Los contaminantes emergentes detectados en los cursos de aguas por actividades antrópicas son una preocupación constante para la biota acuática y la salud humana, ya que pueden provocar efectos adversos, incluso en concentraciones traza. Los tratamientos de aguas residuales actuales no son eficientes para eliminar muchos de estos compuestos; además no están regulados en ninguna normativa. Por lo tanto, en este estudio se monitorearon dos fármacos: carbamazepina (Cbz) y sildenafil (Sil), y un producto de cuidado personal: metilparabeno (Mp), representativos de los cuerpos de agua superficiales de Argentina y Colombia. Fue evidente la presencia de los tres compuestos en los diferentes sitios muestreados, con concentraciones de Cbz, Sil y Mp entre 0,04μg/L - 11μg/L; 0,44μg/L - 2,64μg/L; y 0,03μg/L – 7,24μg/L, respectivamente. Consecuentemente, se estudiaron diferentes técnicas para remover estos contaminantes. Inicialmente se evaluaron dos tratamientos biológicos a escala piloto, los contactores biológicos rotativos (CBR) y los humedales construidos o artificiales. Con ambas tecnologías se obtuvieron eficiencias de eliminación superiores al 90 % para el Mp, al igual que para la materia orgánica. El Sil presentó remociones inferiores al 10% en los CBR, pero superiores al 90 % en los humedales. La Cbz fue recalcitrante ante ambos tratamientos. Luego, como tecnologías alternativas, se estudiaron el carbón activado granular (CAG) y el carbón en polvo (CAP). En los estudios de laboratorio en batch se determinó que el CAP presentaba mayor velocidad y capacidad de adsorción que el CAG, con valores promedio de 0,2 1/h y 300 mg/g, respectivamente, alcanzando remociones superiores al 90% en menos de 8 h de contacto. Para el CAG fueron de 0,02 1/h y 150 mg/g, respectivamente, con remociones inferiores al 10 %. Se diseñó una columna en lecho fijo a escala de laboratorio con CAP, trabajando con 1 g del mismo a una velocidad superficial de 1,1 cm/min. Se logró remover más del 90 % de Sil durante 25 días de funcionamiento en continuo, pero se alcanzó la saturación con la Cbz, determinándose remociones superiores al 50 % en menos de 12 días. En la columna a escala piloto, que trabajó con 40 g de CAP y una velocidad de 0,4 cm/min, se obtuvieron remociones superiores al 90 % para ambos fármacos durante 3 meses de operación. Éste el primer diseño reportado para columnas de lecho fijo con CAP. Se concluye que implementar y combinar tecnologías alternativas, contribuye a reducir la magnitud de los efectos adversos que provocan los CE sobre los recursos hídricos, la biota acuática y la salud humana.

El propósito del presente trabajo de tesis doctoral apunta a sintetizar y caracterizar nuevas especies politiolactonas, esto es, moléculas cíclicas con dos o más grupos tiocarbonilos –SC(O)– en el anillo molecular y estudiar el efecto sobre las propiedades estructurales asociados a la presencia de diferentes “separadores” entre los grupos tiolactonas. Para el desarrollo de los objetivos se propone avanzar en la comprensión de la macrociclización de politiolactonas a partir de estannaditianos, seleccionados de tal manera que permitan la incorporación de diferentes grupos funcionales en el anillo molecular. Esto requiere determinar las condiciones de reacción que conducen a la formación de aductos [1+1] brindando la posibilidad de obtener poli-tiolactonas con diferentes “espaciadores” entre los grupos -SC(O)-. De esta manera, la estrategia de trabajo incluye la variación del tamaño del ciclo mediante el uso de diferentes longitudes de cadena o grupos funcionales aportados tanto por el cloruro de acilo como por el tiol de partida. Debido a que las especies seleccionadas corresponde a moléculas nuevas, se ha realizado una caracterización exhaustiva de las mismas mediante la utilización de diferentes técnicas de estudio, como la espectrometría de masas para determinar su pureza, también sus propiedades fisicoquímicas empleando métodos espectroscópicos (IR, Raman y RMN). El segundo objetivo central de este trabajo de tesis apunta a determinar las características estructurales de politiolactonas, objetivo que requirió la utilización de la técnica de difracción de rayos X en monocristal, fue la base para elucidar la geometría molecular y sus interacciones. Además el uso de cálculos teóricos permitió la comparación de parámetros vibracionales y geométricos de las moléculas. En los casos en que fue posible obtener la estructura cristalina se realizó el análisis de superficies de Hirshfeld56 con el propósito de estudiar la naturaleza de los contactos intermoleculares y sus contribuciones en la formación de conjuntos tubulares en las politiolactonas.

No abstract