Síntesis de hidrogeles y adsorbentes dopados con magnetita para la eliminación de colorantes y metales pesados de efluentes medioambientalmente relevantes y su potencial aplicación

El uso de adsorbentes comerciales ha demostrado ser eficaz en la eliminación de contaminantes tóxicos prioritarios, como metales pesados, compuestos farmacéuticos y sustancias perfluoroalquiladas, presentes en efluentes industriales, aguas residuales y cuerpos de agua. Asimismo, los hidrogeles usados como adsorbentes han mostrado efectividad en la remoción de colorantes tóxicos. Sin embargo, las materias primas empleadas en la fabricación de estos adsorbentes e hidrogeles no siempre son ambientalmente sostenibles. Esta limitación ha impulsado la necesidad de buscar alternativas más ecológicas. En este sentido, los residuos agroindustriales orgánicos, como cáscaras de maní, palta, hojas de mango o cáscaras de papa, se presentan como una opción prometedora para reemplazar las materias primas convencionales en la producción de adsorbentes e hidrogeles, contribuyendo a la promoción de una economía circular. Este estudio se enfoca en la preparación de adsorbentes carbonosos e hidrogeles a partir de biorresiduos. En el caso de los hidrogeles, se emplea un proceso de hidrólisis de los biorresiduos, lo cual permite extraer compuestos como almidones y celulosa. Los adsorbentes obtenidos serán caracterizados mediante técnicas avanzadas, tales como microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) para analizar su estructura, isotermas de adsorción (BET) para determinar el área superficial, difracción de rayos X (DRX) para estudiar su grado de cristalización, y medición del pH en el punto de carga cero (potencial zeta) para evaluar sus propiedades de carga. Además, los materiales preparados se doparán con magnetita, empleando un método de coprecipitación química, con el fin de mejorar su capacidad adsorbente. Los materiales preparados, tanto en su forma original como dopados con magnetita, serán evaluados en la eliminación de contaminantes orgánicos, como colorantes (azul de metileno, cristal violeta y rodamina B) y metales tóxicos, como el arsénico. Las pruebas se realizarán en agua ultrapura y en tres matrices acuosas reales relevantes, con el fin de determinar la efectividad de los adsorbentes en condiciones más representativas de la realidad ambiental. Además, se optimizará el proceso de eliminación mediante la evaluación de la temperatura, dosis del contaminante, dosis del adsorbente y pH. Este enfoque contribuye a la búsqueda de soluciones sostenibles para la descontaminación de aguas, alineándose con los principios de la economía circular.