Remoción de hidrocarburos mediante biopolímeros naturales: efecto del tamaño de partícula

Abstract

En esta investigación se presenta la evaluación de un biopolímero natural (plumas de pollo) como sorbente de hidrocarburos. Las plumas de pollo tienen un comportamiento hidrofóbico y están compuestas por una red de fibras de queratina que forman una gran cantidad de espacios intersticiales. Existen reportes de que las plumas de pollo poseen una alta área específica favoreciendo tanto la velocidad de absorción de hidrocarburo como los procesos de adsorción. El desarrollo experimental consistió en realizar diferentes pruebas descritas por la norma ASTM F-276: “Standard Test Method for Sorbent Performance of Adsorbents”. Estas pruebas fueron escaladas para un sistema experimental más reducido y mostraron la capacidad de retención ideal del sorbente y el desempeño de éste en condiciones estáticas y dinámicas. Los experimentos se llevaron a cabo con tres diferentes hidrocarburos: petróleo crudo (hidrocarburo medio), diesel y gasolina (hidrocarburos livianos). Las capacidades de retención de hidrocarburos de las plumas de pollo fueron mayores que las de varios sorbentes orgánicos naturales que han sido estudiados con este fin. Los resultados obtenidos mostraron que la mejor capacidad de retención se obtuvo para el petróleo con 20.5 g/g sorbente, seguido por el diesel con 9.6 g/g sorbente y finalmente la gasolina con 6.2 g/g sorbente. La disminución en el tamaño del biopolímero de plumas completas a plumas cortadas en segmentos de 1 cm aumentó considerablemente las capacidades de retención a 34.6 g/g sorbente para el petróleo crudo, 12.6 g/g sorbente para el diesel y 10.7 g/g sorbente para la gasolina. El tiempo óptimo de retención del hidrocarburo fue de 2 min, lo que permite que al usar este sorbente las operaciones de respuesta sean lo suficientemente rápidas para evitar la expansión de la mancha de hidrocarburo y la contaminación de zonas vulnerables. Las pruebas de desempeño mostraron resultados favorables para el biopolímero ya que las plumas tuvieron mayor afinidad por el hidrocarburo en comparación con las mostradas para el agua. La capacidad de flotación del complejo sorbente- hidrocarburo también quedó demostrada tanto en condiciones estáticas como dinámicas. Además de su buen desempeño, la abundancia, disponibilidad y bajo costo de este subproducto de la industria avícola lo hacen un excelente material sorbente. Otra de las ventajas del uso de las plumas de pollo es su biodegradabilidad, lo que las hace un sorbente ambientalmente amigable y por otro lado, elimina los costos adicionales de almacenamiento o disposición final que tienen los materiales sorbentes sintéticos.