane et
al., 2014; Gligorovski et al., 2015; Fagan et al., 2016;
Laxma Reddy et al., 2017)
Materiales para fotocatálisis
Para el proceso de fotocatálisis, se han investigado
muchos compuestos para ser usados como fotocatali-
zadores. Los más comunes son los sulfuros metálicos
y los óxidos metálicos, como el dióxido de titanio
(TiO ), el sulfuro de zinc (ZnS), el óxido de zinc (ZnO)
2
o el óxido de hierro (Fe O ); aunque también se han
2 3
usado metales como el aluminio (Al) (Lee y Park,
2013; Lee et al., 2016; Gar Alalm et al., 2018; Czech et
al., 2020; Hitam y Jalil, 2020). Dentro de todos estos
compuestos, el TiO es el más usado como fotocatali-
2
zador para el tratamiento de aguas. Principalmente,
gracias a su gran actividad fotocatalítica, su naturaleza
no tóxica, su fotoestabilidad, su bajo grado de insolu-
bilidad en condiciones normales y su bajo costo (Dun-
lop et al., 2010). Así mismo, es una sustancia abundan-
te, que presenta gran estabilidad en soluciones acuosa.
Al mismo tiempo, hay gran cantidad de investigacio-
nes, que demuestran que la degradación de contami-
nantes por la fotocatalización con TiO , es una alterna-
2
tiva muy eficiente, en comparación con otras técnicas
de oxidación que usan otros fotocatalizadores (Haque
y Muneer, 2007; Zhang y Sillanpää, 2020; Serrà et al.,
2021).
Fotocatalizador fijo o suspendido
Los fotocatalizadores, se pueden fijar bajo un sustrato
como soporte, o suspenderse en una solución acuosa
dentro de los reactores fotocatalíticos (botellas, bolsas
o estructuras de vidrio). Generalmente son usadas
como partículas suspendidas (Fernández et al., 2005;
Laxma Reddy et al., 2017; Xing et al., 2018). Sin
embargo, teniendo en cuenta su operatividad y por las
aplicaciones prácticas, es preferible utilizar reactores
con fotocatalizadores fijos, ya que permiten una
operación continua (Liu et al. 2020; Samy et al. 2020;
Sraw et al. 2018). El material utilizado como soporte
se puede reutilizar durante varios años, y no es necesa-
rio separar las partículas del fotocatalizador, a diferen-
cia de los fotocatalizadores suspendidos, lo que incre-
menta los costos (Manassero et al., 2017)
V. SODIS, FOTOCATÁLISIS Y CALIDAD DEL
AGUA
La eficiencia y la velocidad de la reacción fotocatalíti-
ca dependen de parámetros como el pH, la temperatu-
ra, el tipo de fotocatalizador, la carga de fotocataliza-
dor, la intensidad y longitud de onda de la luz y el tiem-
po de reacción, entre otros. Por tanto, la calidad inicial
del agua a tratar, es de gran importancia (Malato et al.,
2009; Friedmann et al., 2010; Nguyen et al., 2020)
pH
El efecto del pH durante el proceso de reacción de la
fotocatálisis, es un campo de investigación complica-
do de interpretar, por sus múltiples funciones en el
proceso fotocatalítico. El pH, influye tanto en la
disolución de moléculas, como en las electrointerac-
ciones estáticas entre la superficie del semiconductor,
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
85
radicales libres y sustrato formados durante el proceso
de reacción. Por lo tanto, el pH del agua, es un paráme-
tro a tener en cuenta en las reacciones fotocatalíticas
que se desarrollan en las superficies del fotocataliza-
dor. Principalmente, porque determina las propieda-
des de carga superficial del fotocatalizador y, por
tanto, el comportamiento de adsorción de los contami-
nantes (Haque y Muneer, 2007; Nguyen et al., 2020).
Normalmente el proceso de fotocatálisis es más efi-
ciente en medios ácidos (Manassero et al., 2017). En el
caso del TiO , tiene un punto de carga cero cuando el
2
pH es cercano a 6,5, cargándose positivamente cuando
está por debajo de este valor y cargándose negativa-
mente cuando está por encima (Wang y Ku, 2007;
Friedmann et al., 2010).
Temperatura
La fotocatálisis tiene la ventaja de poder ser utilizada a
temperatura ambiente. Sin embargo, la reacción foto-
catalítica se puede optimizar ajustando la temperatura
para mejorar dicha actividad (Foteinis y Chatzisy-
meon, 2020). Es un factor a tener en cuenta cuando la
fotocatálisis, depende del tipo de material empleado
como fotocatalizador, dado que las fluctuaciones de la
temperatura pueden generar diferentes efectos (Meng
et al., 2018). El aumento de la temperatura en cada
proceso, mejora los rendimientos cuánticos de irradia-
ción y reacciones entre moléculas de agua y radicales.
La descomposición de los contaminantes es más efi-
ciente en cortos tiempos exposición, cuando la tempe-
ratura incrementa cerca de 60 °C con ayuda de luz
ultravioleta (Zhang et al., 2016).
Así mismo, se ha observado que el aumento de la tem-
peratura en unos 40 °C, cuando se usan fotocatalizado-
res como el TiO2 y ZnO, tiene un efecto positivo sobre
la actividad fotocatalítica, mejorando la eficacia de
remoción (Meng et al., 2018).
Características y concentración del catalizador
Otro parámetro importante para la fotocatálisis es la
característica del catalizador, es decir, la forma, la
estructura, el tamaño, el área superficial y la concen-
tración del catalizador añadido al reactor. Este último,
es el que refleja directamente la eficiencia y los costos
del funcionamiento del proceso (Foteinis y Chatzisy-
meon, 2020; Nguyen et al., 2020). La forma del foto-
catalizador afecta al área superficial, a la velocidad de
reacción y al área de contacto entre los reactivos y el
fotocatalizador. Cuanto menor es la partícula del foto-
catalizador, mayor es la superficie del área y, por tanto,
es mayor la concentración de sitios activos por metro
cuadrado (Ahmed y Haider, 2018). El incremento de la
cantidad de fotocatalizador empleado, es directamente
proporcional con la eficiencia de la eliminación del
contaminante, y la velocidad de la reacción fotocatalí-
tica (Sun et al., 2006; Malato et al., 2009; Davididou et
al., 2017).
