Evaluación del grado de depuración de efluente de industria de textiles por parámetros no convencionales

• Autores: Martínez, Ramón Alberto
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Pellerano, Roberto Gerardo; Delfino, Mario Raúl (h)
• Materia: Tensioactivos; Diseño experimental; Matrices de excitación; Emisión (EEM); Scattering; Algoritmo; Análisis del factor paralelo (PARAFAC); Región elíptica de confianza conjunta (EJCR)
• Institución: Universidad Nacional del Nordeste

Fil: Martínez, Ramón Alberto. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina.
Fil: Pellerano, Roberto Gerardo. Instituto de Química Básica y Aplicada del Nordeste Argentino; Argentina.
Fil: Pellerano, Roberto Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico; Argentina.
Fil: Pellerano, Roberto Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina.
Fil: Delfino, Mario Raúl. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura; Argentina.
Los procesos empleados en la industria textil se caracterizan por un elevado consumo de agua como materia prima principal para toda la manufactura, y agregado de productos químicos en las diferentes etapas. Por lo que se generan un gran volumen de efluentes, con elevado contenido de intermediarios químicos. Entre los principales contaminantes en las aguas residualestextiles se encuentran los tensioactivos (surfactantes), y colorantes utilizados durante el proceso detinción, entre otras sustancias activas. Dada la gran heterogeneidad de compuestos poluentes presentes en los efluentes de la industria textil, este trabajo de tesis se propuso como objetivo desarrollar criterios analíticos utilizando métodos de modelado multivariado para cuantificar analitos de interés ambiental y de esa manera comprobar el grado de depuración de un efluente de planta textil, a lo largo de las diferentes etapas de su planta de tratamiento de efluentes y cuerpo receptor. Para alcanzar esos objetivos se trabajó con fluorometría, determinando matricesexcitación-emisión (EEM), y trabajando con calibración multivariada empleandodiversos algoritmos, de los que resultaron útiles y se muestran en esta tesis son elPARAFAC y el U-PLS/RBL. El método obtenido se validó con una metodología dereferencia: HPLC-FD. En la implementación del método de trabajó con espectrómetro de fluorescencia, por lo que se requirió la medición de losdiversos tensioactivos que se emplean en la industria textil, evaluándose por fluorometría sincrónicacuáles de éstos presentan actividad fluorescente. La fluorescencia sincrónica fuerealizada entre λ Excitación de 250 a 390 nm, con un delta de 2 nm. De los espectrosobtenidos, se seleccionaron los tensioactivos para trabajar en esta tesis cuyos principios activos son: APEO, ADBSy AGFE. Posteriormente se seleccionaron las condiciones instrumentales óptimas para la obtención de las matrices de Excitación-Emisión (EEM), las cuales fueron las siguientes: λ Excitación: 250-300 nm, λ Emisión: 250-450 nm, ambos con intervalo de 1 nm y con slits de 5 nm. Evaluándose además el rangode respuesta lineal de las matrices EEM de cada analito. Para realizar las diferentes determinaciones y obtener las EEMs, se trabajó con un diseñocentral compuesto axial,a 5 niveles de concentración: 15, 21, 42, 63 y 70 μg/mL para cada uno deellos. De estas mezclas (niveles), se midieron las EEM para la calibración de los métodosmultivariados. Luego se trabajó con mezclas de validación, seleccionándoseconcentraciones intermedias a las concentraciones de calibración. Las siguientesmediciones fluorométricas fueron realizadas a mezclas test, a fin de evaluar la capacidad y robustez del método, para luego culminar determinándose las EEM de muestras de efluentes textil reales. Para el procesamiento de los datos obtenidos (EEMs), se llevaron a cabo los siguientes procedimientos: -Adecuación de los datos generados a formatos Ascii. -Eliminación de los efectos de dispersión (scattering de 1° orden de Rayleigh y Raman), presentes en la EEMs. mediante un algoritmo de toolboxde Matlab R15a. -Modelado mediante los algoritmos PARAFAC y U-PLS/RBLrealizados en la interfaz gráfica MVC2. Para cada algoritmo se trabajó en las etapas decalibración, validación y test. Las cifras de mérito obtenidas con el algoritmo U-PLS/RBLen la etapa de validación para los analitos APEO, ADBS y AGFE fueron las siguientes: Sensibilidad analítica de 274,83; 4,10 y 10,25 L/mg respectivamente; LOD de 0,16; 0,83 y 0,38 μg/mL respectivamente; y LOQ de 0,45; 2,77 y 1,15 μg/mL respectivamente. Estos valores fueron en todos los casos mejores a los obtenidos con PARAFAC, por loque finalmente, para cuantificar los tensioactivos presentes en muestras reales, sedecidió realizarlo con U-PLS/RBL. En muestras de agua superficial de un cuerporeceptor de efluentes textiles, los tensioactivos analizados estuvieron debajo del LOD,mientras que en las distintas etapas de tratamiento del efluente fueron hallados losanalitos en concentraciones desde 8,49 μg/mL para el APEO, hasta concentraciones de73,94 μg/mL para el ADBS. Los modelos quimiométricos obtenidos fueron evaluados en base a sus cifras de mérito analítico y fueron contrastados con resultados obtenidos por una técnica de referencia para determinar tensioactivos por HPLC-FD. Por lo tanto, se puede afirmar que: Se logró realizar un aporte al conocimiento de la composición química de un efluente textil y su grado de depuración. Se propusieron métodos de análisis alternativos basados en metodología de calibración multivariada de segundo orden aplicados a matrices de excitación emisión obtenidas por Espectrofluorimetría, que presentan notorias ventajas respecto al método de referencia. Se estudió el rendimiento de los algoritmos PARAFAC y UPLS/RBL, demostrándose un mejor desempeño del segundo para modelar los datos analíticos disponibles. Se aplicó con éxito la metodología desarrollada al efluente de una industria textil del medio, avalado por los resultados determinados por el método de referencia.