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Uso de semillas de eucalipto para descontaminar aguas residuales

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Uso de semillas de eucalipto para descontaminar aguas residuales

  1. 1. Universidad de los Andes, Facultad de Ciencias 11 Nelson Giovanny Rincón-Silva Químico, estudiante de maestría en Química en la Universidad de los Andes ng.rincon10@uniandes.edu.co Juan Carlos Moreno Piraján Dr. Profesor titular del Departamento de Química de la Universidad de los Andes jumoreno@uniandes.edu.co Liliana Giraldo Gutiérrez Dra. Profesora asociada del Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia lgiraldogu@unal.edu.co Agradecimiento al doctor Héctor Andrés Cid Silva de la Universidad de Santiago de Chile [ notas. QUÍMICA ] Durante años se ha tenido una opinión negativa del eu- calipto a nivel ambiental. Se dice que este árbol puede extraer minerales de los suelos y subsuelos, como alumi- nio y hierro, provocando su intoxicación y acidificación; o que para obtener una tonelada de madera de este árbol se requieren 1600 m3 de agua, algo especialmente grave si se tiene en cuenta que de él se producen en el mundo más de 34 toneladas de madera al año. Adicionalmente, algunas investigaciones sugieren que comparados con otras especies, estos árboles necesitan más agua para llevar a cabo la fotosíntesis [1]. No obstante, de sus componentes se han obtenido algunos beneficios; por ejemplo, se ha utilizado con fines medicinales para tratar diferentes afecciones.Además, ha surgido una aplicación ambiental en los últimos años, ya que gracias a su alto contenido de hemicelulosa y lignina, de sus semillas se puede obtener carbón activado para tratar aguas contaminadas con metales pesados, colorantes y compuestos fenólicos [2]. Uso de semillas de eucalipto para descontaminar aguas residuales Imagen 1. Flor de eucalipto [4] Fuente: Tomada de http://www.fotolog.com/cielo_flores/43446577/
  2. 2. 12 Hipótesis, Apuntes científicos uniandinos, núm. 18, 2015 ORIGEN DEL EUCALIPTO La palabra eucalipto procede del griego ευκάλυπτος, compuesto por el prefijo eu, que denota perfección, y la desinencia kalipto, que significa cubierto, cerrado u oculto. Por ello podría traducirse como “perfecta- mente cubierto, cerrado u oculto”. El nombre del eucalipto alude al opérculo que cierra el cáliz en la flor, porque una de las características del eucalipto son sus flores, formadas por vistosos y alargados estam- bres que sobresalen de una especie de cápsulas endurecidas formadas por la unión de los pétalos y los sépalos cerrados por una tapa, que es lo que se denomina opérculo [3]. El eucalipto pertenece a la familia de las mirtáceas y es originario de Australia y Tasmania. Existen cerca de setecientas especies distribui- das en regiones de climas mediterráneos, tropicales o subtropicales. Se estima que en el siglo XVIII se extendió a diferentes latitudes, y llegó a distribuirse en varios países de Europa, Asia, África y América [4]. En Colombia fue introducido a finales del siglo XIX. Las primeras plan- taciones de eucalipto común se encontraban en la sabana de Bogotá, donde su madera era usada como cercas, leña, en el área de la cons- trucción, y los mismos árboles como especie ornamental. Iniciando el siglo XX, la especie se empleó en la recuperación de áreas erosionadas. En la tabla 1 aparecen los principales usos de las diversas especies de eucalipto [4]. Tabla 1. Principales usos de las diversas especies de eucalipto [5] Usos Especies Aplicaciones Forestal Eucalyptus camaldulensis, tereticornis (imagen 2a), globulus,grandis y saligna Eucalyptus diversicolor, obliqua y delegatensis Eucalyptus goniocalix, melliodora y viminallos Producción de leña Rodales naturales Producción de miel Madera Eucalyptus maculata (imagen 2b), marginata, grandis, diversicolor,delegatensis, nitens, cladocalyx, cloeziana, dunnii, paniculada, citriodora E. camaldulensis, globulus, maculata, marginata, obliqua y viminalis E. camaldulensis, dalrympleana (imagen 2c), delega- tensis, globulus, grandis, obliqua, regnans y viminalis Construcción de botes, pisos, postes para alambrado Puertas Tableros y chapas Celulosa Eucalyptus grandis, botryoides, camaldulensis, deglupta, delegatensis, globulus, maidenii, obliqua, occidentalis, regnans, saligna, viminalis, botryoides Manufactura de papeles finos Ornamental Eucalyptus miniata (imagen 2d), cinerea, phoenicea, caesia y torquata En parques, ave- nidas, plazoletas y áreas verdes USO TERAPÉUTICO Durante muchos años se ha utilizado con fines medicinales. Se ha de- mostrado que la infusión de las hojas adultas de esta planta funciona para tratar afecciones respiratorias de diversa índole, como bronquitis, asma, faringitis, amigdalitis, gripes y resfriados; también es útil para el control de la diabetes, cistitis, vaginitis y dermatitis de cualquier origen. En los casos de males respiratorios es común utilizar esta planta en forma de vaporizaciones.Además, tiene propiedades hipoglucemiantes, capaces de reducir la glucosa en la sangre, y cuenta con una facultad inhibitoria de gérmenes patógenos, que justifica su uso como antisépti- co de las vías respiratorias y urinarias [5]. Imagen 2. Algunas especies de eucalipto (a) Eucalyptus tereticornis, tomada de http://commons.wikimedia. org/wiki/File:Eucalyptus_tereticornis_flowers,_capsules,_buds_and_foliage.jpeg. (b) Eucalyptus maculata, tomada de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Eucalyptus_maculata_(1).jpg. (c) Eucalyptus dalrympleana tomada de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Myrtales_-_Eu- calyptus_dalrympleana_3.jpg. (d) Eucalyptus miniata tomada de https://www.flickr.com/ photos/40325561@N04/5959389644/. a) b) c) d)
