La industria petrolera genera grandes cantidades de efluentes emulsionados; el uso de biopolímeros que puedan desestabilizar estas emulsiones y clarificar el agua para su posterior volcado resulta una alternativa tecnológica importante. Quitosano (QS) es un polisacárido lineal que se obtiene de desechos sólidos de la industria pesquera. Es un biopolímero no-tóxico, biodegradable y presenta grupos amino libres que le confieren un carácter de poli-electrolito catiónico natural, ideal para generar la floculación/coagulación en emulsiones estables. Los objetivos de este trabajo son: (a) estudiar la acción del QS para la clarificación de efluentes emulsionados, (b) analizar en un sistema modelo de efluente con petróleo, agua y un tensioactivo aniónico biodegradable (dodecil sulfato de sodio, SDS), la turbidez residual (%TR) de la fase acuosa en función de la dosis de QS, (c) describir el fenómeno de la desestabilización de emulsiones utilizando distintas técnicas como: mediciones de %TR, demanda química de oxígeno, mediciones ópticas (Turbiscan) y potencial zeta, (d) aplicar la metodología de superficie de respuesta (MSR) para predecir el punto óptimo de clarificado a partir de la dosis de QS y concentración de SDS. Las emulsiones estables se prepararon con crudo de petróleo y SDS; la MSR se aplicó utilizando un modelo central compuesto. Se midió el %TR variando la concentración de SDS (rango inferior a la concentración micelar crítica, 2.09-4.9 mM) y dosis de QS (0,247-1,429 g/L). Los resultados obtenidos indican que el QS es un potente agente desestabilizador de acción rápida (<3hrs) y una opción sustentable para el tratamiento de efluentes. | Fil: Perez Calderon, John Freddy. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentina | Fil: Santos, Maria Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales. Universidad Nacional del Comahue. Instituto Andino Patagónico de Tecnologías Biológicas y Geoambientales.; Argentina | Fil: Zaritzky, Noemi Elisabet. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentina

La industria petrolera genera grandes cantidades de efluentes emulsionados; el uso de biopolímeros que puedan desestabilizar estas emulsiones y clarificar el agua para su posterior volcado resulta una alternativa tecnológica importante. Quitosano (QS) es un polisacárido lineal que se obtiene de desechos sólidos de la industria pesquera. Es un biopolímero no-tóxico, biodegradable y presenta grupos amino libres que le confieren un carácter de poli-electrolito catiónico natural, ideal para generar la floculación/coagulación en emulsiones estables. Los objetivos de este trabajo son: (a) estudiar la acción del QS para la clarificación de efluentes emulsionados, (b) analizar en un sistema modelo de efluente con petróleo, agua y un tensioactivo aniónico biodegradable (dodecil sulfato de sodio, SDS), la turbidez residual (%TR) de la fase acuosa en función de la dosis de QS, (c) describir el fenómeno de la desestabilización de emulsiones utilizando distintas técnicas como: mediciones de %TR, demanda química de oxígeno, mediciones ópticas (Turbiscan) y potencial zeta, (d) aplicar la metodología de superficie de respuesta (MSR) para predecir el punto óptimo de clarificado a partir de la dosis de QS y concentración de SDS. Las emulsiones estables se prepararon con crudo de petróleo y SDS; la MSR se aplicó utilizando un modelo central compuesto. Se midió el %TR variando la concentración de SDS (rango inferior a la concentración micelar crítica, 2.09-4.9 mM) y dosis de QS (0,247-1,429 g/L). Los resultados obtenidos indican que el QS es un potente agente desestabilizador de acción rápida (<3hrs) y una opción sustentable para el tratamiento de efluentes. | Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos

