Evaluación Experimental de la Reducción de Conductividad Eléctrica Mediante Biopolímeros Derivados de Mucílagos Vegetales
DOI:
https://doi.org/10.56845/terys.v5i2.693Palabras clave:
mucílago, bioadsorbente, reducción de salinidad, adsorción, conductividad eléctricaResumen
En este estudio se evaluó experimentalmente el potencial de diferentes mucílagos vegetales como bioadsorbentes naturales para la reducción de la conductividad eléctrica y de la salinidad estimada en agua de mar y soluciones patrón de salmuera. Se emplearon biomateriales ricos en polisacáridos obtenidos de nopal (Opuntia spp.), jacube (Acanthocereus tetragonus), sábila (Aloe vera), moringa (Moringa oleifera) y linaza (Linum usitatissimum). Los experimentos se realizaron utilizando soluciones patrón de salmuera y agua de mar recolectada en la playa Miramar de Ciudad Madero, Tamaulipas, México, con conductividades eléctricas iniciales entre 73,000 y 75,000 µS/cm, respectivamente. El tratamiento consistió en ciclos sucesivos de mezcla, adsorción y separación del complejo entre el mucílago y las sales, seguidos de una etapa de precipitación del biopolímero con etanol para su remoción del agua tratada y posterior recuperación del disolvente. Los resultados mostraron una reducción significativa de la conductividad eléctrica en todos los tratamientos evaluados, alcanzándose disminuciones superiores al 92 %. Las especies cactáceas presentaron el mejor desempeño, particularmente el nopal, que alcanzó reducciones de conductividad de hasta 98.09 % en agua de mar, con una conductividad eléctrica final de 1,435 µS/cm, y de 98.43 % en salmuera, con una conductividad eléctrica final de 1,147 µS/cm. Debido a que no se determinaron las concentraciones individuales de los principales iones presentes en solución, los resultados se interpretaron como una estimación indirecta de la reducción de salinidad basada en la conductividad eléctrica. Asimismo, se observaron disminuciones moderadas del pH hacia valores ligeramente ácidos (≈5.0–6.5), lo que sugiere interacciones entre los grupos funcionales del mucílago y los cationes presentes en la solución. Estos resultados mostraron que los mucílagos vegetales poseen potencial para reducir la conductividad eléctrica de soluciones salinas y sugieren que este efecto podría estar asociado a una combinación de mecanismos de adsorción iónica, intercambio catiónico, floculación coloidal y exclusión Donnan dentro de la matriz polimérica. Estos hallazgos destacaron el potencial de los mucílagos vegetales como materiales renovables y de bajo costo para el desarrollo de procesos sostenibles de tratamiento de agua y disminución de la salinidad estimada mediante la conductividad eléctrica.
Citas
Abdelhamid, H. N. (2025). Degradable biopolymer-based nanocomposites in water treatment and air purification: A review. ACS Applied Polymer Materials, 7(11), 6576–6596. https://doi.org/10.1021/acsapm.5c00600 DOI: https://doi.org/10.1021/acsapm.5c00600
Ahmaruzzaman, Md., Roy, P., Bonilla-Petriciolet, A., Badawi, M., Ganachari, S. V., Shetti, N. P., & Aminabhavi, T. M. (2023). Polymeric hydrogels-based materials for wastewater treatment. Chemosphere, 331, 138743. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138743 DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138743
Ahmed, E. M. (2015). Hydrogel: Preparation, characterization, and applications: A review. Journal of Advanced Research, 6(2), 105–121. https://doi.org/10.1016/j.jare.2013.07.006 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jare.2013.07.006
Alsaka, L., Alsaka, L., Altaee, A., Zaidi, S. J., Zhou, J., & Kazwini, T. (2025). A review of hydrogel application in wastewater purification. Separations, 12(2), 51. https://doi.org/10.3390/separations12020051 DOI: https://doi.org/10.3390/separations12020051
Ben Rouane, D., Ait Errouhi, A., & Mghaiouini, R. (2025). Seawater desalination: A review of technologies, environmental impacts, and future perspectives. Desalination and Water Treatment, 324, 101578. https://doi.org/10.1016/j.dwt.2025.101578 DOI: https://doi.org/10.1016/j.dwt.2025.101578
