EVALUACIÓN DE FITOREMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS CON PLOMO POR ACTIVIDAD INDUSTRIAL UTILIZANDO RYE GRASS EN DIVERSOS MEDIOS DE CULTIVO.

El desarrollo de actividades industriales, contribuye cada vez más a la generación de residuos con elementos potencialmente tóxicos que en concentraciones altas (fijadas por ley nacional 24051) pueden tener efectos nocivos a la salud de la población y afectaciones al equilibrio ecológico y el ambiente. Hoy existen estudios tendientes a resolver la contaminación originada por metales pesados en suelos, mediante estrategias basadas en el uso de plantas que tienen la propiedad de acumular metales pesados; proceso denominado “fitoremediación” que consiste en la remoción, transferencia, estabilización y/o degradación y neutralización de compuestos orgánicos, inorgánicos y radioactivos que resultan tóxicos en suelos y agua. Esta novedosa tecnología tiene como objetivo degradar y/o asimilar, los metales pesados, presentes en el suelo, lo cual tiene muchas ventajas con respecto a los métodos convencionales de tratamientos de lugares contaminados; en 1º lugar es una tecnología económica, de bajo costo, en 2º lugar posee un impacto regenerativo en lugares en donde se aplica y en 3º lugar su capacidad extractiva se mantiene debido al crecimiento vegetal (Harvey et al., 2002). La fitoremediación no es un remedio para todos los suelos contaminados y antes que esta tecnología pueda volverse técnicamente eficiente y económicamente viable, hay algunas limitaciones que necesitan ser superadas como por ejemplo la falta de pruebas a escala industrial (Freitas et al., 2004). Para la realización del trabajo se utilizarán las instalaciones de la empresa FACSA S.A ubicada en Avda. De las Quintas y De los Hornos de barrio villa Esquiú de Córdoba, empresa operadora de residuos de plomo autorizada por la Secretaría de Ambiente de la Provincia de Córdoba. Se utilizarán dos hectáreas de terreno de la empresa en la que se acumulará un máximo 1 metro cúbico por cada metro cuadrado de superficie. Previamente al deposito de suelo contaminado, el terreno será impermeabilizado con suelo cemento y cal para evitar lixiviaciones de plomo y luego se cercará para evitar ingreso de personal no autorizado. En las hectáreas preparadas se aplicarán capas sucesivas de suelo contaminado con suelo natural en la mitad del terreno y en la otra mitad capaz sucesivas de suelo contaminado y suelo fertilizado con lombricompuesto, ambos sectores serán sembrados con pasto Rye Grass. Durante el proceso se medirá la concentración de Pb por FRX cada tres meses, en tres profundidades para cada preparados de campo. Las muestras serán compuestas y se corresponderán a un mínimo de 5 puntos para cada profundidad. Lo mismo se realizará para medir la concentración de Pb en el pasto. Las cosechas o cortes de pasto serán trimestrales y el pasto cortado se recogerá, secará e incinerará en el propio horno de FACSA S.A. Se evaluarán las siguientes variables. Salinidad: Se realizará antes y al final del año, tomando muestras compuestas de 100g de suelo c/u a las cuales se le agregarán 100 ml de agua destilada, se deja reposar y luego se toma la lectura con la ayuda de un conductímetro calibrado. Acumulación de Pb en tejido vegetal: Se considerará como variable principal la acumulación de Pb en tejido vegetal, ya que integra tanto el grado de absorción del metal por las plantas, así como el efecto negativo que las concentraciones excesivas del metal sobre la producción de materia seca. Para el estudio de esta variable, se captarán y prepararán muestras trimestrales. Secado y protocolo para el análisis de Pb por FRX. Pb en Suelo:Esta variable se examinará trimestralmente, mediante mezcla compuesta de cada sector tomada como mínimo en cinco puntos. Se tomarán muestras a tres profundidades distintas. Ph en Suelo:Se tomarán partes de las muestras para análsis de ph. El experimento culminará a los dos años con análisis de las 9 tandas de mediciones (La 1º corresponde a la determinación de la línea de base). Se realizará la prospección para determinar el momento de perfecta recuperación del suelo.

Factores tecnológicos que inciden sobre la residualidad de plaguicidas en granos de soja. Technological factors affecting pesticide residues in soybean grains.

