Determinación de la absorción de cobre por sustratos basados en biochar, mediante técnicas de RMN

68 páginas.- Master en estudios avanzados en químicaEl biochar es un material compuesto por materia orgánica pirolizada a alta temperatura. El biochar es objeto de estudio en este trabajo con el fin de encontrar una alternativa viable al uso de sustratos y fertilizante, para la agricultura. En experimentos previos, que estudian el biochar como sustrato para la germinación y crecimiento de plantas, se observaron decoloraciones foliares compatibles con posibles carencias de oligoelementos. Este hecho hizo pensar que el biochar puede retirar estos elementos nutritivos del medio. Para demostrar tal hipótesis, se propuso este trabajo, en el cual se diseñó un ensayo de adsorción del oligoelemento cobre, que es un metal paramagnético, lo que permite, mediante la técnica de 13C RMN en estado sólido, estudiar cómo se adsorbe el mismo sobre el biochar. Para el experimento, se seleccionaron y caracterizaron tres biochars, procedentes de Quitina (Ch), Turba (Pe) y Acrocomia aculeata (Ac); todos fabricados a temperaturas y tiempos diferentes. La caracterización del material consistió en la determinación del pH y la conductividad eléctrica (EC); la composición elemental y el contenido en cenizas, que proporcionan información sobre la composición del material; la superficie específica mediante BET; y el contenido de fósforo disponible en los materiales. Para el ensayo de absorción, se utilizaron disoluciones de nitrato de cobre a concentración creciente, puestas en contacto con el biochar durante 24 horas a 25ºC. Posteriormente las fases fueron separadas y analizadas. En la disolución en equilibrio se analizó el contenido en Cu2+, mientras que la parte sólida resultante del biochar de quitina fue analizada mediante 13C RMN en estado sólido, buscando encontrar los grupos y mecanismos responsables de la adsorción del metal al biochar. Los resultados mostraron como en la adsorción de cobre por el biochar no solo influían la porosidad o la polaridad, sino que también influía la estructura del mismo. Todos los grupos funcionales interactuaban con el metal, contribuyendo de igual forma a la adsorción del mismo, incluso es probable que las nubes de electrones de los grupos aromáticos influyan. Con los resultados obtenidos se podría concluir que la adsorción de cobre por los biochars estudiados no es muy fuerte. Por lo tanto, éstos no serían capaces de secuestrar eficientemente cationes, lo que evitaría que compitieran con las plantas por los oligoelementos o micronutrientes