Evaluation of 3D Carbonaceous Structures Derived from Whey for the Adsorptive Removal of Emerging Contaminants from de San Pedro River, Aguascalientes, Mexico

Abstract

La presencia de contaminantes emergentes, como diclofenaco y naproxeno en cuerpos de agua representan un reto ambiental debido a su persistencia y a la limitada eficiencia de los tratamientos convencionales. El objetivo de este trabajo es desarrollar estructuras carbonosas 3D derivadas de lactosuero para evaluar su potencial como adsorbentes en la remoción de estos fármacos presentes en soluciones sintéticas y muestras reales del río San Pedro. Las estructuras fueron obtenidas mediante impresión 3D, seguidas de etapas de secado, curado y carbonización bajo atmósfera inerte. Se realizaron lecturas de longitud de onda máxima y curvas de calibración para naproxeno y diclofenaco mediante espectrofotometría UV-Visible, obteniendo coeficientes de determinación superiores a 0.999, lo que confirmó la confiabilidad del método analítico. Asimismo, se realizaron estudios preliminares de adsorción con las estructuras carbonosas, evaluando su desempeño para la adsorción de dichos contaminantes. Como parte de la investigación, también se evaluó la capacidad de adsorción de diversos carbones comerciales con la finalidad de establecer un punto de comparación respecto al material desarrollado. Entre los materiales analizados, el carbón vegetal comercial y el carbón activado F-400 presentaron las mayores cantidades adsorbidas, utilizándose como materiales de referencia para evaluar la eficiencia del adsorbente propuesto. Adicionalmente, se realizaron barridos espectrales de muestras reales provenientes del río San Pedro y de la zona Boca de Río, con el propósito de identificar sus características espectrales y establecer una línea base para futuras pruebas de remoción en matrices ambientales. Los resultados obtenidos demuestran avances significativos en el desarrollo y evaluación de adsorbentes carbonosos impresos en 3D, evidenciando su potencial como una alternativa sustentable para el tratamiento de aguas contaminadas con contaminantes emergentes.

Keywords: adsorción; contaminantes emergentes; impresión 3D