La contaminación con Arsénico en aguas subterráneas puede ser provocada tanto por procesos naturales geológicos como por actividades antropogénicas. En Argentina, este contaminante se encuentra distribuido en diferentes áreas de la Puna y la Llanura Chaco- Pampeana. En agua subterránea el As inorgánico puede presentarse como Arsenito (As(III)) y Arseniato (As(V)), en forma individual o conjunta. As(III) es más tóxico y difícil de remover que As(V), por ello en los tratamientos convencionales para aguas se suele realizar la oxidación de As(III) a As(V). El estado de oxidación del As, y por lo tanto su movilidad, están controlados fundamentalmente por las condiciones redox (potencial redox, Eh) y el pH. En aguas subterráneas de la llanura Chaco-Pampeana de Argentina, debido al predominio de condiciones oxidantes la mayor parte del As se encuentra como As(V) (Sacha y Castro, 2001). La presencia de As en aguas para consumo humano en Argentina ha ocasionado la existencia del hidroarsenicismo crónico regional endémico (HACRE), enfermedad que se manifiesta por alteraciones dermatológicas que puede evolucionar a patologías más graves como cáncer. Debido a los graves efectos del As en la salud de la población, la Organización Mundial de la Salud ha recomendado un límite máximo permitido de 10μg/L de As en agua apta para consumo humano (OMS 2011). En la Provincia de Buenos Aires la ley provincial Nº11.820 del año 1993 estableció un límite máximo de 50 μg/L para agua de red. Por su parte el Código Alimentario Argentino en el Capítulo XII, Bebidas Hídricas, Agua y Agua Gasificada Artículos 982 y 983, modificados por Resolución Conjunta de la Secretaría de Políticas, Regulación y Relaciones Sanitarias N° 34/2012 y la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentos N° 50/2012, estableció un valor máximo de As en agua de bebida de 10 μg/L. Sin embargo, este valor límite aún se encuentra en discusión y se establecerá una vez finalizado un estudio epidemiológico. Por lo tanto, en este nuevo escenario de marco regulatorio resultará imprescindible el estudio de tecnologías de remoción de As. En los recientes años se han analizado varios métodos de remoción de As tales como: precipitación, oxidación-coagulación, membranas de intercambio iónico y adsorción (Mohan y Pittman, 2007). La adsorción constituye un método atractivo para la remoción de As en términos de costos, simplicidad de diseño y funcionamiento. Actualmente, el empleo de materiales biológicos como por ejemplo biopolímeros como adsorbentes para el tratamiento de aguas contaminadas está ganando más atención como un medio simple, eficaz y económico. La quitina (poli-β-(1,4)-N-acetil-D-glucosamina), segundo polisacárido natural más abundante después de la celulosa, es uno de los componentes principales de paredes celulares de hongos y exoesqueleto de crustáceos e insectos. Por desacetilación se transforma en quitosano (poli-β-(1,4)-D-glucosamina-Nacetil- D-glucosamina), un polielectrolito catiónico que exhibe características fisicoquímicas de notable interés. La quitina y quitosano pueden utilizarse como adsorbentes para la eliminación de As en aguas, sin embargo presentan baja capacidad de adsorción (Kwok y col, 2014). Por ello, la inclusión de metales en el quitosano ha sido propuesta para incrementar la efectividad de remoción de As. Entre los óxidos de hierro que han sido estudiados para la adsorción de As(III) y As(V) se encuentra el óxido férrico hidratado amorfo y cristalino. Los mecanismos implicados en dicho proceso incluyen: adsorción en superficies de hidróxidos de hierro, atrapamiento del As(V) con hierro como floculante y formación de arseniato férrico (FeAsO4). Resulta interesante estudiar la cinética de remoción de As) en matrices de quitosano con iones férricos (Fe+3). En trabajos previos se han determinado las isotermas de adsorción que se ajustaron con la ecuación de Langmuir. El objetivo del presente trabajo es analizar la cinética de remoción de As (V) utilizando partículas de quitosano conteniendo iones férrico en sistemas modelo y en aguas de consumo de Pcia. de Buenos Aires. | Sección: Ingeniería Química. | Facultad de Ingeniería

Resumen En este trabajo se evaluó la factibilidad del uso de hidrogeles de quitosano (HQ) en la recuperación de compuestos orgánicos e inorgánicos de muestras de agua. Quitosano grado industrial de origen natural marca América fue utilizado para la fabricación de las perlas. El material obtenido fue caracterizado por microscopía óptica, espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) y perdida de humedad. Los datos experimentales fueron ajustados a los modelos de Lagergren y Ho-McKay para describir el comportamiento cinético del proceso. Se encontró que la capacidad de adsorción de los HQ fue mayor para compuestos orgánicos, mientras que la velocidad de adsorción fue mayor para compuestos inorgánicos. A partir del uso de materiales de desecho como la quitina es posible producir compuestos de valor agregado para procesos de adsorción.

