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Palabras clave
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Efluentes textiles, energía solar, método Pechini, oxidación electroquímica, óxidos metálicos mixtos
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Justificación del proyecto
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Los grandes volúmenes de aguas residuales provenientes de la industria textil con compuestos tóxicos no biodegradables y recalcitrantes lanzados en los cuerpos hídricos sin un tratamiento adecuado es uno de los problemas que se enfrentan a nivel mundial y principalmente a nivel nacional. Esto debido a dos razones fundamentales; primero, al desconocimiento de técnicas eficientes y a bajo costo en el tratamiento de efluentes industriales, como es el caso de los efluentes de la Industria Textil que contienen variedad de contaminantes como tintes, tensioactivos, detergentes y sólidos en suspensión, que no pueden hacer frente a los costosos tratamientos fisicoquímicos convencionales, que además, tienen un alto consumo de reactivos químicos y; en segundo lugar, a las escasas investigaciones en técnicas sustentables y amigables con el medio ambiente. De no resolverse el problema no sólo se perdería la oportunidad de promover y difundir una de las nuevas tecnologías limpia y económica. Una de las alternativas que surgen para el tratamiento de estos efluentes líquidos es la oxidación electroquímica avanzada. La problemática en esta tecnología radica en la elaboración de electrodos que sean eficientes en la oxidación de compuestos orgánicos y que tengan las características necesarias para lograr una efectividad en la aplicación de procesos de oxidación avanzada.
Existen estudios que demuestran que el uso de electrodos de Ti/RuO2-Sb2O4 en sistemas electroquímicos de oxidación avanzados son eficientes para la remoción de compuestos orgánicos (Castro et al., 2023)
En este estudio se propone producir electrodos de Ti/TiO2-RuO2-Sb2O5 utilizando diferentes formas de calentamiento durante su producción. Estos métodos serán el método Pechini usando calcinación en horno eléctrico convencional y usando un horno microondas adaptado para esta finalidad. Una vez elaborados los electrodos se analizarán las propiedades fisicoquímicas de los mismos y la efectividad en el tratamiento de efluentes líquidos. En nuestro país la técnica propuesta en este estudio para el tratamiento de efluentes no presenta antecedentes de aplicación, siendo el principal aporte la generación de una metodología nueva. Por lo mencionado se plantean las siguientes interrogantes para la investigación:
1.¿Cuáles serán los métodos apropiados de calcinación para preparar electrodos de Ti/TiO2-RuO2-Sb2O5 que produzcan electrodos que puedan ser aplicados para el tratamiento de efluentes líquidos industriales?
2.¿Cuáles son los parámetros más adecuados para preparar los electrodos de Ti/TiO2-RuO2-Sb2O5 por el método Pechini?
3.¿Qué efecto tendrá la irradiación microondas en la preparación de los electrodos de Ti/TiO2-RuO2-Sb2O5 hechos por el método Pechini?
4.¿Qué resultados se obtendrá en la caracterización de los electrodos de Ti/TiO2-RuO2-Sb2O5 producidos como materiales electroquímicos?
5.¿Qué diferencias se encontrarán entre los métodos usados en la elaboración de los electrodos?
6.Cuanto será la eficiencia en la degradación de compuestos orgánicos usando los electrodos preparados por los dos métodos?
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Hipótesis del proyecto
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Se espera lograr mediante el uso del método Pechini y calcinación usando horno eléctrico y horno microondas, obtener los electrodos de Ti/TiO2-RuO2-Sb2O5 con características efectivas para ser utilizados en Procesos de Oxidación Avanzada, para el tratamiento de efluentes líquidos industriales de la región de Arequipa.
Con el uso los electrodos producidos de Ti/TiO2-RuO2-Sb2O5 en sistemas electroquímicos, se espera que las sustancias presentes en los efluentes líquidos industriales de la Región de Arequipa sean oxidadas por el radical hidroxilo y por otras especies oxidantes producidas en el ánodo de la celda electroquímica, para lograr los límites máximos permisibles establecidos por norma.
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Resultados esperados del proyecto
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Dos (02) artículos publicados en revistas indizadas en Scopus o WoS
Un (01) derecho de propiedad intelectual.
Un (01) Congresos o eventos similares (ponencias orales y/o posters).
Dos (02) Tesis de pregrado o posgrado
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Impactos esperados
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1. Impacto social
Los resultados de este proyecto representarán un avance significativo en el desarrollo de nuevas tecnologías capaces de mitigar la contaminación en los cuerpos de agua, promoviendo la sostenibilidad y el respeto al medio ambiente.
2. Impacto económico
Los resultados de la presente investigación podrán ser el punto de partida para nuevos procesos electroquímicos con energía renovable con potenciales aplicaciones en el sector productivo y la generación de beneficios económicos..
3. Impacto ambiental
Los resultados obtenidos tras el desarrollo del proyecto, permitirá reducir la contaminación ambiental en efluentes de la Industria textil que contiene una gran variedad de contaminantes como tintes, tensioactivos, detergentes y sólidos en suspensión. Estos contaminantes, cuando no se tratan adecuadamente debido a la falta de conocimiento o a métodos deficientes, pueden tener importantes impactos negativos en el medio ambiente. Estos impactos incluyen la acumulación de compuestos nocivos que provocan la contaminación del suelo y el agua, tanto en la superficie como en el subsuelo, lo que a su vez puede afectar la salud de la población si no se maneja y depura adecuadamente."
4. Impactos tecnológicos:
Mediante la ejecución de la presente investigación se generará un proceso tecnológico e innovador de metodologías electroquímicas con energía renovable.
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