Intensidad y longitud de onda de la luz
Al inicio de una reacción fotocatalítica, la intensidad
de luz no tiene tanta dependencia para el proceso. Sin
embargo, si se requiere incrementar la velocidad de la
reacción, se necesita una intensidad de luz más alta. La
intensidad de la luz, proporciona la energía suficiente
para el proceso de degradación de los contaminantes.
Mientras que, la longitud de onda es la que genera la
excitación de electrones para producir las reacciones
redox. Por lo tanto, la longitud de onda debe ser acorde
a la capacidad de absorción del fotocatalizador utiliza-
do. Por ejemplo, en el caso del TiO2, se requiere una
longitud de onda igual a 380 nm (Gaya y Abdullah,
2008; Davididou et al., 2017)
La intensidad de luz se puede dividir en tres fases,
intensidad baja, intensidad intermedia e intensidad
alta. En la fase uno, la reacción fotocatalítica es de
forma lineal; en la fase dos, la velocidad de la reacción
aumenta; y en la fase tres, la tasa de degradación de
contaminantes se vuelve independiente de la intensi-
dad de la luz (Ahmed y Haider, 2018; Foteinis and
Chatzisymeon, 2020; Nguyen et al., 2020).
Oxígeno disuelto
El oxígeno disuelto (OD) es otro parámetro clave,
dada que la reacción fotocatalítica, así como la mine-
ralización, necesitan de este parámetro. Además, con-
tribuye a la estabilización de los radicales. Se ha visto,
que la tasa de oxidación depende de la concentración
de oxígeno. Al mismo tiempo, el OD también propor-
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
86
ciona la fuerza de flotación en los reactores fotocatalí-
ticos para la suspensión de partículas de TiO (Chong et
2
al., 2010; Ahmed y Haider, 2018)
.
Bacterias
El tratamiento de las aguas contaminadas con bacte-
rias patógenas mediante la desinfección solar, consiste
en inactivar o matar por completo este tipo de bacterias
presentes en al agua, causándoles daños fatales. Por
otro lado, los fotocatalizadores tienen la capacidad de
inactivar a las bacterias, alternado su pared celular o
dañando su ADN y ARN, y luego oxidando sus com-
ponentes internos (Byrne et al., 2018). Tanto el SODIS
sin fotocatálisis, como con fotocatálisis, son dos tec-
nologías eficientes para la desinfección de aguas. Las
bacterias fecales como Salmonella typhimurium,
Escherichia coli y Enterococcus faecalis son fáciles de
inactivar, con cortos tiempos de exposición. En cam-
bio, las bacterias que forman endoesporas como Baci-
llus subtilis son más resistentes y en 20 horas de expo-
sición no se logran inactivar al 100% (Masunga et al.,
2019; Endo-Kimura et al., 2020). El SODIS con foto-
catálisis solo requiere de 30 minutos para destruir la
concentración de bacterias fecales a cero. En cambio,
el SODIS sin fotocatálisis requiere de más de 60 minu-
tos para lograr el mismo efecto. Otra ventaja de tratar
aguas contaminadas mediante SODIS con fotocatáli-
sis, es que durante siete días no se observan recreci-
mientos de bacterias, mientras que mediante SODIS
sin fotocatálisis pueden aparecer estas bacterias, tras el
primer día de almacenamiento (McGuigan et al.,
2012; Porley et al., 2020).
Materia orgánica
Conocer cómo se comporta la materia orgánica, res-
pecto a cada tecnología solar es primordial. Con ello,
se puede conocer de manera más general el grado de
oxidación de todos los compuestos presentes, y el
grado en que éstos se pueden tratar mediante estas
tecnologías (Malato et al., 2007; Gomes et al., 2019).
El SODIS, tanto con o sin fotocatálisis, presenta una
gran eficacia en la reducción de los parámetros de
materia orgánica, como la Demanda Química de Oxí-
geno (DQO) y la Demanda Bioquímica de Oxígeno
(DBO), sobre todo cuando se usa TiO como fotocata-
2
lizador (Jia et al., 2011; Hassan et al., 2016; Hassans-
hahi y Karimi-Jashni, 2018).
VII. COSTO-BENEFICIO DE LA TECNOLOGÍAS
BASADAS EN RADIACIÓN SOLAR
Los beneficios de estas tecnologías basadas en radia-
ción solar, se deben evaluar no solo en términos de
eficacia, sino también en términos del costo de imple-
mentación. Para que la tecnología a aplicar se conside-
re viable, hay que tener en cuenta los beneficios en
calidad, rapidez y cantidad de volumen de agua trata-
da, que puede generar un valor agregado. Los benefi-
cios generados al usar estas tecnologías, son principal-
mente la mejora de la salud, la mejora en el capital
económico de las familias al reducir los casos de mor-
bilidad, la disminución del uso de combustibles para
hervir el agua, y en general reduce los costos de aten-
ción medica ocasionados por enfermedades infeccio-
sas por el consumo de un agua contaminada (McGui-
gan et al., 2012). En cuanto a los costos económicos,
cabe destacar las diferencias que hay en los costos para
el tratamiento del agua según la tecnología a usar. Los
costos por el tratamiento con tecnologías solares,
como el SODIS, tiene un valor aproximado de 0,63
dólares por cada litro de agua. Mientras que las tecno-
logías tradicionales, como la cloración o la floculación
tienen un coste aproximado de 0,66 y 4,95 dólares por
cada litro de agua, respectivamente (Clasen et al.,
2007; Rogers et al., 2019).
VIII. CONCLUSIONES
Existe mucha necesidad de tratamiento de agua espe-
cialmente en países en desarrollo, debido a esto se han
desarrollado muchas investigaciones, comprobando
que las tecnologías basadas en radiación solar, como el
SODIS son económicos y fáciles de utilizar para la
desinfección de agua. Sin embargo, estas tecnologías
presentan algunos inconvenientes, como el material a
utilizar. Es por ello, que se ha buscado mejorar estas
tecnologías como es el caso de los CPC. No obstante,
la eficiencia y rapidez de tratamiento a veces no es la
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
87
esperado. Incluso, en algunos lugares no se pueden
aplicar por las pocas horas de radiación solar. Para no
tener este problema, se han desarrollado mejoraras
para estas tecnologías, como la adicción de un proceso
de fotocatálisis, tratando de buscar el material que
mejor funcione como fotocatalizador. Viendo que el
TiO es la mejor elección como catalizador debido a su
2
alta capacidad oxidante, baja pérdida y su no toxicidad.