La producción de los cultivos está afectada por factores bióticos entre los que se destacan las enfermedades, malezas y plagas, por esto es de importancia el uso de plaguicidas que permitan mantener la producción. Sin embargo, estos productos constituyen un serio riesgo para la salud si no se aplican adecuadamente a fin de no dejar residuos en los granos. La introducción de marcos regulatorios cada vez más estrictos constituyen una barrera para las exportaciones actuales y futuras. El sistema agrícola-industrial argentino no cuenta aún con suficiente información para implementar las medidas adecuadas para prevenir la contaminación de granos con plaguicidas en pre y postcosecha. Se hipotetiza que la residualidad de plaguicidas en granos de soja en la Región Centro de Córdoba está influenciada por factores tanto tecnológicos como ambientales. La evaluación de la importancia relativa de estos factores permite sugerir estrategias de manejo adecuadas para asegurar niveles de residuos por debajo de los límites máximos permitidos. Se plantea como objetivo general identificar los factores tecnológicos (tecnología del cultivo, propiedades fisico-químicas de los plaguicidas, tecnología de aplicación) y sus interacciones, que inciden a campo y en postcosecha sobre el nivel de residuos de insecticidas en granos de soja, en la Región Centro de Córdoba. Como objetivos específicos se pretende cuantificar los residuos que generan las aplicaciones habituales de insecticidas, evaluar la influencia de los diferentes factores tecnológicos y sus interacciones sobre los niveles de residuos y adecuar curvas de disipación de plaguicidas a las condiciones de la región. También aportar conocimientos e información sobre el tema y sugerir prácticas de manejo que reduzcan los niveles de residuos, asegurando la calidad e inocuidad de los alimentos. Para el logro de estos objetivos se realizarán ensayos de evaluación de insecticidas a campo y en postcosecha en la localidad de Manfredi, Provincia de Córdoba, durante dos temporadas agrícolas. Se evaluarán distintas dosis y momentos de aplicación de los insecticidas endosulfán, clorpirifós+cipermetrina y fenitrotión en los ensayos a campo y fenitrotión, esfenvalerato, clorpirifós, deltametrina, DDVP y pirimifós metil en postcosecha. Con endosulfan se realizarán ensayos adecuados para el desarrollo de curvas de disipación. La determinación de residuos de plaguicidas se realizará utilizando determinación de multiresiduos a través cromatografía. Las curvas de disipación para endosulfan se ajustarán a través de modelos no lineales. Los conocimientos e información respecto a la influencia de los factores tecnológicos y sus interacciones sobre el nivel de residuos de plaguicidas en granos de soja, generados como resultados del presente proyecto, serán de utilidad para enriquecer las bases científico-técnicas en el tema y enfrentar el problema de la contaminación de granos con plaguicidas. Identificar la influencia de los factores tecnológicos y sus interacciones permitirá desarrollar prácticas de manejo tendientes a obtener productos con un nivel de residuos por debajo de los límites permitidos. La adecuación de curvas de disipación de plaguicidas a la Región Centro de Córdoba, permitirá efectuar predicciones sobre el contenido de residuos a causa de un tratamiento en un momento dado, conocer la importancia de las distintas variables y la posibilidad de variarlas para disminuir el nivel de residuos en los granos. Es importante profundizar sobre este tema ya que no existe la cantidad de información suficiente para enfrentar el problema de la contaminación por plaguicidas en nuestros sistemas productivos. Esta información es necesaria para poder garantizar la calidad e inocuidad de los alimentos tanto para el comercio interno como externo, asegurando la permanencia de los productos argentinos en los mercados internacionales.

Desarrollo de un secadero industrial modular portable para productos cárnicos.

