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Adsorción columnar de contaminantes de riles mineros utilizando carbón obtenido a partir de cuesco de palta
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06) Opazo Arancibia, Nicolás Marcelo; Domínguez Domínguez, María Paz; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerra Pinto, Paula Alejandra
La actividad minera en el norte de Chile, sumada a la escasez hídrica, ha generado un escenario ambiental crítico, particularmente por la generación de residuos líquidos industriales contaminantes como el drenaje ácido de mina (DAM). Este tipo de efluente, caracterizado por su bajo pH y alta concentración de metales pesados como el Cu+2 y Fe+3, representa una amenaza significativa para la calidad del agua. En este contexto, surge la necesidad de desarrollar tecnologías de tratamiento sostenibles. El presente estudio evalúa la utilización del cuesco de palta, un residuo agroindustrial, como materia prima para la producción de carbón y su aplicación en la remoción de iones Cu+2 y Fe+3 desde un efluente sintético ácido mediante un sistema de adsorción en columna continua. El adsorbente fue caracterizado mediante espectroscopía FTIR y punto de carga cero (pHZC), identificándose grupos funcionales oxigenados y una carga superficial neta positiva en condiciones ácidas. En ensayos batch, las isotermas de adsorción se ajustaron mejor al modelo de Freundlich (R2≥0,95), lo que indica una superficie heterogénea y posible adsorción en múltiples capas. En cuanto a la cinética, el modelo de pseudo segundo orden presentó mejor ajuste para Cu+2 (R2 ≈ 0,97), mientras que para Fe+3 se observaron ajustes tanto a primer como segundo orden dependiendo de las condiciones. En el sistema de columna, operado a 15 mL/min y con concentraciones iniciales de 20 mg/L (Cu+2) y 25 mg/L (Fe+3), se comprobó que el aumento del pH y de la altura del lecho mejora los tiempos de ruptura y saturación, así como la capacidad de adsorción. Se obtuvieron remociones del 57,9 % para Cu+2 (pH 4, 4 cm de lecho, qmax = 8,45 mg/g) y del 27,2 % para Fe+3 (pH 3, 4 cm de lecho, qmax = 9,60 mg/g). En condiciones binarias, la eficiencia disminuyó debido a la competencia iónica por los sitios activos. Los resultados validan el potencial del carbón de cuesco de palta como un adsorbente sostenible y debajo costo para el tratamiento de RILes mineros. Si bien el estudio fue desarrollado a escala de laboratorio, entrega bases relevantes para futuros procesos de escalamiento y optimización en sistemas continuos.
Aguas grises como recurso hídrico no convencional: evaluación de alternativas de tratamiento de aguas segregadas y compuestas
(2023) Soza Quiroga, Almendra Constanza; Dominguez Dominguez, Maria Paz; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Química y Medio Ambiente; Guerra Pinto, Paula Alejandra
Hoy en día, vivimos una crisis hídrica donde Chile es uno de los países más afectados, por lo cual, se han tenido que buscar diversas soluciones para enfrentar esta problemática. De esta manera, surgen las aguas grises como un recurso hídrico no convencional como una de las posibles soluciones. Estas son aguas residuales provenientes de lavadoras, lavaplatos, duchas y lavamanos, y corresponden a la corriente de aguas residuales domiciliarias menos contaminadas, por lo que, presentan altas oportunidades de reutilización. Esto, permitiría disminuir la demanda de agua potable, ayudando a mitigar el impacto de la crisis. Esta memoria tiene la finalidad de evaluar diferentes alternativas de tratamientos de aguas grises domiciliarias segregadas y compuestas, factibles de implementar a escala real, para la obtención de aguas aptas para distintos usos. Para cumplir con el objetivo, se realizó una caracterización de aguas grises de lavadoras segregadas por cada etapa del ciclo de lavado (lavado, enjuague y centrifugado) y compuestas (mezcla de todas las etapas), en base a la Ley 21.075 del Ministerio de Obras Públicas, la cual determina los límites máximos que deben tener las aguas grises para su reutilización en base a los parámetros: demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), sólidos suspendidos totales (SST), turbiedad, cloro libre residual (CLR) y coliformes fecales. Luego, se evaluaron distintos tratamientos de filtración de aguas grises con medios filtrantes de grava, arena fina y arena de sílice. De esta manera, se evaluaron las oportunidades de reutilización que tienen estas aguas, con y sin tratamiento. Se determinó que los contaminantes principales de estas aguas corresponden a SST y turbiedad, además, es posible reutilizar sin tratamiento el agua de los enjuagues y centrifugado, para riego ornamental y riego de áreas recreativas y de servicios subsuperficial.