IX. AGRADECIMIENTOS
Este trabajo de revisión se realizó como parte del pro-
yecto “Determinación del impacto de la actividad
ganadera sobre la calidad del agua y establecimiento
de medidas de prevención y mitigación ante la conta-
minación en las principales microcuencas de la
Región Amazonas” -PREMIGA, financiado por el
Programa Nacional de Innovación Agraria (PNIA) y
ejecutado por el Instituto de Investigación para el
Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva (INDES-
CES) de la UNTRM. También se contó con apoyo del
proyecto “Creación de los servicios del centro de
investigación en climatología y energías alternativas
de la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de
Mendoza - Región Amazonas” –PROCICEA, finan-
ciado por el Sistema Nacional de Inversión Pública
(SNIP) del Ministerio de Economía y Finanzas del
Perú (MEF) y ejecutado por el Instituto de Investiga-
ción para el Desarrollo Sustentable de Ceja de Selva
(INDES-CES) de la UNTRM.
X. CONTRIBUCIÓN DE LOS AUTORES
Todos los autores participaron en la redacción del
manuscrito inicial, revisión bibliográfica, y en la
revisión y aprobación del manuscrito final.
XI. CONFLICTO DE INTERESES
Los autores declaran no tener conflicto de intereses.
XII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Aguado, J., R. Van Grieken, M. J. López-Muñoz, y J.
Marugán. 2002. “Removal of Cyanides in
Wastewater by Supported TiO2-Based
Photocatalysts”. Catalysis Today 75: 95–102.
DOI: 10.1016/S0920-5861(02)00049-4
Ahmed, S. N., y W. Haider. 2018. “Heterogeneous
Photocatalysis and Its Potential Applications
in Water and Wastewater Treatment: A
Review”. Nanotechnology 29 (34). DOI:
10.1088/1361-6528/aac6ea
Alcaraz, L., I. García-Díaz, L. González, M. E. Raba-
nal, A. Urbieta, P. Fernández, y F. A. López.
2019. “New Photocatalytic Materials
Obtained from the Recycling of Alkaline and
Zn/C Spent Batteries”. Journal of Materials
Research and Technology 8 (3): 2809–18.
DOI: 10.1016/j.jmrt.2019.04.020
Asiimwe, J. K., B. Quilty, C. K. Muyanja, y K. G.
McGuigan. 2013. “Field Comparison of Solar
Water Disinfection (SODIS) Efficacy between
Glass and Polyethylene Terephalate (PET)
Plastic Bottles under Sub-Saharan Weather
Conditions”. Journal of Water and Health 11
(4): 729–37. DOI: 10.2166/wh.2013.197
Baccioli, A., M. Antonelli, y U. Desideri. 2017. “Dy-
namic Modeling of a Solar ORC with Com-
pound Parabolic Collectors : Annual Production
and Comparison with Steady-State Simulation”.
Energy Conversion and Management 148:
708–23. DOI:10.1016/j.enconman.2017.06.025
Borde, P., K. Elmusharaf, K. G. Mcguigan, y M. B.
Keogh. 2016. “Community Challenges When
Using Large Plastic Bottles for Solar Energy
Disinfection of Water (SODIS)”. BMC Public
Health 931: 1–8. DOI: 10.1186/s12889-016-
3535-6.
Bratby, J. 2016. Coagulation and Flocculation in
Water and Wastewater Treatment. Londres
(Reino Unido): IWA Publishing.
Byrne, C., G. Subramanian, y S. C. Pillai. 2018. “Re-
cent Advances in Photocatalysis for Environ-
mental Applications”. Journal of Environ-
mental Chemical Engineering 6 (3): 3531–55.
DOI: 10.1016/j.jece.2017.07.080
Byrne, J. Anthony, P. A. Fernandez-Ibañez, P. S. M.
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
88
Dunlop, D. M. A. Alrousan, y J. W. J. Hamil-
ton. 2011. “Photocatalytic Enhancement for
Solar Disinfection of Water: A Review”.
International Journal of Photoenergy 2011:
798051. DOI: 10.1155/2011/798051
Carratalà, A., A. D. Calado, M. J. Mattle, R.
Meierhofer, S. Luzi, y T. Kohn. 2016. “Solar
Disinfection of Viruses in Polyethylene
Terephthalate Bottles”. Applied and Environ-
mental Microbiology 82 (1): 279–88. DOI:
10.1128/AEM.02897-15
Castro-Alférez, M., M. I. Polo-López, J. Marugán, y P.
Fernández-Ibáñez. 2018. “Validation of a
Solar-Thermal Water Disinfection Model for
Escherichia Coli Inactivation in Pilot Scale
Solar Reactors and Real Conditions”. Chemi-
cal Engineering Journal 331: 831–40. DOI:
10.1016/j.cej.2017.09.015
Chong, M. N., B. Jin, C. W. K. Chow, y C. Saint. 2010.
“Recent Developments in Photocatalytic
Water Treatment Technology: A Review”.
Water Research 44 (10): 2997–3027. DOI:
10.1016/j.watres.2010.02.039
Cioccolanti, L., S. R. Hamedani, y M. Villarini. 2019.
“Environmental and Energy Assessment of a
Small-Scale Solar Organic Rankine Cycle
Trigeneration System Based on Compound
Parabolic Collectors”. Energy Conversion
and Management 198 (May): 111829. DOI:
10.1016/j.enconman.2019.111829
Clasen, T., L. Haller, D. Walker, J. Bartram, y S.
Cairncross. 2007. “Cost-Effectiveness of
Water Quality Interventions for Preventing
Diarrhoeal Disease in Developing Coun-
tries”. Journal of Water and Health 5 (4):
599–608. DOI: 10.2166/wh.2007.010
Cowie, B. E., V. Porley, y N. Robertson. 2020. “Solar
Disinfection (SODIS) Provides a Much
Underexploited Opportunity for Researchers
in Photocatalytic Water Treatment (PWT)”.
ACS Catalysis 10 (20): 11779–82. DOI:
10.1021/acscatal.0c03325
Czech, B., P. Zygmunt, Z. C. Kadirova, K. Yubuta, y
M. Hojamberdiev. 2020. “Effective
Photocatalytic Removal of Selected
Pharmaceuticals and Personal Care Products
by Elsmoreite/Tungsten Oxide@ZnS
Photocatalyst”. Journal of Environmental
Management 270 (5): 110870. DOI:
10.1016/j.jenvman.2020.110870
Davididou, K., E. Hale, N. Lane, E. Chatzisymeon, A.
