HIDROGELES DE QUITOSANO PARA ADSORCION DE NITRATOS

GIPSY PEÑA RAMIREZ; ULISES CASADO; VERA ALVAREZ; LEONARDO A. CANO

Mar del Plata

Congreso; XV Simposio Argentino de Polímeros I Congreso Argentino de Materiales Compuestos; 2023

Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales, INTEMA

Los desechos del procesamiento de mariscos son una fuente potencialmente rica de varios productos útiles incluida la quitina, la cual se ha generado durante mucho tiempo en grandes cantidades en todo el mundo[1]. La quitina es fácilmente transformable en quitosano (Q) y este puede utilizarse para formar hidrogeles adsorbentes de contaminantes como el nitrato [2]. Resulta atractivo que estos materiales puedan ser de origen natural y luego de simples tratamientos puedan ser reutilizados o re aprovechados para reducir la contaminación de aguas. En este trabajo se prepararon esferas de hidrogeles con distintos contenidos de Q (2, 3, 4 y 5% p/p). Para ello el Q fue disuelto en ácido acético y cada solución goteada sobre una solución de tripolifosfato de sodio (TPP) para generar el entrecruzamiento del polímero en forma de esfera. Los adsorbentes obtenidos fueron caracterizados por hinchamiento, resistencia a la compresión estática, microscopia electrónica y testeados en la adsorción de nitratos en agua. Se obtuvieron esferas de tamaño uniforme y cercano a 5 mm de diámetro en todos los casos. Los grados de hinchamiento que presentaron los hidrogeles fueron bastante bajos para este tipo de materiales y se evidencia un pequeño aumento en el valor alcanzado en el equilibrio (SD) al aumentar el contenido de Q en el hidrogel, desde SD=30% en el caso del 2% de Q hasta SD=50% en la esfera con 5 % de Q. El mismo aumento, pero más marcado, se ve en las medidas de resistencia a la compresión estática, donde de la región linear del grafico se puede estimar un módulo de resistencia a la compresión de que van desde 20 Pa para el caso con 2% de Q hasta los 47 Pa en el caso del 5% de Q. A partir de las imágenes de microscopia electrónica pudimos ver que todas las esferas obtenidas presentan una estructura de macro poros y en ningún caso se evidencian aglomeraciones de Q. Las esferas obtenidas fueron utilizadas para remover nitratos del agua en un experimento en batch, colocando 2g de esferas por cada litro de agua a tratar con 100 ppm de Nitratos. Los resultados muestran que todas las esferas tienen capacidad de adsorción del ion Nitrato llegando al equilibrio a las 2 hs de iniciada la experiencia. Las esferas con un 5% de Q muestran el mayor porcentaje de adsorción, 65%, seguidas de las de 2% con un 47%, las de 3% un 17% y las de 4% un 38% sin embargo, el valor de capacidad de adsorción en el caso de 2% (q= 24 mg/g) es más del doble de los valores de q obtenidos en los demás casos que están por debajo de 10 mg/g.Como conclusión podemos decir que se obtuvieron con éxito hidrogeles con distinto contenido de quitosano y con forma esférica e uniforme. Estas esferas demostraron ser activas para la adsorción de nitratos en agua, obteniéndose elevados porcentajes de remoción de contaminante a relativamente tiempos cortos. Las esferas con un 2% de quitosano son las que mejores capacidades de adsorción mostraron, sin embargo, las del 5% fueron capaces de remover mayor cantidad porcentual. Además, estas últimas esferas, muestran mejores propiedades mecánicas, lo que las convierte en un material promisorio para el diseño de una columna de tratamiento rellena con estas esferas.