{"id":110937,"date":"2018-03-11T10:37:15","date_gmt":"2018-03-11T10:37:15","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/eliminacion-de-compuestos-farmaceuticos-en-aguas-mediante-procesos-de-oxidacion-avanzada-y-tecnicas-de-filtracion-por-membranas\/"},"modified":"2018-03-11T10:37:15","modified_gmt":"2018-03-11T10:37:15","slug":"eliminacion-de-compuestos-farmaceuticos-en-aguas-mediante-procesos-de-oxidacion-avanzada-y-tecnicas-de-filtracion-por-membranas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/extremadura\/eliminacion-de-compuestos-farmaceuticos-en-aguas-mediante-procesos-de-oxidacion-avanzada-y-tecnicas-de-filtracion-por-membranas\/","title":{"rendered":"Eliminaci\u00f3n de compuestos farmac\u00e9uticos en aguas mediante procesos de oxidaci\u00f3n avanzada y t\u00e9cnicas de filtraci\u00f3n por membranas"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Gloria Rold\u00e1n P\u00e9rez <\/strong><\/h2>\n

La presente memoria de tesis doctoral expone y discute de forma detallada los resultados obtenidos en el trabajo de investigaci\u00f3n realizado, el cual tiene como objetivo global el estudio de la eliminaci\u00f3n de una selecci\u00f3n de productos farmac\u00e9uticos presentes en diversas aguas, mediante procesos f\u00edsico-qu\u00edmicos. El inter\u00e9s en dichos compuestos se debe a que los mismos se incluyen en un grupo m\u00e1s amplio de contaminantes, denominados contaminantes emergentes, de gran auge en los \u00faltimos a\u00f1os debido a su elevado consumo y a su dif\u00edcil eliminaci\u00f3n de las distintas aguas en las que se encuentran. El presente estudio forma parte de una l\u00ednea de trabajo general m\u00e1s amplia que se viene desarrollando en el \u00e1rea de ingenier\u00eda qu\u00edmica de la universidad de extremadura desde hace ya m\u00e1s de 20 a\u00f1os, y que consiste fundamentalmente en el tratamiento y eliminaci\u00f3n de diferentes contaminantes de aguas superficiales y residuales, empleando para ello m\u00e9todos f\u00edsicos, qu\u00edmicos y biol\u00f3gicos. como se ha comentado anteriormente, el trabajo se centr\u00f3 en la eliminaci\u00f3n de una selecci\u00f3n de productos farmac\u00e9uticos de diferentes familias: metoprolol (\u00edY-bloqueante), naproxeno (antiinflamatorio no esteroideo), fenacetina (analg\u00e9sico) y amoxicilina (antibi\u00f3tico); y adicionalmente, en algunos grupos de experimentos tambi\u00e9n se a\u00f1adi\u00f3 hidroclorotiazida (diur\u00e9tico). Tales compuestos fueron disueltos en distintos tipos de aguas y sometidos, tanto de forma individual como de forma conjunta, a una serie de tratamientos de oxidaci\u00f3n qu\u00edmica, procesos f\u00edsicos de filtraci\u00f3n por membranas, y finalmente, a la combinaci\u00f3n de ambos tipos de tratamientos, todos los cuales se comentan de forma resumida a continuaci\u00f3n. en una primera fase, se llev\u00f3 a cabo la oxidaci\u00f3n qu\u00edmica de los productos farmac\u00e9uticos seleccionados, bien utilizando agentes oxidantes de forma individual o combinaciones de los mismos. En todos los tratamientos estudiados, un bloque inicial de experimentos se realiz\u00f3 con los productos farmac\u00e9uticos disueltos en agua ultra-pura, con el objetivo de modificar las principales variables de operaci\u00f3n y as\u00ed poder establecer las condiciones \u00f3ptimas del proceso. Adem\u00e1s, tambi\u00e9n se determinaron los par\u00e1metros cin\u00e9ticos b\u00e1sicos, que son \u00fatiles a la hora de dise\u00f1ar equipos e instalaciones en plantas reales de depuraci\u00f3n de aguas. Un segundo bloque de experimentos se realiz\u00f3 con los compuestos farmac\u00e9uticos presentes en diferentes matrices de aguas reales, con objeto de establecer la influencia de las principales caracter\u00edsticas de dichas matrices en los procesos de oxidaci\u00f3n, y proponer un modelo cin\u00e9tico capaz de reproducir los resultados experimentales obtenidos. el primer tratamiento qu\u00edmico utilizado fue la fotodegradaci\u00f3n mediante radiaci\u00f3n uv simple, y se aplic\u00f3 a la degradaci\u00f3n de los compuestos farmac\u00e9uticos seleccionados disueltos en agua ultra-pura con objeto de investigar su eliminaci\u00f3n