Abstract Hydrogel chitosan beads were used to evaluate the adsorption capacity of organic and inorganic compounds from a water sample. America’s company industrial grade natural chitosan was used for the chitosan beads creation. The materials obtained were characterized using optical microscopy, Fourier transform infrared (FTIR) and moisture loss. The experimental data wes adjusted to both Lagergren and Ho-McKay models to describe the kinetic behavior of the process. It was found that the hydrogel chitosan beads showed higher adsorption capacity for organic compounds however the adsorption rate is higher for inorganic compounds. Using waste materials such as chitin it is possible to produce value-added compounds for adsorption processes. | Resumen En este trabajo se evaluó la factibilidad del uso de hidrogeles de quitosano (HQ) en la recuperación de compuestos orgánicos e inorgánicos de muestras de agua. Quitosano grado industrial de origen natural marca América fue utilizado para la fabricación de las perlas. El material obtenido fue caracterizado por microscopía óptica, espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) y perdida de humedad. Los datos experimentales fueron ajustados a los modelos de Lagergren y Ho-McKay para describir el comportamiento cinético del proceso. Se encontró que la capacidad de adsorción de los HQ fue mayor para compuestos orgánicos, mientras que la velocidad de adsorción fue mayor para compuestos inorgánicos. A partir del uso de materiales de desecho como la quitina es posible producir compuestos de valor agregado para procesos de adsorción.

Este estudio investigó el uso de fibras de algodón funcionalizadas con quitosano para remover cloruros del agua mediante el proceso de adsorción. Se utilizaron dos tipos de quitosano: uno de grado analítico y otro de grado comercial. La eficiencia de adsorción de cloruros en agua salinizada se evaluó mediante cromatografía iónica, considerando cómo la concentración de cloruros y el pH afectan la eficiencia de adsorción. Finalmente, se obtuvieron resultados de cloruros adsorbidos por parte de muestras funcionalizadas con quitosano y muestras de algodón sin modificar. | Maestría

El presente trabajo de investigación es de tipo aplicada y nivel experimental, tiene como objetivo determinar la eficiencia del quitosano como agente coagulante en el manejo del agua residual del calamar. La investigación se realizó usando agua residual sintética del procesamiento de calamar precocido congelado aplicando dos diferentes tipos de quitosano: Quitosano A (QA) de peso molecular medio y Quitosano B (QB) de peso molecular bajo. Se realizaron ensayos de test de jarras para optimizar las variables independientes: pH, dosis, velocidad y tiempo de agitación de cada tipo de coagulante a través de análisis de remoción de turbidez, sólidos suspendidos totales (TSS), sólidos totales disueltos (TDS) y reducción de conductividad eléctrica (CE) para cada tipo de coagulante. El análisis de los resultados obtenidos permitió establecer que para lograr la máxima eficiencia de remoción el pH óptimo para el QA es de 5 y para QB es de 6, con una concentración óptima de 25 mg /L y 100 mg /L respectivamente, los resultados de velocidad de agitación permitieron establecer valores óptimos entre 40 - 60 S-1 y el tiempo de mezcla óptimo es 20 y 30 minutos respectivamente. Los resultados de remoción de turbidez alcanzaron el 96% usando QA y el 93 % usando el QB, para TSS se alcanzó el 89.9 % con el QA y 85.4% con el QB, para el TDS el QA logró alcanzar el 41.9 % y 43.9 % usando el QB, la DBO5 alcanzó 34.4 % de remoción con QA y 35.8 % con QB. Finalmente, la comparación de resultados entre ambos tipos de quitosano, la remoción de Turbidez y TSS muestran diferencia estadísticamente significativa (p < 0.05) y la remoción de TDS y DBO5 no muestra significancia estadística (p > 0.05). Como conclusión general, el uso de quitosano como coagulante tiene eficacia (p < 0.05) en aguas residuales de calamar precocido congelado. | The current research is applied type and experimental level, the objective has to determine the efficiency of the use of chitosan as a coagulant agent in the management of the squid's residual water. The research was carried using synthetic wastewater from frozen pre-cooked squid processing by applying two different types of coagulants: Chitosan A (QA) of medium molecular weight and Chitosan B (QB) of low molecular weight. Jar tests were performed to optimize the independent variables: pH, doses, stirring speed and stirring time of each type of coagulant through analysis turbidity removal, total suspended solids (TSS) removal, total dissolved solids (TDS) removal and electrical conductivity (CE) reduction for each type of coagulant. The analysis of obtained results allowed to establish the optimum pH for QA is 5 and QB is 6, with optimum concentration of 25 mg/L and 100 mg/L respectively, results of stirring speed establish the values optimum between 40 - 60 S-1 and the optimum stirring time is 20 and 30 minutes, The removal results of the turbidity reached 96% using QA and 93% using QB, for TSS 89.9% was reached with QA and 85.4% with QB, for TDS 41.9% was reached with QA and 43.9% using QB, COD5 reached 34.4% removal with QA and 35.8% with QB. Finally, the result’s comparison between both chitosan types, the removal Turbidity and TSS show statistically significant difference (p <0.05) and the removal of TDS and COD5 does not show statistically significant (p> 0.05). As a general conclusion, the use of chitosan as a coagulant has efficacy (p < 0.05) in wastewater of frozen pre-cooked squid. | Tesis

