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Investigadores/as Institucionales

García-Muñoz, PAutor o CoautorRodriguez-Chueca, JAutor (correspondencia)

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14 de octubre de 2025
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Artículo
Sí

Photocatalytic disinfection of wastewater using peroxymonosulfate activated by pyrite, chalcopyrite and marcasite under solar irradiation

Publicado en: CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL. 523 168511- - 2025-11-01 523(), DOI: 10.1016/j.cej.2025.168511

Autores:

Gaye, C; Garcia-Muñoz, P; Vazquez-Arenas, J; Lara, RH; Rodriguez-Chueca, J
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Afiliaciones

Inst Politecn Nacl, Ctr Mexicano Prod Mas Limpia, Av Acueducto S-N,Col Laguna Ticoman, Mexico City 07340, Mexico - Autor o Coautor
Univ Juarez Estado Durango UJED, Fac Ciencias Quim, Av Vet S-N, Durango 34120, Mexico - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Escuela Tecn Super Ingn Ind, Dept Ind Chem & Environm Engn, C-Jose Gutierrez Abascal 2, Madrid 28006, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

This study investigates the photocatalytic potential of three natural iron-based minerals: pyrite, marcasite, and chalcopyrite for the inactivation of Enterococcus faecalis in simulated and real wastewater. Pyrite and marcasite (0.5 g/L) achieved complete bacterial inactivation within 90 and 30 min, respectively, while chalcopyrite only reached a 2.06 log10 reduction value (LRV) under the same conditions. The introduction of peroxymonosulfate (PMS) as an oxidant significantly improved disinfection kinetics, allowing a halving of the required mineral dosage. PMS activation by Fe2+ on mineral surfaces under solar irradiation generated highly reactive radicals (SO4 center dot-, center dot OH, and O2 center dot-), enhancing the overall oxidative capacity. Under optimized conditions (PMS/Pyrite/Solar and PMS/Marcasite/Solar), simultaneous removal of E. faecalis and tetracycline (TC) was demonstrated. TC removal efficiencies reached 98.99 and 88.90 % within 30 min, while complete bacterial inactivation occurred in 120 and 90 min, respectively. pH played a crucial role in system performance, since disinfection efficiency decreased at higher pH levels, though this effect was less severe in the pyrite-based system. The natural catalysts also showed a degree of pH self-regulation, reducing the need for chemical adjustment beneficial for practical deployment. Validation in real wastewater from a treatment plant near Madrid confirmed the systems' applicability, especially the PMS/Marcasite/Solar setup, which achieved full E. faecalis inactivation within 60 min along with a notable COD reduction. These results highlight the potential of solar-driven PMS activation using natural minerals for efficient, sustainable and low-cost wastewater disinfection.
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Palabras clave

AcidAopAopsBacteriaBacterial inactivationCatalystsChemical activationChemicals removal (water treatment)ContaminantsCopper compoundsDegradationDisinfectionEnterococcus faecalisInactivationIron compoundsIrradiationKineticsMineralsNatural mineral-based catalystNatural mineralsNatural minerals-based catalystsOxidationPeroxymonosulfatePhPhotocatalysisReal wastewaterSolar irradiationSolar radiationTetracyclineWastewater disinfectionWastewater treatment]+ catalyst

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 3/83, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Engineering, Environmental. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada por encima del Percentil 90.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-04-09:

  • WoS: 1
  • Scopus: 1
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-09:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 12 (PlumX).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Mexico; Oman.

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Gaye, C) y Último Autor (RODRIGUEZ CHUECA, JORGE JESUS).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido RODRIGUEZ CHUECA, JORGE JESUS.

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Objetivos del proyecto

La aportación persigue los siguientes objetivos: analizar el potencial fotocatalítico de los minerales naturales pirolusita, calcopirita y marcasita para la inactivación de Enterococcus faecalis en aguas residuales simuladas y reales; evaluar el efecto del peroximonosulfato (PMS) como oxidante en la mejora cinética de la desinfección y la reducción del dosaje mineral necesario; determinar la eficiencia simultánea en la eliminación de E. faecalis y tetraciclina bajo condiciones optimizadas de irradiación solar; caracterizar la influencia del pH en el desempeño del sistema y la capacidad de autorregulación de los catalizadores naturales; y validar la aplicabilidad práctica del sistema PMS/Marcasita/Solar en aguas residuales reales, incluyendo la reducción de demanda química de oxígeno (DQO).
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Resultados más relevantes

El estudio evaluó la capacidad fotocatalítica de los minerales naturales pirita, marcasita y calcopirita para la desinfección de aguas residuales bajo irradiación solar. En condiciones sin oxidante, la pirita y la marcasita (0,5 g/L) lograron la inactivación total de Enterococcus faecalis en 90 y 30 minutos, respectivamente, mientras que la calcopirita alcanzó una reducción de 2,06 log10. La adición de peroximonosulfato (PMS) mejoró significativamente la cinética, permitiendo reducir a la mitad la dosis mineral necesaria. Bajo condiciones optimizadas, se consiguió la eliminación simultánea de E. faecalis y tetraciclina, con eficiencias de remoción del 98,99 % y 88,90 % en 30 minutos y desinfección completa en 120 y 90 minutos, respectivamente. La validación en aguas reales confirmó la eficacia del sistema PMS/Marcasita/Solar, con inactivación total en
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Reconocimientos ligados al ítem

This work has received financial support from Spanish MCIN/AEI/10 .13039/501100011033 and "ERDF A way of making Europe", through project PHOTORAS (PID2021-128165OA-I00). The authors gratefully acknowledge the Ministry of Higher Education, Research and Innovation, Senegal, for his mobility grant allocated to CG during this work and the support of Universidad Politecnica de Madrid. JVA appreciates financial support from SIP-IPN through Iniciacion en Investigacion a traves de la Ejecucion de Proyectos de Investigacion Cientifica y Desarrollo Tecnologico (module 20254170).
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