9_16 Rojo de Amaranto

9REVISTA LASALLISTA DE INVESTIGACIÓN - VOL. 1 No. 2

Artículo original

Resumen

Introducción: la fotodegradación sensibilizada, conTiO2 y luz solar, es una técnica que puede serempleada como sistema de depuración por si mis-ma, o como un proceso terciario, en especial paratratar residuos industriales. Las tecnologíasfotocatalíticas son consideradas muy prometedoraspara ser aplicadas en la solución de problemas decontaminación de agua. Dichas tecnologías resultanmuy atractivas para su implementación, porque el usode energía solar reduce en forma significativa los cos-tos del tratamiento. El empleo de esta técnica paradegradar y mineralizar el colorante Rojo Amaranto,puede imponerse como una alternativa más adecua-da que otros procesos de oxidación tradicionales.Objetivo: Estudiar la fotocatálisis heterogénea delcolorante Rojo Amaranto utilizando un colector solary dióxido de titanio como catalizador. Materiales yequipos: para el proceso de fotocatálisis se utilizóun colector solar cilindro parabólico compuesto (CPC)y se analizaron las condiciones bajo las cuales seobtuvieron los mayores porcentajes de remoción decolor. Las variables analizadas para tal fin, fueron laconcentración del catalizador (TiO2), la concentracióndel peróxido de hidrógeno y la relación entre ambasfrente a la degradación y la mineralización del color.Resultados: Para la realización de este trabajo, seutilizaron soluciones sintéticas coloreadas con RojoAmaranto de 100 mg/L, preparadas con agua pota-ble. El parámetro que más influyó sobre los porcenta-jes de degradación alcanzados, es el uso de TiO2 con-juntamente con peróxido de hidrógeno. El máximoporcentaje de degradación obtenido fue del 93.48%,para una concentración de dióxido de titanio de 150mg/L y 2 ml/L de peróxido de hidrógeno. Conclusión:el uso de las concentraciones adecuadas de TiO2 yH2O2 permite obtener buenos porcentajes de degra-dación y mineralización del colorante Rojo Amaranto,presente en las aguas.

Palabras clave: fotocatálisis, fotodegradación,peróxido de hidrógeno, dióxido de titanio, irradiaciónsolar, colorante, mineralización, degradación.

Fotodegradación con TiO2 del colorante Rojo Amaranto en aguasa

Luis Fernando Garcés Giraldo 1 / Alejandro Mejía Franco 2 / Gustavo Antonio Peñuela Mesa3

1 Ingeniero Sanitario. Especialista en Cuencas Hidrográficas. Especialista en Ingeniería Ambiental. Magíster en IngenieríaAmbiental. Decano Facultad de Ingeniería Ambiental, Corporación Universitaria Lasallista. / 2 Estudiante Ingeniería Ambiental,Corporación Universitaria Lasallista / 3 Químico. Doctor en Química Ambiental. Director del GIGA , Universidad de Antioquia.

Correspondencia: Luis Fernando Garcés Giraldo. e-mail: [email protected]

Línea de investigación: Tratamiento de Aguas. Semillero de investigación en Gestión y Medio Ambiente SIGMA

Photodegradation with tio2 from the amaranth red dye in water

Abstract

Introduction: Sensitivized biodegradation, withTiO2 and sun light, is a technique which can be usedas a depuration system by itself, or as a tertiaryprocess, especially for industrial remains treatment.Photocatalytical technologies are very promising fortheir appl icat ion on the solving of watercontamination problems. Those technologies arevery well regarded to be implemented, because theuse of sun light reduces in a great measure thecosts of the treatment. The use of this technique todegrade and mineralize the Amaranth Red Dye, canbe implemented as a more appropriate alternativethan other t radi t ional oxidat ion processes.Objective: To study heterogeneous catalysis ofAmaranth Red dye, by the use of a sun lightcollector and titanium oxide as a catalyst. Materialsand methods: For the photocatalysis process, acomposed cylinder parabolic sunlight collector(CPC) was used and the conditions under whichthe higher measurements of color removal weregotten were analyzed. The variables analyzed forthis purpose were the concentration of the catalyst(TiO2), the hydrogen peroxide concentration andthe relation between both of them before thedegradation and mineralization of the color.Results:For this work synthetic solutions dyed with100mg/L Amaranth Red color prepared with pota-ble water. The most influent parameter on thedegradation percentages reached, is the use ofTiO2 mixed with hydrogen peroxide. The maximumdegradation percentage obtained was 93.48% fortitanium dioxide concentration of 150mg/L and 2ml/L of hydrogen peroxide. Conclussion: Theused of appropriate concentrations of TiO2 andH2O2 allows to obtain good degradation andmineralization percentages of the Amaranth RedDye contained in water.