Análisis cuantitativo de consumo de energía y materiales de plantas desalinizadoras de agua de mar mediante osmosis inversa
(2024-05) Carrasco Muñoz, Carmen; Guerra Pinto, Paula Alejandra; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Ortiz Rojas, Adrian Enrique
La creciente crisis hídrica ha impulsado la búsqueda de nuevas formas de obtener agua para distintos objetivos. Entre estas opciones, la desalinización surge como una alternativa en constante crecimiento, por lo que resulta importante estudiar sus efectos e implicaciones. A lo largo de esta tesis se presenta un an´alisis cuantitativo de los consumos de energía, químicos y materiales en plantas de diferentes tamaños, utilizando agua de mar de dos costas distintas, para observar estas variables influyen en los consumos de la planta. Este análisis fue realizado con el programa WAVE, junto con ecuaciones de diseño. Permitiendo establecer las distintas variables asociadas al proceso. Los resultados muestran que la energía consumida tiene un comportamiento directamente proporcional con la producción de agua, y que el requerimiento energético es mayor en la región de Valparaíso. Esto se puede atribuir tanto a su mayor cantidad de sólidos suspendidos como al hecho de que el agua en la región de Atacama tiene una temperatura mayor, lo que causa una mayor permeabilidad de la membrana. Además, se analizó la cantidad de membranas utilizadas en cada modelación, presentando una relación directamente proporcional entre el número de membranas y la producción de agua. Obteniendo que la región de Valparaíso necesita una mayor cantidad de membranas, lo cual se puede asociar a su mayor cantidad de sólidos disueltos. En cuanto a los químicos de pretratamiento y limpieza, presentan una relación directamente proporcional con el agua producida. La mayoría de los casos muestran un valor igual para ambas modelaciones, y las diferencias observadas se atribuyen a la variación en el pH y la presencia de una mayor cantidad de contaminantes orgánicos e inorgánicos. Asimismo, en los químicos necesarios en el post-tratamiento, se observó nuevamente una relación directamente proporcional, pero también una notable diferencia: el agua potable requiere una mayor cantidad de químicos, mientras que el agua para minería y agricultura únicamente necesita el lecho de calcita para remineralizar el agua y disminuir su corrosividad. Existen diversos métodos para disminuir los consumos de las plantas y reducir sus desechos, o darles una segunda vida. Sin embargo, muchos de estos procesos aún están en desarrollo.
