Proyectos
Estudio y simulación del sistema peróxido de hidrógeno activado con bicarbonato para la degradación de un contaminante de origen industrial utilizando catalizadores estructurados
Resumen
A nivel mundial, el mercado de la industria textil es de 1 billón de dólares, contribuye con el 7% del total de las exportaciones globales y emplea a unos 35 millones de trabajadores [1]. No obstante la importancia económica, este sector industrial es uno de los mayores contaminantes, dado que consume elevadas cantidades de agua potable en diversas operaciones de su cadena de producción, como lavado, blanqueo y teñido, entre otras [2]. La industria textil genera diferentes impactos en el medio ambiente. La contaminación atmosférica es debida al polvo, óxidos de nitrógeno y azufre y a compuestos orgánicos volátiles; mientras que los restos de tejidos e hilos constituyen los principales residuos sólidos. Además, los lodos de las plantas de tratamiento contienen grandes cantidades de materia orgánica, micronutrientes, metales pesados y microorganismos patógenos [3]. En general, las aguas residuales de la industria textil contienen un alto grado de coloración y niveles elevados de demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) y demanda química de oxígeno (DQO) [3, 4]. Los colorantes textiles son sustancias orgánicas que absorben la radiación luminosa en la gama del espectro visible (de 380 a 750 nm) y reflejan o difunden la radiación complementaria mediante determinados grupos de átomos denominados cromóforos [4, 5]. La clasificación de los colorantes textiles se basa en su estructura química o en el método de aplicación sobre los diferentes sustratos [5]. Desde el punto de vista de la estructura química, los colorantes se han clasificado en ocho categorías principales: azo, antraquinona, índigo, triarilmetano, heterocíclico, cianina, azufrado y ftalocianina [6]. En función de la solubilidad del colorante en el baño de tintura, éstos pueden clasificarse en colorantes solubles e insolubles en agua, característica relacionada con su afinidad por las distintas fibras y la naturaleza de la fijación [5, 7, 8]. Los colorantes solubles en agua pueden ser ácidos o aniónicos, básicos o catiónicos, complejos metálicos, reactivos y directos [5]. Diferentes técnicas para la eliminación/degradación de colorantes azoicos presentes en aguas se han utilizado, entre ellas adsorción [6, 9, 10], separación por membranas [11], tratamientos electroquímicos [12-14] y procesos de oxidación avanzados (POAs) [15, 16]. Los POAs han experimentado un rápido desarrollo en la degradación de contaminantes tóxicos y poco biodegradables. En principio, los POAs degradan el contaminante a través de la producción de especies altamente reactivas, principalmente el radical hidroxilo (•OH) [16]. El coadyudante bicarbonato de sodio (NaHCO3) en los POAs basados en H2O2 es una tecnología emergente denominada BAP por sus siglas en inglés (Bicarbonate-Activated Peroxide), que promueve la generación de especies reactivas adicionales al •OH, como el radical carbonato (CO_3^(•-)) [17]. En los últimos años, la catálisis heterogénea aplicada a los POAs para la activación de especies oxidantes en la degradación de contaminantes ha presentado resultados prometedores [18-21]. Los minerales arcillosos han recibido especial atención debido a su compatibilidad con el medioambiente y bajo costo. Estos materiales pueden ser modificados vía pilarización, y son una alternativa promisoria para la obtención de catalizadores activos en diferentes reacciones [22-25]. En Colombia existen yacimientos de minerales arcillosos tipo esmectitas con gran potencial de ser explotados y modificados vía pilarización [26]. Este proyecto está centrado en el estudio de la degradación del colorante textil rojo ácido 14 mediante el sistema BAP, empleando como catalizador cobalto soportado en un material estructurado. Adicionalmente, se realizará un estudio de la cinética del proceso, insumo fundamental para el modelamiento y simulación del POAs en modo discontinuo y continuo. (VER DOCUMENTO ADJUNTO)
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA CONJUNTA UNIVERSIDAD DE CALDAS, UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA-SEDE MANIZALES, PARA PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN 2024
Modalidad:Fortalecer las capacidades de investigación y el trabajo colaborativo entre los grupos de investigación de las universidades aliadas en esta convocatoria, a través del apoyo a proyectos que contribuyan a la solución de problemas identificados en los sectores público, social, cultural y productivo, alineado con los Objetivos de Desarrollo Sostenible.
Responsable