Estudio de adsorcion para CR (VI) utilizando Chacay (Ulex Europaeus) como carbon activo cubierto con Quitosan

RESUMEN Ya desde la antigüedad pero muy especialmente en los últimos dos siglos, el desarrollo de la humanidad ha ido acompañado en muchas ocasiones de alteraciones en los ciclos naturales y biológicos, lo que ha provocado que se produzcan efectos negativos en el medio ambiente, pudiendo llegar a afectar directamente a la salud y la calidad de vida de los seres humanos. De esta forma diversas actividades como la minería o la producción industrial han generado residuos de muy diversa índole que, ya sea por desconocimiento o por una mala gestión, han provocado episodios de contaminación en suelos, aguas y aire, pudiendo afectar de forma permanente si los vertidos son continuos o lo suficientemente graves como para que el medio sea incapaz de asimilarlos. Un claro ejemplo de contaminación es la que producen los metales pesados vertidos al medio ya que, aunque algunos de ellos son esenciales para la vida, otros son muy tóxicos incluso a bajas concentraciones. En el caso particular del hombre, cuando entra en contacto con metales pesados, generalmente por ingestión de alimentos o por inhalación, puede padecer diversos problemas de salud como cáncer, ulceraciones, perdida de fertilidad, etc., debido a los efectos tóxicos que poseen, asociados a su capacidad para producir alteraciones moleculares a nivel genético, proteico, etc. Por todo ello, la conciencia sobre la magnitud de este problema, no solo a nivel ambiental sino también para el ser humano, ha ido creciendo, dando lugar a la promulgación de un marco legal cada vez más amplio y restrictivo como es el caso de la Unión Europea, que promueve el desarrollo de tecnologías cada vez más limpias que limitan la cantidad de metales pesados que se pueden verter al ambiente, especialmente a medios acuáticos. De esta forma y con el objetivo de cumplir esta normativa, se han ido desarrollando una serie de métodos de depuración de efluentes industriales, los denominados métodos 1

convencionales (precipitación, reducción, intercambio iónico, etc.), que en general se ven limitados en su aplicación por su poca eficacia, el tratamiento de grandes volúmenes con bajas concentraciones de metal, su alto costo de operación o los subproductos resultantes del proceso como, por ejemplo, lodos con alta concentración de metales.

En este marco, el desarrollo de tecnologías que aprovechen el proceso de adsorción, es decir, la capacidad de captar pasivamente iones metálicos que poseen cierto tipo de adsorbentes mediante diversos mecanismos físico-químicos, se convierte en una alternativa de enorme potencial, tanto por su capacidad de depuración como por el moderado costo de operación que tendrían, ya que la biomasa a utilizar en muchos casos carece de valor y los metales pesados generalmente pueden ser recuperados con facilidad.

En este estudio se utilizó la especie arbustiva Chacay (Ulex europaeus) como fuente de carbón activo (CACH), siendo mezclado posteriormente para mejorar su capacidad de adsorción con Quitosan (CACHQ), la capacidad de remoción fue comparada con la del carbón activo comercial (CAC), “El Chacay fue utilizado debido a su origen lignocelulosico, y más aún por sus propiedades de especie invasora (maleza), en Chile afecta a las regiones VIII, IX y X” (Matthei, 1995).

El procedimiento utilizado para obtener CACH fue mediante el deshidratado, pirolisis y activación química. Para obtener el CACHQ se mezclaron un 79% de CACH + 21% de gel quitosan.

Finalizada la etapa de preparación, se determinó la capacidad de adsorción de cada carbón activo (CACH, CACHQ y CAC), para este fin se preparó una solución de Cromo (VI), simulando RILES artificiales, los parámetros de estudio fueron: pH, cantidad de adsorbente y velocidad de agitación.

Para los tres tipos de carbones utilizados (CACH, CACHQ y CAC), se obtuvieron los siguientes porcentajes de eficiencia de remoción de Cromo (VI), para CACH a pH 1 con 50 mg de adsorbente y 160 RPM se obtuvo un 74,17% de máxima eficiencia. En el

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caso del CACHQ se obtiene su máxima remoción (94,83%), a pH 7 con 25 mg de adsorbente y 160 RPM. Finalmente con CAC, a pH 9, con 50 mg de adsorbente y 200 RPM se obtuvo un 92,29% de eficiencia.

De los resultados obtenidos con el presente trabajo, se puede concluir que el CACHQ presenta una capacidad notable para retener Cr (VI) presente en una solución, en un amplio rango de concentraciones y en condiciones de operación (pH, temperatura, concentración de adsorbente, etc.) que indican su potencial interés como adsorbentes para su posible aplicación en la depuración de efluentes a escala industrial.

Abreviaturas:

CAC: Carbón Activo Comercial. CACH: Carbón Activo de Chacay. CACHQ: Carbón Activo de Chacay Cubierto con Quitosan. RIL: Residuo industrial líquido. 3

I INTRODUCCIÓN 1.1) Antecedentes El impacto sobre el Medio Ambiente es una preocupación que debe tener toda persona ya que cada una aporta algo de degradación al medio mientras interactúa con él, además con el crecimiento exponencial que ha tenido el censo poblacional, más personas generan una mayor utilización de recursos y generación de residuos.

La remoción de metales pesados de aguas residuales plantea un problema de difícil solución debido a que no son biodegradables y usualmente presentan una elevada toxicidad para los organismos acuáticos de los cuerpos receptores. El cromo es un contaminante ampliamente difundido en el ambiente proveniente de industrias metalúrgicas, cromados, curtiemb