Síntesis y caracterización de nanocompuestos basados en biopolímeros para la remoción de contaminantes emergentes
El uso creciente de productos farmacéuticos y de cuidado personal ha
generado una presencia significativa de estos compuestos en diversas matrices
de agua a nivel mundial. En México, compuestos como paracetamol, naproxeno,
ibuprofeno, penicilina y sulfametoxazol han sido detectados en cuerpos de agua
superficial y subterránea, así como en efluentes de plantas de tratamiento y
aguas residuales urbanas y hospitalarias. Además de los fármacos, los
contaminantes emergentes comprenden una amplia gama de sustancias, como
pesticidas, hormonas, microplásticos, aditivos industriales y productos de
cuidado personal, cuya presencia en el ambiente no había sido considerada de interés
en el pasado. En conjunto, estos compuestos se denominan contaminantes
emergentes debido a que no están completamente regulados, su detección es
relativamente reciente y pueden representar riesgos potenciales para la salud
humana y los ecosistemas acuáticos.
Un desafío importante asociado a estos compuestos es que los sistemas
convencionales de tratamiento de aguas residuales no están diseñados para su
remoción eficiente, por lo que muchos de ellos permanecen en el efluente final
y se incorporan al ambiente. Esta limitación tecnológica agrava su persistencia
y facilita su acumulación, lo que subraya la necesidad de desarrollar
estrategias más efectivas y sostenibles para su eliminación.
En este contexto, este proyecto consiste en diseñar y desarrollar biopolímeros
químicamente modificados con propiedades útiles para la remoción de
contaminantes emergentes en agua. Para ello, se parte de biopolímeros
comerciales como celulosa, quitosano y lignina, y se adicionan nanopartículas como óxidos de cobre y puntos cuánticos de grafeno para potenciar sus propiedades en la remoción de contaminantes emergentes. Para optimizar las condiciones de
reacción, es necesario realizar un barrido variando parámetros de los distintos
factores que afectan este proceso. Este desarrollo experimental va acompañado
de investigación bibliográfica y desarrollo de técnicas de caracterización
tales como espectroscopia de infrarrojo (IR), microscopía electrónica de
barrido (SEM), calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis
termogravimétrico (TGA), entre otras. Una vez sintetizado el material, se
evalúa su desempeño para la remoción de contaminantes emergentes, enfocado a
fármacos, utilizando espectroscopia de Ultravioleta-visible (UV-vis).El plan de trabajo se organiza en torno a objetivos específicos
orientados al desarrollo de soluciones efectivas para la remoción de
contaminantes emergentes, con énfasis en compuestos farmacéuticos presentes en
aguas residuales.
Responsabilidades principales:
- Investigación bibliográfica. Revisar el estado del arte sobre nanocompositos basados en biopolímeros para la remoción de contaminantes emergentes.
- Proponer el sistema a desarrollar integrado por uno o dos biopolímeros y un tipo de nanopartículas.
- Sintetizar y caracterizar las nanopartículas que se adicionarán al biopolímero.
- Formar los nanocompositos con la matriz biopolimérica.
- Comunicación y divulgación de resultados. Presentar el desarrollo y resultados del proyecto en la Expo Ingeniería (Tec-CEM) y en un congreso nacional.
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elvia.sanchez@tec.mx
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revalorización de desechos
economía circular.