de forma individual. Para ello, se emple\u00f3 un reactor discontinuo de contacto gas-l\u00edquido provisto de una l\u00e1mpara de radiaci\u00f3n uv de baja presi\u00f3n, que se situ\u00f3 dentro del mismo en posici\u00f3n axial. En dichos experimentos, se evaluaron los niveles de degradaci\u00f3n alcanzados por cada producto farmac\u00e9utico, y se estableci\u00f3 la influencia de variables operativas, tales como ph inicial, temperatura de reacci\u00f3n y naturaleza del compuesto farmac\u00e9utico. Se observ\u00f3 en todos los casos estudiados la siguiente secuencia de reactividades: hidroclorotiazida \u00c2\u00bf amoxicilina > naproxeno > metoprolol > fenacetina. La temperatura ejerci\u00f3 un notable efecto positivo en la velocidad de reacci\u00f3n, mientras que el incremento de ph de reacci\u00f3n, en un intervalo entre 3 y 9, no proporcion\u00f3 una influencia clara en la fotodegradaci\u00f3n de los compuestos seleccionados, a excepci\u00f3n de metoprolol. Los resultados obtenidos permitieron determinar ciertos par\u00e1metros cin\u00e9ticos tales como las constantes de primer orden y los rendimientos cu\u00e1nticos de la reacci\u00f3n fotoqu\u00edmica. Para este \u00faltimo par\u00e1metro, se aplic\u00f3 el modelo de emisi\u00f3n esf\u00e9rica y los valores obtenidos variaron para amoxicilina desde 1,03×10-1 hasta 2,13×10-1 mol\u00c2\u00bf e-1; para naproxeno entre 2,87×10-2 y 1,01×10-1 mol\u00c2\u00bf e-1; para metoprolol entre 2,43×10-2 y 1,29×10-1 mol\u00c2\u00bf e-1; para fenacetina entre 3,0×10-3 y 7,0×10-3 mol\u00c2\u00bf e-1; y para hidroclorotiazida entre 2,8×10-2 y 4,8×10-2 mol\u00c2\u00bf e-1. seguidamente, se llevaron a cabo nuevos experimentos de fot\u00f3lisis con la presencia adicional de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno, constituyendo el sistema oxidante uv\/h2o2. La adici\u00f3n de este compuesto aceler\u00f3 de forma significativa la degradaci\u00f3n fotoqu\u00edmica de los productos farmac\u00e9uticos seleccionados debido a la formaci\u00f3n de radicales oh. Los resultados experimentales proporcionaron la siguiente secuencia de reactividades: naproxeno \u00c2\u00bf hidroclorotiazida > amoxicilina > metoprolol > fenacetina; y permitieron determinar las constantes cin\u00e9ticas de primer orden. a continuaci\u00f3n, se llevaron a cabo experimentos similares de fot\u00f3lisis directa y con la combinaci\u00f3n uv\/h2o2, pero aplicados a mezclas de compuestos farmac\u00e9uticos disueltos en diferentes tipos de aguas: un agua mineral comercial, un agua subterr\u00e1nea y un agua superficial recogida de un pantano. Adem\u00e1s de estudiar la influencia de la naturaleza de los compuestos qu\u00edmicos seleccionados, el tipo de agua empleada y el agente oxidante utilizado, se observ\u00f3 que la secuencia de reactividades de los productos farmac\u00e9uticos coincidi\u00f3 con la obtenida previamente en la fotodegradaci\u00f3n de los compuestos farmac\u00e9uticos de forma individual. Nuevamente la presencia de h2o2 increment\u00f3 la degradaci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos; y finalmente, con respecto a la influencia del tipo de agua, se encontr\u00f3 una mayor velocidad eliminaci\u00f3n de los compuestos en el agua mineral, seguida del agua subterr\u00e1nea y por \u00faltimo del agua de pantano, correspondi\u00e9ndose tal secuencia con los menores contenidos de materia org\u00e1nica natural presentes en dichas matrices acuosas. Un estudio cin\u00e9tico adicional proporcion\u00f3 los correspondientes valores para las constantes de primer orden, as\u00ed como permit\u00edo establecer las contribuciones individuales que aportaban al proceso global las v\u00edas de fot\u00f3lisis directa y reacci\u00f3n radicalaria, siendo esta \u00faltima la v\u00eda de oxidaci\u00f3n predominante en aquellos experimentos realizados en presencia de h2o2. A partir de los par\u00e1metros individuales obtenidos, se propuso un modelo cin\u00e9tico competitivo que reproduce satisfactoriamente los resultados obtenidos, y que permite predecir y evaluar los niveles de degradaci\u00f3n fotoqu\u00edmica de los productos farmac\u00e9uticos en otras aguas reales. el siguiente agente oxidante