A composite material was prepared using chitosan and chabazite for the removal of Eriochrome T black dye from water. Scanning electron microscopy (SEM) analyses showed chabazite particles embedded in the chitosan matrix. Thermogravimetric analyses indicated that chitosan degrades chemically at temperatures above 225 °C; chabazite only experiences weight decrease due to moisture loss. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analyses on chitosan detected the presence of O-H, N-H, C-H, C-N and C-O bonds, protonated amino groups and saccharides. In chabazite, H2O molecules, T-O and O-T-O groups, where “T” corresponds to Si or Al atoms, isolated H-bonded O-H groups, and Si-O-Si groups were detected. In kinetic experiments, an 86 % decrease of the dye concentration in solution was achieved in approximately 500 minutes. The linearization method was used to evaluate the fit of the experimental data with the pseudo-first-order, pseudo-second order, Elovich and intra-particle diffusion adsorption kinetic models. The kinetic experiments showed that the sorption mechanism corresponds to a pseudo-second order model. | Se preparó un material compuesto utilizando quitosano y chabazita para la eliminación del colorante negro eriocromo T del agua. Los análisis de microscopía electrónica de barrido (SEM) mostraron que las partículas de chabazita se incrustaron en la matriz de quitosano. Los análisis termogravimétricos indicaron que el quitosano se degrada químicamente a temperaturas superiores a 225 °C; la chabazita sólo experimenta una disminución de peso debido a la pérdida de humedad. Los análisis de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) en el quitosano detectaron la presencia de enlaces O-H, N-H, C-H, C-N y C-O, grupos amino protonados y sacáridos. En la chabazita se detectaron moléculas de H2O, grupos T-O y O-T-O, donde la “T” corresponde a átomos de Si o Al, grupos O-H aislados y con enlaces H, y grupos Si-O-Si. En los experimentos cinéticos, se logró una disminución del 86 % de la concentración de colorante en la solución en aproximadamente 500 minutos. Se utilizó el método de linealización para evaluar el ajuste de los datos experimentales con los modelos cinéticos de adsorción de pseudo-primer orden, pseudo-segundo orden, Elovich y difusión intra-partícula. Los experimentos cinéticos mostraron que el mecanismo de sorción corresponde a un modelo de pseudo-segundo orden.

La industria textil es el mayor consumidor de colorantes azo recalcitrantes que muestran propiedades mutagénicas y cancerígenas. En esta investigación, el extracto crudo de lacasa de Fomes sp. EUM1 y lacasa comercial de Trametes versicolor se inmovilizaron covalentemente sobre nanopartículas de magenetita (Fe3O4) revestida con quitosano y se evaluó su aplicación para el tratamiento de agua con colorante textil. La inmovilización a pH 5 muestra el porcentaje máximo de proteína unida con una relación de 1.3 mg por 1 g de soporte. La actividad máxima de lacasa se obtuvo a pH 3 para el extracto crudo inmovilizado y pH 6 para lacasacomercial imovilizada, para ambos la máxima actividad de lacasa se observó a 50 °C. Al cabo de 30 min se degradaron 180, 312 y 312 ppm del colorante Sudan II por lacasa enzimática cruda libre, inmovilizada y lacasa comercial inmovilizada, respectivamente. Las enzimas mostraron mayor estabilidad térmica al estar inmovilizadas, de hecho, la actividad media de la enzima se mantiene durante cuatro ciclos para la lacasa del extracto crudo enzimático inmovilizado, siete ciclos para lacasa comercial inmovilizada. El sistema mostró que su capacidad magnética permite una rápida recuperación de una solución acuosa mediante un imán después de la degradación de los colorantes textiles. La capacidad oxidante del extracto enzimático producido por Fomes sp. EUM1 mediante fermentación en estado sólido fue similar al de enzima comercial. La utilización de extracto crudos enzimáticos inmovilizados, facilitando su recuperación gracias a las partículas magnéticas, es una opción viable a las enzimas comerciales en la degradación de colorantes tipo azo.

