Proyectos
DEGRADACIÓN Y MINERALIZACIÓN DE COLORANTES POR MEDIO DE UN PROCESO FOTOCATALÍTICO HETEROGÉNEO, USANDO COMO CATALIZADOR ILMENITA.
Resumen
Cada vez más se encuentran contaminantes en el agua que no se pueden tratar con los sistemas convencionales que se tienen en la actualidad; muchos de ellos son sustancias sumamente peligrosas para el ser humano. Es allí donde los procesos de oxidación avanzada (PAOs) aparecen como una alternativa de solución; entre las sustancias que se empiezan a considerar están los compuestos persistentes (difíciles de degradar), sustancias cuyas propiedades cancerígenas, o mutagénicas tienen interés en la salud pública, que puedan afectar a la reproducción en el medio acuático, los hidrocarburos persistentes y sustancias orgánicas tóxicas persistentes y bio-acumulables, los biocidas y productos fitosanitarios y las sustancias que ejerzan una influencia desfavorable sobre el balance de oxígeno. Una de las industrias que generan aguas de este tipo es la industria textil, la cual es muy importante tanto en Colombia como en Portugal. En el caso de Portugal la mayoría de las industrias textiles están localizadas en el norte del país, siendo los ríos de esta zona altamente afectados por los residuos generados por esta industria, al paso que en el caso de Colombia la producción de textiles está concentrada en Medellín, Bogotá y Cali y de nuevo los ríos de estas regiones tienen serios problemas de contaminación derivados de esta industria. Las aguas provenientes de la industria textil poseen una serie de contaminantes que contribuyen a este tipo de problemática, algunos de ellos son los colorantes, los cuales son compuestos difíciles de degradar, que afectan la estética del agua, pueden ser cancerígenos y afectan la vida acuática. El proceso aquí propuesto trata sobre la mineralización/degradación de colorantes (probablemente Naranja II – compuesto modelo), por medio de un proceso fotocatalítico usando como catalizador un mineral natural (Ilmenita FeTiO3) purificado (ver figura 1). Una de las ventajas de este proceso tiene que ver con que este material es abundante (las principales fuentes del mineral se encuentran en Puerto Colombia, Cabo de la Vela y Dibulla en la Guajira), es un material económico y fácil de obtener, se encuentra en zonas costeras y aledañas a causes naturales [1]. Se forma como mineral accesorio en todos ambientes magmaticos y metamorfismo epi- y mesozonal; a menudo asociada a magmas máficas-anortíticas en solución sólida con hematita y titanoespineles (Figura 2), para desmezclar durante el enfriamiento. La meteorización pluvia-tropical como occure en Colombia la concentra en placeres costeras o fluviales, junto con otros minerales resistentes y pesados (“Arenas negras”. Puede perder succesivamente sus contenidos de hierro (leucoxena). Es la mena principal de titanio metálico y TiO2 (rutilo, anatase y brookita) que sirve como pigmento blanco, entre otros. El colorante, Naranja II, podrá ser escogido como compuesto modelo pues se han realizado algunas pruebas preliminares muy promisorias en la Universidad de Oporto usando este colorante con el proceso fotocatalítico (ver figura 3). El catalizador, el peróxido de hidrogeno (reactivo oxidante) y el efluente que contiene la materia orgánica a oxidar serán alimentados al Fotoreactor, buscando la degradación del colorante modelo y después del efluente real. La propuesta de este trabajo se centra en el uso de este mineral como catalizador, siendo este el aspecto más llamativo de la propuesta pues el grupo del Profesor Luis Miguel Palma Madeira (LEPAE – Universidad de Porto) y el grupo del Profesor José Herney Ramírez Franco (Materiales, Catálisis y Medio Ambiente – Universidad Nacional de Colombia) han trabajado en conjunto y tienen experiencia en la preparación, caracterización y utilización de catalizadores de este tipo [2-4]. De nuestro conocimiento solo encontramos un artículo reportando el uso del mineral como fotocatalizador [5]. Esta propuesta apunta a la realización de una serie de ensayos en aguas de concentraciones de colorante conocidas, con el catalizador elegido, para identificar las variables de mayor impacto en el proceso. Para esto se usará un Fotoreactor a nivel de laboratorio (este reactor será facilitado por el grupo de la universidad de Oporto), adecuado con los equipos de análisis necesarias para el monitoreo de la degradación del contaminante (espectrofotómetro, medidor de pH, de temperatura, de ORP, computador, etc.), mediciones de lixiviación de hierro usando la técnica de absorción atómica, análisis de mineralización del colorante (Carbón orgánico total). En la siguiente fase del proyecto se harán ensayos, con las variables identificadas, empleando efluentes reales. El alcance del presente proyecto será la caracterización cuidadosa del catalizador, evaluar el grado de degradación y mineralización del contaminante en estudio, examinar el sistema en un efluente real y proponer un sistema catalítico heterogéneo para la degradación del colorante/efluentes textiles.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA:. "PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN, DESARROLLO, INNOVACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA DIB" - SEGUNDO CORTE
Modalidad:Modalidad 3: Apoyo a proyectos de investigación, desarrollo, innovación o creación artística en colaboración con instituciones académicas o de investigación internacionales con una duración mínima de seis meses y hasta por doce meses.
Responsable