empleado para la degradaci\u00f3n de los compuestos seleccionados fue el sistema fe(ii)\/h2o2 (reactivo de fenton). La aplicaci\u00f3n de dicho sistema permiti\u00f3 establecer la influencia que ejercen las variables operativas en este proceso. As\u00ed, el aumento de la concentraci\u00f3n de fe (ii) dentro del rango estudiado entre 2,5×10-5 y 1×10-4 m favoreci\u00f3 positivamente la eliminaci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos. Igualmente el incremento de la concentraci\u00f3n de h2o2, dentro de un intervalo entre 2,5×10-5 y 1×10-4 m, mejor\u00f3 el proceso de degradaci\u00f3n. En cuanto a la naturaleza de los compuestos farmac\u00e9uticos, la secuencia de eliminaci\u00f3n fue: naproxeno > amoxicilina > metoprolol > fenacetina. El estudio de cin\u00e9tica competitiva realizado, empleando \u00e1cido p-clorobenzoico como compuesto de referencia, permiti\u00f3 obtener las siguientes constantes radicalarias: 6,83×109, 8,37×109, 7,95×109 y 4,00×109 m-1\u00c2\u00bf s, para metoprolol, naproxeno, amoxicilina y fenacetina, respectivamente. Por su parte, la oxidaci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos mediante la combinaci\u00f3n uv\/fenton (sistema foto-fenton) logr\u00f3 unos niveles de degradaci\u00f3n de los contaminantes similares a la reacci\u00f3n fenton en los tiempos iniciales de reacci\u00f3n, para incrementarse posteriormente en tiempos elevados. Ello es debido a la generaci\u00f3n adicional de radicales oh desde varias reacciones simult\u00e1neas, encontr\u00e1ndose adem\u00e1s una influencia positiva del aumento de la concentraci\u00f3n de fe(ii) en la eliminaci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos. Adicionalmente, los resultados experimentales permitieron determinar las constantes de primer orden correspondientes al proceso global foto-fenton. el siguiente proceso elegido para la degradaci\u00f3n de estos compuestos fue la oxidaci\u00f3n qu\u00edmica mediante ozono. A su vez, este apartado fue dividido en diferentes subapartados. Por un lado, se sometieron los productos farmac\u00e9uticos seleccionados a un proceso de ozonaci\u00f3n simple en r\u00e9gimen heterog\u00e9neo, en una matriz de agua ultra-pura y en condiciones tales que permitieron determinar, mediante un m\u00e9todo competitivo, la constante cin\u00e9tica de ozonaci\u00f3n directa para los cuatro compuestos por separado en un intervalo de ph entre 2,5 y 9. A 20 \u00c2\u00bac de temperatura y ph 7, dichas constantes resultaron ser: 1,41×103, 2,62×105, 1,50×106 y 1,58×103 l\u00c2\u00bf mol-1\u00c2\u00bf s-1, para metoprolol, naproxeno, amoxicilina y fenacetina, respectivamente. Por otro lado, tambi\u00e9n fueron determinadas las constantes de velocidad espec\u00edficas para las especies neutras e i\u00f3nicas. una vez realizados tales estudios previos para la obtenci\u00f3n de constantes cin\u00e9ticas individuales, se procedi\u00f3 a la degradaci\u00f3n con ozono en r\u00e9gimen homog\u00e9neo y de forma simult\u00e1nea de los cuatro compuestos objeto de estudio. Para ello, fueron disueltos de forma conjunta en distintos tipos de agua (subterr\u00e1nea, superficial y efluente de salida de una edar) con el fin de simular un proceso de tratamiento mediante ozono en aguas reales contaminadas con productos farmac\u00e9uticos. En este estudio se estableci\u00f3 la influencia de variables operativas tales como concentraci\u00f3n inicial de agente oxidante, tipo de agua empleada y naturaleza del compuesto org\u00e1nico. Los resultados indicaron que la secuencia de reactividades obtenida para los cuatro productos farmac\u00e9uticos coincidi\u00f3 plenamente con el orden de las constantes de primer orden calculadas previamente para las reacciones individuales. En cuanto a la dosis empleada de ozono, un incremento de concentraci\u00f3n del mismo supuso un aumento de la degradaci\u00f3n de los productos. Adem\u00e1s, para las aguas con bajo contenido en materia org\u00e1nica se obtuvo una mayor eliminaci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos, ya que existe mayor disponibilidad de ozono para la oxidaci\u00f3n de dichos contaminantes. Finalmente, a partir del conocimiento previo de diversos