Valorización de residuos: Uso de FeSO4 obtenido de alambre de neumáticos fuera de uso para el tratamiento fenton de agua con diclofenaco.

Authors

  • Jaime González Ybarra Tecnológico de Estudios Superiores de San Felipe del Progreso image/svg+xml
  • Carolina Martínez Sánchez SECIHTI-Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica S.C. (CIDETEQ)
  • José Andrés Alanís Navarro Universidad Politécnica del Estado de Guerrero
  • Fidel Benjamín Alarcón Hernández Escuela de Estudios Superiores Xalostoc
  • María del Carmen Albarrán Fuentes Escuela de Estudios Superiores Xalostoc
  • Jorge Morales Hernández Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica
  • Antonia Sandoval Gonzalez SECIHTI-Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica SC

DOI:

https://doi.org/10.19136/jeeos.a10n1.6692

Keywords:

Fenton process, Diclofenac sodium; End-of-life tires; Fenton Process; FeSO4.xH2O; Waste valorization.

Abstract

El tratamiento de aguas residuales ha cobrado relevancia debido al aumento de contaminantes emergentes, difíciles de remover con métodos convencionales, presentando un riesgo ambiental y sanitario. Por otro lado, los neumáticos que ya terminaron su tiempo de vida útil representan un gran problema de contaminación ambiental, por ello, se está buscando que se puedan valorizar en algún proceso, como por ejemplo en el tratamiento de agua contaminada. En ese sentido, en este proyecto se sintetizo FeSO4 a partir del alambre recuperado de neumáticos usados. La síntesis de FeSO4 se realizó en presencia de ácido sulfúrico, la sal resultante se caracterizó mediante FTIR, y se observó gran similitud entre el FeSO4 sintetizado y el FeSO4 grado reactivo. Considerando lo anterior, esta investigación buscó evaluar la eficiencia del proceso Fenton para la degradación de diclofenaco sódico empleando catalizadores de FeSO4 grado reactivo y FeSO4 sintetizado a partir de alambre recuperado de neumáticos usados, a diferentes relaciones estequiométricas del reactivo Fenton, Fe2+:H2O2, 1:1 y 1:3. Los resultados mostraron mayor eficiencia de degradación de diclofenaco sódico con la relación estequiométrica 1:1 utilizando el FeSO4 sintetizado (94.7%) comparado con el catalizador grado reactivo (92.8%). Estos resultados demuestran que el FeSO4 sintetizado a partir de residuos de neumáticos usados si es una alternativa efectiva y sustentable para la degradación de contaminantes orgánicos persistentes en agua.

Author Biographies

  • Jaime González Ybarra, Tecnológico de Estudios Superiores de San Felipe del Progreso

    Estudiante de Ingeniería Química.

  • Carolina Martínez Sánchez, SECIHTI-Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica S.C. (CIDETEQ)

    Ingeniería Química con Doctora en Química por la Universidad Autónoma de San Luis Potosí. 

  • José Andrés Alanís Navarro, Universidad Politécnica del Estado de Guerrero

    Doctorado en Ingeniería en Energía por la UNAM. Profesor de tiempo completo en la UPEGRO.

  • Fidel Benjamín Alarcón Hernández, Escuela de Estudios Superiores Xalostoc

    doctorado en Física, profesor de tiempo completo en la Universidad Autónoma del Estado de Morelos.

  • María del Carmen Albarrán Fuentes, Escuela de Estudios Superiores Xalostoc

    Doctora en Ingeniería y Ciencias Aplicadas. Profesora de tiempo completo en la Universidad Autónoma del Estado de Morelos.

  • Jorge Morales Hernández, Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica

    Doctorado en Metalurgía. Actualmente es investigador titular A en el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica.

References

[1] Binnemans K., Jones P.T., Manjón-Fernández A., Masaguer-Torres V. (2020). Hydrometallurgical Processes for the Recovery of Metals from Steel Industry By‑Products: A Critical Review. Journal of Sustainable Metallurgy 6:505-540.

[2] Han W., Han D., Chen H. (2023). Pyrolysis of Waste Tires: A review. Polymers 15:1604.

[3] Martínez J.D. (2021). An overview of the end-of-life tires status in some Latin American countries: Proposing pyrolysis for a circular economy. Renewable and Sustainable Energy Reviews 144:111032.

