Bionanoremediadores para el tratamiento de aguas contaminadas con U y Li, a base de alginato de sodio y arcillas naturales

MÓNICA ALEJANDRA MORANT; MARIO HUMBERTO RODRIGUEZ; MARIO D. NINAGO

Congreso; 1º CONGRESO PROVINCIAL INTERUNIVERSITARIO DE I + D + i; 2021

El impacto que producen los procesos industriales sobre los recursos naturales ha generado en las últimas décadas políticas enfocadas al cuidado del medioambiente, impulsando el desarrollo de nuevos materiales capaces de ser utilizados en diversos sectores industriales. Uno de los campos científicos que puede contribuir a este fin, es el desarrollo de materiales compuestos estructurados funcionales. Particularmente, los polímeros naturales han formado parte de distintos procesos que involucran fenómenos usados para la remoción de iones contaminantes. El uso de arcillas, representa una alternativa promisoria en procesos de remediación de efluentes líquidos debido a su inocuidad y amplia disponibilidad. Sin embargo, su principal desventaja radica en la formación de suspensiones extremadamente estables al entrar en contacto con soluciones acuosas, que dificultan su separación y recuperación. En este contexto, el uso de bentonitas entrampadas dentro de redes tridimensionales que posean tamaños milimétricos, surge como una alternativa promisoria para la remediación de efluentes líquidos facilitando además su reúso y recuperación.El objetivo de este trabajo consiste en utilizar recursos minerales argentinos para el desarrollo de bionanocompuestos a base de alginato de sodio como matriz biodegradable y arcillas naturales como relleno. Asimismo, serán evaluadas las mejores capacidades de adsorción de óxidos de metales, y/o colorantes contenidos en soluciones testigos, a fin de cuantificar la capacidad final del biomaterial desarrollado.Mediante Difracción de Rayos X, se determinó que las bentonitas usadas para desarrollar los bionanocompuestos están formadas principalmente por montmorillonita, con impurezas de cuarzo y holandita. Los ensayos de Difracción Laser evidenciaron una distribución bimodal de tamaños de partículas promedio de ~39,8 μm y ~5,5 μm, respectivamente. Por otra parte, se obtuvieron hidrogeles de alginato de calcio y alginato de calcio/bentonita por la técnica de gelación externa, a partir de soluciones acuosas de alginato de sodio al 5% (m/v) con 5 y 10% (m/m) de carga mineral, empleando una solución de CaCl2 como agente químico de entrecruzamiento. A partir de ensayos de compresión y análisis de perfil de textura (TPA), se evaluó el desempeño mecánico de los bionanocompuestos. Los hidrogeles con 10% de bentonita presentaron una dureza 1,9 veces mayor que la calculada en el hidrogel de alginato de calcio, evidenciando el efecto reforzante del relleno mineral. Asimismo, ensayos de espectroscopia infrarroja y microscopía electrónica de barrido, confirmaron la presencia de bandas asociadas a grupos funcionales presentes en la bentonita dentro de la matriz de alginato de calcio, como también, aglomerados de bentonita dentro del hidrogel. Finalmente, mediante ensayos de absorción en batch, empleando como contaminante modelo una solución de azul de metileno, se determinó que los bionaocompuestos con 5% y 10 % de relleno, fueron capaces de remover luego de 32 horas de contacto el 99,1% y 99,5%, respectivamente; evidenciando la efectividad de los materiales obtenidos para remover iones presentes en soluciones acuosas.