par\u00e1metros cin\u00e9ticos, se determin\u00f3 la contribuci\u00f3n relativa de las v\u00edas directa y radicalaria a la oxidaci\u00f3n global de cada uno de los compuestos. por ser uno de los procedimientos m\u00e1s utilizados en el tratamiento de aguas contaminadas en la actualidad, en la siguiente etapa se llevo a cabo el estudio de la cloraci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos seleccionados. En primer lugar, se llevaron a cabo dos grupos de experimentos con el fin de determinar las constantes de velocidad de cloraci\u00f3n de los productos seleccionados, cuando dichos compuestos se encuentran disueltos en agua ultra pura. De acuerdo a la velocidad de oxidaci\u00f3n de cada compuesto, el primer grupo de experimentos correspondi\u00f3 a la oxidaci\u00f3n de productos farmac\u00e9uticos con altas velocidades de cloraci\u00f3n o reacciones r\u00e1pidas. Este procedimiento se aplic\u00f3 espec\u00edficamente a amoxicilina (en el intervalo de ph 3-12), y naproxeno (en un rango bajo de ph 2-4), determin\u00e1ndose las constantes de velocidad mediante cin\u00e9tica competitiva. El segundo grupo de experimentos fue llevado a cabo para productos farmac\u00e9uticos con bajas velocidades de cloraci\u00f3n, o reacciones lentas e intermedias: \u00e9ste fue aplicado a naproxeno (en el intervalo de ph 5-9), fenacetina y metoprolol (en el intervalo de ph 2,5-12 y 3-10, respectivamente) y se realizaron bajo condiciones de pseudo-primer orden, con el fin de determinar las constantes de velocidad. La secuencia general de reactividad de los productos farmac\u00e9uticos fue: amoxicilina > naproxeno > fenacetina > metoprolol. A partir de los resultados obtenidos, se determinaron las constantes de velocidad espec\u00edfica para las distintas especies posibles en que se ionizan los productos seleccionados. \tposteriormente, se procedi\u00f3 a investigar la oxidaci\u00f3n qu\u00edmica simult\u00e1nea mediante cloro de los cuatro compuestos objeto de estudio. Para ello, se disolvieron de forma conjunta en distintos tipos de aguas (subterr\u00e1nea, superficial y efluentes de salida de edars). En este apartado se han establecido la influencia de variables operativas sobre la eliminaci\u00f3n de los compuestos farmac\u00e9uticos seleccionados, tales como: concentraci\u00f3n inicial de cloro, tipo de agua empleada y naturaleza del compuesto org\u00e1nico. En concreto, y como ocurriera en otros procesos de oxidaci\u00f3n qu\u00edmica, un aumento en la dosis inicial de cloro supuso un incremento en la oxidaci\u00f3n de contaminantes; y de igual forma, un contenido menor de materia org\u00e1nica en la matriz acuosa ejerci\u00f3 un efecto positivo sobre la degradaci\u00f3n. Finalmente, se establecieron conclusiones cualitativas sobre la idoneidad de la cloraci\u00f3n como sistema oxidante para eliminar los productos farmac\u00e9uticos estudiados en los tratamientos de aguas reales. de forma similar a los experimentos realizados con cloro, se llev\u00f3 a cabo la oxidaci\u00f3n mediante bromo de metoprolol, naproxeno, fenacetina, amoxicilina e hidroclorotiazida disueltos en agua ultra-pura. Se determinaron las constantes aparentes de segundo orden en funci\u00f3n del ph, bajo condiciones de pseudo primer orden, para todos los contaminantes con excepci\u00f3n de amoxicilina, que al corresponderse con reacciones r\u00e1pidas, result\u00f3 necesario emplear un compuesto de referencia y seguir una cin\u00e9tica competitiva. La secuencia de reactividades obtenidas fue: amoxicilina > naproxeno >> hidroclorotiazida \u00c2\u00bf fenacetina \u00c2\u00bf metoprolol. A partir de estos valores, se propuso un modelo cin\u00e9tico que permite obtener las constantes de velocidad intr\u00ednseca de todas las reacciones elementales. posteriormente, se llev\u00f3 a cabo la bromaci\u00f3n de los cinco productos farmac\u00e9uticos de forma simult\u00e1nea en tres matrices de aguas reales: subterr\u00e1nea, superficial y efluente de salida de una edar. Las tendencias obtenidas coincidieron con las constantes de velocidad previamente calculadas. Asimismo, se propuso un modelo para la eliminaci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos de las matrices