Escudo de la República de Colombia

Ciencia & Tecnología

Arcillas mezcladas con aluminio y hierro degradarían colorantes

El rojo Ponceau 4R, aditivo que se encuentra en cerezas en conserva, jugos, gaseosas, leches saborizadas, yogures, batidos, helados, jaleas, gelatinas y dulces, entre otros procesos industriales relacionados con la industria de alimentos, se podría remover con arcillas impregnadas con agentes oxidantes.

Manizales, 19 de noviembre de 2019Agencia de Noticias UN-

La investigación se desarrolló con arcilla proveniente del municipio de Armero-Guayabal (Tolima). Fotos: Paula Andrea Henao Aguirre, estudiante de la Maestría en Ingeniera Química UNAL Sede Manizales.

Estructura típica de una arcilla tipo montmorillonita.

Método de pilarización o impregnación de la arcilla.

Montaje de reacción para la evaluación catalítica de arcillas modificadas para el colorante rojo Ponceau 4R.

Vertimientos industriales en la quebrada Manizales.

Cerca de un 70 % de los colorantes sintéticos como el color mencionado son de tipo azoico, es decir compuestos que presentan una coloración intensa y son utilizados en la mayoría de los procesos industriales relacionados con la industria textil y de alimentos.

Se estima que del 2 al 50 % de estos compuestos se desechan en las aguas residuales y se consideran contaminantes persistentes que no se pueden remover con los métodos convencionales de tratamiento de aguas. Por su origen y estructuras complejas, pueden tener una vida media de 133 días expuesto a la luz solar, por lo cual su vertimiento constituye un riesgo para el medioambiente.

Paula Andrea Henao Aguirre, estudiante de la Maestría en Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, evalúo el potencial catalizador de la arcilla tipo bentonita, impregnada con diferentes mezclas para la oxidación del colorante rojo Ponceau 4R, en condiciones específicas de temperatura y presión atmosférica.

Según la estudiante “las arcillas impregnadas o pilarizadas tienen alto potencial debido a su elevada área superficial, volumen y tamaño de poros considerables, alta estabilidad mecánica y térmica; además por la variedad de metales que se pueden incorporar en la estructura del mineral, ya que es expandible y de fácil modificación”.

Proceso de degradación

En la investigación se trabajó con arcilla proveniente de Armero-Guayabal (Tolima), de tipo montmorillonita con alto contenido en óxido de hierro.

La arcilla bruta se molió y secó en un horno a 60 °C durante 36 horas. El material final se suspendió en agua con 5 % de concentración en masa y después se pasó por una celda de sedimentación gravimétrica, donde se recupera la mayor parte del material limpio.

“En esta parte, la bentonita recuperada y ya purificada se centrifugó a 5.000 rpm durante 10 minutos y se llevó nuevamente a secado a 60 °C por 12 h, tamizándola en malla número 100”. La arcilla purificada se dispersó en 5 litros de solución acuosa de cloruro de sodio (NaCl) durante 24 h.

En los ensayos de oxidación se realizaron pruebas de adsorción del colorante rojo Ponceau 4R sobre las arcillas pilarizadas con catalizador aluminio-hierro (Al-Fe) durante 5 h, lo cual permitió determinar que la adsorción se estabiliza a los 30 min de contacto. “Después de este tiempo adicionamos el peróxido de hidrógeno (H2O2) como agente oxidante”.

La actividad catalizadora de las Al-Fe se evaluó en la oxidación del colorante teniendo como variables la cantidad del agente oxidante (H2O2) y la concentración de hierro empleada en la síntesis de los materiales.

“Según la relación identificada entre los reactivos y los materiales en la reacción de oxidación del rojo analizado, 1 mol (cantidad de materia) de colorante requiere 51 mol de peróxido de hidrógeno (H2O2) para lograr la oxidación completa a 20 moles de dióxido de carbono (CO2), 54 moles de agua (H2O), 2 moles de ácido nítrico (HNO3) y 3 moles de bisulfato de sodio (NaHSO4)”, explicó la ingeniera química. Con estas combinaciones la decoloración varió entre el 19,6 y 38,6 %”.

