Artículos regulares/Biotecnología

 

Aplicación de extractos de lechuguilla (Agave lechuguilla Torr.) en la remoción de cobre (II) en modelos de agua por aglomeración esférica

 

Application of lechuguilla (Agave lechuguilla Torr.) extracts for copper (II) removal from water models by spherical agglomeration

 

F. Alcázar-Medina¹, J. Proal-Nájera¹*, T. Gallardo-Velázquez², I. Cháirez-Hernández¹, C. Antileo-Hernández³, A. Alvarado-de la Peña¹

 

¹ Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional- Unidad Durango, IPN. Calle Sigma 119. Fracc. 20 Noviembre II, Durango, Dgo. 34220, México. *Autor para la correspondencia. E-mail: joseproal@hotmail.com Tel. 52-618-8142091 ext. 82634, Fax 52-618-8144540.

² Departamento de Biofísica, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB), IPN, México.

³ Departamento de Ingeniería Química, Universidad de la Frontera, Temuco, Chile.

 

Recibido 29 de Junio, 2013.
Aceptado 8 de Marzo, 2014.

 

Resumen

El cobre en agua constituye un micronutriente esencial para el humano, pudiendo producir, por exceso, efectos perjudiciales para la salud. En ambientes acuáticos naturales, la toxicidad de este elemento está atribuida a la especie divalente Cu(II). La técnica de aglomeración esférica destaca para remover cobre en agua, empleando agentes tensoactivos industriales con alto contenido de sodio (Na). En este estudio se desarrolló un método de remoción de Cu(II) en modelos de agua (2-15 ppm) por aglomeración esférica, utilizando como biosurfactante extractos de pulpa de lechuguilla (Agave lechuguilla Torr.), rica en saponinas, libre de sodio, y constituye un subproducto en varias agroindustrias de México. Las condiciones experimentales fueron: 0.1-2 g-extracto/g de metal, T°=22°C, pH_Inicial = 8.0 y agitación constante de 600 rpm. Las saponinas en el extracto se identificaron por HPLC-DAD, comparando los tiempos de retención de los picos característicos contra un estándar. El cobre y sodio residuales se determinaron por espectroscopia de absorción atómica. Una eficiencia media (98.7%) obtenida en los experimentos realizados para remover cobre, que satisface las normas para agua potable y para descarga a cuerpos de agua, nos permite recomendar la sustitución de agentes tensoactivos industriales por extractos de lechuguilla (A. lechuguilla), en la remoción de Cu (II) en agua por la técnica de aglomeración esférica.

Palabras clave: Agave lechuguilla, aglomeración esférica, biosurfactante, cobre, remoción.

 

Abstract

Copper in water is an essential micronutrient for human beings, it can produce damage effects for health due to excess. Toxicity of this element is attributed to its divalent Cu (II) species in natural aquatic environments. For copper removal in water, the spherical agglomeration technique can be applied by using industrial tensoactive agents with high Sodium (Na) contents. In this study, a Cu (II) removal method was developed using extracts of pulp of lechuguilla (Agave lechuguilla Torr.), which is a waste in many industries in Mexico, rich in saponines and free of Sodium. The technique of spherical agglomeration was carried out in synthetic water (2 to 15 ppm) using extracts of pulp of lechuguilla as biosurfactant. The experimental conditions were: 0.1-2.0 g-extract/g metal, T°=22°C, pH_Initial = 8.0, and constant stirring at 600 rpm. Saponines were measured by HPLC-DAD in the extract, comparing the retention time of typical peaks with a standard. Residual Copper and Sodium were measured by atomic absorption spectroscopy. A mean 98.7% Copper removal efficiency was reached in all assays, which meets the requirements of the tap- and waste- water regulations. According to this study, we suggest to replace the industrial tensoactive agents by lechuguilla (A. lechuguilla) extracts in order to remove Cu (II) from water by spherical agglomeration technique.

Keywords: Agave lechuguilla, spherical agglomeration, biosurfactant, copper, removal.

 

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Agradecimientos

El primer autor agradece el apoyo al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la beca otorgada para cursar el Doctorado en Ciencias en Biotecnología, dentro del programa de doctorado en red del IPN, incluido en el padrón de Postgrados de Excelencia. El autor correspondiente agradece a la Secretaría de Investigación y Posgrado del Instituto Politécnico Nacional por el apoyo brindado, a través de los Proyectos SIP: 20100563, 20110513 y 20130837.

 

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