Key words: Photocatalysis. Photodegradation.Hydrogen peroxide. Titanium dioxide. Sunirradiation. Dye, mineralization. Degradation.

a Investigación financiada con recursos del Fondo de Fomento a la Investigación de la Corporación Universitaria Lasallista y del Grupo deInvestigación y Gestión Ambiental (GIGA) de la Universidad de Antioquia

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Introducción

Bajo ciertas condiciones, la luz puede usarse, paraactivar materiales que faciliten la ruptura de enla-ces químicos en moléculas de compuestos con-taminantes para producir otros inocuos o menospeligrosos.1

Es así como las técnicas de oxidación avanzadase basan en procesos fisicoquímicos capaces deproducir cambios profundos en la estructura quí-mica de los contaminantes. Estos procesosinvolucran la generación y uso de especies tran-sitorias poderosas, principalmente el radicalhidróxilo (HO.), el anión superóxido (O2

-) y elec-trón solvatado (eac

-). Estos radicales pueden sergenerados por medios fotoquímicos (incluida laluz solar) o por otras formas de energía, y poseenalta efectividad para la oxidación de materia orgá-nica, produciendo radicales orgánicos que sedescomponen rápidamente, algunos de ellos has-ta la mineralización de los compuestos, formán-dose compuestos inorgánicos como CO2, H20,entre otros, dependiendo de la composición ele-mental del contaminante1-4.

La luz puede tener un efecto dramático sobre al-gunas moléculas o sólidos denominadosfotosensibilizadores, porque cuando estos absor-ben los cuantos de luz o fotones, su habilidad deperder o ganar electrones se altera, llevándolosa un estado electrónico excitado que les propor-ciona propiedades de mejor oxidante o mejoragente reductor. Los procesos de transferenciade electrones y la presencia de medios de con-tacto (como el agua) pueden generar por consi-guiente, las especies reactivas usadas para ladescomposición de los contaminantes. Algunosde los procesos que utilizan esta tecnología sonTiO2/UV, H202/UV, Foto-Fenton y procesos conozono.1

Uno de los procesos de oxidación avanzada (POA)más prometedor para el tratamiento de aguascontaminadas con contaminantes sintéticos comolos colorantes es la fotocatálisis heterogéneamediada por sensibilizadores, la cual se basa enla destrucción de los contaminantes en la super-ficie del sólido (catalizador) excitado fotoquimica-mente con energía radiante.

Sin embargo, las investigaciones sobre la degra-dación de los contaminantes orgánicos a través

de este tipo de técnicas, se han limitado al estu-dio de unos pocos compuestos. Es por esta ra-zón, que con el presente artículo, se pretende dara conocer y explicar los resultados obtenidos acer-ca del comportamiento en la degradación y lamineralización del colorante Rojo Amaranto, co-múnmente utilizado en la industria de alimentos.

Materiales y métodos

El colector solar que se utilizó en la experimen-tación tiene tres módulos (foto1), cada uno com-puesto por ocho tubos de vidrio (Schott-Duran)de 48 mm de diámetro externo y 150 cm de lar-go y lámina de aluminio, ya que permite lareflectancia de la radiación ultravioleta de la luzsolar, todo el conjunto tiene una bomba derecirculación y un tanque. El colector solar tieneuna inclinación de 6° con respecto al suelo, defrente al Norte, ya que debe coincidir con la po-sición geográfica del lugar (Corporación Univer-sitaria Lasallista), con el fin de evitar el ajustediario de la posición respecto a la elevación so-lar y tener la mayor eficiencia de recolección deradiación.

