Remoción de azul de metileno mediante el uso de hidrogeles magnéticos de Fe3O4/poli(HEMA-AAc) obtenidos mediante fotopolimerización.

El azul de metileno (AM), ampliamente utilizado en la industria textil, constituye un contaminante de difícil eliminación debido a su alta solubilidad, estabilidad química y resistencia a la biodegradación. Las técnicas convencionales de tratamiento de aguas residuales resultan poco efectivos y costosos, lo que demanda el desarrollo de tecnologías innovadoras y sostenibles. La presente investigación propone evaluar la remoción de AM mediante la aplicación de hidrogeles magnéticos (HM). La síntesis de HM nanocompuestos de Fe3O4/poli(HEMA-AAc) serán fotopolimerizados, utilizando metilenbisacrilamida como agente entrecruzante y 1-hidroxi ciclohexil fenil cetona como iniciador. Para evaluar la estructura, estabilidad térmica y respuesta magnética de los HM se aplicará la espectroscopía FTIR-ATR, microscopía electrónica de barrido (SEM), difracción de rayos X (DRX), análisis termogravimétrico (TGA) y magnetometría de muestra vibrante (VSM). La eficiencia de remoción de AM se determinará bajo diferentes condiciones experimentales como pH, tiempo de contacto, dosis de adsorbente, concentración inicial de contaminante, con el fin de establecer la relación entre microestructura, propiedades magnéticas y capacidad adsorbente. Se espera obtener HM con alta capacidad de adsorción y recuperación sencilla que permita remover el AM.

La contaminación del agua constituye uno de los desafíos ambientales más graves del siglo XXI, en gran parte debido a los efluentes industriales descargados sin tratamiento adecuado. A nivel mundial, la agricultura consume casi 70% del agua dulce disponible, mientras que la industria utiliza aproximadamente 22 %. Sin embargo, únicamente 24% de las aguas residuales generadas reciben tratamiento antes de su vertimiento o reutilización, reflejando una pobre gestión hídrica, con riesgos significativos para los ecosistemas y la salud pública (4).
Las aguas residuales contienen una amplia gama de contaminantes, entre ellos pesticidas (5), metales pesados (6) y colorantes sintéticos (7). Estas sustancias contaminan diversos recursos naturales y pueden perturbar el funcionamiento natural de los ecosistemas. El azul de metileno (AM) es un colorante catiónico ampliamente utilizado como modelo de estudio de contaminación, presenta una estructura no biodegradable, tóxica y con potencial cancerígeno, representando una grave amenaza para los seres humanos (8).
En América Latina, la gestión de aguas residuales industriales presenta deficiencias, ya que actualmente, se estima que alrededor de 400 m3/s de efluentes sin tratamiento son reutilizados en la agricultura (9,10). Esto conlleva un riesgo de transferencia de contaminantes a la cadena alimentaria. En Perú, 65,8% del agua recolectada, únicamente 27,6% recibe tratamiento, lo que evidencia una brecha crítica en comparación con los estándares internacionales (11).
Frente a esta problemática, las tecnologías convencionales (coagulación-floculación (12), oxidación química (13), filtración por membrana (14) y adsorción con carbón activado (15) que procuran remover contaminantes como el AM, presentan limitaciones importantes como: alta demanda energética, generación de subproductos tóxicos, altos costos de operación y dificultad para la regeneración de los adsorbentes (16).
Aunque se han explorado materiales avanzados, incluidos los hidrogeles (17), la mayoría de los estudios se mantienen en fases preliminares y presentan limitaciones en la recuperación y reutilización del material. Esto evidencia la necesidad de desarrollar nuevos adsorbentes que sean altamente eficientes, regenerables, económicamente viables y sostenibles para enfrentar la problemática de las aguas residuales.