Desechos agroindustriales como adsorbentes para la remoción de compuestos inorgánicos y orgánicos en sistemas multicomponente

El aumento en la contaminación del agua con el paso de los años representa un gran problema; dado que éste surge como consecuencia del creciente desarrollo industrial y económico. La descarga de diferentes sectores industriales en fuentes de agua es responsable de la introducción de contaminantes tales como los metales pesados (Pb, Cu, Zn, Cr, Hg, etc), los colorantes y los contaminantes emergentes; entre los que se destacan los antibióticos. Las aguas residuales constituyen una mezcla multicomponente de diferentes tipos de contaminantes. Como consenso de la literatura, es conocido que la presencia de éstos compuestos contaminantes en fuentes de agua genera efectos adversos en los ecosistemas terrestres y acuáticos y en la salud de los seres humanos. En este sentido, se ha hecho necesaria la búsqueda y el desarrollo de metodologías que permitan la remoción de los diferentes contaminantes del recurso hídrico. Son varios los métodos que se han propuesto para el tratamiento de aguas, sin embargo, algunos de ellos conllevan gastos económicos altos. Como una tecnología eficiente y de fácil aplicación, la adsorción ha encontrado bastante uso. Uno de los retos en los procesos de adsorción es el desarrollo de un material adsorbente con propiedades fisicoquímicas óptimas para la remoción de contaminantes; así como la mejora del proceso en sí mismo. Entre los adsorbentes propuestos, los materiales carbonosos son ampliamente utilizados, debido a que pueden ser preparados a partir de desechos agroindustriales como las semillas de frutas, el aserrín de pino, la cascarilla de arroz, el bagazo de caña, la pulpa de café y las cáscaras de papa, naranja, banano, mango, entre muchas otras; minimizando el impacto de éstos residuos en el medio ambiente. Entre éstas biomasas las cáscaras de frutas y verduras son de gran interés dado que se producen grandes volúmenes de estos desechos a partir de la industria alimentaria, generando un problema de contaminación ambiental como consecuencia de su inadecuada disposición. Por tanto, con este trabajo de investigación se evaluará la capacidad de adsorción de materiales carbonosos preparados a partir de cáscaras de frutas y verduras de origen regional, para la remoción de metales pesados, colorantes y/o antibióticos en solución acuosa en sistemas multicomponente.

Objetivo General
Evaluar la remoción de contaminantes de tipo orgánico e inorgánico en sistemas multicomponente mediante el uso de un material carbonoso producido a partir de desechos agroindustriales.

Objetivos Específicos
- Desarrollar un material adsorbente de bajo costo mediante la transformación térmica de biomasas como cáscaras de frutas y verduras para su posterior uso como adsorbente.
-Caracterizar las propiedades fisicoquímicas de los materiales carbonosos obtenidos a partir de las biomasas.
- Establecer la capacidad de adsorción de los materiales carbonosos en sistemas individuales y multicomponente.
- Determinar la cinética de adsorción en sistemas en batch, para caracterizar el proceso de adsorción de los contaminantes sobre los adsorbentes preparados.
- Determinar las relaciones fundamentales entre las propiedades fisicoquímicas del material y su capacidad de adsorción.
- Caracterizar las interacciones que gobiernan el proceso de adsorción de los contaminantes estudiados sobre los adsorbentes de naturaleza carbonosa, a nivel experimental y teórico.

El desarrollo del presente proyecto de investigación impactará positivamente sobre el medio ambiente y la sociedad, a través de la implementación de métodos que contribuyen a la reducción del vertimiento de residuos sólidos; mejoramiento de la calidad del agua; la disminución de riesgos para la salud humana y el aprovechamiento de los recursos naturales existentes. Además, beneficiará a los los grupos de investigación implicados mediante la gestión de redes de investigación y el trabajo cooperativo a nivel académico y científico.