Desarrollo de materiales económicos para la depuración de aguas residuales

02/04/2024

El Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) ha llevado a cabo una investigación que involucra la creación de materiales carbonosos a partir de sólidos generados mediante el proceso de carbonización hidrotermal (HTC, por sus siglas en inglés, Hydrothermal Carbonization) de residuos orgánicos. La HTC es una técnica térmica que convierte la materia orgánica en materiales carbonosos bajo altas temperaturas y presiones en presencia de agua. Durante este procedimiento, los compuestos orgánicos se descomponen, originando un residuo carbonoso conocido como hidrochar, con propiedades similares al carbón y diversas aplicaciones posibles. Isabel Pariente, investigadora del grupo GIQA y coautora del artículo en Catalysis Today, explica que, para lograr una estructura porosa altamente desarrollada en estos materiales, se requieren procesos de activación física y química a elevada temperatura.

En este estudio, se utilizó un hidrochar obtenido de lodos de digestión anaerobia, un proceso microbiano de descomposición de materiales biodegradables sin oxígeno, proveniente de una planta de tratamiento de aguas residuales. La generación de un efluente acuoso durante la HTC, potencialmente tóxico, requiere un tratamiento adecuado. Se propuso un proceso de oxidación húmeda catalítica para abordar este problema. Durante este proceso, se forman radicales libres, como los radicales hidroxilos, altamente reactivos y eficientes en la degradación de la materia orgánica en los efluentes. Los catalizadores carbonosos, como el hidrochar, mejoran la eficiencia al proporcionar centros activos para la adsorción y la generación de radicales libres, siendo opciones atractivas por su sostenibilidad.

Los resultados indican que estos materiales de bajo coste pueden ser prometedores para el tratamiento de efluentes de HTC, cerrando así el ciclo hacia una economía circular. Esta investigación forma parte del proyecto UPGRES, que busca integrar diversas transformaciones mediante rutas biotecnológicas, termoquímicas y catalíticas, incluyendo tecnologías innovadoras como la producción de microalgas o la carbonización hidrotérmica. Además, el proyecto aborda la descontaminación de efluentes finales mediante procesos basados en la oxidación para minimizar el impacto ambiental.