Foto 1. Colector solar cilindro parabólicoempleado para el tratamiento del agua

coloreada con Rojo Amaranto.

Se optimizaron las concentraciones del dióxidode titanio y del peróxido de hidrógeno; para estose varió una sola condición en cada uno de losexperimentos a realizar (tabla 1), con el objetivode estudiar la influencia en la degradación ymineralización del agua coloreada con Rojo Ama-ranto. En la optimización de las condiciones delproceso se determinaron las constantes de velo-


cidad de degradación y la constante de velocidadde mineralización del colorante, para posterior-mente, determinar los tiempos de vida media paracada una de estas variables.

Experimento Concentración Concentración CantidadColorante de TiO2 de H2O2

Nº Descripción (mg/l) (mg/L) (ml/L)E1 Oxidación 100 0 1E2 Con H2O2. 100 0 2E3 100 50 0E4 100 50 1E5 100 50 2E6 100 100 0E7 100 100 1E8 Fotocatálisis 100 100 2E9 Heterogénea 100 150 0E10 100 150 1E11 100 150 2E12 100 30 0E13 100 30 1E14 100 30 2

La degradación se evaluó midiendo la concentra-ción del contaminante por seguimiento del color(fotometría), y la mineralización utilizando la téc-nica de carbono orgánico total (COT).

Tabla 1. Condiciones de los experimentos para el colorante Rojo Amaranto

El modelo estadístico planteado para la degrada-ción del colorante Rojo Amaranto se fundamentaen la siguiente ecuación de degradación, el cualfue analizado a través del paquete estadísticoStatical Anslisis System (SAS).

y ij = µ + αi + βj + (αβ)ij + εij

Donde;

µ : es la media global de degradación.αi: es el efecto del TiO2 en la degradación.βj: es el efecto del H2O2 en la degradación.(αβ)ij: es el efecto de interacción entre el TiO2 y elH2O2 en la degradación.εij: es el error aleatorio.

La ecuación obedece a un modelo factorial dedos niveles (5x3) completamente aleatorizado,con interacción entre el fotocatalizador (TiO2) yel agente oxidante (H2O2). La variable de res-puesta para el colorante es el porcentaje de de-gradación del color en ocho horas de irradiaciónsolar.

Cada ensayo de la tabla 1 se realizó por triplica-do. A todas las muestras tomadas durante cadauno de ellos, se les realizó el análisis de color paramedir la degradación y sólo a las muestras 0, 4 y8 de cada ensayo se les realizó la prueba de Car-bono Orgánico Total (COT) con el objeto de de-terminar el grado de mineralización. La razón porla que no se le realizó el análisis de COT a latotalidad de las muestras tomadas, fue por los cos-tos que incurren en la medición de este parámetro.

Resultados

Oxidación con peróxido de hidrógeno Duran-te el proceso de oxidación del colorante a lo largode ocho horas de irradiación solar, usando 1 ml/Lde H2O2 se obtuvieron porcentajes de degrada-ción del 67.83%, 66.82% y 65.29% al final deltratamiento en las tres replicas realizadas. Enpromedio, el porcentaje de degradación de dichocolorante es del 66.64% para esta dosis gráfica1. Dicha degradación se puede atribuir a la ac-


ción de la luz solar, específicamente a aquellaparte del espectro visible en el que se ubica la luzUV, la cual al entrar en contacto con el peróxidode hidrógeno (hv = 2.2 v) genera una serie dereacciones que producen radicales libres, con unpotencial de oxidación un poco mas alto que eldel peróxido de hidrógeno, iniciando así el pro-ceso de oxidación del colorante.

Cuando se emplean 2 ml/L de H2O2 en la oxida-ción del colorante, se obtiene un incremento enla degradación de un 8.78% en comparación conel porcentaje promedio de degradación que seobtuvo al utilizar una dosis de 1 ml/L de H2O2 (grá-

fica 1). Dicho incremento se debe a que existemayor cantidad de agente oxidante, es decir deperóxido de hidrógeno, ya que este actúa comoagente oxidante de dos formas: una comoperóxido y otra generando radicales hidróxilos(OH). Esta última es mas eficiente porque el .OHes un buen agente oxidante. Sin embargo, el .OHse forma absorbiendo luz ultravioleta (UV) menorde 290 nm o en la superficie de un semiconductor(como el TiO2), cuando esta activado por la luzUV. Por lo tanto, cuando el peróxido de hidróge-no esta solo y con radiación solar, el peróxido dehidrógeno actúa como agente oxidante, pero comoperóxido.

