Colores vivos; ambientes sanos

Investigadores de UTN trabajan en la optimización de un proceso que permita, mediante un reactor tubular de lecho fijo, depurar efluentes de la industria textil utilizando desechos de otras industrias locales como adsorbentes de colorantes. El proceso permitiría la reutilización de estos desechos y, en una última etapa, la recuperación del color.

La industria textil pone cada vez mayor ahínco en lograr la solidez del color en sus prendas, apuntando a que éstas puedan conservar por mucho tiempo su aspecto de origen. La realidad es que a ninguno de nosotros nos hace gracia comprar una camiseta y que, al cabo de algunas lavadas, o a causa del mero uso, luzca descolorida o desgastada; para ello, los tintes y colorantes sintéticos son especialmente diseñados para resistir la acción del agua, de la luz, del sudor y de variedad de productos químicos que solemos usar en casa durante el lavado. Lo que nunca tenemos en cuenta es que estas propiedades que tanto apreciamos en nuestra ropa son precisamente las que convierten a los colorantes en un agente contaminante de muy pero muy difícil remoción. 

Si bien existen numerosas tecnologías basadas en tratamientos fisicoquímicos para la eliminación del color de los efluentes de las industrias textiles, la ingeniera Daniela Tenev, investigadora de UTN, asegura que la cuestión “no está cien por ciento resuelta”, fundamentalmente a causa de los elevados costos que implica cada uno de estos tratamientos. “Algunas industrias tratan sus efluentes mediante adsorción con carbón activado; otras lo hacen con electroforesis, pero se trata siempre de métodos muy caros en sus costos operativos; por eso, desde GISTAQ (Grupo de Investigación Sobre Temas Ambientales y Químicos), estamos permanentemente trabajando en la búsqueda de alternativas que permitan hacer este proceso más económico”, afirma. 

En un proyecto de investigación anterior, los especialistas de GISTAQ demostraron la eficacia de dos residuos de industrias locales, sin valor económico aparente, para ser utilizados como adsorbentes de colorantes en un sistema de tratamiento de efluentes: viruta detanizada de quebracho, un desecho procedente de la industria taninera; y cascarilla de algodón, una mezcla de fibra corta, cáscara y tierra que las desmotadoras desechan tras el cultivo de la fibra textil. Lo que ahora se proponen es desarrollar una técnica que, además de garantizar el tratamiento de los efluentes textiles, permita reutilizar los adsorbentes (viruta y cascarillas), extendiendo su vida útil. Para ello, trabajan en la optimización de un proceso completo de sorción- desorción, utilizando un reactor tubular de lecho fijo (el que vemos en la foto). “Para esta aplicación, la utilización de un reactor de lecho fijo es práctico y económico, puesto que la operación se realiza de forma continua y el proceso está bien controlado”, aseguran.

El procedimiento, a grandes rasgos, sería así:

El primer paso es adecuar los adsorbentes elegidos: estos se encuentran por lo general demasiado sucios para ser usados directamente en las pruebas de adsorción de colorantes (tengamos en cuenta que son materiales que las industrias desechan), por lo que previamente se los somete a un proceso de acondicionamiento, el cual consiste en tamizar estos materiales y utilizar la fracción más fina, con un tamaño menor a 0,85 mm, para separar partículas extrañas de mayor tamaño; luego, se realiza el lavado con agua destilada a ebullición, y, por último, se los seca en estufa durante un día.

Para realizar los ensayos experimentales en el reactor de lecho fijo se emplean efluentes sintéticos preparados con soluciones de azul de metileno. 

Efluentes sintéticos circulan por el reactor tubular de lecho fijo hasta verificar que todo el color se haya adherido a los sólidos y el líquido vuelva a lucir cristalino (a intervalos predefinidos, los investigadores retiran muestras del efluente por la parte superior del reactor para determinar concentraciones remanentes).

¿Qué sucede luego con los materiales adsorbentes? Para los investigadores de GISTAQ, la regeneración de estos materiales y la posibilidad de volver a usarlos en este proceso una y otra vez puede ser de vital importancia para mantener los costos bajos y, en una etapa posterior, permitir incluso la recuperación del colorante extraído. En virtud de ello, en el laboratorio se realizan ensayos en pos de encontrar una solución de desorción óptima: un eluyente (quizá a base de alcohol, de agua o de cloruro de sodio) capaz de “decolorar” los adsorbentes para que estos puedan ser reutilizados. 

Pasando en limpio: el colorante presente en los efluentes de la industria textil se adherirá en el reactor a la viruta detanizada y a la cascarilla de algodón, y los efluentes quedarán así tratados y en condiciones para volver a un curso de agua. A continuación, la solución de desorción limpiará los adsorbentes, dejándolos listos para volver al ruedo y seguir tratando efluentes. 

Claro que su vida útil no será eterna; tarde o temprano llegará un punto en que estos materiales, de tanto adsorber colorantes, quedarán agotados, y ya no habrá agua, ni alcohol ni cloruro de sodio que pueda recuperarlos. Los planes para su retiro también están en manos de los especialistas de UTN: la propuesta, aún en etapa de evaluación, es que, aprovechando la tonalidad azul -u otro color- que han adquirido en sus años mozos trabajando en la depuración de efluentes, éstos se incorporen a la industria de la construcción, dotando de color a diferentes materiales, ya sea pisos cementicios o revoques.

¿Y qué sucede con esa solución de desorción que se queda con el colorante? ¿Volvemos a tener un líquido coloreado y contaminado? Así sería, de no ser porque en GISTAQ lo tuvieron en cuenta también: el objetivo último de este proyecto será generar un “desadsorbente”, una sustancia capaz de solubilizar el color y recuperarlo para ser concentrado, otra vez fuerte, sólido y resistente a las lavadas, de manera tal que pueda volver a ser empleado por la industria textil para proveernos ropa que luzca siempre nueva.

La investigación está aún en etapa preliminar. El diseño de los procesos de sorción- desorción en columnas de lecho fijo requieren de una profunda comprensión sobre la dinámica de la curva de ruptura, como se conoce a la curva que muestra el movimiento progresivo de la “zona de adsorción” dentro del reactor (la zona de transición en la cual la concentración de contaminante varía desde un máximo hasta prácticamente cero), lo que conlleva un estudio y diseño de modelado de proceso. Por otra parte, para que las industrias textiles puedan apropiarse de este procedimiento, será necesario diseñar un reactor a escala industrial, teniendo en cuenta el caudal que emita cada empresa, la concentración de colorante de sus efluentes y otros parámetros fundamentales. Pero en el laboratorio de GISTAQ el reactor ya está marchando, y una nueva alternativa para el tratamiento de los efluentes textiles, eficaz, económica y eco friendly, va poco a poco tomando color.