Chelu, M., Musuc, A. M., Popa, M., & Calderon Moreno, J. M. (2023). Chitosan hydrogels for water purification applications. Gels, 9(8), 664. https://doi.org/10.3390/gels9080664 DOI: https://doi.org/10.3390/gels9080664
Crini, G., & Lichtfouse, E. (2019). Advantages and disadvantages of techniques used for wastewater treatment. Environmental Chemistry Letters, 17(1), 145–155. https://doi.org/10.1007/s10311-018-0785-9 DOI: https://doi.org/10.1007/s10311-018-0785-9
Djerroud Mohellebi, N., Adjeroud Abdellatif, N., Azzouz, Z., Elabbas, S., Merzouk, B., Kobya, M., & Madani, K. (2023). Treatment of wastewaters from food aromas and ingredients production by electrocoagulation (EC) treatment aided by mucilage of Opuntia ficus-indica. Journal of the Professional Association for Cactus Development, 25, 192–213. https://doi.org/10.56890/jpacd.v25i.518 DOI: https://doi.org/10.56890/jpacd.v25i.518
Elsergany, M. (2023). The potential use of Moringa peregrina seeds and seed extract as a bio-coagulant for water purification. Water, 15(15), 2804. https://doi.org/10.3390/w15152804 DOI: https://doi.org/10.3390/w15152804
Fakhri, V., Jafari, A., Layaei Vahed, F., Su, C.-H., & Pirouzfar, V. (2023). Polysaccharides as eco-friendly bio-adsorbents for wastewater remediation: Current state and future perspective. Journal of Water Process Engineering, 54, 103980. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2023.103980 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2023.103980
González Avilez, E., Rodríguez González, F., Vargas Solano, S. V., Osorio Ruiz, A., Jonathan, M. P., & Campos Villegas, L. E. (2024). Effect of the concentration of uronic acids in Opuntia mucilage on the removal of heavy metals and water quality of the Yautepec River, Mexico. Arabian Journal of Chemistry, 17(3), 105636. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2024.105636 DOI: https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2024.105636
Haseeb, M. T., Muhammad, G., Hussain, M. A., Bukhari, S. N. A., & Sheikh, F. A. (2024). Flaxseed (Linum usitatissimum) mucilage: A versatile stimuli-responsive functional biomaterial for pharmaceuticals and healthcare. International Journal of Biological Macromolecules, 278, 134817. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.134817 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.134817
Javed, S., Zulfiqar, Z., Fatima, Z., Muhammad, G., Hussain, M. A., Mushtaq, M., & Haseeb, M. T. (2024). A comprehensive review of plant-based mucilages as promising candidates for water remediation. Journal of Environmental Chemical Engineering, 12(5), 114035. https://doi.org/10.1016/j.jece.2024.114035 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2024.114035
Kasbaji, M., Mennani, M., Oubenali, M., Ait Benhamou, A., Boussetta, A., Ablouh, E.-H., Mbarki, M., Grimi, N., El Achaby, M., & Moubarik, A. (2023). Bio-based functionalized adsorptive polymers for sustainable water decontamination: A systematic review of challenges and real-world implementation. Environmental Pollution, 335, 122349. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.122349 DOI: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.122349
Konkobo, F. A., Diao, M., Savadogo, P. W., Dakuyo, R., Roamba, N. E., Zongo, S., & Dicko, M. H. (2024). Reduction of malnutrition related to unsafe water consumption in developing countries: Potabilization of surface water and traditional well water, with plant extracts. International Journal of Environmental Research and Public Health, 21(5), 519. https://doi.org/10.3390/ijerph21050519 DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph21050519
León Martínez, F. M., & Cano Barrita, P. F. de J. (2024). Cactus mucilage: A review of its rheological and physicochemical properties and use as bio-admixture in building materials. International Journal of Biological Macromolecules, 279, 135111. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.135111 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.135111
Montazeri, S. M., Kalogerakis, N., & Kolliopoulos, G. (2024). CO₂ nanobubbles as a novel kinetic promoter in hydrate-based desalination. Desalination, 574, 117296. https://doi.org/10.1016/j.desal.2024.117296 DOI: https://doi.org/10.1016/j.desal.2024.117296