Gráfica 1. Porcentajes de degradación del colorante Rojo Amaranto durante 8 horas deradiación solar a una longitud de onda de 525 nm.

Fotocatálisis heterogénea: El empleo de 50 mg/L de TiO2 puede hacer posible la degradación delcolorante, sin hacer uso de un agente oxidantecomo lo es el peróxido de hidrógeno. Esto esposible debido a que el agua forma radicales li-bres .OH en el hueco del TiO2, cuando esta acti-vado por la luz UV. Sin embargo los porcentajesde degradación son mucho menores (37.81%,24.54% y 41.51%, para un promedio de 34.62%(ver figura 2) que cuando se utilizan el peróxidode hidrógeno debido a que es mas fácil la forma-ción de radicales hidróxilo a partir del peróxido dehidrógeno.

Los porcentajes de degradación del coloranteusando 100 y 150 mg/L de TiO2, sin usar H2O2,son un poco mayores que cuando se usa 50 mg/L de TiO2, (sin usar H2O2) (ver figura 2) debido aque existen más sitios activos (más huecos delTiO2 activados) y por lo tanto más moléculas deagua formando radicales hidróxilos. Aparente-mente, se pensará que se podrán utilizar canti-dades mucho mayores a 150 mg/L de TiO2, paraalcanzar un 100% de degradación del colorante,pero podría ocurrir que a mayor concentraciónde TiO2 no se permita la entrada de luz UV alinterior de los tubos del colector solar, evitando


así la formación de los huecos en la superficiedel TiO2.

Con el uso de 1 ml/L de H2O2 y 50 mg/L de TiO2,en comparación de sólo peróxido, se pueden ob-tener excelentes porcentajes de degradación parael colorante Rojo Amaranto. En las tres réplicasrealizadas se dieron degradaciones del orden del78.63, 72.42 y 88.93% con un valor promedioequivalente al 79.97% (figura 2). Esto es explica-ble, ya que la sustancia que en este caso estáactuando como agente oxidante del colorante esel radical hidróxilo, formado a partir de las reac-ciones de óxido - reducción que se llevan a caboen la superficie del dióxido de titanio excitado conluz UV. El cual es mucho más poderoso que elH2O2 como oxidante.

Al incrementar la concentración del H2O2 de 1 a2 ml/L para la misma cantidad de TiO2 (50 mg/L)se buscaba hacer mayor la eficiencia en el trata-miento del agua coloreada. Los resultados obte-nidos al pasar las 8 horas de radiación solar paracada una de las replicas dieron como resultadoun promedio de degradación del 86.82% (figura2), que en comparación con el resultado de ladosis de 1ml/L de H2O2 y 50 mg/L de TiO2 esmayor. Esto se debe a que, con el aumento en la

concentración de H2O2, se está aumentando lacantidad de radicales libres hidróxilos, que van aactuar como agentes oxidantes para la degrada-ción del color. De esta manera se compruebaque el uso de esos 2 ml/L de H2O2 incrementan ladegradación del color en un 6.85% más. Aunqueeste valor no es estadísticamente significativo serecomienda que para el tratamiento de aguascoloreadas con Rojo Amaranto en una concen-tración de 100 mg/L se emplee 2 ml/L de peróxidode hidrógeno y 50 mg/L de dióxido de titanio paraacelerar el proceso de degradación y garantizarasí la formación de suficientes radicales hidróxilos.

En comparación con el uso de solo 50 mg/L deTiO2, el empleo de una dosis de 100 mg/L de este,puede generar un incremento significativo en ladegradación del color dando en promedio un por-centaje de degradación del 60.06% en 8 horasde radiación solar (figura 2). Esto es explicable,ya que el agua forma radicales hidróxilos libresen el hueco formado en la superficie del dióxidode titanio cuando es activado por la luz UV. Ge-nerando así los suficientes radicales .OH respon-sables de la degradación del color. Además elincremento en la concentración de TiO2 va a per-mitir tener mas sitios activos y por consiguientemas moléculas de agua formando radicales .OH.

