Investigadoras de la BUAP diseñaron un método que permite adsorber los colorantes y limpiar las aguas residuales de la industria textil, mediante el uso de desechos vegetales orgánicos. De esta manera, contribuyen en la solución de un problema ambiental, ya que en el teñido de telas se utilizan sustancias altamente contaminantes, debido a que son compuestos orgánicos capaces de soportar la degradación microbiana.
Alejandra Alicia Peláez Cid y Ruth Flores Salazar, de la Facultad de Ingeniería, son las investigadoras responsables de este proyecto que consiste en la producción de carbón activado, un adsorbente que se obtiene utilizando como materia prima el tallo de brócoli y la cáscara de tuna.
“Los carbones activados son capaces de retener sobre su superficie diferentes componentes del líquido con el que entran en contacto; en este caso, el colorante se queda adherido a su superficie y así se limpia el agua”, señaló Alejandra Peláez Cid, doctora en Química por la BUAP.
La eficiencia de esta tecnología ha sido probada. A través de un sistema de flujo transportan el agua residual en una columna empacada con el carbón activado y después de 60 minutos es posible comprobar que el colorante ha desaparecido casi en su totalidad.
Una vez que las muestras líquidas están en contacto con el adsorbente, las investigadoras se encargan de medir los niveles de contaminación mediante un parámetro denominado Demanda Química de Oxígeno (DQO). Entre más altos son los niveles de DQO significa que el fluido está más contaminado. En laboratorio, las investigadoras trabajaron con una muestra cuyo valor de DQO era de 9 mil 724 miligramos por litro (mg/L). Tras ser tratada, primero por un proceso físico-químico llamado coagulación-floculación, y después con el carbón de tallo de brócoli, el nuevo valor de DQO obtenido fue de 654 mg/L, lo que significa que hubo una reducción del 93 por ciento de la carga orgánica presente.
La investigadora precisó que no siempre es necesaria la combinación de las dos técnicas de tratamiento, pues los carbones activados producidos a partir del tallo de brócoli y la cáscara de tuna son capaces de eliminar casi completamente el colorante, cuando los efluentes textiles son tratados mediante sistemas estáticos.
Algunas empresas textiles llevan a cabo la coagulación-floculación para el tratamiento de sus efluentes. Sin embargo, dijo, “con esta técnica no se logra eliminar completamente el colorante, fue por eso que diseñamos los carbones activados para que las muestras estuvieran libres de contaminantes y pudiéramos garantizar la calidad del agua residual tratada”.
Agregó que “gracias a nuestro método conseguimos darle un uso a aquellos residuos alimenticios que normalmente son tirados a la basura y transformarlos en materia prima, que ayuda a resolver un problema que se genera con el proceso de teñido en la industria textil, al descontaminar sus efluentes”.
Al realizarse una comparación con dos carbones comerciales existentes, se apreció que los adsorbentes desarrollados por las investigadoras Alejandra Alicia Peláez Cid y Ruth Flores Salazar tienen una mayor efectividad, un costo mucho menor y un valor ambiental, pues al ser producidos a partir de residuos orgánicos no dañan el ecosistema.
Obtención de los carbones y registro de patente
Para obtener los adsorbentes, las investigadoras primero deshidratan el tallo del brócoli y la cáscara de tuna; luego son molidos, cada uno por separado, y se someten a un tratamiento de activación química, para generar una superficie específica alta; finalmente, se calcinan hasta obtener el carbón activado.
Una vez que los colorantes se han adherido a la superficie del adsorbente éste se pone a secar nuevamente, para ser confinado y desechado, o bien puede ser sometido a un proceso de combustión para obtener energía, por lo que tiene un doble beneficio.
La determinación de usar estos residuos se debe a que cuentan con las propiedades para generar carbón activado, ya que en el caso de la tuna la cáscara representa el 42 por ciento de su totalidad y el tallo de brócoli tiene mejores capacidades de adsorción.
La doctora Peláez Cid consideró que con el uso de estos carbones, la industria textil tendría la capacidad de reutilizar el agua para sus procesos de teñido, una vez que ha sido purificada, y de este modo se evitaría la contaminación de los ríos.
El equipo de investigación de la BUAP contó con el apoyo de la doctora Ana María Herrera González, responsable del Laboratorio de Polímeros del área de Ciencias de la Tierra y Materiales, de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, quien caracterizó los adsorbentes para determinar el más apropiado en la eliminación de colorantes específicos.
Debido a su innovación tecnológica, existen dos registros de solicitud de patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI), uno para el tallo de brócoli y otro para la cáscara de tuna, los cuales cuentan con los números MX/a/2015/005978 y MX/a/2014/013828, respectivamente.