  3. 3. Universidad de los Andes, Facultad de Ciencias 13 APLICACIÓN AMBIENTAL Recientemente se ha utilizado la semilla y la madera del eucalipto para obtener carbón activado. Este se conoce como el adsorbente universal. Es un sólido poroso que se prepara mediante la reacción de materiales carbonizados con gases oxidantes (activación física) o con la carboniza- ción de materiales lignocelulosicos que han sido impregnados con re- activos químicos deshidratantes (activación química). Estructuralmente, este material es desordenado y está constituido fundamentalmente de carbono (imagen 3), presenta un elevado grado de porosidad y una elevada área superficial interna, propiedades por las cuales es apropia- do para remover sustancias contaminantes en fase gaseosa y acuosa, mediante un proceso denominado adsorción [6]. La afinidad del carbón con moléculas apolares y de cierto volumen y peso molecular es elevada. Por otra parte, presenta poca afinidad con moléculas de bajo peso molecular, como oxigeno o nitrógeno, o molé- culas polares como el agua. Esto hace que el carbón activado sea el adsorbente más utilizado en la purificación de sistemas hídricos [7]. Los ensayos de remoción de contaminantes en afluentes hídricos se han centrado en derivados fenólicos monosustituidos, compuestos al- tamente contaminantes y prioritarios para organizaciones como la En- vironmental Protection Agency (EPA), puesto que forman parte de los efluentes de muchas industrias, como la petroquímica, las refinerías de petróleo, las fundiciones de acero y las fabricantes de insecticidas y herbicidas. Estos contaminantes son tóxicos y algunos cancerígenos, por lo que representan un peligro para la flora y la fauna de la biosfera y, por lo tanto, deben ser eliminados del agua [8]. Recientemente se han reportado valores de remoción de fenoles de hasta 700 mg g–1 mediante carbón activado obtenido de semillas de eucalipto por activación química y física (imagen 4), en el cual se re- portan valores de áreas superficiales de hasta 2000 m2 g–1 . De es- tas investigaciones se puede concluir que el eucalipto, a pesar de los problemas ambientales que puede originar, puede ser utilizado como materia prima, mediante procesos relativamente económicos, en la pro- ducción de adsorbentes que se aplican en la descontaminación de ríos, lagos y lagunas afectados por actividades industriales. Es decir, es de gran utilidad para la producción de carbón activado que se emplea en descontaminación hídrica [9]. • REFERENCIAS [1] Luzar J. The political ecology of a “Forest transition”: Eucalyp- tus forestry in the Southern Peruvian Andes. Ethnobotany Re- search & Applications 2011; 14(4): 85-93. [2] Mojica-Sánchez LC, Ramírez-Gómez WM, Rincón-Silva NG, Blanco-Martínez DA, Giraldo L, Moreno-Piraján JC. Síntesis de carbón activado proveniente de semillas de eucalipto por activación física y química.Afinidad 2012; 69 (559): 203-210. [3] Oballa PO, Konuche PKA, Muchiri MN, Kigomo BN. Facts on growing and use of eucalyptus in Kenya. Nairobi: Kenya Fores- try Research Institute; 2010. [4] Sánchez C, Restrepo N. El eucalipto: una opción de alta renta- bilidad. El Mueble y la Madera 2007; 17: 23-30. [5] Sadlon A, Lamson D. Immune-modifying and antimicrobial affects of eucalyptus oilasimple inhalation devices. Alternative Medicine Review 2002; 15(1): 33-47. [6] Rincón-Silva NG, Ramírez-Gómez WM, Mojica-Sánchez LC, Blanco-Martínez DA, Giraldo L, Moreno-Piraján JC. Obtención de carbones activados a partir de semillas de eucalipto, por activación química con H3 PO4 . Caracterización y evaluación de la capacidad de adsorción de fenol desde solución acuosa. Ingeniería y Competitividad 2014; 16(1): 207-219. [7] Rodríguez Reinoso F. El carbón activado como adsorbente universal. En: J. Moreno Piraján ed., Sólidos porosos: prepara- ción, caracterización y aplicaciones. Bogotá: Ediciones Unian- des; 2007. [8] Qing-Song L, Tong Z, Peng W, Ji-Ping J, Nan L. Adsorption isotherm, kinetic and mechanism studies of some substitu- ted phenols on activated carbon fibers. Chemical Engineering Journal 2012; 157(2-3): 348-356. [9] Rincón-Silva NG, Moreno-Piraján JC, Giraldo L. Thermodyna- mic study of adsorption of phenol, 4-chlorophenol and 4-ni- trophenol on activated carbon obtained from eucalyptus seed. Journal of Chemistry 2015; 01-12. Imagen 3. Representación esquemática de un carbón activado Fuente: [7] Imagen 4. Material lignocelulósico (semilla de eucalipto y su posterior conversión a carbón activado) Fuente: Nelson Giovanny Rincón-Silva

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