Abstract

La modificación de las membranas de osmosis reversa compuestas de capa fina (TFC-OR) mediante la adición de nanopartículas (NPs) basadas en metales con características antimicrobianas, han demostrado mejorar la resistencia de la membrana al biofouling. Si bien existen reportes sobre el efecto tóxico de las nanopartículas de cobre hacia microorganismos, los mecanismos específicos de acción y su incidencia en la membrana de OR no están claros. El objetivo de este trabajo es reconocer y estudiar los principales mecanismos biocidas de las nanopartículas de cobre. La literatura indica que esto ocurre mediante dos vías: mediante la liberación de iones de cobre que interactúan y alteran las estructuras de los microorganismos, y el contacto directo de las NPs con la membrana celular, lo cual causa una disrupción y muerte del M.O. Una vez identificadas las rutas biocidas, se estudió la cinética de liberación de iones para 3 tipos de NPs de cobre (Cu, CuO y Oligómeros de Cu formados in situ) sobre membranas modificadas y se contrastó con su capacidad biocida al incubarlas en conjunto a un M.O. tipo. A partir de los resultados obtenidos, se planteó un modelo matemático que relaciona los parámetros de liberación de iones con la capacidad biocida de cada NP. Los resultados indican que la liberación de iones de cobre está dada por un control difusional, cuyo parámetro de ajuste se relaciona con la capacidad biocida de manera lineal. En conclusión, todas las NPs estudiadas son capaces de inhibir fuertemente el crecimiento de M.O. en el corto plazo, pero las NPs de cobre elemental son capaces de mantener este efecto por mayor tiempo, lo cual se relaciona con su mayor tasa de liberación de iones.