Pichavant, y J. F. Hochepied. 2017.
“Photocatalytic Treatment of Saccharin and
Bisphenol-A in the Presence of TiO
2
Nanocomposites Tuned by Sn(IV)”. Catalysis
T o d a y 2 8 7 : 3 – 9 . D O I :
10.1016/j.cattod.2017.01.038
Dunlop, P. S. M., A. Galdi, T. A. McMurray, J. W. J.
Hamilton, L. Rizzo, y J. A. Byrne. 2010.
“Comparison of Photocatalytic Activities of
Commercial Titanium Dioxide Powders
Immobilised on Glass Substrates”. Journal of
Advanced Oxidation Technologies 13 (1):
99–106. DOI: 10.1515/jaots-2010-0113
Elbar, A. R. A., y H. Hassan. 2020. “Enhancement of
Hybrid Solar Desalination System Composed
of Solar Panel and Solar Still by Using Porous
Material and Saline Water Preheating”. Solar
E n e r g y 2 0 4 ( 2 ) : 3 8 2 – 9 4 . D O I :
10.1016/j.solener.2020.04.058
Endo-Kimura, M., B. Karabiyik, K. Wang, Z. Wei, B.
Ohtani, A. Markowska-Szczupak, y E.
Kowalska. 2020. “Vis-Responsive Copper-
Modified Titania for Decomposition of
Organic Compounds and Microorganisms”.
C a t a l y s t s 1 0 ( 1 0 ) : 1 – 2 7 . D O I :
10.3390/catal10101194
Fagan, R., D. E. McCormack, D. D. Dionysiou, y S. C.
Pillai. 2016. “A Review of Solar and Visible
Light Active TiO Photocatalysis for Treating
2
Bacteria, Cyanotoxins and Contaminants of
Emerging Concern”. Materials Science in
Semiconductor Processing 42: 2–14. DOI:
10.1016/j.mssp.2015.07.052
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
89
Fernández, P., J. Blanco, C. Sichel, y S. Malato. 2005.
“Water Disinfection by Solar Photocatalysis
Using Compound Parabolic Collectors”.
Catalysis Today 101 (3-4): 345–52. DOI:
10.1016/j.cattod.2005.03.062
Filella, M. 2020. “Antimony and PET Bottles: Check-
ing Facts”. Chemosphere 261: 127732. DOI:
10.1016/j.chemosphere.2020.127732
Fiorenza, R., A. Di Mauro, M. Cantarella, C. Iaria, E.
M. Scalisi, M. V. Brundo, A. Gulino, L. Spita-
leri, G. Nicotra, S. Dattilo, S. C. Carroccio, V.
Privitera, y G. Impellizzari. 2020. “Preferen-
tial Removal of Pesticides from Water by
M o l e c u l a r I m p r i n t i n g o n T i O
2
Photocatalysts”. Chemical Engineering Jour-
n a l 3 7 9 ( 6 ) : 1 2 2 3 0 9 . D O I :
10.1016/j.cej.2019.122309
Fisher, M. B., M. Iriarte, y K. L. Nelson. 2011. “Solar
Water Disinfection ( SODIS ) of Escherichia
coli, Enterococcus spp., y MS2 Coliphage :
Effects of Additives and Alternative Con-
tainer Materials”. Water Research 46 (6):
1745–54. DOI: 10.1016/j.watres.2011.12.048
Foteinis, Spyros, y Efthalia Chatzisymeon. 2020.
“Heterogeneous Photocatalysis for Water
Purification. Nanostructured Photocatalysts”.
En Nanostructured Photocatalysts From
Materials to Applications in Solar Fuels and
Environmental Remediation. Boukherroub,
R., S. B. Ogale y N. Robertson (eds). Londres
(Reino Unido): INC. DOI: 10.1016/b978-0-
12-817836-2.00004-1
Friedmann, D., C. Mendive, y D. Bahnemann. 2010.
“TiO for Water Treatment: Parameters
2
Affecting the Kinetics and Mechanisms of
Photocatalysis”. Applied Catalysis B: Envi-
ronmental 99 (3–4): 398–406. DOI:
10.1016/j.apcatb.2010.05.014
Gar Alalm, M., M. Samy, S. Ookawara, y T. Ohno.
2018. “Immobilization of S-TiO on Reusable
2
Aluminum Plates by Polysiloxane for
Photocatalytic Degradation of 2,4-
Dichlorophenol in Water”. Journal of Water
Process Engineering 26 (11): 329–35. DOI:
10.1016/j.jwpe.2018.11.001
García-Gil, Á., C. Pablos, R. A. García-Muñoz, K. G.
McGuigan, y J. Marugán. 2020. “Material
Selection and Prediction of Solar Irradiance in
Plastic Devices for Application of Solar Water
Disinfection (SODIS) to Inactivate Viruses,
Bacteria and Protozoa”. Science of the Total
E n v i ro n m e n t 7 3 0 : 1 3 9 1 2 6 . D O I :
10.1016/j.scitotenv.2020.139126
Gaya, U. I. , y A. H. Abdullah. 2008. “Heterogeneous
Photocatalytic Degradation of Organic Con-
taminants over Titanium Dioxide: A Review
of Fundamentals, Progress and Problems”.
Journal of Photochemistry and Photobiology
C: Photochemistry Reviews 9 (1): 1–12. DOI:
10.1016/j.jphotochemrev.2007.12.003
Gazzeh, K. , y I. R. Abubakar. 2018. “Regional Dispar-
ity in Access to Basic Public Services in Saudi
Arabia: A Sustainability Challenge”. Utilities
P o l i c y 5 2 ( 4 ) : 7 0 – 8 0 . D O I :
10.1016/j.jup.2018.04.008
Gil Pavas, E. 2002. “Fotocatálisis: Una Alternativa
Viable Para La Eliminación de Compuestos
Orgánicos”. Revista Universidad EAFIT 38
(127): 59–64.
Gligorovski, S., R. Strekowski, S. Barbati, y D. Vione.
