Abstract – Diclofenac sodium (DCF), a commonly used pharmaceutical, is a pollutant of concern due to its persistence in water and resistance to conventional wastewater treatment methods. This study evaluates the potential of Luffa cylindrica as a biosorbent, considering that it is a natural, porous, and inexpensive lignocellulosic material. To this end, the fibers were modified by treatments with sodium hydroxide (NaOH), polyvinyl alcohol (PVA), citric acid, ferric chloride (FeCl₃), and by incorporating a synthetic hydroxyapatite coating directly onto the luffa surface. These treatments aim to increase the material's hydrophobicity and improve its DCF removal performance. The treated fibers were characterized using techniques such as Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and X-ray diffraction. Adsorption tests were performed to evaluate their efficacy. After the fiber treatments, the results showed an increase in affinity for hydrophobic contaminants.

Keywords: biosorbent, hydroxyapatite, in vitro, natural fiber, surface treatment.

Resumen – El diclofenaco sódico (DCF), un fármaco de uso común, es un contaminante preocupante debido a su persistencia en el agua y resistencia a los métodos convencionales de tratamiento de aguas residuales. Este estudio evalúa el potencial de Luffa cylindrica como biosorbente, considerando que es un material lignocelulósico natural, poroso y de bajo coste. Para ello, las fibras se modificaron mediante tratamientos con hidróxido de sodio (NaOH), alcohol polivinílico (PVA), ácido cítrico, cloruro férrico (FeCl₃) y mediante la incorporación de un recubrimiento de hidroxiapatita sintética directamente sobre la superficie de la Luffa. Estos tratamientos tienen como objetivo aumentar la hidrofobicidad del material y mejorar su rendimiento en la eliminación de DCF. Las fibras tratadas se caracterizaron mediante técnicas como espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier, microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X. Se realizaron ensayos de adsorción para evaluar su eficacia. Tras los tratamientos de las fibras, los resultados mostraron un aumento de la afinidad por contaminantes hidrófobos.

Palabras clave: biosorbente, hidroxiapatita, in vitro, fibra natural, tratamiento superficial.

(tradución al espagnol generada por IA)

Abstract -This project addresses the environmental problems arising from the accumulation and improper management of organic household waste in urban environments.. By adding clay to composting mixtures, the thermophilic phase can be prolonged and the degradation of organic matter can be improved. In addition, clay can reduce the release of methane (CH₄) and nitrous oxide (N₂O) during composting, which reduces greenhouse gas emissions and improves the quality of the final compost. Furthermore, unlike traditional bioreactors, the proposed technological solution uses a system of smart wireless sensors that can be used to remotely monitor parameters such as temperature, pH, and humidity to visualize the organic matter degradation process in real time. This will allow the process to be controlled with a minimum margin of error and to determine the optimal time frames for managing organmetaic solid waste. 

Keywords: Clays, Aerobic biodigester, Catalyst, montmorollinite

Resumen – El proyecto está centrado en problemas ambientales derivados de la acumulación y la gestión inadecuada de los residuos orgánicos domésticos en entornos urbanos, utilizando arcilla. La adición de arcilla a las mezclas de compostaje puede prolongar la fase termófila y mejorar la degradación de la materia orgánica. Además, la arcilla puede reducir la emisión de metano (CH₄) y óxido nitroso (N₂O) durante el proceso, lo que disminuye la liberación de gases de efecto invernadero y mejora la calidad del compost final. Adicionalmente, se propone utilizar un sistema de sensores inalámbricos inteligentes que permiten monitorear remotamente parámetros como la temperatura, el pH y la humedad, posibilitando visualizar el proceso de degradación de la materia orgánica en tiempo real. Esto posibilitará controlar el proceso con un margen de error mínimo y determinar los tiempos óptimos para la gestión de los residuos sólidos orgánicos.

Palabras clave: Arcillas, Biodigestor aeróbico, catalizador, Montmorillonita.