Gráfica 2. Efectos (TiO2, H2O2) expresados en mg/L y ml/L respectivamente, frente alporcentaje de degradación del colorante Rojo Amaranto


En la fotocatálisis heterogénea del colorante RojoAmaranto, al emplearse una dosis de 1 ml/L deperóxido de hidrógeno y 100 mg/L de dióxido detitanio, se puede incrementar la degradación pro-medio del color en un 8.76% más que la determi-nada a 50 mg/L de TiO2 con 1 ml/L de H2O2 lamisma dosis de peróxido de hidrógeno. Este in-cremento es posible porque, el dióxido de titaniopresente en la solución de agua coloreada, al seractivado fotoqumicamente por efecto de la luz UV,va a generar más sitios activos, es decir, máshuecos sobre los cuales el peróxido de hidróge-no formará mayor cantidad de radicales hidróxilospara degradar el color.

Cuando se trabajó la fotocatálisis heterogénea conuna dosis de 150 mg/L de TiO2 pero sin usar H2O2.El porcentaje promedio de degradación alcanza-do fue del 78.35% (figura 2). Este valor, aunqueestadísticamente no es significativo, puede sercomparable con el valor de degradación obtenidoen el ensayo en el que sólo se usaron 50 mg/L dedióxido de titanio (34.62% de degradación decolor), dado que para aumentar la degradacióndel color un 43.73% se hizo necesario incremen-tar la dosis de TIO2 en un 100%. El aumento enel porcentaje de degradación percibido en esteensayo es explicable, en tanto que el agua, al en-contrar mas sitios activos debido al dióxido de tita-nio excitado por la luz UV en los cuales se van adar las reacciones de óxido–reducción, formarálos suficientes radicales hidróxilos para oxidar elcolorante.

Con respecto a los resultados de mineralizaciónalcanzados para las dosis empleadas en los ex-perimentos E5 y E11 (tabla1), se podría decir queel tratamiento no tuvo ningún efecto significativoen la transformación de los compuestos quími-cos contaminantes en otras sustancias que garan-tizaran la efectiva eliminación del color presenteen el agua dentro del proceso de fotodegradaciónsolar, puesto que los porcentajes de mineraliza-

ción promedio alcanzados que se consignan sondel 50%.

En el ensayo con 2 ml/L de peróxido de hidróge-no y 50 mg/L de dióxido de titanio, con la cual seobtuvieron excelentes resultados de degradación(86.8%), la mineralización no tuvo el mismo com-portamiento: Sólo se alcanzo el 25.91% de mine-ralización. Quizás esto se deba principalmente aque el tiempo de radiación solar (8 horas) no fuesuficiente para alcanzar porcentajes de mineraliza-ción mayores. También pudo ocurrir por la compo-sición química del colorante, en la que los radica-les hidróxilo sólo podrían romper la molécula decolor pero no transformarla en otras sustanciasmenos complejas e inocuas tales como CO2 y H2O.

Análisis estadístico para ladegradación del colorante

El modelo empleado plantea dos hipótesis lascuales se denominan A0 y A1:

A0 = el efecto de cada una de las variables consi-deradas en la investigación, al igual que el efectoconjunto de estas sobre la degradación del colorson iguales a cero. A1 = la hipótesis anterior (A0)es diferente de cero.

A0 : αi, βj, (αβ)ij = 0; (el modelo no es significativo)A1 : αi, βj, (αβ)ij ≠ 0; (el modelo es significativo)

El error máximo permisible o aceptado por el(ANOVA) para el modelo estadístico es del 5%.Considerando este valor, se puede decir que elmodelo es significativo, ya que el valor de p =0.0001 (tabla 2), arrojado por el análisis de losresultados corridos a través de SAS, es menorque el 0.05 permisible. Según este valor, el mo-delo empleado sirve para explicar la degradacióndel colorante Rojo Amaranto de acuerdo con losfactores definidos (TiO2, H2O2 y TiO2/H2O2).