[4] Cummins, A. (2019). Global ELT Management - A Global State of Knowledge on Regulation, Management Systems, Impacts of Recovery and Technologies. Geneva: World Bus. Counc. Sustain. Dev. 1-57.

[5] Ley General para la prevención y gestión integral de los residuos, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 8 de octubre de 2003.https://www.gob.mx/profepa/documentos/ley-general-para-la-prevencion-y-gestion-integral-de-los-residuos-62914, Página consultada el 30 de marzo de 2026.

[6] NOM-161-SEMARNAT-2011 el 1 de febrero de 2013. https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/134113/20.- NORMA_OFICIAL_MEXICANA_NOM-161-SEMARNAT-2011.pdf. Página consultada el 03 de abril de 2026.

[7] Ortíz-Rodríguez O.O., Ocampo-Duque W., Duque-Salazar L.I. (2017). Environmental impact of end-of-life tires: life cycle assessment comparison of three scenarios from a case study in Valle del Cauca, Colombia. Energies 10:2117 doi:10.3390/en10122117.

[8] Castañón A.M., Sanmiquel L., Bascompta M., Vega y de la Fuente A., Contreras V., Gómez-Fernández F. (2021). Used tires as fuel in clinker production: economic and environmental implications. Sustainability 13:10455.

[9] Fiksel J., Bakshi B.R., Baral A., Guerra E., DeQuervain B. (2011). Comparative life cycle assessment of beneficial applications for scrap tires. Clean Technologies and Environmental Policy 13:19–35.

[10] Vasiliu L., Gencel O., Damian I., Harja M. (2023). Capitalization of tires waste as derived fuel for sustainable cement production. Sustainable Energy Technologies and Assessments 56:103104.

[11] Mohammed H.M., Raulf F.L., Basil S. A.-S., Mohammed D.H. (2025). Effect of firing temperature on clay bricks containing rubber tires wastes. International Journal of GEOMATE 29:56-66.

[12] Goevert Dennis. (2024). The value of different recycling technologies for waste rubber tires in the circular economy-A review. Frontiers in Sustainability 4:1282805.

[13] Amar Gil, S., Ardila Arias, A. N., & Barrera Zapata, R. (2024). Obtención y caracterización de sulfato de hierro (II) heptahidratado a partir de alambre de acero proveniente de llantas residuales. Investigación e Innovación en Ingenierías, 12:13–21.

[14] Xu A., Liu W., Yang Z., Cao L., Sirés I., Zhang Q., Zhan. (2023). Waste tire upcycling for the efficient electrogeneration of H2O2 in advanced degradation of the antibiotic tinidazole by electro-Fenton process. Journal of Cleaner Production 430:139661.

[15] Soria Ruiz, L.S., Chimbo, T. (2023). Efecto de los medicamentos antiinflamatorios no esteroideos (Aines) en la consolidación ósea. Código Científico Revista de Investigación, 4:32–49.

[16] Lin, L., Yang, H., Xu, X. (2022). Effects of Water Pollution on Human Health and Disease Heterogeneity: A Review. In Frontiers in Environmental Science, 10:880246.

[17] Gopalakrishnan, G.; Jeyakumar, R.B.; Somanathan, A. (2023). Challenges and Emerging Trends in Advanced Oxidation Technologies and Integration of Advanced Oxidation Processes with Biological Processes for Wastewater Treatment. Sustainability 15:4235.

[18] Grisales C.M., Salazar L.M., Prato-Garcia D. (2019). Treatment of synthetic dye baths by Fenton processes: evaluation of their environmental footprint through life cycle assessment. Environmental Science and Pollution Research 26:4300-4311.

[19] Całus-Makowska K., Dziubińska J., Grosser A., Grobelak A. (2025). Application of the Fenton and photo-Fenton processes in pharmaceutical removal: New perspectives in environmental protection. Desalination and Water Treatment 321:100949.

[20] Foteinis S., Borthwick A.G.L., Frontistis Z., Mantzavinas D., Chatzisymeon E. (2018). Environmental sustainability of light-driven processes for wastewater treatment applications. Journal of Cleaner Production 182:8-15.

[21] Magdy M., Alalm M.G., El-Etriby H.K. (2021). Comparative life cycle assessment of five chemical methods for removal of phenol and its transformation products. Journal of Cleaner Production 291:125923.