(tradución al espagnol generada por IA)

Abstract - The present study aims to investigate the low-energy consumption and high-efficiency removal of arsenic from aqueous solutions. The designed adsorbent Fe/TBC was synthesized by impregnating iron on torrefaction henequen fibers. Isothermal adsorption experiments indicated maximum adsorption capacities of 7.30 mg/g and 8.98 mg/g for arsenic(V) at 25.0 °C and 40.0 °C, respectively. The interference testing showed that elevated levels of pH, concentration, and humic acid content in the solution could inhibit the adsorption of arsenic by Fe/TBC. Characterization of the adsorbent before and after adsorption using FTIR and SEM-EDS techniques confirmed arsenic adsorption mechanisms, including pore filling, electrostatic interaction, surface complexation, and H-bond adhesion. Column experiments were conducted to treat arsenic-spiked water and natural groundwater, with effective treatment volumes of 550 mL and 8792 mL, respectively. Lastly, the life cycle assessment (LCA) using OpenLCA 2.0.3 software was performed to treat 1 m3 of natural groundwater as the functional unit. The results indicated relatively significant environmental impacts during the Fe/TBC synthesis stage. The global warming potential resulting from the entire life cycle process was determined to be 0.8 kg CO2-eq. The results from batch and column experiments, regeneration studies, and LCA analysis indicate that Fe/TBC could be a promising adsorbent for arsenic(V).

Keywords: Arsenic adsorption, CO2 emission, Regeneration, Torrefaction biochar, Water treatment

Resumen – El presente estudio tiene como objetivo investigar la eliminación de arsénico (As) de soluciones acuosas con alto rendimiento y bajo consumo energético. El adsorbente diseñado, Fe/TBC, se sintetizó mediante la impregnación de hierro en fibras de henequén torefactadas. Los experimentos de adsorción isotérmica indicaron capacidades de adsorción máximas de 7,30 mg/g y 8,98 mg/g para As(V) a 25 °C y 40,0 °C, respectivamente. Las pruebas de interferencia mostraron que niveles elevados de pH, concentración y contenido de ácido húmico en la solución podían inhibir la adsorción de As por el Fe/TBC. La caracterización del adsorbente antes y después de la adsorción, mediante las técnicas de FTIR y SEM-EDS, confirmó los mecanismos de adsorción de As, incluyendo el llenado de poros, la interacción electrostática, la complejación superficial y la adhesión por puentes de hidrógeno. Se realizaron experimentos en columna para tratar agua con As añadido y agua subterránea natural, con volúmenes de tratamiento efectivo de 550 mL y 8792 mL, respectivamente. Por último, se realizó una evaluación del ciclo de vida (ECV) utilizando el software OpenLCA 2.0.3, tomando el tratamiento de 1 m³ de agua subterránea natural como unidad funcional. Los resultados indicaron impactos ambientales relativamente significativos durante la etapa de síntesis del Fe/TBC. El potencial de calentamiento global resultante de todo el proceso del ciclo de vida se determinó en 0,8 kg CO2-eq. Los resultados de los experimentos por lotes y en columna, los estudios de regeneración y el análisis de la ECV indican que el Fe/TBC podría ser un adsorbente prometedor para el arsénico(V).

Palabras clave: Adsorción de arsénico, Emisión de CO2, Regeneración, Biocarbón de torefacción, Tratamiento de agua.

(tradución al espagnol generada por IA)

Abstract - Biochar is the solid product obtained from the thermochemical conversion of biomass under oxygen-limited conditions, through a process known as pyrolysis. Various biomass sources can be used, particularly waste materials such as biosolids (BS), a residual output of wastewater treatment. Pyrolyzing BS reduces final volume and pathogen load, yet may also increase the concentration of toxic compounds in the resulting biochar. Co-pyrolysis, the combined pyrolysis of BS with other biomass types, has emerged as a strategy to improve biochar properties and mitigate contaminant levels. Most studies have focused on co-pyrolysis with agricultural or forestry residues. This work investigates the co-pyrolysis of biosolids with two biomass types: pruning residues (forestry origin) and rice husk (agricultural origin). The objective is to evaluate the physicochemical properties of the resulting biochars and assess their suitability for soil application. Biomasses were first characterized to determine appropriate pyrolysis parameters. Biochars were then produced in a pyrolysis reactor and analyzed for elemental composition (C, H, N, S) and proximate properties (moisture, ash, pH). Results indicate that co-pyrolysis with pruning residues and rice husk enhances biochar quality, potentially increasing its effectiveness as a soil amendment.

Keywords: Biochar, Co-pyrolisys, Biosolids, Rice husk, Pruning residues, Soil amendment, Waste valorization, Thermochemical conversion

Resumen – El biocarbón (BC) es el producto sólido obtenido de la conversión termoquímica de biomasa en condiciones limitadas de oxígeno, mediante pirólisis. Biosólidos (BS) son residuos del tratamiento de aguas residuales. Aunque la pirólisis de BS puede reducir el volumen final y de la carga patógena, también puede aumentar la concentración de compuestos tóxicos en el biocarbón resultante. La copirólisis, es decir, una pirólisis que combina BS con otras biomasas, ha surgido como una estrategia para mejorar las propiedades del BC y mitigar los niveles de contaminantes. Este trabajo investiga la copirólisis de BS con dos tipos de biomasa: residuos de poda y cáscara de arroz. El objetivo es evaluar las propiedades fisicoquímicas de los BC resultantes y su idoneidad para aplicación en suelos. Primero se caracterizaron las biomasas para determinar los parámetros adecuados de pirólisis. Luego, los BC se produjeron en un reactor de pirólisis y se analizaron su composición elemental (C, H, N, S) y propiedades inmediatas (humedad, cenizas, pH). Los resultados indican que la copirólisis con residuos de poda y cáscara de arroz mejora la calidad del biocarbón, lo que potencialmente aumenta su eficacia como enmienda del suelo.