Las etapas de estufado y secado en la elaboración de los productos cárnicos de humedad intermedia (0,90 – 0,80 aw) son críticas para alcanzar la auto estabilidad y, en consecuencia, la seguridad de estos alimentos. Poder controlar las variables (temperatura, humedad, velocidad de aire, etc.) de estas operaciones del proceso es determinante para lograr una fermentación y un secado adecuado que permitirán estandarizar el proceso, garantizar la inocuidad y prolongar la vida útil del producto. La construcción de un secadero automatizado que cuente con los últimos adelantos en ingeniería y electrónica resulta dificultoso en las pequeñas y medianas empresas cárnicas, no solo por los altos costos que hay que cubrir, sino además porque las dimensiones de estas pequeñas fábricas no cuentan, en muchos casos, con la escala comercial necesaria para afrontarlos. A través del proyecto se pretende diseñar y construir una unidad de estufado y maduración que sea aplicable al procesamiento de fabricación de embutidos fermentados, que permita su utilización como unidad móvil y que al mismo tiempo pueda emplearse como unidad experimental para complementar otros proyectos de investigación en el área de productos cárnicos. El desarrollo de un secadero modular portable permitirá, además de ofrecer un paquete tecnológico que garantizará la calidad y seguridad de los alimentos producidos, brindar un servicio de alquiler de secaderos para pequeños productores que no disponen del capital suficiente para realizar grandes inversiones o cuya producción es acotada en cantidad o en determinadas épocas del año.

“DESARROLLO DE GEOINDICADORES Y VALORACIÓN DE VULNERABILIDAD DE RECURSOS HÍDRICOS ASOCIADOS A LA EVALUACIÓN DEL IMPACTO PRODUCIDO POR CAMBIOS EN EL USO DEL SUELO”

La zona no saturada del suelo tiene una gran importancia en el ciclo del agua, así como en el transporte y las transformaciones de compuestos químicos. El estudio de esta zona es importante pues es el nexo entre el agua superficial y el agua subterránea. El incremento de las actividades agrícolas en la región central del país ha provocado un uso extendido de agroquímicos que contaminan las reservas hídricas subterráneas. La predicción y estimación del nivel de concentración, degradación, adsorción, retardo biológico, transporte y deposición de estos compuestos dependen de condiciones geológicas y propiedades físico-químicas del suelo. Es fundamental en este aspecto resolver con la información obtenida las ecuaciones de transporte de contaminantes para lo cual resulta de interés la mineralogía, tortuosidad, relación de vacíos y composición granulométrica del suelo. El transporte de contaminantes afecta la calidad del agua superficial (ríos, lagunas o esteros) y subterránea (napa freática y acuíferos) que constituyen fuentes de agua dulce. En este proyecto se realizan estudios que evalúan aspectos que afectan la calidad del agua superficial y subterránea debido a actividades antrópicas. En particular se analizan aspectos fenomenológicos de interés para el transporte de contaminantes en suelos para entender los mecanismos de contaminación de las aguas subterráneas. Estos estudios se realizarán en base a experimentos de laboratorio y simulaciones numéricas mediante modelos computacionales. Por otro lado, se tomarán dos casos o zonas de estudios, la primera abarca los recursos hídricos del norte de la Provincia de Córdoba, dentro de los cuales se destaca la laguna Mar Chiquita, y la segunda consiste en el estudio de la influencia del cambio del uso del suelo en la zona periurbana de la ciudad de Córdoba y el efecto que esto produce en la calidad del agua subterránea. En los estudios relacionados con la calidad y cantidad de agua que llega a la Laguna Mar Chiquita se realizarán estudios para la obtención de datos que permitan definir criterios de manejo y políticas de gestión de la cuenca intermedia, compatibles con requerimientos ambientales y sociales. Estos criterios y políticas serán una consecuencia de la interpretación del comportamiento fluvial y la respuesta del sistema hídrico ante los distintos pulsos de caudal, el cual será parcialmente aforado mediante campañas, y su interrelación con el uso del suelo en zonas que puedan afectar los afluentes de la laguna. Esto permitirá definir el caudal real que llega a la laguna y, de este modo, estimar el volumen ecológico de la misma. Al mismo tiempo, los afluentes en su trayecto reciben múltiples descargas de tipo doméstico, de origen industrial y de origen agropecuario (e.g. Río Suquía). Sin embargo, los estudios existentes sobre la calidad del agua y las actividades antrópicas son muy escasos, por lo cual resulta necesario realizar un seguimiento que permita conocer sus características y planificar su manejo. Por otro lado, se estudiará cómo el uso del suelo y fundamentalmente los cambios no controlados del mismo resultan vitales para poder preservar los recursos hídricos subterráneos. Este aspecto resulta de fundamental importancia en nuestra provincia en el caso del crecimiento acelerado que sufre la ciudad de Córdoba desde hace varias décadas por lo que éste caso se tomará como prioritario. Los resultados obtenidos permitirán generar información de gran valor para la toma de decisiones y obtener nuevos conocimientos relacionados con las características hidrodinámicas (superficial y subterránea) y del suelo en las zonas de estudio. Esto permitirá en un futuro definir o delimitar zonas de riesgo, realizar una adecuada planificación del uso del suelo en relación con las actividades agropecuarias y crecimiento de zonas urbanas y desarrollar programas para la preservación de recursos hídricos superficiales u subterráneos de la Provincia de Córdoba.