Tabla 2. Información de la significancia del modelo aplicado.

Fuente Grados Suma de Promedio al Valor F Valorde libertad cuadrados cuadrado Value de p

Modelo 13 17449.7954 1342.29195 29.95 <.0001Error 28 1254.92776 44.81885

Total corregido 41 18704.7231


En la figura 3 se puede ver claramente el efectoque tiene el dióxido de titanio en la degradaciónen la cual, para alcanzar una degradación máxi-ma del 70% aproximadamente, se requieren 150mg/L de TiO2 máxima dosis empleada en los expe-rimentos realizados. Colocando así las concentra-ciones de 30, 50, 100 y 150 mg/L de TiO2 en unprimer grupo en el que se alcanzaron las meno-res degradaciones. Cuando se emplearon estasmismas concentraciones de una forma conjuntacon peróxido de hidrógeno en concentracionesde 1 y 2 ml/L, los porcentajes subieron significati-vamente con un máximo de degradación del 94%.Colocando de esta manera a las dosis mayoresde 50 mg/L de TiO2 en cualquier combinación conH2O2 en un segundo grupo en el que se alcanza-ron los mayores porcentajes de degradación. Sóloaquellos experimentos en los que se emplearon30 mg/L de dióxido de titanio, la degradación decolor decreció conforme pasaba el tiempo de ra-diación solar. Además, se puede evidenciar quecuando se aumenta la dosis de dióxido de titanioy la de peróxido de hidrógeno, los porcentajes dedegradación aumentan. En esta misma figura sepuede confirmar que independientemente de quese emplee 50 mg/L de TiO2 con 2ml/L de H2O2 ,100mg/L de TiO2 con 1 o 2 ml/L de H2O2 o 150mg/L deTiO2 con 1 o 2 ml/L de H2O2 se tienen lasmáximas degradaciones al final del tratamiento.

Discusión

La fotocatálisis heterogénea aceleró la degrada-ción del colorante Rojo Amaranto con respecto alproceso en el que sólo se usó peróxido de hidró-geno, alcanzando así porcentajes de degradaciónhasta del 93.5%. Los mejores ensayos realiza-dos que mostraron los mayores porcentajes dedegradación del colorante y por consiguiente losmejores resultados de mineralización en su or-den son: E11, E10, E7, E y E5

Para obtener buenos resultados de degradacióndel colorante Rojo Amaranto durante el procesode fotocatálisis en el colector solar, se hace indis-pensable hacer uso del peróxido de hidrógenocomo agente oxidante, ya que en los ensayos enlos que éste se aplicó, fue donde se obtuvieronlos mayores porcentajes.

La velocidad de las reacciones que se llevabaacabo dentro del proceso fotocatalítico, respon-

den positivamente frente al aumento en las con-centraciones tanto de peróxido de hidrógeno comode dióxido de titanio. De esta forma, cuando seincrementan conjuntamente una con respecto ala otra llegando a sus concentraciones máximas(2 ml/L H2O2 y 150mg/L TiO2), las velocidades deReacción son mucho mayores, posibilitando asíque se requiera de menos tiempo para degradarel 50% del color presente en el agua.

El menor tiempo de vida media del colorante RojoAmaranto se registró para el ensayo E11 (150 mg/L TiO2 y 2 ml/L H2O2), el cual fue de 1.9 horas,ensayo en el cual se obtuvo el mejor porcentajede degradación y mineralización, 93.4 y 39.4%respectivamente.

Durante la fotocatálisis del agua coloreada con elRojo Amaranto, no se alcanzó el 50% en la mine-ralización de color según el análisis estadístico(ANOVA) realizado. Esta variable depende signi-ficativamente del uso del peróxido de hidrógeno,que para tener efectos significativos mayores al50%, se debe aplicar en dosis mucho mayores a2ml/L. Por lo tanto, el proceso de fotocatálisis fuemucho más efectivo para la degradación de colorque para la mineralización del mismo.

Las concentraciones óptimas de catalizador yagente oxidante para tratar aguas que contienenel colorante Rojo Amaranto en una concentraciónde 100mg/L, encontradas en esta investigaciónson: 150 mg/L de TiO2 y 2 ml/L H2O2.