2015. “Environmental Implications of
Hydroxyl Radicals (-OH)”. Chemical
Reviews 115 (24): 13051–13092. DOI:
10.1021/cr500310b
Gomes, J., A. Matos, M. Gmurek, R. M. Quinta-
Ferreira, y R. C. Martins. 2019. “Ozone and
Photocatalytic Processes for Pathogens
Removal from Water: A Review”. Catalysts 9
(1): 1–23. DOI: 10.3390/catal9010046
Gómez-Couso, H., M. Fontán-Sainz, P. Fernández-
Ibáñez, y E. Ares-Mazás. 2012. “Speeding up
the Solar Water Disinfection Process (SODIS)
against Cryptosporidium Parvum by Using
2.5l Static Solar Reactors Fitted with Com-
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
90
pound Parabolic Concentrators (CPCs)”. Acta
Tr o p i c a 1 2 4 ( 3 ) : 2 3 5 – 4 2 . D O I :
10.1016/j.actatropica.2012.08.018
Gutiérrez-Alfaro, S., A. Acevedo, M. Figueredo, M.
Saladin, y M. A. Manzano. 2017. “Accelerat-
ing the Process of Solar Disinfection (SODIS)
by Using Polymer Bags”. Journal of Chemi-
cal Technology and Biotechnology 92 (2):
298–304. DOI: 10.1002/jctb.5005
Haque, M. M., y M. Muneer. 2007. “Photodegradation
of Norfloxacin in Aqueous Suspensions of
Titanium Dioxide”. Journal of Hazardous
Mat eri als 14 5 (1–2 ): 51– 57. DO I:
10.1016/j.jhazmat.2006.10.086
Hassan, M., Y. Zhao, y B. Xie. 2016. “Employing TiO
2
Photocatalysis to Deal with Landfill Leach-
ate: Current Status and Development”. Chem-
ical Engineering Journal 285: 264–75. DOI:
10.1016/j.cej.2015.09.093
Hassanshahi, N., y A. Karimi-Jashni. 2018. “Compari-
son of Photo-Fenton, O /H O /UV and
3 2 2
Photocatalytic Processes for the Treatment of
Gray Water”. Ecotoxicology and Environ-
mental Safety 161 (6): 683–90. DOI:
10.1016/j.ecoenv.2018.06.039
Hincapié-Mejía, G. M., D. Ocampo, G. M. Restrepo, y
J. M. Marín. 2011. “Fotocatálisis Heterogénea
y Foto-Fenton Aplicadas Al Tratamiento de
Aguas de Lavado de La Producción de Bio-
diesel”. Informacion Tecnologica 22 (2):
3 3 – 4 2 . D O I : 1 0 . 4 0 6 7 / S 0 7 1 8 -
07642011000200005
Hitam, C. N. C., y A. A. Jalil. 2020. “A Review on
Exploration of Fe O Photocatalyst towards
2 3
Degradation of Dyes and Organic Contami-
nants”. Journal of Environmental Manage-
ment 258 (January): 110 050. DOI:
10.1016/j.jenvman.2019.110050
Jain, R. 2012. “Providing Safe Drinking Water: A
Challenge for Humanity”. Clean Technolo-
gies and Environmental Policy 14 (1): 1–4.
DOI: 10.1007/s10098-011-0446-1
Jia, C., Y. Wang, C. Zhang, y Qiaoyan Qin. 2011. “UV-
TiO Photocatalytic Degradation of Landfill
2
Leachate”. Water, Air, and Soil Pollution 217
(1–4): 375–85. DOI: 10.1007/s11270-010-
0594-7
Jin, Y, Y. Wang, Q. Huang, L. Zhu, Y. Cui, L. Cui, y C.
Lin. 2017. “The Experimental Study of a
Hybrid Solar Photo-Fenton and Photovoltaic
System for Water Purification”. Energy
Conversion and Management 135: 178–87.
DOI: 10.1016/j.enconman.2016.12.073
K'oreje, K. Otieno, M. Okoth, H. Van Langenhove, y
K. Demeestere. 2020. “Occurrence and Treat-
ment of Contaminants of Emerging Concern
in the African Aquatic Environment: Litera-
ture Review and a Look Ahead”. Journal of
Environmental Management 254 (10):
1 0 9 7 5 2 . D O I :
10.1016/j.jenvman.2019.109752
Kato, R., T. Asami, E. Utagawa, H. Furumai, y H.
Katayama. 2018. “Pepper Mild Mottle Virus
as a Process Indicator at Drinking Water
Treatment Plants Employing Coagulation-
Sedimentation, Rapid Sand Filtration,
Ozonation, y Biological Activated Carbon
Treatments in Japan”. Water Research 132:
61–70. DOI: 10.1016/j.watres.2017.12.068
Keane, D. A., K. G. McGuigan, P. Fernández-Ibáñez,
M. I. Polo-López, J. A. Byrne, P. S. M.
Dunlop, K. O'Shea, D. D. Dionysiou, y S. C.
Pillai. 2014. “Solar Photocatalysis for Water
Disinfection: Materials and Reactor Design”.
Catalysis Science and Technology 4 (5):
1211–26. DOI: 10.1039/c4cy00006d
Keogh, M. B., M. Castro-Alférez, M. I. Polo-López, I.
Fernández-Calderero, Y. A. Al-Eryani, C.
Joseph-Titus, B. Sawant, R. Dhodapkar, C.
Mathur, K. G. McGuigan, P. Fernández-
Ibáñez. 2015. “Capability of 19-L
Polycarbonate Plastic Water Cooler Contain-
ers for Efficient Solar Water Disinfection
(SODIS): Field Case Studies in India, Bahrain
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
91
and Spain”. Solar Energy 116: 1–11. DOI:
10.1016/j.solener.2015.03.035
Kim, J. , Y. Chung, D. Shin, M. Kim, Y. Lee, Y. Lim, y
D. Lee. 2003. “Chlorination By-Products in
Surface Water Treatment Process”. Desalina-
tion 151 (1): 1–9. DOI: 10.1016/S0011-
9164(02)00967-0
Lapointe, M., J. M. Farner, L. M. Hernandez, y N.
Tufenkji. 2020. “Understanding and Improv-
ing Microplastic Removal during Water
Treatment: Impact of Coagulation and Floc-
culation”. Environmental Science and Tech-
n o l o g y 5 4 ( 1 4 ) : 8 7 1 9 – 2 7 . D O I :
10.1021/acs.est.0c00712
Lawrie, K., A. Mills, M. Figueredo-Fernández, S.