INCIDENCIA DE LAS ACTIVIDADES AGROPECUARIAS EN LA CALIDAD DE PRODUCTOS APÍCOLAS Y EN LA DISTRIBUCIÓN DE APIS MELLIFERA. INDICADORES DE CONTAMINACIÓN AMBIENTAL.

Las actividades socioeconómicas en muchos casos generan residuos que afectan a la salud humana, la calidad de los ecosistemas y los procesos ecológicos. La acumulación de residuos de plaguicidas en el ambiente se ha puesto de manifiesto desde hace años y la incidencia de éstos en los ecosistemas supone un riesgo que es necesario conocer y reducir. La agricultura depende, en gran medida, de la utilización de pesticidas para controlar las plagas y las enfermedades que pueden ocasionar pérdidas en la calidad de las cosechas y disminuir su producción. En los últimos años, la contaminación de los alimentos y del medio ambiente por los pesticidas se ha convertido en objeto de gran interés y preocupación social debido a los posibles efectos adversos de una exposición prolongada a estos compuestos. La provincia de Córdoba, en particular la región sur, no es ajena a dicha problemática dado que la actividad más importante es la agropecuaria. Por tanto, resulta de sumo interés desarrollar métodos para diagnosticar y monitorear la contaminación del ambiente. En este sentido, los indicadores ambientales han tomado impulso con el propósito de estandarizar metodologías y procesos que nos permitan desarrollar la capacidad de analizar, evaluar y comparar el estado del ambiente y los recursos naturales. Las abejas melíferas y los productos de la colmena podrían muy bien cumplir con este rol ya que durante su pecoreo las abejas se ponen en contacto con prácticamente todos los sectores medioambientales (suelo, vegetación, aire y agua). Las abejas exploran áreas de unos 30 km2 para recolectar elementos para el desarrollo de su colonia y por consiguiente los productos de la colmena se pueden relacionar con la contaminación local. La presencia de plaguicidas de uso agrícola, tanto en miel como en cera, en cantidades suficientemente altas, también podría llevar a que la colmena se vea debilitada y las abejas tiendan a abandonarla. No obstante, el abandono de las colmenas no sólo puede deberse a la acumulación de compuestos químicos extraños, sino también a problemas de sanidad relacionados al mal manejo del apiario. La incidencia de este último factor puede estimarse determinando en miel y cera los residuos de medicamentos, sintéticos y/o naturales, utilizados por los apicultores para el tratamiento de enfermedades de la colmena. Por lo tanto, se propone utilizar el grado de contaminación de la miel y de la cera con plaguicidas de uso agrícola como indicadores ambientales y establecer la influencia de este factor y de los medicamentos de uso apícola sobre el síndrome de despoblamiento de las colmenas. Para ello se seleccionarán tres zonas de trabajo, todas pertenecientes al sur de la provincia de Córdoba, (una silvestre, una de agricultura en base a soja y maíz y una tambera) donde se esté desarrollando la actividad apícola, instalando también colmenas propias para el proyecto. Se realizarán encuesta a productores agropecuarios y apícolas. Para el diagnóstico de enfermedades se emplearán las siguientes técnicas: gota pendiente para Loque americana, método de Cantwell para Nosema y el método de David Jong modificado para Varroa. Para la cuantificación de residuos de plaguicidas y medicamentos se emplearán técnicas cromatográficas. Los resultados obtenidos permitirán evaluar el estado sanitario de las colmenas, la disminución o no de la población, determinar indirectamente la contaminación ambiental estableciendo las vinculaciones entre las causas que generan los cambios, las respuestas del medio y tendencias futuras y realizar transferencia a distintos niveles mediante, conferencias, cursos, material didáctico y prestación de servicios. Asimismo, los resultados podrían ser utilizados en el futuro en la implementación de políticas regulatorias de las actividades agroindustriales, mientras que el relevamiento del estado sanitario de las colmenas permitirá tomar decisiones respecto de las políticas sanitarias a aplicar en el manejo de los colmenare

