Tercer premio Pre-Ingeniería de Innovación Tecnológica 2020-2021.

En este trabajo se estudió la combinación de adsorbentes de bajo costo para la remoción selectiva de aniones en sistemas multicomponente. En particular, la combinación de dolomita y cáscara de banana para la remoción de fosfato y cromato, presentes en forma individual y en la mezcla de contaminantes. Se propuso la utilización de adsorbentes de bajo costo (cáscara
de banana y dolomita) como una solución alternativa a los procesos tradicionales secundarios para la remoción de estos iones en la industria de las curtiembres, donde se encuentran combinados en su efluente. Tanto la cáscara de banana como la dolomita cuentan con alta capacidad de adsorción demostrada en trabajos previos. A partir de soluciones de fosfato y cromato preparadas en laboratorio y de su mezcla, se realizaron ensayos en reactores discontinuos, con 24 horas de agitación y variando las masas de los adsorbentes individuales y de la combinación de los adsorbentes. Se obtuvo que la cáscara de banana es selectiva para la remoción de cromato y la dolomita es selectiva para la remoción de fosfato. Dada esta característica selectiva de los adsorbentes, se propuso la utilización de dos reactores en serie para remover en dos etapas cada contaminante de la mezcla. Se estudiaron las dos series posibles, una en la cual primero se puso en contacto a la solución con cáscara de banana y luego con dolomita, mientras que la otra serie fue inversa: primero dolomita y luego cáscara de banana. Estos resultados se compararon con la utilización de un único reactor con la combinación de dolomita y cáscara de banana, resultando esta opción más favorable tanto en rendimiento, como en costo y mantenimiento. Con el fin de obtener los parámetros de diseño del reactor, se realizaron
ensayos cinéticos e isotermas de adsorción para cada adsorbente individual y para la combinación de ambos en el sistema y se ajustaron los diferentes modelos matemáticos. Con el objetivo de conocer más el proceso de la adsorción del cromo sobre
la cáscara de banana, se realizaron ensayos de adsorción de Cr(VI) y Cr(III) tratando previamente a la cáscara de banana. Se pudo corroborar la hipótesis de otros autores sobre el mecanismo de adsorción de Cr(VI), el cual es de reducción acoplada por adsorción. Sobre la base de los resultados obtenidos en los sistemas discontinuos, se diseñó el reactor continuo, relleno con los adsorbentes en la misma proporción másica que en los sistemas discontinuos. Se obtuvieron las curvas de ruptura para la remoción de ambos contaminantes y se ajustaron según diferentes modelos matemáticos. A partir de estos estudios, se propone la utilización de los reactores en ciclos de adsorción/desorción para una aplicación real. Al obtenerse una buena eficiencia para el sistema continuo, se observa que los reactores rellenos de estos materiales de bajo costo resultarían una alternativa prometedora para el tratamiento de este tipo de efluentes.