de aguas seleccionadas, basado en las constantes cin\u00e9ticas previamente evaluadas. \ten otra fase del trabajo realizado en el departamento de ingenier\u00eda qu\u00edmica de la universidad complutense de Madrid, se aplicaron procesos de oxidaci\u00f3n avanzada: oxidaci\u00f3n con aire h\u00famedo (wet air oxidation o wao) y oxidaci\u00f3n catal\u00edtica con aire h\u00famedo (catalytic wet air oxidation o cwao). En primer lugar, se llev\u00f3 a cabo la oxidaci\u00f3n h\u00fameda de metoprolol, naproxeno, fenacetina y amoxicilina de forma individual. En ninguno de dichos contaminantes se pudo observar una degradaci\u00f3n significativa a excepci\u00f3n de amoxicilina, que alcanz\u00f3 conversiones superiores al 50% a los pocos minutos de reacci\u00f3n. Por ello se realiz\u00f3 un estudio cin\u00e9tico m\u00e1s detallado para amoxicilina, determinando sus constantes de pseudo-primer orden en cada uno de los experimentos. Debido a la escasa eficacia alcanzada durante el proceso de wao, se prepar\u00f3 un catalizador de platino soportado sobre nanotubos de carbono (pt\/cnts) para proceder a la oxidaci\u00f3n h\u00fameda catalizada. La eliminaci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos con este catalizador mejor\u00f3 sensiblemente la eficacia de degradaci\u00f3n y se determin\u00f3 la constante de pseudo-primer orden para amoxicilina con el fin de compararla con los valores obtenidos anteriormente en los experimentos de simple wao. Esta constante de velocidad se evalu\u00f3 siguiendo una cin\u00e9tica tipo langmuir-hinshelwood mas apropiada para reacciones heterog\u00e9neas. \ta continuaci\u00f3n, y dentro de este bloque, se estudi\u00f3 la influencia de las principales variables de operaci\u00f3n sobre la eliminaci\u00f3n de los compuestos farmac\u00e9uticos seleccionados presentes en agua ultra-pura. Se observ\u00f3 que un incremento de la masa del catalizador supuso un efecto notablemente positivo en dicha degradaci\u00f3n. Un efecto similar ejerc\u00eda el aumento de la presi\u00f3n; y en menor medida, el incremento de la temperatura. Adicionalmente, se empleo un catalizador comercial de platino soportado sobre carb\u00f3n activo con el objeto de comparar los resultados con los obtenidos por el catalizador sintetizado, encontr\u00e1ndose una respuesta diferente dependiendo del producto farmac\u00e9utico estudiado. De forma similar se realizaron experimentos de cwao sobre combinaciones de productos en distintas matrices de aguas (subterr\u00e1nea, superficial y dos efluentes de salida de sendas edars), y se obtuvieron menores eliminaciones de los productos cuanto mayor era el contenido de materia org\u00e1nica de la matriz. Asimismo, en estas matrices acuosas se reprodujeron las tendencias para las variables presi\u00f3n, temperatura y tipo y masa del catalizador ya observadas en los experimentos realizados en agua ultra pura. \tpara finalizar el bloque de sistemas de oxidaci\u00f3n qu\u00edmica, se procedi\u00f3 a una comparaci\u00f3n con car\u00e1cter general de los niveles de degradaci\u00f3n obtenidos entre diferentes agentes oxidantes qu\u00edmicos. Tal comparaci\u00f3n se llev\u00f3 a cabo realizando un estudi\u00f3 de la eliminaci\u00f3n de los compuestos seleccionados mediante radiaci\u00f3n ultravioleta, ozono, reactivo fenton, sistema fenton-like, sistema foto-fenton, y las combinaciones entre radiaci\u00f3n uv y ozono con h2o2, tio2, fe(ii) y fe(iii). Los experimentos se realizaron tanto en agua ultra-pura como en diferentes matrices de aguas reales (subterr\u00e1nea, superficial y dos efluentes de salida de edars). Los resultados obtenidos revelan que la combinaci\u00f3n de agentes oxidantes mejora sensiblemente la oxidaci\u00f3n de contaminantes, proporcionando los sistemas concretos uv\/tio2 y o3\/uv\/h2o2 la mayor eliminaci\u00f3n de compuestos farmac\u00e9uticos. Adem\u00e1s, se obtuvo que la secuencia de reactividades de los productos farmac\u00e9uticos en la mayor\u00eda de los sistemas ensayados sigui\u00f3 el siguiente orden de eliminaci\u00f3n: amoxicilina > naproxeno > metoprolol > fenacetina. \tuna fase global diferente del presente trabajo, consisti\u00f3 en el estudio de la