La presente investigación utiliza el quitosano como coagulante, a través de técnicas de tratamiento convencional de agua superficial para consumo humano para la remoción de la turbidez, materia orgánica y metales como el hierro y el aluminio. Para la realización de esta investigación, se realizó un análisis de los antecedentes de la calidad del Río Rímac entre el 2003 y 2013 donde se determinó que de los metales analizados rutinariamente por Sedapal, se tienen mayores concentraciones promedio de hierro (2.88mg/l) y aluminio (2.22mg/l) y, posteriormente se tomaron muestras en la Bocatoma N° 1 de La Atarjea durante la época de estiaje entre los meses de abril a noviembre de 2014 y los meses de octubre y setiembre de 2015. Se realizaron ensayos de laboratorio con la metodología de tratamiento convencional de agua para consumo humano para turbiedades de 20 y 15 UNT y con la metodología de filtración directa, para turbiedades de 10 UNT. Empleando el quitosano al 0.5% con una dosis optima de 21 mg/l, como coagulante primario, en una muestra de agua con turbidez inicial de 20UNT, Aluminio inicial de 0.543 mg/l, Hierro inicial de 0.365 mg/l y materia orgánica (IP) inicial < 0.5mg/l , utilizando el método de floculación y decantación (sin filtración), con gradientes bajas (40, 30 y 20 s-1) y tiempo óptimo de floculación de 20min, se obtuvo una tasa de decantación de 43.08 m3/m2/d. Asimismo, se demostró que el quitosano es técnicamente viable para la remoción de la turbiedad (Dosis óptima=21mg/l, concentración de 0.5%, Turbidez final= 3,43 UNT (82.85%)), remoción del hierro a 0.070mg/l (80.82%) y remoción del aluminio a 0.338 (37.75%). Por otro lado, el costo de producción por insumos químicos, empleando el quitosano (S/. 598,92/ 1000m3) como coagulante es mayor al del sulfato de Aluminio (S/. 30/1000m3), a pesar que en ambos casos, las dosis óptimas utilizadas fueron de 21 mg/l y 20mg/l respectivamente. Por lo tanto, el costo por insumos químicos utilizando el quitosano como coagulante representa el 1,996.3% que utilizando el sulfato de aluminio. Empleando el quitosano al 0.5% con una dosis optima de 18 mg/l, como coagulante primario, en una muestra de agua con turbidez inicial de 15UNT, Aluminio inicial de 0.543 mg/l, Hierro inicial de 0.365 mg/l y materia orgánica (IP) inicial < 0.5mg/l, utilizando el método de floculación y decantación (sin filtración), con gradientes altas (70, 50 y 20 s-1) y tiempo óptimo de floculación de 20min, se obtuvo una tasa de decantación de 46.15 m3/m2/d. Asimismo, se demostró que el quitosano es técnicamente viable para la remoción de la turbiedad (Dosis óptima=18mg/l, concentración de 0.5%, Turbidez final= 2,82 UNT (81.2%)), remoción del hierro a 0.053mg/l (85.48%) y remoción del aluminio a 0.127mg/l (76.71%). Por otro lado, el costo de producción de agua por insumos químicos, empleando el quitosano (S/.513,360/1000m3) como coagulante es mayor al del sulfato de Aluminio (S/.37.5/1000m3), a pesar que en ambos casos las dosis optimas utilizadas fueron de 25 mg/l y 18mg/l respectivamente. Por lo tanto, el costo del quitosano como coagulante representa el 2,053.3% del costo del sulfato de aluminio. Empleando el quitosano al 0.5% con una dosis optima de 3 mg/l, como coagulante primario, en una muestra de agua con turbidez inicial de 10UNT, Aluminio inicial de 0.358 mg/l, Hierro inicial de 0.210mg/l y materia orgánica inicial (IP) de 3.2mg/l, utilizando el método de filtración directa, se demostró que el quitosano es técnicamente viable para la remoción de la turbiedad (Dosis óptima=3mg/l, concentración de 0.5%, Turbidez final= 0.78 UNT (92.2%)), remoción del hierro a 0.007mg/l (96.67%), remoción del aluminio a 0.069mg/l (80.73%) y remoción de materia orgánica (IP) a 1.2 mg/l (62.5%). Por otro lado, el costo producción de agua por insumos químicos, empleando el quitosano (S/.85,560/1000m3) como coagulante es mayor al del sulfato de Aluminio (S/.7.5/1000m3), a pesar que en ambos casos las dosis óptimas utilizadas fueron de 5 mg/l y 3mg/l respectivamente. Por lo tanto, el costo del quitosano como coagulante representa el 1,140.7% del costo del sulfato de aluminio. Finalmente, se demostró ser eficiente en la remoción de los turbiedad, hierro, aluminio y materia orgánica; sin embargo, al no ser económicamente rentable, se recomienda su utilización como ayudante de coagulación para la remoción de metales. | Tesis