Doctorado en Ciencias con mención en Química

Degradación de fármacos en aguas mediante el proceso foto-Fenton heterogéneo usando minerales de hierro naturales y polifenoles (como agente quelante) provenientes de residuos sólidos orgánicos de Perú La presencia de compuestos farmacéuticos activos (PhACs) en cuerpos hídricos representa un riesgo considerable para el medio ambiente y la salud pública debido a su persistencia, bioacumulación y potencial toxicidad para organismos acuáticos y seres humanos. Los métodos convencionales de tratamiento de aguas residuales no logran eliminar completamente estos compuestos. En este contexto, el presente proyecto de investigación propone del proceso foto-Fenton heterogéneo destacando el uso de minerales de hierro naturales extraídos de yacimientos mineros, como catalizadores, así como la utilización de polifenoles obtenidos de residuos sólidos orgánicos locales (como las cáscaras de pitahaya) como agentes quelantes, para la degradación de compuestos farmacéuticos activos en soluciones acuosa y fase heterogénea. La metodología contempla la conminución de los óxidos de hierro y la clasificación granulométrica de mallas valoradas, así como su caracterización fisicoquímica y estructural mediante técnicas avanzadas como microscopía electrónica de barrido acoplada a espectroscopía de energía dispersiva (SEM-EDS), fluorescencia de rayos X (XRF), difracción de rayos X (XRD), espectroscopía de fotoelectrones inducidos por rayos X (XPS), espectroscopía de reflectancia difusa (DRS), análisis de área superficial (BET) y determinación del pH del punto de carga cero (pHPZC). Asimismo, se realizará la caracterización de los polifenoles presentes en la cáscara de pitahaya mediante espectrofotometría UV-Vis, utilizando el método colorimétrico de Folin-Ciocalteu (760 nm). La cuantificación de la degradación de los PhACs se llevará a cabo mediante cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC). Luego, mediante un diseño Factorial completo y análisis de superficie de respuesta se optimizarán las condiciones operativas del proceso foto-Fenton heterogéneo como dosis del catalizador (óxidos de hierro naturales), dosis del oxidante (H2O2) y dosis del agente quelante (polifenoles totales a partir de residuos sólidos) en condiciones de aguas sintéticas para su evaluación en la degradación simultánea de los fármacos, utilizando como moléculas modelos la carbamazepina, sulfametoxasol, acetaminofén y diclofenaco. Finalmente, caracterizado y optimizado el proceso foto-Fenton heterogéneo con la adición del ligante, se realizarán pruebas en aguas residuales reales (efluentes) con el fin de evaluar la efectividad del proceso en la degradación de los fármacos presentes. La determinación de los fármacos en condiciones reales se realizará en un laboratorio especializado mediante cromatografía líquida acoplado a espectrómetro de masas en modo tándem (LC-MS/MS). Este enfoque innovador busca superar las limitaciones de los tratamientos convencionales, ofreciendo una alternativa técnica capaz de degradar eficientemente compuestos farmacéuticos persistentes bajo condiciones de pH cercanas a la neutralidad, propias de aguas residuales urbanas. Finalmente, la propuesta se alinea con principios fundamentales de la economía circular y química verde.

GARCIA LEIVA ,BRUNO