Síntesis de partículas ultrafinas y nanopartículas a partir de corteza de pino (Pinus patula) para la remoción de cromo hexavalente (Cr (vi)) en aguas contaminadas

Abstract

El presente proyecto se enfoca en la síntesis nanopartículas a partir de la corteza de pino (Pinus patula) con el fin de remover cromo hexavalente de aguas contaminadas mediante procesos de adsorción. Teniendo en cuenta la problemática actual sobre contaminación de fuentes hídricas con metales pesados, se requieren nuevas tecnologías que permitan hacer frente a este tipo de situaciones. A partir de estudios previos donde se logra la biorremediación de aguas contaminadas con cromo, surge la idea de optimizar estos procesos mediante la conversión del material usado a tamaños nanométricos. Debido a que las cortezas y maderas de diferentes especies de árboles han demostrado tener capacidades adsortivas, se decidió utilizar la corteza de pino patula para el desarrollo del proyecto. Una vez obtenido el material, este pasó por una serie de procesos que incluyeron el lavado y secado, trituración, filtración, caracterización y molienda que permitieron llevarlo hasta tamaños micrométricos (con presencia de partículas nanométricas) y con las características necesarias para el tratamiento de aguas con cromo. El material sintetizado, se utilizó en pruebas de adsorción con el fin de determinar la viabilidad y éxito del proyecto, así como las dosis óptimas para el tratamiento de estas aguas. Se tomó como concentración base una que asemejara las condiciones del Río Bogotá, en cuyas aguas las concentraciones de cromo hexavalente disuelto son bastante elevadas. Para ello se hicieron experimentos a diferentes dosis de contaminante y se realizaron las respectivas curvas de rendimiento. El cromo se midió mediante colorimetría para la cual se construyeron las curvas de calibración correspondientes. Se pudo concluir que la corteza de pino es un excelente adsorbente para remover cromo del agua, ya que casi la totalidad de los casos presentaron tasas de remoción superiores al 90%. Se recomienda seguir investigando sobre las propiedades adsortivas de este material para este y otros metales.

The present project focuses on the synthesis of ultrafine particles and nanoparticles from the pine bark (Pinus patula) in order to remove hexavalent chromium from contaminated waters by adsorption processes. Taking into account the current problems of contamination of water sources with heavy metals, new technologies are required to deal with this type of situation. From previous studies where the bioremediation of contaminated water with chromium is achieved, the idea of optimizing these processes by converting the material used to nanometric sizes arises. Because the bark and wood of different tree species have been shown to have adsorptive capacities, it was decided to use the patula pine bark for the development of the project. Once the material was obtained, it went through a series of processes that included washing and drying, crushing, filtering, characterization and grinding that allowed it to be taken to micrometric sizes (with the presence of nanometric particles) and with the necessary characteristics for water treatment with chromium. The synthesized material was used in adsorption tests in order to determine the feasibility and success of the project, as well as the optimal doses for the treatment of these waters. A base concentration was taken that resembled the conditions of the Bogotá River, in whose waters the dissolved hexavalent chromium concentrations are quite high. To this end, experiments were carried out at different doses of contaminants and the respective yield curves were made. The chromium was measured by colorimetry for which the corresponding calibration curves were constructed. From the experiments, it was concluded that the pine bark is an excellent adsorbent to remove chromium from the water, since almost all of the cases showed removal rates higher than 90%. Finally, it is recommended to continue investigating the adsorptive properties of this material for this and other metals.