Carbón activado obtenido de jeans remueve colorantes de aguas residuales

En 150 minutos, el carbón activado obtenido a partir de residuos de jeans, o pantalones de mezclilla, removió el 90 % de las anilinas comerciales (azul victoria, rojo puro y azul rey) utilizadas para teñir fibras y lanas.

Geraldine Jasbleidy Vanegas López, magíster en Ingeniería - Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), afirma que “los residuos textiles se pueden reaprovechar en la misma industria que los genera, favoreciendo de esta manera una economía circular, mediante la reinserción al ciclo de vida de las prendas desechadas”.

Según la Organización de Naciones Unidas (2018), la industria textil es una de las más contaminantes del planeta: es responsable de la producción de cerca del 10 % de las emisiones globales de carbono y del 20 % de las aguas residuales.

Así mismo, cifras de 2019 del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) muestran que la industria vende cerca 80.000 millones de prendas al año.

Una de las principales causas del aumento en las ventas son las tendencias de la moda, ya que por ellas, ropa en perfecto estado termina su ciclo de vida en un tiempo más corto.

Entre las prendas más vendidas y que han reducido su tiempo de vida están los jeans. Se estima que en el mundo se venden 2.000 millones de unidades al año, cerca de 37,7 millones en Colombia, lo que posiciona al país como uno de los mayores fabricantes de “pantalones vaqueros” en Suramérica.

Sin embargo, esta enorme producción tiene efectos en la sostenibilidad de los ecosistemas, ya que como solo un 10 % se exporta, mientras el 90 % se comercializa en el país, lo que implica que la mayoría de los desechos generados se quedan aquí.

Buscando alternativas

“Solo el 5 % de estos se reutiliza o se recicla, mientras el 95 % se degrada en los rellenos o se conduce a incineradoras liberando gases contaminantes, por lo cual se impone el reto en encontrar alternativas que permitan desviar estos textiles de los vertederos”, señala la magíster.

La celulosa contenida en las fibras puede ser de un 85 %, por lo que este material tiene potencial como precursor de carbones activados, los cuales reducen tanto los metales pesados como los pesticidas y herbicidas presentes en el agua, sin alterar su composición original.

A pesar de sus bondades, su alto costo dificulta su uso, de ahí que la ciencia adelanta esfuerzos por obtener carbones a partir de residuos, bajando los costos de producción y generando alternativas para el reciclaje de estos productos y evitando su disposición en rellenos sanitarios.

Entre los residuos más utilizados se encuentran la cáscara de coco y la cascarilla de arroz, pero los estudios se han expandido a otro tipo de residuos como las llantas, por lo que la magíster Vanegas se propuso demostrar que los residuos de mezclilla también son una opción.

Óptima remoción

Para el estudio, los residuos de mezclilla –compuestos por 74 % de algodón, 24 % de poliéster y 2 % de elastano– se obtuvieron de una fábrica de jeans de Bogotá.

El material se lavó repetidas veces con agua destilada y se secó a 60 °C durante 24 horas; después se cortó en trozos pequeños. Como agente activante se usó ácido fosfórico, cloruro de zinc y cloruro de hierro.

Para obtener el carbón se aplicaron dos métodos, el primero mediante activación química con ácido fosfórico con pirolisis a dos pasos, manteniendo una temperatura de 300 °C por 2 horas, y después calentamiento a 500 °C por una hora. El segundo método de activación se realizó con una mezcla de cloruro férrico y cloruro de zinc a 400 °C por una hora.

Los carbones obtenidos se caracterizaron (identificación de las propiedades físicas y químicas) por medio de las técnicas de fisisorción de nitrógeno, microscopia de barrido electrónica, punto de carga cero, espectroscopia infrarroja y el método Boehm.

Para determinar la efectividad de los carbones activados en la remoción de colorantes en condiciones reales, se estudió su porcentaje de remoción en aguas residuales provenientes de los procesos de tinción artesanal adelantados en una fábrica de artesanías de lana en el municipio de Nobsa (Boyacá). La muestra fue tomada en un único día, de forma directa, después del proceso de tinción, por lo cual no tenía ningún tratamiento previo.

“Así, el tratamiento de las muestras sintéticas de anilinas comerciales con el carbón obtenido mostró una remoción máxima del 98 % a los 120 minutos para el tono azul victoria, y del 82 % para el tono rojo puro, lo que indica su eficiencia en la remoción de colorantes básicos”, concluye la investigadora.

Conoce más proyectos y contacta a los investigadores a través del sitio web de la División de Extensión sede Bogotá o mediante el correo deb_bog@unal.edu.co.

Fuente: 

• Contenido elaborado por fin/DMH/LOF, el 28 de febrero de 2022 en la Agencia de Noticias de la Universidad Nacional de Colombia. Consulta los detalles en este enlace.
• Foto de portada: montón de jeans sobre fondo de madera, pvproductions, Freepik.es, Licencia gratis para uso personal o comercial con atribución.