eliminaci\u00f3n de los contaminantes seleccionados en medios acuosos mediante la utilizaci\u00f3n de algunos m\u00e9todos f\u00edsicos de separaci\u00f3n, empleando de forma concreta membranas de ultrafiltraci\u00f3n (uf) y nanofiltraci\u00f3n (nf). Estos procesos de membranas son en general muy adecuados para la eliminaci\u00f3n de materia org\u00e1nica de diferentes tama\u00f1os mediante diversos mecanismos de retenci\u00f3n. Todos los experimentos se realizaron en un equipo de filtraci\u00f3n tangencial, en modo concentraci\u00f3n y con recirculaci\u00f3n al sistema de ambas corrientes de rechazo y retenido. Se utilizaron dos membranas de uf (mwco de 2000 y 5000 da, membrana gk y pt respectivamente) y dos de nf (mwco en el rango 150-300 da, membranas ck y hl), y las variables operativas modificadas fueron: presi\u00f3n transmembrana (tmp), velocidad tangencial, temperatura del proceso y tipo de membrana empleada, considerando sus propiedades f\u00edsico-qu\u00edmicas y su mwco (tama\u00f1o de corte de pesos moleculares). En todos los casos, y tras caracterizar previamente las membranas mediante la medida de la permeabilidad hidr\u00e1ulica, se procedi\u00f3 a filtrar las disoluciones de los compuestos farmac\u00e9uticos hasta un factor de concentraci\u00f3n (vrf) prefijado, y se determinaron los flujos de permeado (filtrado) y su evoluci\u00f3n durante el proceso, as\u00ed como se evaluaron las resistencias encontradas al paso del fluido. Adem\u00e1s, se cuantific\u00f3 el nivel de separaci\u00f3n alcanzado para cada producto farmac\u00e9utico mediante los respectivos factores de retenci\u00f3n. \tel primer bloque de este apartado gen\u00e9rico consisti\u00f3 en la aplicaci\u00f3n de los tratamientos de uf y nf a la retenci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos disueltos en agua ultra-pura. Los resultados experimentales mostraron una influencia positiva del aumento de presi\u00f3n trans-membrana y de la temperatura sobre los flujos de permeado obtenidos en el estado estacionario (jvss), no observ\u00e1ndose ning\u00fan efecto significativo con la variaci\u00f3n de la velocidad tangencial con la membrana ck en nf, y apreci\u00e1ndose solo un ligero descenso del flujo de permeado con el aumento de dicha velocidad en los experimentos realizados con la membrana gk en uf. Asimismo, se obtuvieron mayores flujos de permeado con aquellas membranas de uf de mayor mwco: pt (5 kda) > gk (2 kda), como cab\u00eda esperar. La disminuci\u00f3n del flujo de permeado en ambos procesos fue analizada aplicando el modelo de resistencias en serie, siendo escasos los efectos de ensuciamiento de las membranas, ya que la resistencia debida a dicho ensuciamiento fue menor del 15% en todos los experimentos realizados, aspecto l\u00f3gico al tratarse de compuestos puros en agua up. \tcon respecto a la retenci\u00f3n de los compuestos para un valor de vrf dado, se produjo una mejor retenci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos empleando las membranas de nf frente a las de uf, a excepci\u00f3n de metoprolol que present\u00f3 valores sensiblemente menores en el proceso de nf y fenacetina que present\u00f3 valores de retenci\u00f3n muy bajos tanto para nf como para uf. Adem\u00e1s, y como cab\u00eda esperar, las membranas con menor tama\u00f1o de poro retuvieron una mayor cantidad de contaminantes. Sin embargo, entre las dos membranas de nf, hl y ck, se observ\u00f3 una leve diferencia de los coeficientes r para cada compuesto espec\u00edfico, lo cual no puede atribuirse a su mwco, y por tanto, cabe esperar que se debe a sus diferentes naturalezas. Respecto a la naturaleza del producto farmac\u00e9utico, se obtuvo la siguiente secuencia de retenciones en las membranas de nf: amoxicilina > naproxeno > metoprolol > fenacetina; mientras que la secuencia para el proceso de uf fue variable y dependi\u00f3 de la membrana empleada. As\u00ed, para la membrana gk, la secuencia fue: naproxeno > metoprolol > amoxicilina > fenacetina; mientras que para la membrana pt: naproxeno > fenacetina > metoprolol > amoxicilina. Finalmente, se pudo observar una ligera influencia positiva de la ptm en los coeficientes de retenci\u00f3n, mientras