La fotodegradación sensibilizada con dióxido detitanio y peróxido de hidrógeno como agente oxi-dante utilizando colector solar para el tratamientode aguas coloreadas con Rojo Amaranto, es unproceso altamente atractivo y efectivo, siempre ycuando se trabaje preferiblemente el peróxido dehidrógeno en su máximo nivel (2 ml/L) en combi-nación con dosis entre 50 y 150 mg/L de dióxidode titanio, donde siempre las degradaciones vana ser superiores al 85%.

En el ensayo en el que se emplearon 50 mg/L dedióxido de titanio y 2 ml/L de peróxido de hidró-geno se obtuvo un porcentaje de degradación del86.81%, significativamente alto para una dosis deTiO2 baja, y un tiempo de vida media del coloran-te de 2.8 horas, el cual se encuentra por debajodel tiempo de vida media logrado en el ensayo11 (E11), considerado como el mejor ensayo. Este


es el parámetro bajo el que se ha seleccionado elensayo 11 como la dosis óptima a emplear en tér-minos de eficiencia y rapidez de las reacciones.

En la fotocatálisis heterogénea con dióxido detitanio para el colorante Rojo Amaranto, el por-centaje de mineralización se debió en mayor me-dida al uso de peróxido de hidrógeno, mientrasque la degradación se debió tanto al uso dedióxido de titanio como del agente oxidante y suactividad conjunta dentro del proceso.

Comparando los ensayos donde se usó única-mente peróxido de hidrógeno con los que se uti-lizaron sólo el dióxido de titanio, es mejoremplear sólo dióxido de titanio ya que los porcen-tajes de degradación alcanzados son mucho ma-yores. Esto se debe a que a partir del dióxido detitanio se forman radicales libres hidróxilos queson más poderosos como agentes oxidantes queel peróxido de hidrógeno. Todo esto gracias aque el peróxido de hidrógeno, en presencia deluz solar, sólo actúa como agente oxidante por-que necesita longitudes de onda menores a 290nm para poder generar radicales hidróxilos.

Comparando el uso de sólo dióxido de titanio, sóloperóxido de hidrógeno y fotocatálisis heterogéneacon TiO2/H2O2, el uso de este último fue mejor,debido a que a partir del peróxido de hidrógenose forma más fácilmente los radicales hidróxilo,que a partir del agua.

A pesar de que el colorante Rojo Amaranto esmuy fotoestable, el uso de sólo peróxido de hidró-geno facilita su degradación en altos porcenta-jes, posibilitando así la disminución en los costos

del tratamiento a través de esta tecnología ya queno será necesario utilizar dióxido de titanio. Claroestá que si se quieren incrementar los porcentajesde degradación, el uso del TiO2 es indispensable.

Referencias

1. MARIN S., Juan M. fotodegradación sensibi-lizada con TiO2 y Fe 3+ de los pesticidasmalation y metomil en aguas. Medellín, 2002,96 p. Trabajo de grado. (Maestría en ingenie-ría ambiental). Universidad de Antioquía. Fa-cultad de Ingeniería.

2. GARCES GIRALDO, Luis F. Fotocatálisis conTiO2 de los colorantes azul de metileno y na-ranja reactivo 84 utilizando colector solar.Medellín, 2003; 208 p. Tesis de maestría (In-geniería Ambiental). Universidad de Antioquía.Facultad de ingeniería.

3. PEÑUELA M., Gustavo A. fotólisis yfotodegradación sensibilizada con Fe3+ y TiO2de pesticidas en aguas naturales. Barcelona,1998; 149 p. Tesis de doctorado (Químicaanalítica del medio ambiente y la polución).Universidad de Barcelona. Departamento deQuímica Analítica.

4. CORREA JARAMILLO, Nelson A.fotodegradación de cianuros medianteFotocatálisis heterogénea con TiO2 utilizandocolector solar y lampara de luz ultravioleta.Medellín, 2004; 105 p. Tesis de maestría (In-geniería ambiental). Universidad de Antioquía.Facultad de ingeniería.

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