Evaluación de la factibilidad técnica de la fotocatálisis heterogénea en el tratamiento de aguas residuales de la industria alimentaria.

Abstract

Gran parte de las actividades humanas que hoy se desarrollan utilizan agua, que posteriormente generan aguas residuales. Estas han ido en aumento a causa del crecimiento de la población, la economía y el consumo energético, siendo las actividades industriales una de las mayores responsables de la generación de las aguas residuales. Estas aguas residuales, han generado no solo problemas en la salud humana, sino además en los ecosistemas afectando directamente a la economía Las industrias en general, pero principalmente las industrias asociadas a los alimentos, tienen un consumo de grandes cantidades de volúmenes de agua, las que posteriormente son eliminadas con una elevada carga de contaminantes, los cuales son básicamente contaminantes orgánicos. Entre estos contaminantes se destacan los colorantes o tintes (Tartrazina, Rojo Allura, Azul Brillante, Negro Brillante, etc), que son aditivos alimentarios ampliamente utilizados para uniformar y restaurar el color en los alimentos, bebidas y jugos, entre otros productos. Los colorantes han generado un interés debido a sus repercusiones en el medio ambiente, ya que son altamente visibles, lo cual afecta la estética, transparencia y solubilidad de los cuerpos de agua. Por si fuera poco, si estos elementos llegan al mar, ríos o lagos, entre otros, pueden absorber la luz que ingresa al agua interfiriendo en el crecimiento de las especies acuáticas y dificultando la fotosíntesis, lo que reduce el oxígeno disuelto en el agua. También, tienen efectos agudos o crónicos en los organismos dependiendo de la concentración y el tiempo de exposición. La regulación de estos contaminantes es escasa, debido a que no existe un método unificado de cómo cuantificar sus concentraciones, lo que conlleva a limitaciones analíticas que impiden especificar un criterio de calidad ambiental. Por este motivo, los países que fiscalizan la presencia de colorantes en las aguas residuales tienen distintos parámetros en sus normativas.Algunos países como Colombia, Brasil y los países de la Unión Europea tienen actualmente normativas ambientales que regulan la presencia de colorantes en las aguas residuales, sin embargo, en Chile aún no existe una regulación de este tipo. En base a los impactos ambientales y al daño a la salud de los seres vivos, que los tintes pueden producir, es necesario desarrollar nuevas tecnologías que permitan eliminar contaminantes presentes en las aguas residuales e implementar nuevas normas institucionales que regularicen la gestión. Actualmente, el tratamiento de las aguas residuales, en la mayoría de los países, siguen las etapas de pretratamiento, tratamiento primario y secundario, para la descontaminación de sus aguas. No obstante, los contaminantes orgánicos, como los colorantes, no pueden ser eliminados mediante estos tratamientos. Por esta razón, es esencial implementar un tratamiento terciario mediante tecnologías no convencionales, que permitan la degradación de estos compuestos. La fotocatálisis heterogénea es una alternativa de tratamiento terciario que posee una alta efectividad para la oxidación de materia orgánica. Este proceso, se lleva a cabo empleando un catalizador sólido, el cual es activado mediante la excitación electrónica al incidir sobre él radiación luminosa de un determinado contenido energético. Además, este proceso opera a temperatura ambiente y presión atmosférica, ahorrando costos operacionales. A su vez, su alta eficiencia permite degradar una gran cantidad de compuestos, incluso aquellos que no son biodegradables. También, mediante la fotocatálisis es posible degradar incluso mezclas de contaminantes. Sin embargo, el uso de lámparas como fuente de irradiación ha sido una de sus limitantes para promover su implementación a mayor escala, ya que incrementan los costos del proceso. No fue sino hasta los años 80, que se comenzaron a desarrollar fotoreactores que utilizan radiación solar como una solución para este problema, minimizando notoriamente el consumo energético y dando paso a la implementación de esta tecnología a grandes escalas.