que por el contrario no se dedujeron efectos significativos de la variaci\u00f3n de la temperatura y de la velocidad tangencial. a continuaci\u00f3n se procedi\u00f3 a investigar la eficacia de ambos procesos de uf y nf en la eliminaci\u00f3n de mezclas de productos farmac\u00e9uticos disueltos en determinadas matrices de aguas reales (concretamente un agua subterr\u00e1nea, un agua superficial y dos efluentes de salida de sendas edars). Los resultados obtenidos fueron similares en varios aspectos a los anteriormente comentados para agua ultra-pura. Es decir, por un lado, se observ\u00f3 claramente que los procesos de nf proporcionaron mayores flujos de permeado que los procesos de uf para todas las matrices de agua empleadas. Por otro lado, en cuanto al tipo de agua, se obtuvieron mayores flujos de permeado y menores factores de retenci\u00f3n en los experimentos realizados con el agua subterr\u00e1nea y con el agua superficial de pantano frente a las aguas de salida de las estaciones depuradoras de aguas residuales. Estos resultados son asimismo esperables: la tendencia de disminuci\u00f3n del flujo de permeado coincide con el aumento de materia org\u00e1nica disuelta que est\u00e1 presente en las aguas en estudio. Con car\u00e1cter general, y debido al ensuciamiento tan poco severo que se produce en ambos procesos de filtraci\u00f3n (uf y nf) y en ambos tipos de aguas (up y aguas reales), la mayor contribuci\u00f3n a la resistencia total opuesta al flujo de permeado fue ofrecida por la resistencia inherente a la membrana, rm. Asimismo, debido al menor mwco, tanto la rm como la rf (resistencia debido al ensuciamiento de la membrana) fueron mayores en nf que en uf. Por su parte, la velocidad tangencial no present\u00f3 una influencia significativa sobre la resistencia total, mientras que el aumento de la temperatura condujo a una disminuci\u00f3n de la misma. los coeficientes de retenci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos fueron mayores en los experimentos de nf que en uf, nuevamente debido al menor mwco que provoca una mayor dificultad al paso del fluido; por este motivo, la membrana gk retuvo m\u00e1s que la pt. En el caso de nf, la membrana hl retuvo m\u00e1s que la membrana ck, en este caso atribuible a su diferente naturaleza, ya que sus mwco son iguales. Asimismo se obtuvieron mayores coeficientes de retenci\u00f3n en las aguas con mayor contenido en materia org\u00e1nica. Adem\u00e1s de los coeficientes de retenci\u00f3n para los compuestos espec\u00edficos, tambi\u00e9n se evaluaron los coeficientes de retenci\u00f3n de algunos par\u00e1metros globales de calidad del agua que fueron elegidos: carbono org\u00e1nico total (cot), demanda qu\u00edmica de oxigeno (dqo) y absorbancia a 254 nm (abs254). Dichos coeficientes de retenci\u00f3n fueron bastante similares en cada uno de los experimentos individuales, y resultaron globalmente mayores en procesos de nf (70-80 %) que en aquellos de uf (30-50%). en la tercera y \u00faltima fase del presente trabajo de tesis doctoral, se procedi\u00f3 a explorar la aplicaci\u00f3n de diferentes procesos combinados constituidos por distintas secuencias de etapas individuales, con el fin de conseguir un agua tratada final de mayor calidad, que a ser posible, cumpla con las exigencias legales para que pueda ser reutilizada; o simplemente, para que una vez vertida no constituya una amenaza para el equilibrio de los ecosistemas. En concreto, se estudiaron diversas secuencias de tratamientos de oxidaci\u00f3n qu\u00edmica y filtraci\u00f3n mediante membranas (uf y nf) para lograr la eliminaci\u00f3n de los compuestos farmac\u00e9uticos seleccionados, cuando \u00e9stos se encontraban presentes en distintas aguas reales. El objetivo principal en estos procesos combinados fue analizar la influencia que ejerc\u00edan las etapas de pre-tratamiento sobre la eficiencia y grado de depuraci\u00f3n final del agua en la siguiente etapa de tratamiento, y as\u00ed proponer una secuencia \u00f3ptima final de tratamiento global de las aguas empleadas conteniendo los contaminantes farmac\u00e9uticos. en la primera fase de este bloque, los compuestos elegidos fueron sometidos a