EL AGUA RIGUROSAMENTE VIGILADA


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Dec 5, 2007

Los hidrogeles -redes poliméricas interpenetradas o polímeros superabsorbentes- son una combinación de dos o más polímeros con estructura reticulada. Los hidrogeles destacan por sus propiedades de hinchamiento, morfología y resistencia a la compresión basadas en su composición y condiciones de síntesis** (Pepas y Micos, 1986). Durante los últimos 15 años, los hidrogeles han llegado a ser un componente importante de muchos productos; y en concreto han tenido un gran auge en aquéllos dedicados a la higiene personal. La variedad de compuestos utilizados, así como los mecanismos de síntesis, están aumentando rápidamente, lo que ha permitido la obtención de hidrogeles con mayor capacidad de absorción de agua, llegándose a obtener polímeros con grados de hinchamiento superiores al 1,000% de su propio peso. El mecanismo por el que los polímeros son capaces de absorber tanto volumen de soluciones acuosas no es sólo físico, sino que depende de la naturaleza química del polímero. En los últimos años, debido sobre todo a las posibilidades comerciales que presentan estos compuestos, se ha desarrollado un importante trabajo de investigación sobre estos materiales, lo que ha derivado en la obtención de hidrogeles usados en nuevas y muy diversas aplicaciones. así, se están fabricando productos con estos polímeros que ya forman parte de nuestra vida cotidiana, y que van desde pañales hasta lentes de contacto, productos para agricultura, la industria alimenticia o las telecomunicaciones entre otros (Olea-Vega, 2003). sin lugar a dudas, los productos estrella son aquéllos dedicados a la higiene personal, que actualmente utilizan el 95% de las más de 500,000 toneladas de polímeros superabsorbentes que se producen cada año en todo el mundo. su principal aplicación es en pañales, toallas femeninas y en productos similares que, como consecuencia de la inclusión de este tipo de polímeros, son cada vez más finos.

APROVECHAMIENTO EN EL CAMPO

Otra aplicación de estos compuestos, y que está cobrando enorme interés, es su empleo en la agricultura. Desde hace unos 20 años se están realizando ensayos que demuestran que el uso extensivo de hidrogeles mejora la capacidad de retención de agua del suelo, favoreciendo por tanto el desarrollo de las plantas (Rojas de Gáscue et.al., 2004) además, la utilización de polímeros también produce una mejora de la estructura del suelo y de la aireación del mismo. también se han utilizado hidrogeles, mezclándolos con abonos, en campañas de reforestación, donde proporcionan a los plantíos una reserva de agua para las primeras fases (las más críticas) de su adaptación al terreno, así como para la liberación controlada de plaguicidas (Rojas et.al., 2004). Los hidrogeles están también siendo introducidos en otras áreas, como la liberación controlada de fármacos y la protección medioambiental, ya que pueden utilizarse para controlar escapes de aceites, productos derivados del petróleo y derrames de productos tóxicos. Otro importante campo de aplicación de estos polímeros es el de la eliminación de metales pesados presentes en las aguas residuales. La síntesis de hidrogeles con propiedades biodegradables ha resultado de gran interés en los últimos años, siendo el empleo de polisacáridos uno de los que destacan. Dentro de éstos, el quitosano ha sidousado como adsorbente, debido a su estructura particular, características físicomecánicas, estabilidad química, alta reactividad y excelente selectividad hacia compuestos aromáticos y metales (Babel y Kurniawan, 2003). El quitosano es la forma desacetilada de la quitina. La quitina es un recurso renovable ya que se obtiene tanto del caparazón de los crustáceos como el cangrejo, camarón, langosta, etc., como de hongos e insectos; su producción mundial es alrededor de 1,300 millones de toneladas al año, es un material biocompatible, notóxico y biodegradable, al igual que lo es el quitosano; éste además es un polielectrolito catiónico que tiene la capacidad de atrapar metales (quelante de metales pesados). El xantano o goma xantana, es un polisacárido extracelular reducido por la bacteria Xanthomonas campes-tris B-1459, fue el primer producto biopolimérico de una fermentación a base de azúcar de maíz que tuvo importancia comercial. La xantana que por sí misma no puede formar geles, pero aprovechando sus propiedades como polielectrolito ayuda a formar geles elásticos con una alta resistencia a la ruptura y puede atraer cationes (tsair-wang et.al., 2005). actualmente en el Instituto tecnológico de toluca se desarrolla el proyecto interinstitucional de investigación: “síntesis y caracterización del hidrogel quitosano-xantana y su evaluación como adsorbente de iones metálicos en soluciones acuosas”, financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y tecnología (CONaCYt), en la Convocatoria de Investigación Científica Básica 2006, en el cual participan las Dras. Beatriz García Gaitán, Rosa Elvira Zavala arce y Claudia R. Muro Urista. Este proyecto es llevado a cabo de forma conjunta con la Universidad autónoma Metropolitana, Unidad azcapotzalco, con la participación de la Dra. Icela Dagmar Barceló Quintal y el Instituto tecnológico de Ciudad Madero, con la participación de la Dra. Rocío del Carmen antonio Cruz. Los hidrogeles utilizados han sido sintetizados en los laboratorios del Dr. Gabriel Luna Bárcenas del Centro de Investigación y de Estudios avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Unidad Querétaro (CINVEstaV, Unidad, Qro.) (FloresRamírez et.al., 2005) con algunas modificaciones realizadas en el Instituto tecnológico de toluca. a la fecha se han sintetizado y caracterizado los primeros hidrogeles (los cuales se muestran en la figura 1) y está por iniciarse su evaluación como adsorbente. La continuidad de las investigaciones, sobre todo en la síntesis de hidrogeles con propiedades biodegradables, permitirá en un futuro que podamos disfrutar de nuevas y diversas aplicaciones de estos versátiles compuestos y que se contribuya a disminuir la contaminación de nuestro ambiente.

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