Evaluación integral de la contaminación estrogénica de las aguas superficiales de la Cuenca del Río Suquia

Los compuestos estrogénicos son una clase de productos farmacéuticos nocivos para los animales y una de las causas de los daños ambientales. La actividad biológica de estos compuestos es elevada, pues han sido diseñados para actuar en bajas concentraciones. Por lo tanto, incluso a las bajas concentraciones en el medio ambiente, pueden producir efectos nocivos sobre los organismos acuáticos, así como en los humanos, que pudieran estar contaminados en un número de maneras (a través de agua potable o alimentos contaminados, por ejemplo). Estudios realizados en cursos superficiales de agua han demostrado una elevada concentración de estrógenos, esto se debe a que el tratamiento estándar del agua a menudo falla en eliminar el estrógeno y componentes sintéticos químicamente emparentados con el mismo, o bien el manejo inadecuado de residuos biológicos determina que se viertan a la cuenca fluvial alterando el sistema natural. En este trabajo se estudiará la presencia, origen y concentración de las tres principales hormonas estrogénicas Esatrona (E1), 17 beta-estradiol (E2) y estriol (E3) en la cuenca del Río Suquia. El objetivo principal del proyecto es determinar la presencia, concentración y origen de Estrona (E1), 17 beta-estradiol (E2) y Estriol (E3) en la cuenca del río Suquia. Sus objetivos específicos son-. Recopilar información sobre la presencia y origen de los estrógenos en cuencas hídricas y sus efectos en el ecosistema. Analizar la presencia de estrógenos en la cuenca de Río Suquia y su variación estacional. Determinar el posible origen de los estrógenos que estén presentes en la cuenca del Río Suquía Para cumplimentar con el proyecto se realizaran dos campañas de muestreo durante los peridos más secos y húmedos de la misma en 15 puntos estratégicamente seleccionados, las mismas serán analizadas en laboratorio para determinar la presencia y concentración de las hormonas estrogénicas Asimismo se realizarán 150 encuestas a mujeres de la ciudad de Córdoba y otras localidades de la cuenca del Río Suquía a fin de conocer el consumo de píldoras anticonceptivas o la utilización de parches anticonceptivos. Se llevaran adelante estudios ambientales que permitan determinar el posible origen en los estrógenos. Se extraerán conclusiones que permitan tener un conocimiento de la presencia, concentración, origen y variación estacional de las hormonas estrogénicas, estrona (E1), 17 beta-estradiol (E2) y estriol (E3) en la cuenca del río Suquia. Los resultados que se esperan es poder determinar la presencia y origen de los tres tipos de estrógenos E1, E2 y E3 en la cuenca del Río Suquía y poder general información que permita a los gobiernos tomar medidas para reducir la contaminacion. HIPOTESIS: "La cuenca del Río Suquía presenta contaminación de hormonas estrogénicas"

Biorremediación de cromo y fenol mediante la aplicación de microorganismos nativos de la Provincia de Córdoba Bioremediation of chromium and phenol by the application of native microorganisms from Córdoba Province

