APLICACIÓN DEL BIOPOLIMERO QUITOSANO PARA LA REMEDIACIÓN DE EFLUENTES LÍQUIDOS EMULSIONADOS PROVENIENTES DE LA INDUSTRIA PETROLERA

N. ZARITZKY; J. PEREZ; M. V. SANTOS

La Plata

Jornada; Cuartas Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión de la Facultad de Ingeniería de la UNLP; 2017

Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata

Durante el almacenamiento y refinación de petróleo uno de los peligros más importantes para el medio ambiente es el volcado de efluentes contaminados a cuerpos de aguas. En particular en la ciudad de La Plata se encuentra emplazada la Refinería YPF que cuenta con piletas API ubicadas adyacentes a los canales donde se vierte el efluente hacia el Río Santiago. En las piletas la separación de fases ocurre por diferencia de densidad. Sin embargo es frecuente que los efluentes generados estén emulsionados siendo difícil su separación. En este sentido y en el marco de nuestra participación del proyecto PIO UNLP-CONICET se propone como estrategia innovadora la utilización de biopolímeros que logren desestabilizar dichas emulsiones generando la clarificación del agua para su vertido. El quitosano (QS) es un polisacárido lineal formado por cadenas de β-(1-4) D-glucosamina (unidades deacetiladas) y N-acetil-D-glucosamina (unidad acetilada). Este biopolímero se obtiene a partir de residuos sólidos de la industria pesquera como son caparazones de crustáceos, langostinos, etc. que presentan una cantidad apreciable de quitina. Al desacetilar los grupos acetamida presentes en la quitina se obtiene el biopolímero quitosano, cuyas múltiples aplicaciones en alimentos, en el tratamiento de aguas, medicina etc., han sido documentadas. Es biodegradable, no tóxico y un agente coagulante y floculante. Su potencial como agente desestabilizante de emulsiones radica en que presenta grupos amino libres formando un polímero policatiónico que reacciona con las cargas negativas generando fenómenos de coagulación y floculación. Los objetivos de este trabajo fueron: (a) estudiar la acción del quitosano para la clarificación de aguas residuales de la industria del petróleo (b) analizar la capacidad desestabilizante del quitosano en solución y su poder clarificante en un sistema modelo constituido por emulsiones estables a partir de petróleo, agua y un tensioactivo aniónico biodegradable (dodecilsulfato de sodio) (c) analizar el fenómeno de desestabilización mediante la medición de turbidez, demanda química de oxígeno (DQO), mediciones ópticas basadas en la dispersión estática de la luz y Potencial-Z. Se trabajó con emulsiones petróleo/agua estables con una concentración de 2550 ppm de petróleo. La fase acuosa se preparó mezclando agua destilada y un agente tensioactivo aniónico biodegradable, dodecil sulfato de sodio (SDS). La emulsión petróleo/agua presentó una DQO de 6442 mg/L y resultó estable en el tiempo. Utilizando micrografías se calcularon los diámetros promedios de las gotas de petróleo D [4,3]=13.13µm. La capacidad de desestabilización de las emulsiones y la acción clarificante del biopolímero se estudió agregando QS (0.5%p/v) disuelto en medio ácido. La dosis se fue incrementando desde los 50 a 830 mg de QS por litro de emulsión. La turbidez residual se midió espectrofotómetricamente y se monitoreó la clarificación en tiempo real utilizando un Turbiscan, (Beckman Coulter; Fullerton, USA) instrumento basado en medición de transmitancia y retrodispersion de un haz de luz (Backscattering). Además se midió el potencial-Z, parámetro relacionado con la distribución de cargas en suspensión, con un Zeta Potential Analyzer (Brookhaven Instruments Corporation, USA). La emulsión estabilizada con SDS (que presentaba un potencial Z negativo -83.35 mV), al agregar QS en solución mostró la formación flóculos y una clara desestabilización debido a la neutralización de cargas. A medida que se aumentaba la dosis de QS se favorecía la desestabilización, sin embargo un exceso provocaba la re-estabilización de la emulsión (repulsión por exceso de cargas positivas, pot Z=+21.09 mV). Esto indica que existe una dosis óptima donde se obtienen dos fases bien marcadas; una corresponde a los flóculos que sedimentan y la otra fase está clarificada. Es interesante marcar que la clarificación del agua se alcanza en tiempos menores a 3 horas, lo cual es un muy ventajoso desde el punto de vista industrial. Los resultados obtenidos indican que el quitosano es un potente agente desestabilizador de acción rápida y una opción atractiva para tratamiento de efluentes. Asimismo el biopolímero proviene de residuos de la industria pesquera Argentina, por lo tanto su uso resulta en una alternativa sustentable.