[22] Peres Ribeiro J., Sarinho L., Nunes M.I. (2024). Application of life cycle assessment to Fenton processes in wastewater treatment – A review. Journal of Water Process Engineering 57:104692.

[23] Pimentel Prates M., Marcionílio S.M.O.L., Borges-Machado K., Medeiros de Araújo D., Martínez-Huitle C.A., Leão Arantes A.L. y Ferreira da Silva-Gadêlha J.E. (2023). Fenton: A Systematic Review of Its Application in Wastewater Treatment. Processes, 11:2466.

[24] Berrones Bastar, X., Ortega Herrera, R.E., González-Chávez, R., Sandoval-González, A., Cárdenas-Mijangos, J., Martínez-Sánchez, C. (2025). Valorization of local FeSO4 waste as a catalyst in a Fenton process for effective dye mixture decolorization. International Journal of Environmental Science and Technology 22:15733-15746.

[25] Kumar J.E. Mulai T., Tripathy A. (2024). Behnajady-Modirshahla-Ghanbary kinetic model for degradation of azo dye using Fenton oxidation process: A mini review. Next Research 1:100047.

[26] Behrouzeh M., Abbasi M., Osfouri S., Dianat M.J. (2020). Treatment of DMSO and DMAC wastewaters of various industries by employing Fenton process: Process performance and kinetics study. Journal of Environmental Chemical Engineering 8:103597.

[27] Litter M.I., Slodowicz M., (2017). An overview on heterogeneous Fenton and photoFenton reactions using zerovalent iron materials. Journal of Advanced Oxidation Technologies 20160164.

[28] Jain, B., Singh, A.K., Kim, H., Lichtfouse, E., Sharma, V.K. (2018). Treatment of organic pollutants by homogeneous and heterogeneous Fenton reaction processes. In Environmental Chemistry Letters, 16:947–967.

[29] Ramos, M. D. N., Lima, J. P. P., Aguiar, A. (2024). Determination of Activation Energy from Decolorization Reactions of Synthetic Dyes by Fenton Processes Using the Behnajady–Modirshahla–Ghanbary Kinetic Model. Catalysts 14:273.

[30] Lacalamita M, Ventruti G, Della Ventura G., Radica F., Mauro D., Schingaro E. (2021). In situ high-temperature x-ray powder diffraction and infrared spectroscopic study of melanterite, FeSO4·7H2O. Minerals 11:1–15.

[31] Amar-Gil S., Ardila-Arias A.N., Barrera-Zapata R. (2023). Obtaining and characterization of catalytic materials from waste tires for the Fischer–Tropsch process. Journal of Material Cycles and Waste Management 25:1325–1332.

[32] Zeliger HI. (2023). Chapter 18—Free radicals. In Oxidative Stress; Zeliger, H.I., Ed.; Academic Press: San Diego, CA, USA, pp. 211–226.

[33] Cunha‑Filho F.J.V., Silva D.N., Oller A., Chiavone‑Filho O., Mota‑Lima A. (2023). Stoichiometric excesses of H2O2 as dosimetry strategy: proof of concept for UVC‑H2O2, dark‑Fenton, and UVC‑Fenton. Environmental Science and Pollution Research 30:14860–14872.

[34] Nawaz S., Siddique M., Khan R., Riaz N., Waheed U., Shahzadi I., Asmat A. (2022). Ultrasound-Assisted Hydrogen Peroxide and Iron Sulfate Mediated Fenton Process as an Efficient Advanced Oxidation Process for the Removal of Congo Red Dye. Polish Journal Environmental Studies 31:2749-2761.

Additional Files

Published

2026-04-30

Issue

Section

ARTÍCULO CIENTÍFICO

How to Cite

González Ybarra, J., Martínez Sánchez, C., Alanís Navarro, J. A., Alarcón Hernández, F. B., Albarrán Fuentes, M. del C., Morales Hernández, J., & Sandoval Gonzalez, A. (2026). Valorización de residuos: Uso de FeSO4 obtenido de alambre de neumáticos fuera de uso para el tratamiento fenton de agua con diclofenaco. Journal of Energy, Engineering Optimization and Sustainability, 10(1), 63-74. https://doi.org/10.19136/jeeos.a10n1.6692