Evaluación de costo-eficiencia en la producción de hidrogeles de celulosa bacteriana modificados para la adsorción de metales pesados en efluentes contaminados

• Autores: Tomas Valeriano, Sonaly Samanta, Vásquez Grados, Sofia María
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad de Ingeniería y tecnología
• Repositorio: UTEC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utec.edu.pe:20.500.12815/511
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12815/511
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Costo-efectividad; Hidrogeles; Celulosa; Absorción y adsorción de metales pesados; Contaminación del agua; Cost effectiveness; Hydrogels; Cellulose; Heavy metal absorption & adsorption; Water pollution; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.11.00

Perú enfrenta un mayor estrés hídrico y contaminación por metales pesados, afectando la salud y el bienestar de las poblaciones. Exploramos la producción de hidrogeles de celulosa bacteriana modificada como material filtrante para adsorber plomo (Pb) y otros metales pesados. En el estudio, se produjeron geles de celulosa bacteriana mediante cultivo estático de Acetobacter xylinum en 25 mL de medio Hestrin-Scharm, comparando inóculos de 200 uL y 250 uL. La incubación de 72 h fue óptima por rendimiento/tiempo, con masas secas de 0,0634 ± 0,0176 g (200 uL) y 0,0695 ± 0,0025 g (250 uL), sin incrementos significativos posteriores. La oxidación TEMPO incrementó los grupos carboxilo y se validó por titulación conductimétrica, obteniéndose grados de oxidación desde 0 hasta 50 %. En adsorción batch (pH 5; 20 ppm de Pb2+; 15 mg de adsorbente), los hidrogeles TEMPO alcanzaron hasta 15 % de remoción a 60 min y 27 % a 90 min, con capacidad estimada de 22,42 mg·g-1. La desorción con EDTA 0,05 M (18 h) fue 0 % para controles y 4–6 % para TG/TS. Un análisis económico evidenció que la sonicación eleva el costo total por muestra. En conjunto, 72 horas de cultivo, oxidación TEMPO y operación a pH 5 logran desempeño medible con costos contenidos, donde la no sonicación se muestra como la opción más costo-eficiente y la sonicación como ruta de mayor desempeño con penalidad de costo.