Doctorado en Ciencias con mención en Física

DISEÑAR Y DESARROLLAR UN SISTEMA DE POTABILIZACIÓN PARA MITIGAR LOS CONTAMINANTES EN AGUA DE RIO (SINTÉTICA) BASADO EN PROCESOS COMBINADOS DE ELECTROCOAGULACIÓN Y FOTOCATÁLISIS AUTOSOSTENIBLE CON ENERGÍA SOLAR. Proveer el acceso de agua potable, limpia, sin impureza ni presencia de microorganismos patógenos es uno de los mayores retos en la sociedad, donde la crisis global del agua ha emergido como uno de los desafíos más apremiantes del siglo XXI, afectando a comunidades en todo el mundo, amenazando la salud pública. La contaminación del agua de ríos ha generando una creciente necesidad de abordar eficazmente la presencia de contaminantes y garantizar la disponibilidad de agua potable de calidad. La importancia de la potabilización del agua se vuelve aún más crítica en el contexto de los recursos fluviales, que actúan como fuentes vitales para el abastecimiento de agua en muchas regiones del mundo. Esta propuesta explora una vía innovadora y sostenible para enfrentar este desafío mediante el diseño y desarrollo de un sistema de potabilización basado en procesos combinados de electrocoagulación y fotocatálisis. Los objetivos: • Determinar los parámetros operativos para el proceso de electrocoagulación, que son: densidad de corriente, tiempo de electrocoagulación, efecto del pH, electrodos, tamaño de los electrodos, concentración de la solución conductora, conductividad, turbidez; para así evaluar los porcentajes de remoción de la carga de los contaminantes. • Sintetizar nanoestructuras a base de dióxido de titanio TiO2 soportadas sobre sustratos de borosilicato, caracterizando las propiedades morfológicas y estructurales de las nanoestructuras obtenidas. • Evaluar la actividad fotocatalítica de las nanopartículas de dióxido de titanio TiO2 frente a arsénico, tres cepas bacterianas y clorofenol. • Diseñar y desarrollar un sistema de potabilización de aguas de ríos integrando los procesos de electrocoagulación y fotocatálisis proponiendo su sostenibilidad con energía solar. La primera parte de esta propuesta es la electrocoagulación (EC), un proceso innovador que utiliza corriente eléctrica para eliminar contaminantes mediante procesos de coagulación-floculación inducidos por Al+3 y OH- electrogenerados. Este método ofrece la ventaja de ser eficaz en la eliminación de materiales en suspensión, sólidos disueltos y microorganismos presentes en el agua, abordando así diversas fuentes de contaminación. La elección de la electrocoagulación como componente clave de nuestro sistema busca maximizar la eficiencia en la eliminación de contaminantes, sentando las bases para un enfoque integral. La segunda parte fundamental es la fotocatálisis, específicamente utilizando dióxido de titanio (TiO2) siendo la fotocatálisis una tecnología avanzada de oxidación que aprovecha la radiación ultra violeta (UVA), descompone los contaminantes presentes en el agua en compuestos menos nocivos y también desinfecta al eliminar bacterias y virus. Este proceso complementa la electrocoagulación al abordar contaminantes específicos que pueden persistir después del primer tratamiento, asegurando así un resultado final de agua potable. La combinación de la electrocoagulación con fotocatálisis contribuirá al desarrollo de sistemas alimentados por energía solar al emplear fotoceldas para generar electricidad (que alimenta el proceso de electrocoagulación), y la fracción UVA para activar los fotocatalizadores. Un sistema que permita potabilizar el agua de rio de forma autosostenible brindara sostenibilidad y conservación del medio ambiente en: la conservación de recursos hídricos; promoviendo prácticas más sostenibles; mejorando la calidad del agua, donde las poblaciones tendrían acceso a agua segura. Esta propuesta de investigación busca desarrollar un sistema de descontaminación de agua robusto, que aborda la problemática de la contaminación de ríos, buscando disminuir le nivel de contaminación haciéndola apta para consumo humano.

GARCIA AVELINO ,PILAR AMALIA