Degradación de disruptores endocrinos mediante fotocatálisis heterogénea soportada en un microrreactor de flujo continuo

Abstract

Los procesos de oxidación avanzada conocidos como POA, son procesos físicoquímicos capaces de producir cambios en la estructura química de contaminantes, e involucran la generación in situ de especies reactivas de oxígeno con baja selectividad, tal como el radical hidroxilo (•OH), peróxido de hidrógeno (H2O2), ozono (O3) y radicales aniónicos, proporcionando vías de mineralización completa a CO2, H2O, así como iones de sales inorgánicas.

Los microrreactores o los reactores miniaturizados, permiten un transporte de masa eficiente incluso en condiciones de flujo laminar. En general, los microrreactores tienen uno o varios canales donde suceden las reacciones. La dimensión de esos canales va desde decenas hasta unos cientos de micrómetros de ancho. Debido a la reducida trayectoria de la difusión, desde el seno de la disolución acuosa del contaminante hasta la capa de catalizador, se reducen las limitaciones de transporte de masa; lo que supera, con mucho, uno de los principales inconvenientes de la inmovilización del catalizador.

Por otra parte, los disruptores endocrinos son compuestos químicos capaces de mimetizar hormonas y alterar el funcionamiento de los organismos expuestos. En los últimos diez años se han detectado más de un millón de compuestos con esta capacidad disruptora. Dentro de esta lista se encuentran: benzofenonas, bisfenoles, ftalatos, hormonas sintéticas, parabenos, pesticidas, perfluoroalcoxialcanos, retardantes de llama, etc. Estos compuestos se encuentran en muchos productos de uso cotidiano. Por ejemplo, se han encontrado ftalatos en juguetes, perfumes o productos cosméticos; parabenos en cosméticos o aditivos alimentarios; bisfenoles en botellas y recipientes de plástico para almacenar alimentos; y retardantes de llama en productos electrónicos y muebles. Debido a su persistencia, la exposición a disruptores endocrinos es extendida y continua. Estudios en diversas poblaciones de mamíferos han llegado a detectar algunos de estos compuestos químicos en más del 95% de muestras biológicas.

El presente proyecto de trabajo propone la degradación de dos moléculas modelo: un colorante y un disruptor endocrino utilizando un microrreactor de flujo continuo mediante fotocatálisis heterogénea con TiO2 soportado como catalizador y diodos emisores de luz como promotores de la fotocatálisis. En la primera parte, se obtuvieron los tiempos de residencia característicos del microrreactor tubular utilizado, las cinéticas de la oxidación considerando las variables de proceso para ambas moléculas modelo. En esas condiciones se obtuvieron las constantes de velocidad de degradación aparentes de los contaminantes. En la segunda parte se obtuvieron los mapas de superficie respuesta de los tiempos de degradación y eficiencia de reacción.