Recuperación de diclofenaco por medio del sistema de membranas líquidas emulsionadas

Abstract

Los fármacos se encuentran dentro de una categoría de desechos conocidos como contaminantes emergentes, que llegan a las corrientes acuosas por una mala disposición de los sobrantes en hogares u hospitales, al ser vertidos como desechos industriales o por la excreción directa de los consumidores. El diclofenaco (DCF) es un antiinflamatorio no esteroideo, cuya presencia ha sido detectada en aguas superficiales y subterráneas y en efluentes de plantas de tratamiento alrededor de todo el mundo, impactando negativamente en diversas especies de flora y fauna que sufren los efectos de su cardiotoxicidad, hepatoxicidad, nefrotoxicidad, neurotoxicidad, genotoxicidad, hematoxicidad y citoxicidad. En atención a esta problemática, las membranas líquidas emulsionadas (MLE) constituyen una alternativa útil e innovadora para recuperar componentes específicos de aguas, permitiendo su extracción y concentración en un solo paso y a altas velocidades desde soluciones acuosas, esto a través de una fase de membrana con elevada área superficial, haciendo uso de un volumen pequeño de fase orgánica. La aplicación de esta técnica suele ir de la mano con la realización de estudios preliminares de extracción líquido-líquido (ELL) que permitan establecer parámetros de partida. Al llevar a cabo dichos experimentos para la extracción y desextracción de DCF, se encontró que se podían extraer en su totalidad el DCF de una fase acuosa, con pH de 5, cuando a la fase orgánica se le incorporaba tri-n-octilamina (TOA) como extractante, mientras que el mejor agente de desextracción, que arrojó rendimientos de 100%, resultó ser el NaOH a una concentración de 0.15 mol/L. Posteriormente, al implementar la separación por MLE, se observaron extracciones de más del 75% con distintas concentraciones de Abil ® EM 90, como surfactante, disuelto en dodecano y recuperaciones no mayores al 30% luego de 5 minutos de contacto entre fases. La incorporación de TOA a la fase de membrana elevó la extracción por encima del 95% pero disminuyó la recuperación por debajo del 20% y la incorporación de diversos alcoholes con largo de cadena variado, así como un cambio de disolvente (Parleam 4), dio lugar a una disminución general en la eficiencia del proceso. Asimismo, se realizaron estudios cinéticos y de variación de la concentración del agente de desextracción en donde se comprobó que el NaOH a 0.10 mol/L proporcionó mejores resultados y, al formar la emulsión W/O con una fase orgánica compuesta por 5% m/V de TOA y 2% m/V de Abil ® EM 90 en dodecano, dio lugar a una extracción total, luego de 15 min de agitación de las fases a 300 rpm, y a una recuperación del 18.45%, lo que permitió establecer que la desextracción ocurre de forma significativamente más lenta que la extracción. Por otra parte, las mejores condiciones para la formación de la emulsión primaria se encontraron al emulsificar a 15 000 rpm durante 10 min. Además, al realizar el estudio de la influencia de los diversos parámetros de importancia en el sistema, se hizo evidente la afinidad por la fase de membrana del complejo formado por el DCF durante su extracción, adjudicándose el retraso y la dificultad de la transferencia de masa hacia FAI a la presencia del surfactante en fase orgánica y a las estructuras y complejos que pudiera estar formando en ella, por sí solo o en combinación con el resto de las especies presentes.