Sistemas filtrantes polifuncionales para remediación de aguas

ESTEFANÍA BAIGORRIA; VERA A. ALVAREZ; LEONARDO CANO; ROMINA OLLIER; LAURA M. SANCHEZ

Florencio Varela

Congreso; Argentina y Ambiente. IV Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2019

Entre las metodologías para la reducción de contaminantes la adsorción se presenta como una tecnología altamente promisoria y de bajo costo. Materiales como las arcillas son una alternativa viable para utilizarse en la adsorción de metales pesados así como otros tipos de contaminantes ya que son naturalmente abundantes, de bajo costo mientras que exhiben una extraordinaria versatilidad relacionada con el hecho de que sus propiedades pueden diseñarse en forma simple. Por otro lado el uso de nanopartículas magnéticas (MNPs) en tecnología e ingeniería asociadas a la remediación y el tratamiento de aguas ha ido incrementándose con el paso del tiempo, habiéndose investigado extensamente sus aplicaciones como adsorbentes de contaminantes. Sin embargo, la recuperación, regeneración y reutilización de las MNPs y arcillas una vez usadas constituye un proceso complejo que requiere ser optimizado. Los estudios actuales se orientan en ese sentido, al control de la agregación y estabilidad de los nanoadsorbentes en el medio acuoso, así como también a la capacidad de multifuncionalización. El desarrollo de nuevos adsorbentes híbridos basados en polímeros ha abierto nuevas oportunidades en el campo de la remoción de diversos contaminantes, especialmente aquellos presentes en sistemas acuosos. Entre ellos los hidrogeles constituyen una de las familias más destacadas en áreas biológicas, médicas y tecnológicas y hoy cumplen un rol fundamental en sectores de alto impacto socio-económico. Estos consisten básicamente en un polímero hidrofílico blando y usualmente de bajo costo, que forma una red tridimensional y tiene la capacidad de adsorber una gran cantidad de fluidos sin disolverse. En nuestra plataforma desarrollamos nanomateriales basados en polímeros y diseñamos nuevos sistemas filtrantes polifuncionales, con materiales adsorbentes de estructura rígida, de fácil utilización, resistentes, reutilizables, con propiedades físico-químicas novedosas y con posibilidades de ser transferidos a la sociedad o el medio productivo.Hemos preparado y caracterizado nanopartículas magnéticas (MNPs) de óxidos de hierro recubiertas por ácido poliacrílico (PAA), hidrogeles basadps en polivinilalcohol (PVA) solo y combinado con PAA, en quitosano y en alginato de sodio, solos y reforzados con bentonita (arcilla nacional) natural y modificada, hidrotalcita, MNPs y partículas de carbono en diferentes formatos tales como membranas y perlas. Como resultado, hemos obtenido un abanico de nanomateriales con distintas propiedades y funcionalidades específicas. En todos los casos se ha priorizado la implementación de materias primas y técnicas de obtención de bajo costo y amigables con el medioambiente y procesos simples y de fácil aplicación. Los diferentes materiales desarrollados en la plataforma han probado ser adsorbentes efectivos para colorantes de distinta naturaleza química, metales pesados como el Cadmio y el Arsénico, aniones tales como nitratos y fosfatos, y contaminantes emergentes tales como antibióticos entre otros. La caracterización completa de los sistemas que desarrollamos nos ha permitido establecer una clara correlación materiales-procesamiento-microestructura-propiedades-características de adsorción que nos da la posibilidad de diseñar adsorbentes con propiedades a medida de acuerdo al contaminante y la ventana de operación planteadas.