Gutiérrez-Alfaro, M. Manzano, y M. Saladin.
2015. “UV Dosimetry for Solar Water Disin-
fection (SODIS) Carried out in Different
Plastic Bottles and Bags”. Sensors and Actua-
tors, B: Chemical 208: 608–15. DOI:
10.1016/j.snb.2014.11.031
Laxma Reddy, P. V., B. Kavitha, P. A. Kumar Reddy, y
K. H. Kim. 2017. “TiO -Based Photocatalytic
2
Disinfection of Microbes in Aqueous Media:
A Review”. Environmental Research 154 (1):
2 9 6 – 3 0 3 . D O I :
10.1016/j.envres.2017.01.018
Lee, K. M., C. Wei Lai, K. Sing Ngai, y J. Ching Juan.
2016. “Recent Developments of Zinc Oxide
Based Photocatalyst in Water Treatment Tech-
nology: A Review”. Water Research 88:
428–48. DOI: 10.1016/j.watres.2015.09.045
Lee, S. Y., y S. J. Park. 2013. “TiO Photocatalyst for
2
Water Treatment Applications”. Journal of
Industrial and Engineering Chemistry 19 (6):
1761–69. DOI: 10.1016/j.jiec.2013.07.012
Levchuk, I. , J. Moreno-Andrés, J. J. Rueda-márquez,
P. Dzik, M. Ángel, M. Sillanpää, M. A. Man-
zano, y R. Vahala. 2019. “Solar Photocatalytic
Disinfection Using Ink-Jet Printed Composite
TiO /SiO Thin Fi Lms on Fl Exible Substrate:
2 2
Applicability to Drinking and Marine Water”.
S o l a r En e rg y 1 9 1 : 5 1 8 – 2 9 . D O I :
10.1016/j.solener.2019.09.038
Li, X., y H. Y. Yang. 2021. “A Global Challenge: Clean
Drinking Water”. Global Challenges 5 (1):
2000125. DOI: 10.1002/gch2.202000125
Liu, J., Z. Liu, C. Piao, S. Li, J. Tang, D. Fang, Z.
Zhang, y J. Wang. 2020. “Construction of
Fixe d Z-Sch eme Ag|AgBr/Ag/ TiO2
Photocatalyst Composite Film for Malachite
Green Degradation with Simultaneous
Hydrogen Production.” Journal of Power
S o u r c e s 4 6 9 : 2 2 8 4 3 0 . D O I :
10.1016/j.jpowsour.2020.228430.
Long, Y., X. You, Y. Chen, H. Hong, B. Qiang Liao, y
H. Lin. 2020. “Filtration Behaviors and Foul-
ing Mechanisms of Ultrafiltration Process
with Polyacrylamide Flocculation for Water
Treatment”. Science of the Total Environment
7 0 3 : 1 3 5 5 4 0 . D O I :
10.1016/j.scitotenv.2019.135540
Long, Z., Q. Li, T. Wei, G. Zhang, y Z. Ren. 2020.
“Historical Development and Prospects of
Photocatalysts for Pollutant Removal in
Water”. Journal of Hazardous Materials 395:
1 2 2 5 9 9 . D O I :
10.1016/j.jhazmat.2020.122599
Malato, S., P. Fernández-Ibáñez, M. I. Maldonado, J.
Blanco, y W. Gernjak. 2009. “Decontamina-
tion and Disinfection of Water by Solar
Photocatalysis: Recent Overview and
Trends”. Catalysis Today 147 (1): 1–59. DOI:
10.1016/j.cattod.2009.06.018
Malato, S., J. Blanco, D. C. Alarcón, M. I. Maldonado,
P. Fernández-Ibáñez, y W. Gernjak. 2007.
“Photocatalytic Decontamination and Disin-
fection of Water with Solar Collectors”.
Catalysis Today 122 (1–2): 137–49. DOI:
10.1016/j.cattod.2007.01.034
Manassero, A., M. L. Satuf, y O. M. Alfano. 2017.
“Photocatalytic Reactors with Suspended and
Immobilized TiO : Comparative Efficiency
2
Evaluation”. Chemical Engineering Journal
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
92
326: 29–36. DOI: 10.1016/j.cej.2017.05.087
Mansor, N. A., y K. S. Tay. 2020. “Potential Toxic
Effects of Chlorination and UV/Chlorination
in the Treatment of Hydrochlorothiazide in
the Water”. Science of the Total Environment
7 1 4 : 1 3 6 7 4 5 . D O I :
10.1016/j.scitotenv.2020.136745
Martin, F. C. 2001. “Water: Importance To Life”. Bio-
chemistry and Molecular Biology Education
29 (1): 54–59. DOI: 10.1111/j.1539-
3429.2001.tb00070.x
Martínez, N. N., J. M. Ribera, S. Hausmann-Muela,
M. Cevallos, S. M. Hartinger, A. Christen, y
D. Mäusezahl. 2020. “The Meanings of
Water: Socio-Cultural Perceptions of Solar
Disinfected (SODIS) Drinking Water in
Bolivia and Implications for Its Uptake”.
Water (Switzerland) 12 (2): 12020442. DOI:
10.3390/w12020442
Masunga, N., O. Kelebogile Mmelesi, K. K. Kefeni, y
B. B. Mamba. 2019. “Recent Advances in
Cop p e r Fe r r i t e Na n opa r t i c l e s an d
Nanocomposites Synthesis, Magnetic Proper-
ties and Application in Water Treatment:
Review”. Journal of Environmental Chemical
E n g i n e e r i n g 7 ( 3 ) : 1 0 3 1 7 9 . D O I :
10.1016/j.jece.2019.103179
McGuigan, K. G., R. M. Conroy, H. J. Mosler, M. du
Preez, E. Ubomba-Jaswa, y P. Fernandez-
Ibañez. 2012. “Solar Water Disinfection
(SODIS): A Review from Bench-Top to Roof-
Top”. Journal of Hazardous Materials
2 3 5 – 2 3 6 : 2 9 – 4 6 . D O I :
10.1016/j.jhazmat.2012.07.053
McLoughlin, O. A., P. Fernández Ibáñez, W. Gernjak,
S. Malato Rodriguez, y L. W. Gill. 2004.
“Photocatalytic Disinfection of Water Using
Low Cost Compound Parabolic Collectors”.