La contaminación ambiental por metales pesados como el cromo y por compuestos orgánicos como los fenoles es un grave problema a nivel mundial debido a su toxicidad y a sus efectos adversos sobre los seres humanos, la flora y la fauna, tanto por su acumulación en la cadena alimentaria como por su continua persistencia en el medio ambiente. En un estudio preliminar, efectuado por nuestro laboratorio, se han detectado elevados niveles de estos contaminantes en sedimentos y efluentes en zonas industriales del sur de la provincia de Córdoba, lo cual plantea la necesidad de removerlos. Entre las tecnologías disponibles, la biorremediación, que se basa en el uso de sistemas biológicos, como los microorganismos, para la detoxificación y la degradación de contaminantes, se presenta como una alternativa probablemente más efectiva y de menor costo que las técnicas convencionales. Sin embargo, la aplicación de esta tecnología depende en gran parte de la influencia de las características particulares y específicas de la zona a remediar. En consecuencia, en primer lugar se caracterizará la zona de muestreo y se aislarán e identificarán microorganismos nativos de la región, tolerantes a cromo y fenol, a partir de muestras de suelo, agua y sedimentos, ya que podrían constituir una adecuada herramienta biotecnológica, mejor adaptada al sitio a tratar. Posteriormente se estudiará la biorremediación de Cr y fenol utilizando dichos microorganismos, analizando su capacidad para biotransformar, bioacumular o bioadsorber a estos contaminantes, y se determinarán las condiciones óptimas para el tratamiento. Se analizarán los posibles mecanismos fisiológicos, bioquímicos y moleculares involucrados en la remediación, que constituye una etapa crucial para el diseño de una estrategia adecuada y eficiente. Finalmente, se aplicará esta tecnología a escala reactor, como una primera aproximación al tratamiento a mayor escala. De esta manera se espera reducir los niveles de estos contaminantes y así minimizar el impacto ambiental que ellos producen en suelos y acuíferos. A futuro, la utilización de los microorganismos seleccionados, de manera individual o formando consorcios, para el tratamiento de efluentes industriales previa liberación al medio ambiente, o su uso en bioaumento, constituirían posibles alternativas de aplicación. Los principales impactos científico-tecnológicos del proyecto serán: (a) la generación de una nueva tecnología biológica de decontaminación de cromo y fenol, intentando presentar soluciones frente a una problemática ambiental que afecta a nuestra región, pero que además es común a la mayoría de los países, (b) la formación de nuevos recursos humanos en el área y (c) el trabajo en colaboración con otros grupos de investigación que se destacan en el área de biotecnología ambiental. Environmental pollution produced by heavy metals, such as chromium and organic compounds like phenolics is a serious global problem due to their toxicity, their adverse effects on human life, plants and animals, their accumulation in the food chains and also by their persistance in the environment. In a previous study performed in our laboratory, high levels of these pollutants were detected in sediments and effluents from industrial zones of the south of Cordoba Province, which determine the need to remove them. Among various technologies, bioremediation which is based on the use of biological systems, such as microorganisms, to detoxify and to degrade contaminants, is probably the most effective alternative, and it is less expensive than other conventional technologies. However, the application of this technology depends on the influence of the particular and specific characteristics of the zone to be remediate. As a consecuence, at the first time, the zone of sampling will be characterized and then, native microorganisms, tolerant to chromium and phenol, will be isolated from soils, water and sediments and identificated. These microorganisms would be an adequate biotechnological tool, more adapted to the conditions of the site to be remediate than other ones. Then, the ability of these selected microorganisms to biotransform, bioaccumulate or biosorbe chromium and phenol will be studied and the optimal conditions for the treatment will be determined. The possible physiological, biochemical and molecular mechanisms involved in bioremediation will be also analized, because this is a crucial step in the design of an adequate and efficient remediation strategy. Finally, this technology will be applied in a reactor, as an approximation to the treatment at a major scale. A reduction in the levels of these pollutants will be expected, to minimize their environmental impact on soils and aquifers.

Desarrollo de sistemas nano/micro-particulados con aplicación en la fotodegradación selectiva de contaminantes orgánicos en solución. Development of nano / micro-particles systems with application to selective photodegradation of organic pollutants in solution.

IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA DE ESTUDIO. Las sustancias orgánicas solubles en agua no biodegradables tales como ciertos herbicidas, colorantes industriales y metabolitos de fármacos de uso masivo son una de las principales fuentes de contaminación en aguas subterráneas de zonas agrícolas y en efluentes industriales y domésticos. Las reacciones fotocatalizadas por irradiación UV-visible y sensitizadores orgánicos e inorgánicos son uno de los métodos más económicos y convenientes para la descomposición de contaminantes en subproductos inocuos y/o biodegradables. En muchas aplicaciones es deseable un alto grado de especificidad, efectividad y velocidad de degradación de un dado agente contaminante que se encuentra presente en una mezcla compleja de sustancias orgánicas en solución. En particular son altamente deseables sistemas nano/micro -particulados que formen suspensiones acuosas estables debido a que estas permiten una fácil aplicación y una eficaz acción descontaminante en grandes volúmenes de fluidos. HIPÓTESIS Y PLANTEO DE LOS OBJETIVOS. El objetivo general de este proyecto es desarrollar sistemas nano/micro particulados formados por polímeros de impresión molecular (PIMs) y foto-sensibilizadores (FS). Un PIMs es un polímero especialmente sintetizado para que sea capaz de reconocer específicamente un analito (molécula plantilla) determinado. La actividad de unión específica de los PIMs en conjunto con la capacidad fotocatalizadora de los sensibilizadores pueden ser usadas para lograr la fotodescomposición específica de moléculas “plantilla” (en este caso un dado contaminante) en soluciones conteniendo mezclas complejas de sustancias orgánicas. MATERIALES Y MÉTODOS A UTILIZAR. Se utilizaran técnicas de polimerización en mini-emulsión para sintetizar los sistemas nano/micro PIM-FS para buscar la degradación de ciertos compuestos de interés. Para caracterizar eficiencias, mecanismos y especificidad de foto-degradación en dichos sistemas se utilizan diversas técnicas espectroscópicas (estacionarias y resueltas en el tiempo) y de cromatografía (HPLC y GC). Así mismo, para medir directamente distribuciones de afinidades de unión y eficiencia de foto-degradación se utilizaran técnicas de fluorescencia de molécula/partícula individual. Estas determinaciones permitirán obtener resultados importantes al momento de analizar los factores que afectan la eficiencia de foto-degradación (nano/micro escala), tales como cantidad y ubicación de foto- sensibilizadores en las matrices poliméricas y eficiencia de unión de la plantilla y los productos de degradación al PIM. RESULTADOS ESPERADOS. Los estudios propuestos apuntan a un mejor entendimiento de procesos foto-iniciados en entornos nano/micro-particulados para aplicar dichos conocimientos al diseño de sistemas optimizados para la foto-destrucción selectiva de contaminantes acuosos de relevancia social; tales como herbicidas, residuos industriales, metabolitos de fármacos de uso masivo, etc. IMPORTANCIA DEL PROYECTO. Los sistemas nano/micro-particulados PIM-FS que se propone desarrollar en este proyecto se presentan como candidatos ideales para tratamientos específicos de efluentes industriales y domésticos en los cuales se desea lograr la degradación selectiva de compuestos orgánicos. Los conocimientos adquiridos serán indispensables para construir una plataforma versátil de sistemas foto-catalíticos específicos para la degradación de diversos contaminantes orgánicos de interés social. En lo referente a la formación de recursos humanos, el proyecto propuesto contribuirá en forma directa a la formación de 3 estudiantes de postgrado y 2 estudiantes de grado. En las capacidades institucionales se contribuirá al acondicionamiento del Laboratorio para Microscopía Óptica Avanzada (LMOA) en el Dpto. de Química de la UNRC y al montaje de un sistema de microscopio de fluorescencia que permitirá la aplicación de técnicas avanzadas de espectroscopia de fluorescencia de molecula individual. Water-soluble organic molecules such as certain non-biodegradable herbicides, industrial dyes and metabolites of widespread use drugs are a major source of pollution in groundwater from agricultural areas and in industrial and domestic effluents. Photo-catalytic reactions by UV-visible irradiation and organic sensitizers are one of the most economical and convenient methods for the decomposition of pollutants into harmless byproducts. In many applications it is highly desirable a high degree of specificity, effectiveness and speed of degradation of specific pollutants present in a complex mixture. In particular nano/micro-particles systems that form stable aqueous suspensions are highly desirable because they allow for easy application and effective decontamination of large volumes of fluids. Herein we propose the development of nano/micro particles composed by molecularly imprinted polymers (MIP) and photo-sensitizers (PS). The specific binding of MIP and the photo-catalytic ability of the sensitizers are used to achieve the photo-decomposition of specific "template" molecules in complex mixtures. Mini-emulsion polymerization techniques will be used to synthesize nano/micro MIP-FS systems. Spectroscopy (steady-state and time resolved) and chromatography (GC and HPLC) will be used to characterize efficiency, mechanisms and specificity of photo-degradation in these systems. In addition single molecule/particle fluorescence spectroscopy techniques will be used to directly measure distributions of binding affinities and photo-degradation efficiency in individual particles. The proposed studies point to a more detailed understanding of the factors affecting the photo-degradation efficiency in nano/micro-particles and to apply that knowledge in the design of optimized systems for photo-selective destruction of socially relevant aqueous pollutants.

Degradación de efluentes de las industrias del cuero y textil mediante procesos fotocatalíticos heterogéneos empleando la luz solar. Degradation of effluents from the leather and textile industries through heterogeneous photocatalytic processes using sunlight.

