Analizan técnicas para tratar las aguas contaminadas

Oaxaca, México.- Investigadores de la Facultad de Química (FQ) de la UNAM, encabezados por el integrante del Departamento de Química Analítica, José Luz González Chávez, trabajan en el uso del quitosano como sorbente para limpiar volúmenes de agua y efluentes industriales.

Los sorbentes –entre los que se incluyen polímeros entrecruzados, como hidrogeles y criogeles–, explicó el investigador, son elementos con capacidad para captar contaminantes, y con base en ellos, se desarrollan técnicas en esta entidad, en colaboración con el Instituto Tecnológico de Toluca, para tratar distintos elementos presentes en el agua.

El quitosano, señaló González Chávez, es un polisacárido presente en estado natural en las paredes celulares de algunos hongos y en los exoesqueletos de los crustáceos.

Este elemento se ha convertido en un material ampliamente estudiado como biosorbente, por presentar características como ser biodegradable, no tóxico, además de ser el segundo polímero natural más abundante, después de la celulosa. De hecho, hay investigaciones que lo confirman como un excelente adsorbente, con una gran afinidad por los iones metálicos.

José Luz González dijo que uno de los nuevos procesos utilizados para eliminar metales es la biosorción, donde materiales poliméricos de origen natural son usados como adsorbentes para la remoción de algunos iones metálicos en agua y efluentes industriales.

Es el caso del quitosano, puede obtenerse de manera económica pues se asienta en el exoesqueleto o esqueleto externo contiguo que recubre toda la superficie de animales como arácnidos, insectos, crustáceos, miriápodos y otros grupos relacionados; ahí cumple una función protectora y de respiración, y otra mecánica, además proporciona el sostén necesario para la eficacia del aparato muscular, detalló.

En algunos casos, el exoesqueleto aparece calcificado, reforzado por la aparición de carbonato cálcico, algo que sucede con crustáceos como cangrejos y langostas. Es biodegradable y fácil de moldear, similar en fuerza y dureza a una aleación de aluminio, pero con la mitad de peso. De este modo, adelantó el universitario, podría ofrecer amplias ventajas como biosorbente.

González estudia la biosorción desde 1997 y ha colaborado con las universidades Complutense de Madrid y Autónoma del Estado de México, y hoy día con el Instituto Tecnológico de Toluca, específicamente con el grupo de Beatriz García Gaitán, que trabaja con materiales poliméricos, algunos de ellos a base de quitosano (hidrogeles y criogeles), desde hace más de siete años.

“Para la síntesis de biosorbentes hemos analizado arcillas, desechos agrícolas, biomasa, resina y polímeros, entre otros. El quitosano se ha convertido en un material ampliamente estudiado como biosorbente”, detalló.

Solo o combinado con otros polímeros naturales o sintéticos, ya ha sido utilizado como materia prima para la síntesis de hidrogeles en forma de esferas, polvos y películas, y su uso como sorbente de metales ha mostrado ser eficiente.

El grupo de trabajo ha realizado investigaciones con el quitosano y otros materiales para sintetizar hidrogeles en forma de esferas para la sorción de iones metálicos como el cobre y el cadmio, con buenos resultados. Similares avances se han obtenido con estos materiales sorbentes, pero en forma de criogeles.

Sorbentes

En la conferencia Remoción de contaminantes con diferentes sorbentes, González Chávez refirió que los métodos convencionales para el tratamiento de efluentes incluyen procedimientos como precipitación, electrodepositación, intercambio iónico, ósmosis inversa, filtración, sedimentación, flotación iónica y, en los últimos años, la sorción.

Esta última, explicó, es una propiedad mediante la cual ciertos sólidos captan determinados contaminantes de una disolución, y los concentra en su superficie. Incluye procesos como adsorción, absorción, intercambio iónico, microprecipitación, interacción electrostática, formación de complejos y atrapamiento mecánico.

Hay diferentes tipos de sorbentes (elementos con capacidad para la sorción) como carbón activado, minerales, zeolitas, resinas de intercambio iónico, biosorbentes (biomasas) y polímeros entrecruzados, entre otros.

La utilización de estos métodos es urgente, debido a que el agua incorpora cada vez más contaminantes, como materia orgánica, hidrocarburos, desperdicios industriales, metales pesados, colorantes, plaguicidas, productos químicos domésticos y desechos radioactivos.