Okuda, T., Baes, A. U., Nishijima, W., & Okada, M. (2001). Isolation and characterization of coagulant extracted from Moringa oleifera seed by salt solution. Water Research, 35(2), 405–410. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00290-6 DOI: https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00290-6
Otálora, M., Wilches Torres, A., Lara, C. R., Díaz Gómez, J., Gómez Castaño, J. A., & Cifuentes, G. R. (2023). Assessment of prickly pear fruit peel mucilage in form of gel as a green coagulant for the tertiary treatment of domestic wastewater. Gels, 9(9), 723. https://doi.org/10.3390/gels9090723 DOI: https://doi.org/10.3390/gels9090723
Otálora, M., Wilches Torres, A., Lara, C., Cifuentes, G., & Gómez Castaño, J. (2022). Use of Opuntia ficus-indica fruit peel as a novel source of mucilage with coagulant physicochemical/molecular characteristics. Polymers, 14(18), 3832. https://doi.org/10.3390/polym14183832 DOI: https://doi.org/10.3390/polym14183832
Panagopoulos, A. (2025). Assessing the energy footprint of desalination technologies and minimal/zero liquid discharge (MLD/ZLD) systems for sustainable water protection via renewable energy integration. Energies, 18(4), 962. https://doi.org/10.3390/en18040962 DOI: https://doi.org/10.3390/en18040962
Raissouni, B., Benkara, L. M., & Lapointe, M. (2024). Fiber-based super-bridging agents improve flotation and settling during water treatment. Journal of Water Process Engineering, 63, 105499. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2024.105499 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2024.105499
Rasheed, F. A., Alkaradaghi, K., & Al-Ansari, N. (2023). The potential of Moringa oleifera seed in water coagulation-flocculation technique to reduce water turbidity. Water, Air, & Soil Pollution, 234(4), 250. https://doi.org/10.1007/s11270-023-06238-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s11270-023-06238-3
Rinaudo, M. (2008). Main properties and current applications of some polysaccharides as biomaterials. Polymer International, 57(3), 397–430. https://doi.org/10.1002/pi.2378 DOI: https://doi.org/10.1002/pi.2378
Sirota, R., Winters, G., Levy, O., Marques, J., Paytan, A., Silverman, J., Sisma-Ventura, G., Rahav, E., Antler, G., & Bar-Zeev, E. (2024). Impacts of desalination brine discharge on benthic ecosystems. Environmental Science & Technology, 58(13), 5631–5645. https://doi.org/10.1021/acs.est.3c07748 DOI: https://doi.org/10.1021/acs.est.3c07748
Xu, Y., Wang, C., Ling, Q., & Sang, L. (2025). Advances in pervaporation desalination based on polymer membranes. RSC Advances, 15(26), 20985–21005. https://doi.org/10.1039/D5RA00895F DOI: https://doi.org/10.1039/D5RA00895F
Zhang, G., & Wang, X. (2024). Seawater desalination system driven by sustainable energy: A comprehensive review. Energies, 17(22), 5706. https://doi.org/10.3390/en17225706 DOI: https://doi.org/10.3390/en17225706
Zhang, J., Li, P., Yu, Y., Xu, Y., Jia, W., & Zhao, S. (2023a). A review of natural polysaccharides-based flocculants derived from waste: Application efficiency, function mechanism, and development prospects. Industrial & Engineering Chemistry Research, 62(39), 15774–15789. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.3c02563 DOI: https://doi.org/10.1021/acs.iecr.3c02563
Zhang, W., Xu, Y., Mu, X., Li, S., Liu, X., & Lei, Z. (2023b). Research progress of polysaccharide-based natural polymer hydrogels in water purification. Gels, 9(3), 249. https://doi.org/10.3390/gels9030249 DOI: https://doi.org/10.3390/gels9030249
Zheng, D., Wang, K., & Bai, B. (2024). A critical review of sodium alginate-based composites in water treatment. Carbohydrate Polymers, 331, 121850. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.121850 DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.121850
Zimmerman, B. K., Schulman, R., & Nguyen, T. D. (2025). Growth-induced Donnan exclusion influences swelling kinetics in highly charged dynamic polymerization hydrogels. Extreme Mechanics Letters, 78, 102354. https://doi.org/10.1016/j.eml.2025.102354 DOI: https://doi.org/10.1016/j.eml.2025.102354
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