Solar Energy 77 (5): 625–33. DOI:
10.1016/j.solener.2004.05.017
Medeiros, R. C., N. de, B. L.S. Freitas, L. P. Sabogal-
Paz, M. T. Hoffmann, J. Davis, P. Fernandez-
Ibañez, y J. A. Byrne. 2020. “Drinking Water
Treatment by Multistage Filtration on a
Household Scale: Efficiency and Chal-
lenges”. Water Research 178: 115816. DOI:
10.1016/j.watres.2020.115816
Meierhofer, R., y G. Landolt. 2009. “Factors Support-
ing the Sustained Use of Solar Water Disin-
fection - Experiences from a Global Promo-
tion and Dissemination Programme”. Desali-
n a t i o n 2 4 8 ( 1 – 3 ) : 1 4 4 – 5 1 . D O I :
10.1016/j.desal.2008.05.050
Meng, F., Y. Liu, J. Wang, X. Tan, H. Sun, S. Liu, y S.
Wang. 2018. “Temperature Dependent
Photocatalysis of G-C3N4, TiO and ZnO:
2
Differences in Photoactive Mechanism”.
Journal of Colloid and Interface Science 532:
321–30. DOI: 10.1016/j.jcis.2018.07.131
Mortazavi, S. M., y A. Maleki. 2020. “A Review of
Solar Compound Parabolic Collectors in
Water Desalination Systems”. International
Journal of Modelling and Simulation 40 (5):
3 3 9 – 5 4 . D O I :
10.1080/02286203.2019.1626539
Nguyen, D. N., H. M. Bui, y H. Q. Nguyen. 2020.
Heterogeneous Photocatalysis for the
Removal of Pharmaceutical Compounds.
Current Developments in Biotechnology and
Bioengineering. Lomdres (Reino Unido):
Elsevier B.V. DOI: 10.1016/b978-0-12-
819594-9.00007-3
Pérez, M., F. Torrades, X. Domènech, y J. Peral. 2002.
“Fenton and Photo-Fenton Oxidation of Tex-
tile Effluents”. Water Research 36 (11):
2 7 0 3 – 1 0 . D O I : 1 0 . 1 0 1 6 / S 0 0 4 3 -
1354(01)00506-1
Petrovic, M., A. Ginebreda, V. Acuña, R. J. Batalla, A.
Elosegi, H. Guasch, M. L. de Alda, R. Marcpé,
I. Muñoz, A. Navarro-Ortega, E. Navarro, D.
Vericat, S. Sabater, D. Barceló. 2011. “Com-
bined Scenarios of Chemical and Ecological
Quality under Water Scarcity in Mediterra-
nean Rivers”. TrAC - Trends in Analytical
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
93
Che m i s t r y 30 (8 ) : 12 6 9–7 8 . DO I :
10.1016/j.trac.2011.04.012
Pichel, N., M. Vivar, y M. Fuentes. 2019. “The Prob-
lem of Drinking Water Access: A Review of
Disinfection Technologies with an Emphasis
on Solar Treatment Methods”. Chemosphere
2 1 8 ( 3 ) : 1 0 1 4 - 1 0 3 0 . D O I :
10.1016/j.chemosphere.2018.11.205
Polo-López, M. I., A. Martínez-García, M. J. Abeledo-
Lameiro, H. H. Gómez-Couso, E. E. Ares-
Mazás, A. Reboredo-Fernández, T. D. Morse,
L. Buck, K. Lungu, K. G. McHuigan, y P.
Fernández-Ibáñez. 2019. “Microbiological
Evaluation of 5 L- And 20 L-Transparent
Polypropylene Buckets for Solar Water Disin-
fection (SODIS)”. Molecules 24 (11):
2 4 1 1 2 1 9 3 . D O I :
10.3390/molecules24112193
Porley, V., E. Chatzisymeon, B. C. Meikap, S. Ghosal,
y N. Robertson. 2020. “Field Testing of Low-
Cost Titania-Based Photocatalysts for
Enhanced Solar Disinfection (SODIS) in
Rural India”. Environmental Science: Water
Research and Technology 6 (3): 809–16. DOI:
10.1039/c9ew01023h
Qian, Y., Y. Hu, Y. Chen, D. An, P. Westerhoff, D.
Hanigan, y W. Chu. 2020. “Haloacetonitriles
and Haloacetamides Precursors in Filter Back-
wash and Sedimentation Sludge Water during
Drinking Water Treatment”. Water Research
1 8 6 : 1 1 6 3 4 6 . D O I :
10.1016/j.watres.2020.116346
Rogers, E., H. Tappis, S. Doocy, K. Martínez, N.
Villeminot, A. Suk, D. Kumar, S. Pietzsch, y
C. Puett. 2019. “Costs and Cost-Effectiveness
of Three Point-of-Use Water Treatment Tech-
nologies Added to Community-Based Treat-
ment of Severe Acute Malnutrition in Sindh
Province, Pakistan”. Global Health Action 12
( 1 ) : 1 5 6 8 8 2 7 . D O I :
10.1080/16549716.2019.15688277
Roshith, M., A. Pathak, A. K. Nanda Kumar, G.
A n a n t h a r a j , V . S a r a n y a n , S .
Ramasubramanian, T. G. Satheesh Babu, y D.
V. Ravi Kumar. 2021. “Continuous Flow
Solar Photocatalytic Disinfection of E. Coli
Using Red Phosphorus Immobilized Capillar-
ies as Optofluidic Reactors”. Applied Surface
S c i e n c e 5 4 0 ( 2 ) : 1 4 8 3 9 8 . D O I :
10.1016/j.apsusc.2020.148398
Samy, M., M. G. Ibrahim, M. Gar Alalm, M. Fujii, S.
Ookawara, y T. Ohno. 2020. “Photocatalytic
Degradation of Trimethoprim Using S-TiO2
and Ru/WO3/ZrO2 Immobilized on Reusable
Fixed Plates.” Journal of Water Process Engi-
n e e r i n g 3 3 : 3 – 1 0 . D O I :
10.1016/j.jwpe.2019.101023.
Schmid, P., M. Kohler, R. Meierhofer, S. Luzi, y M.
Wegelin. 2008. “Does the Reuse of PET Bot-
tles during Solar Water Disinfection Pose a
Health Risk Due to the Migration of Plasticis-
ers and Other Chemicals into the Water?”
Water Research 42 (20): 5054–60. DOI:
10.1016/j.watres.2008.09.025
Serrà, A., L. Philippe, F. Perreault, y S. Garcia-Segura.
