Con una investigación que busca eliminar los colorantes de la industria textil, en particular el denominado índigo carmín –ampliamente utilizado en el teñido de mezclilla– la investigadora Violeta Lugo Lugo y la alumna Deyanira Granados Martínez, de la Unidad Lerma de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), respectivamente, obtuvieron el segundo lugar en el área de ingeniería de la Feria de Ciencias e Ingenierías del Estado de México (FECIEM) 2018.

El estudio propone la remoción de esa molécula orgánica mediante un sistema electroquímico de naturaleza galvánica, que no necesita energía para funcionar, utilizando hierro y residuos grafíticos que fueron modificados con óxido de grafeno. Ese procedimiento se utilizó en conjunto con peróxido de hidrógeno para favorecer la oxidación de la molécula a través de la clásica reacción Fenton, proponiendo así un método electroquímico de oxidación más sustentable denominado galvano-Fenton por la doctora Lugo Lugo.

El trabajo Residuos grafíticos modificados con óxido de grafeno para la degradación de colorantes de la industria textil fue seleccionado de entre más de 200 proyectos por el Consejo Mexiquense de Ciencia y Tecnología para el citado concurso anual, luego de superar tres etapas de evaluación emprendidas por el organismo, un proceso que inició con la inscripción original de 450 iniciativas.

Los resultados mostraron que el proceso desarrollado para eliminar estos contaminantes es altamente eficaz, pues al utilizar residuos grafíticos modificados pueden obtenerse porcentajes altos de decoloración y mineralización mayores al 99 y 75 por ciento, en ese orden, aun tratándose de altas concentraciones en tiempos menores a 30 minutos.

Por ejemplo, “en nuestro procedimiento tenemos registrados porcentajes de remoción de colorante de entre 98 y 99 por ciento, el cual es alto en comparación con otras soluciones que reportan entre 80 y 90 por ciento las más altas”, dijo la investigadora del Departamento de Recursos de la Tierra.

A esto se añade la rapidez del proceso que limpia mil miligramos en una hora y en concentraciones bajas lo realiza hasta en dos minutos; “los biológicos tardan diez días, nosotros hablamos de minutos y sobresale que también es de bajo costo, alrededor de 10 pesos el litro, de las pruebas que realizamos en el laboratorio”.

El estudio indaga por otra parte los problemas generados por la industria de electrodomésticos, ya que “en sus procedimientos al cortar y dar forma a los carbones que utilizan en los motores de sus enseres se produce polvo de grafito, el cual es tóxico y representa costos altos de logística en su manejo”, apuntó en entrevista la investigadora.

Por lo que “decidimos tomar los residuos de una empresa de ese sector que se dedica al sintetizado de carbones, con el objetivo de buscar una opción, esta vez aplicándolo al tratamiento de colorantes textiles y lo acondicionamos para modificarlo con grafeno, un material novedoso que fue sintetizado en el laboratorio de la Universidad porque su costo en el mercado todavía es elevado”.

De este modo lograron incrementar la reacción sobre los residuos de grafito y “observamos que el material modificado funcionó mejor, ya que se utilizó menos peróxido para obtener una mayor mineralización del colorante”.

Granados Martínez comentó que “la obtención de grafeno en nuestros laboratorios también es un logro relevante para el avance de la ciencia y la tecnología de México, ya que en el país sólo dos empresas lo producen y es caro, además estamos buscando técnicas cada vez más eficientes, baratas y seguras para producirlo”, en colaboración con el doctor Yuri Reyes Mercado, también académico de la Unidad Lerma.

Además este procedimiento puede utilizarse para degradar cualquier tipo de materia orgánica no biodegradable, por ejemplo, herbicidas o fármacos –moléculas que permanecen mucho más tiempo en el medioambiente, las cuales si se acumulan pueden ser tóxicas– sustancias emergentes que no pueden ser manejadas en forma eficiente en plantas de tratamiento, ya que la mayoría “sólo cuenta con procedimientos biológicos que no eliminan estos contaminantes y pueden afectar a los organismos acuáticos y la población”.

Resulta “imprescindible destruir esos contaminantes usando técnicas novedosas porque los tratamientos biológicos ya no son suficientes y hemos descubierto que podemos utilizar en conjunto otras que son más sencillas, baratas y eficientes”, puntualizó la estudiante del cuarto trimestre de la Licenciatura en Ingeniería en Recursos Hídricos.

La doctora Lugo Lugo explicó que esto podría escalarse, pero hasta el momento sólo se han aplicado pruebas de laboratorio y está trabajando en el diseño de esquemas que puedan acoplarse o complementar los tratamientos biológicos ya existentes.

“Tuvimos resultados muy buenos y superaron nuestras expectativas, ahora han surgido líneas de investigación que aún estamos por explorar en el desarrollo de reactores galvánicos, la optimización en el procedimiento y la aplicación en situaciones reales, ya que intervienen muchas otras moléculas en un agua residual real.

“No es la primera vez que la universidad participa en dicho concurso, ya hemos obtenido primeros lugares anteriormente y creo que tenemos una responsabilidad para que la institución crezca y se dé a conocer en el Valle de Toluca y el Estado de México”, finalizaron.