pre-tratamientos de filtraci\u00f3n con membranas de uf y nf. A continuaci\u00f3n, se realizaron diversos tratamientos, tanto a la corriente de permeado como a la de retenido, con agentes qu\u00edmicos oxidantes, en concreto cloro y ozono. Seguidamente se procedi\u00f3 a desarrollar la secuencia inversa, consistente en un pre-tratamiento de naturaleza qu\u00edmica seguido de un efectivo tratamiento con membranas, concretamente de nf. En este caso, los agentes oxidantes utilizados fueron adem\u00e1s de cloro y ozono, radiaci\u00f3n ultravioleta y las combinaciones uv\/h2o2 y ozono\/h2o2. Las condiciones experimentales utilizadas fueron elegidas en base a los estudios previos realizados a los tratamientos individuales. Se evalu\u00f3 en todos los casos la eliminaci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos y la evoluci\u00f3n del carbono org\u00e1nico total (toc), elegido este \u00faltimo como par\u00e1metro global para medir la calidad del agua. A partir de los resultados de estos experimentos, se concluye que los mejores resultados se obtuvieron en las matrices de aguas con menores cantidades de materia org\u00e1nica. Adem\u00e1s, se obtuvo que cualquier combinaci\u00f3n de tratamientos mejora notablemente la eliminaci\u00f3n de productos farmac\u00e9uticos, as\u00ed como la reducci\u00f3n del toc, con respecto a los tratamientos simples. Finalmente, pudo establecerse que la oxidaci\u00f3n qu\u00edmica seguida de nf result\u00f3 ser la secuencia m\u00e1s efectiva para el tratamiento de aguas superficiales o reales. Concretamente, la oxidaci\u00f3n mediante radiaci\u00f3n uv u ozono seguida de nanofiltraci\u00f3n obtuvo niveles de degradaci\u00f3n de los productos farmac\u00e9uticos superior al 70% y contenidos en toc inferiores a 1 mg\u00c2\u00bf l-1.<\/p>\n

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Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abEliminaci\u00f3n de compuestos farmac\u00e9uticos en aguas mediante procesos de oxidaci\u00f3n avanzada y t\u00e9cnicas de filtraci\u00f3n por membranas<\/strong>\u00ab<\/h3>\n
    \n
  • T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Eliminaci\u00f3n de compuestos farmac\u00e9uticos en aguas mediante procesos de oxidaci\u00f3n avanzada y t\u00e9cnicas de filtraci\u00f3n por membranas <\/li>\n
  • Autor:<\/strong>\u00a0 Gloria Rold\u00e1n P\u00e9rez <\/li>\n
  • Universidad:<\/strong>\u00a0 Extremadura<\/li>\n
  • Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 19\/09\/2011<\/li>\n<\/ul>\n

     <\/p>\n

    Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n
      \n
    • Director de la tesis<\/strong>\n
        \n
      • Francisco Javier Ben\u00edtez Garc\u00eda<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • Tribunal<\/strong>\n
          \n
        • Presidente del tribunal: Jos\u00e9 Luis Sotelo sancho <\/li>\n
        • Manuel Gonz\u00e1lez lena (vocal)<\/li>\n
        • Juan Fernando Garc\u00eda araya (vocal)<\/li>\n
        • eloy Garc\u00eda calvo (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

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          Tesis doctoral de Gloria Rold\u00e1n P\u00e9rez La presente memoria de tesis doctoral expone y discute de forma detallada los resultados […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[949,1333,10144,2649],"tags":[7046,32954,221243,310,61790,198482],"class_list":["post-110937","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-extremadura","category-ingenieria-y-tecnologia-del-medio-ambiente","category-regeneracion-del-agua","category-tecnologia-de-aguas-residuales","tag-eloy-garcia-calvo","tag-francisco-javier-benitez-garcia","tag-gloria-roldan-perez","tag-jose-luis-sotelo-sancho","tag-juan-fernando-garcia-araya","tag-manuel-gonzalez-lena"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110937","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=110937"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/110937\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=110937"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=110937"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=110937"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}