Palabras clave: Biocarbón, Copirólisis, Biosólidos, Cáscara de arroz, Residuos de poda, Enmienda del suelo, Valorización de residuos, Conversión termoquímica.

(tradución al espagnol generada por IA)

Abstract – Heavy metal pollution is a serious environmental and health problem. In Mexico, there are areas with high concentrations of mercury (Hg), arsenic (As), lead (Pb), and chromium (Cr). In the state of Guanajuato, the emission of these metals has generated critical levels of pollution in soils and water bodies. This work aims to develop a biotechnological material for the removal of Cr and Pb from water, consisting of biocomposites made from inactivated bacterial biomass of Jeotgalibacillus soli and chitosan obtained from the exoskeleton of Litopenaeus setiferus (whiteleg shrimp). Adsorption experiment results revealed that the inactivated biomass of Jeotgalibacillus soli, both alone and in combination with chitosan, exhibits a good capacity for removing Pb (II) from aqueous solutions, showing efficient removal of this metal. Using Response Surface Methodology with a Box-Behnken Experimental Design, the optimal conditions leading to a high Pb (II) ion removal percentage were determined. The optimal process conditions for a Pb (II) ion efficiency of 97.8 ± 0.28% were achieved at pH 5, a biocomposite dosage of 0.06 ± 0.001 g, an initial metal concentration of 27.9 ± 0.3 mg/L, and a contact time of 180 minutes. The adsorption isotherm data were well-fitted to the Langmuir model, suggesting that Pb (II) adsorption occurred in a monolayer on a homogeneous surface.The biocomposite synthesized from chitosan (Litopenaeus vannamei) and bacterial biomass (Jeotgalibacillus soli) constitutes an efficient alternative for application in bioremediation processes or the treatment of contaminated water, as it has been demonstrated to have a maximum adsorption capacity for Pb (II) of 29.59 mg of Pb (II) / g of biocomposite.

Keywords: Biocomposite, Jeotgalibacillus soli, Bacterial biomass, Water, Heavy metals, Chitosan, Box-Behnken, Pollution

(tradución al Ingles generada por IA)

Resumen - La contaminación por metales constituye un grave problema ambiental y de salud publica. En México, existen zonas con altas concentraciones de: mercurio (Hg), arsénico (As), plomo (Pb) y cromo (Cr). En el estado de Guanajuato la emisión de estos metales ha generado niveles críticos de contaminación en suelos y cuerpos de agua. En este trabajo, se tiene como objetivo desarrollar un material biotecnológico para la remoción de Cr y Pb de aguas, biocompositos constituidos por biomasa bacteriana inactivada de Jeotgalibacillus soli y quitosano obtenido de exoesqueleto de Litopenaeus setiferus (camarón blanco). Los resultados de los experimentos de adsorción revelaron que la biomasa inactivada de Jeotgalibacillus soli y en combinación con el quitosano, presentan una buena capacidad para la remoción de Pb (II) de soluciones acuosas. Mediante la Metodología de Superficie de Respuesta con el Diseño Experimental Box-Behnken, se determinaron las condiciones óptimas del proceso para obtener una eficiencia de iones de Pb (II): 97.8 ± 0.28% a pH 5, con isoterma de adsorción se ajustando al modelo de Langmuir. Sugiriendo que la adsorción de Pb (II) se produjo en una monocapa y una superficie homogénea.  El biocomposito sintetizado a partir del quitosano (Litopenaeus vannamei) y biomasa bacteriana (Jeotgalibacillus soli), constituye una alternativa eficiente para aplicar en un proceso de biorremediación o tratamiento de aguas contaminadas, ya que se ha comprobado que tiene una capacidad máxima de adsorción de Pb (II) de 29.59 mg de Pb (II)/ g de biocomposito.

Palabras clave: Biocomposito, Jeotgalibacillus soli, Biomasa bacteriana, Agua, Metales, Quitosano, Box-Behnken, Contaminación