El creciente desarrollo de la industria del cuero y textil en nuestro país, y específicamente en la provincia de Córdoba, ha hecho resurgir en los ultimos años una problemática aún no resuelta que es la elevada contaminación de los recursos hídricos. En ambas industrias, la operación de teñido involucra principalmente colorantes de tipo azoico los cuales son "no biodegradables" y se fragmentan liberando aminas aromáticas cancerígenas. Para abordar esta problemática, la fotocatálisis heterogénea aparece como una nueva tecnología que permitiría la completa mineralización de estos colorantes. A través de radiación y un fotocatalizador sólido adecuado se pueden generan radicales libres eficientes para la oxidación de materia orgánica (colorantes) en medio acuoso. En este sentido, se proponen tamices moleculares mesoporosos modificados con metales de transición (MT) como fotocatalizadores potencialmente aptos para la degradación de estos contaminantes. El propósito principal de este proyecto es el diseño, síntesis, caracterización y evaluación de materiales mesoporosos que presenten actividad fotocatalítica ya sea mediante la modificación de su estructura con diversos metales fotosensibles y/o empleándolos como soporte de óxido de titanio. Se pretende evaluar estos materiales en la degradación de colorantes intentando desplazar su fotosensibilidad hacia la radiación visible para desarrollar nuevas tecnologías con menor impacto ambiental y mayor aprovechamiento de la energía solar. Para ello se sintetizarán materiales del tipo MCM-41 modificados con distintos MT tales como Fe, Cr, Co, Ni y Zn mediante incorporación directa del ión metálico o impregnación. Al mismo tiempo, tanto estos últimos materiales como el MCM-41 silíceo serán empleados como soporte de TiO2. Sus propiedades fisicoquímicas se caracterizarán mediante distintas técnicas instrumentales y su actividad fotocatalítica se evaluará en la degradación de colorantes azoicos bajo radiación visible. Se seleccionará el catalizador más eficiente y se estudiarán los diversos factores que afectan el proceso de fotodegradación. Así mismo, el análisis de la concentración del colorante y los productos presentes en el medio en función del tiempo de reacción permitirá inferir sobre la cinética de la decoloración y postular posibles mecanismos de fotodegradación. Con esta propuesta se espera contribuír al desarrollo de un sector industrial importante en nuestra provincia como es el de las industrias del cuero y textil, mediante la generación de nuevas tecnologías que empleen la energía solar para la degradación de sus efluentes (colorantes). En este sentido, se espera desarrollar nuevos materiales optimizados para lograr la mayor eficiencia fotocatalítica. Esto conduciría entonces hacia la remediación de un problema ambiental de alto impacto tanto para nuestra provincia y nuestro país como para la población mundial, como es la contaminación de los recursos hídricos. Finalmente, con este proyecto se contribuirá a la formación de dos doctorandos y un maestrando, cuyos temas de tesis están vinculados con nuestro objeto de estudio. The increasing development of the textile and leather industries in our country, and specifically in Córdoba, has revived an unresolved problem that is the high contamination of water resources. In both industries, the dyeing involves mainly type azoic dyes which are not biodegradable and break releasing carcinogenic aromatic amines. Heterogeneous photocatalysis appears as a new technology that would allow the complete mineralization of these pollutants. Through radiation and a suitable solid it is possible to generate free radicals for efficient oxidation of organic matter (dyes) in aqueous medium. In this respect, mesoporous molecular sieves modified with transition metals are proposed as potential photocatalysts. The main purpose of this project is the synthesis of mesoporous materials having photocatalytic activity for the degradation of dyes. We will try to move their photosensitivity to visible radiation to develop new technologies with lower environmental impact and greater use of solar energy. Materials MCM-41 modified with metals (Fe, Cr, Co, Ni and Zn) will be synthesized by direct incorporation or impregnation. These materials and the siliceous MCM-41 will be then employed as support of TiO2. The materials will be evaluated in the photocatalytic degradation of azoic dyes under visible radiation. The influence of different factors on the photodegradation proccess will be studied. Kinetic studies will be carried out and a possible reaction way will be proposed. Thus, this work will contribute to the advancement of an important industrial sector and the remediation of an environmental problem with high impact for our province and our country. Moreover, this proyect will contribute to the development of two doctoral tesis and one magister tesis which are vinculated with our study subject.