Variación en la degradación

Con el fin de encontrar mejores resultados, se realizaron experimentos aumentando en 2, 4, 8 y 12 veces la cantidad del H2O2 sobre la decoloración y degradación del colorante rojo. “Este proceso incrementó la degradación a valores entre 81,47 y 93,58 %, y la decoloración al 95,34 %”.

Según la Resolución 0631 de 2015 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, las concentraciones máximas de hierro en este tipo de aguas podrán ser de hasta 5 miligramos por litro. “Considerando las bajas concentraciones de hierro en los procesos catalizadores en las reacciones de oxidación, se puede concluir que este tipo materiales son una alternativa para el tratamiento de aguas residuales”, asegura la investigadora.

(Por: fin/LGH/MLA/LOF
)
N.° 941

Otras noticias

El cultivo de caña de azúcar se aprovecha para la agroindustria de azúcar y la de panela. Foto:SAID KHATIB / AFP.

Desarrollo Rural

mayo 07 de 2021

Cultivadores de caña deben conservar los controladores biológicos

El exceso de prácticas de manejo agronómico –como aplicaciones de fertilizantes...

La materia prima de las bebidas alcohólicas suelen ser cereales como cebada, maíz, centeno o tubérculos como la papa, y frutas. Foto: Brandon Pinto - Unimedios

Salud

mayo 07 de 2021

Bebidas alcohólicas, fuente de calorías vacías

Aunque es común oír que una copa de vino o una cerveza son buenas para la...

Sabaleta capturada en Guabas, con las mediciones necesarias para la investigación. Fotos: archivo Edilma Vélez.

Medioambiente

mayo 07 de 2021

Sabaleta de Buenaventura, una especie sin identificar

La especie que habita en la zona del río Sabaletas de este puerto del Pacífico,...

Las pruebas demostraron que ante una racionalización, la gente no deja de ir al Centro sino que busca otros sistemas más rapidos para transportarse. Foto: Unimedios

Ciudad & Territorio

mayo 07 de 2021

Racionalizar el tráfico, más efectivo que cobrar por congestión en Medellín

Aunque desde hace varios años en Medellín se discute la posibilidad de cobrar...

Las personas con discapacidad auditiva se pueden ver afectadas por el uso de esta herramienta vital en la pandemia. Foto: Brandon Pinto - Unimedios.

Salud

mayo 07 de 2021

Tapabocas limitarían comunicaciones interpersonales

Las partes media e inferior de la cara, que según distintos estudios permiten...

Entre los trabajos que forman parte de la monografía Becoming Earth, se cuentan: “Deep Weather”, “Acoustic Ocean” y “Forest Law”. Foto: Lanzamiento Becoming Earth.

Artes & Culturas

mayo 07 de 2021

Arte y ciencia conectan al ser humano con la Tierra

Imágenes, recursos sonoros, videoclips y extractos de guiones de expediciones a...

Teniendo en cuenta la variabilidad climática es necesario encontrar variedades de papa más resistentes a las sequías. Foto: María Cecilia Delgado.

Desarrollo Rural

mayo 07 de 2021

Identifican tipos de papa criolla que tolerarían la sequía

Después de estudiar el ADN de 109 genotipos (tipos de papa criolla con...

Según los participantes en el debate a la reforma a la salud, este proyecto de ley no habría sido concertado con las diferentes organizaciones médicas. Foto: Captura del Debate.

Salud

mayo 06 de 2021

Reforma a la salud privatizaría aún más este derecho fundamental

El proyecto de ley 010 iría en contra de la Ley Estatutaria y del derecho...

La funcionalidad es una de las capacidades que se ve más afectada en los pacientes con enfermedades neurodegenerativas. Foto: Brandon Pinto - Unimedios.

Salud

mayo 06 de 2021

Demencias podrían detectarse de manera temprana

Medir la funcionalidad cognitiva –capacidad de mantener las herramientas...

En el Caribe se presentan extractivismos que en la región Andina no se ven, como el petróleo y la extracción de recursos pesqueros. Foto: AFP.

Medioambiente

mayo 06 de 2021

Extractivismo en el Caribe va más allá de la minería

Aunque esta actividad se puede entender como la extracción de recursos y...