2021. “Photocatalytic Treatment of Natural
Waters. Reality or Hype? The Case of
Cyanotoxins Remediation”. Water Research
1 8 8 : 1 1 6 5 4 3 . D O I :
10.1016/j.watres.2020.116543
Sraw, A., T. Kaur, Y. Pandey, A. Sobti, R. K. Wanchoo,
y A. Pal Toor. 2018. “Fixed Bed Recirculation
Type Photocatalytic Reactor with TiO2 Immo-
bilized Clay Beads for the Degradation of
Pesticide Polluted Water.” Journal of Envi-
ronmental Chemical Engineering 6 (6):
7035–43. DOI: 10.1016/j.jece.2018.10.062.
Sreeja, S., y V. Shetty. 2017. “Photocatalytic Water
Disinfection under Solar Irradiation by
A g @ T i O C o r e - S h e l l S t r u c t u r e d
2
Nanoparticles”. Solar Energy 157: 236–43.
DOI: 10.1016/j.solener.2017.07.057
Strauss, A., B. Reyneke, M. Waso, y W. Khan. 2018.
“Compound Parabolic Collector Solar Disin-
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
94
fection System for the Treatment of Harvested
Rainwater”. Environmental Science: Water
Research and Technology 4 (7): 976–91. DOI:
10.1039/c8ew00152a
Su, Z., S. Gu, y K. Vafai. 2017. “Modeling and Simula-
tion of Ray Tracing for Compound Parabolic
Thermal Solar Collector”. International Com-
munications in Heat and Mass Transfer 87:
1 6 9 – 7 4 . D O I :
10.1016/j.icheatmasstransfer.2017.06.021
Sun, J., X. Wang, J. Sun, R. Sun, S. Sun, y L. Qiao.
2006. “Photocatalytic Degradation and Kinet-
ics of Orange G Using Nano-Sized
Sn(IV)/TiO /AC Photocatalyst”. Journal of
2
Molecular Catalysis A: Chemical 260 (1–2):
2 4 1 – 4 6 . D O I :
10.1016/j.molcata.2006.07.033
Tanveer, M., y G. T. Guyer. 2013. “Solar Assisted
Photo Degradation of Wastewater by Com-
pound Parabolic Collectors: Review of
Design and Operational Parameters”. Renew-
able and Sustainable Energy Reviews 24:
534–43. DOI: 10.1016/j.rser.2013.03.053
Tian, M., Y. Su, H. Zheng, G. Pei, y G. Li. 2018. “A
Review on the Recent Research Progress in
the Compound Parabolic Concentrator (CPC)
for Solar Energy Applications”. Renewable
and Sustainable Energy Reviews 82:
1272–96. DOI: 10.1016/j.rser.2017.09.050
Ubomba-Jaswa, E., P. Fernández-Ibáñez, C. Navntoft,
M. I. Polo-López, y K. G. McGuigana. 2010.
“Investigating the Microbial Inactivation
Efficiency of a 25 L Batch Solar Disinfection
(SODIS) Reactor Enhanced with a Com-
pound Parabolic Collector (CPC) for House-
hold Use”. Journal of Chemical Technology
and Biotechnology 85 (8): 1028–37. DOI:
10.1002/jctb.2398
Vorontsov, A. V. 2019. “Advancing Fenton and Photo-
Fenton Water Treatment through the Catalyst
Design”. Journal of Hazardous Materials,
1 0 3 – 1 2 . D O I :
10.1016/j.jhazmat.2018.04.033
Wang, W. Y., y Y. Ku. 2007. “Effect of Solution PH on
the Adsorption and Photocatalytic Reaction
Behaviors of Dyes Using TiO and Nafion-
2
Coated TiO ”. Colloids and Surfaces A:
2
Physicochemical and Engineering Aspects
3 0 2 ( 1 – 3 ) : 2 6 1 – 6 8 . D O I :
10.1016/j.colsurfa.2007.02.037
Westall, F., y A. Brack. 2018. “The Importance of
Water for Life”. Space Science Reviews 214
(2): 1–23. DOI: 10.1007/s11214-018-0476-7
Xing, Z., J. Zhang, J. Cui, J. Yin, T. Zhao, J. Kuang, Z.
Xiu, N. Wan, y W. Zhou. 2018. “Recent
A d v a n c e s in Fl oat i n g Ti O - B a s e d
2
Photocatalysts for Environmental Applica-
tion.” Applied Catalysis B: Environmental.
2 2 5 ( 6 ) : 4 5 2 - 4 6 7 . D O I :
10.1016/j.apcatb.2017.12.005
Xu, D., y M. Qu. 2013. “Compound Parabolic Con-
centrators in Solar Thermal Applications: A
Review”. ASME 2013 7th Int. Conf. on
Energy Sustainability Collocated with the
ASME 2013 Heat Transfer Summer Conf. and
the ASME 2013 11th Int. Conf. on Fuel Cell
Science, Engineering and Technology, ES
2013, 1–10. DOI: 10.1115/ES2013-18409
Yuan, G., Z. Wang, H. Li, y X. Li. 2011. “Experimental
Study of a Solar Desalination System Based
on Humidification-Dehumidification Pro-
cess”. Desalination 277 (1–3): 92–98. DOI:
10.1016/j.desal.2011.04.002
Zhang, T., G. Pan, y Q. Zhou. 2016. “Temperature
Effect on Photolysis Decomposing of
Perfluorooctanoic Acid”. Journal of Environ-
mental Sciences (China) 42: 126–33. DOI:
10.1016/j.jes.2015.05.008
Zhang, Y., M. Sivakumar, S. Yang, K. Enever, y M.
Ramezanianpour. 2018. “Application of Solar
Energy in Water Treatment Processes: A
Review”. Desalination 428 (11): 116–45.
DOI: 10.1016/j.desal.2017.11.020
Zhang, Y., y M. Sillanpää. 2020. “Modification of
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
95
Photocatalyst with Enhanced Photocatalytic
Activity for Water Treatment”. En Advanced
Water Treatment: Advanced Oxidation Pro-
cesses. Sillanpää M. (ed). Amsterdam:
Elsevier. DOI: 10.1016/B978-0-12-819225-
2.00005-3
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): 81-95, 20 2520-97604 20 ISSN:
Tratamiento agua energía solar
Rascón J