ANÁLISIS DE LA FORMACIÓN DE FASES MINERALES EN UNA CONFLUENCIA AFECTADA POR DRENAJE ÁCIDO COMO PROCESO DE TRATAMIENTO PASIVO PARA EL ABATIMIENTO DE ARSÉNICO
(2016) Barrera Villaseca, Valentín Felipe; Departamento de Química y Medio Ambiente; Guerra Pinto, Paula Alejandra; NUÑEZ M., PATRICIO; LIZAMA A., KATHERINE
La presente investigación propone un sistema de tratamiento natural para el abatimiento de arsénico en una confluencia afectada por drenaje ácido aprovechando las altas concentraciones de aluminio y fierro mediante la formación de fases minerales reactivas que gatillan la remoción de contaminantes. Se considera como modelo de estudio la confluencia entre el río Azufre y el río Caracarani ubicada en la región de Arica y Parinacota debido a que el río Azufre presenta valores de pH inferiores a 2 y concentraciones de arsénico superiores a 20 veces la normativa vigente de riego, además, la baja calidad del agua limita el desarrollo socioeconómico de los pobladores del valle del río Lluta el cual tiene su origen en la confluencia mencionada.La hipótesis de este estudio es que la remoción de arsénico en confluencias afectadas por drenaje ácido se puede potenciar al considerar los fenómenos hidrogeoquímicos que allí tienen lugar a través de la formación de fases minerales reactivas promovidas por distintas razones de mezcla. Con el fin de estudiar la situación, se modela el proceso con diferentes razones de mezcla, analizando el efecto de las posibles fases minerales presentes y el pH en la remoción de arsénico, añadiendo procesos de equilibrio y adsorción. Por otro lado, se realizó una fase experimental, con el fin de comparar los resultados del modelo e identificar las fases minerales que precipitan. Los resultados de la tesis permiten concluir entre otras cosas que: (i) las fases predominantes en el sistema de estudio según la modelación y la fase experimental son Schwertmannita y Basaluminita, las cuales dependen del pH resultante. (ii) Según la modelación, se alcanzan altas tasas de remoción de arsénico (sobre 80%) a valores de pH superiores a 6. (iii) La cantidad de sulfato presente afecta en gran medida la remoción de arsénico en la confluencia, ya que éste anión compite con arsénico sobre las fases minerales. iv) Las fases de fierro son las que controlan la remoción de arsénico, alcanzando valores superiores a un 98% del As total adsorbido, siendo despreciable el efecto de las fases de aluminio. (v) Los resultados experimentales presentan mayores tasas de remoción que el modelo, debido a que el modelo no considera algunos fenómenos físicos presentes. (vi) Se alcanzan valores máximos de sólidos precipitados en valores de pH entre 5,0 y 6,5 tanto experimentalmente como en la modelación. (vii) Las condiciones óptimas de remoción de arsénico varían entre pH 5,3 y 7,2 asociados a razones de mezcla entre 5,8% y 6,8%. (viii) Los resultados de la cantidad de fases minerales precipitadas según el modelo y la fase experimental son similares, lo cual valida el modelo presentado. Finalmente, en base a los resultados obtenidos de la fase experimental y de la modelación, se propone un sistema de tratamiento pasivo que busca aumentar la remoción de arsénico a través del reencauce del río Azufre. Se presentan dos casos, asociados a la formación de 4 y 5 reencauces. El resultado de ambos casos, muestra valores de remoción de 87% y 91% de arsénico respectivamente, lo cual es una mejora considerable respecto al 13% de remoción obtenido en caso de no realizar reencauces.
DETERMINACIÓN DEL POTENCIAL DE REMOCIÓN DE AZUL DE METILENO EN SOLUCIÓN ACUOSA DE HUESO DE PALTA Y CARBÓN DE HUESO DE PALTA
(2018) Osorio Rencoret, Efrén Rodrigo; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Domínguez Domínguez, María Paz; Escalona Burgos, Néstor; Guerra Pinto, Paula Alejandra
EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA LA REMOCIÓN DE BORO DESE AGUAS SALOBRES PARA SU USO EN LA AGRICULTURA ALTIPLÁNICA
(2019) Cisternas Ibarra, Felipe Ignacio; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Acuña Perez, Claudio Abraham; Guerra Pinto, Paula Alejandra
Evaluación de distintos tipos de sedimentación en drenaje ácido
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Ambiado Zorrilla, Diego Francisco; Cornejo Garcia, Ivan Andres; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerra Pinto, Paula Alejandra
Las operaciones asociadas a las distintas etapas que posee el proceso de obtención de cobre (extracción de materia prima, transporte, producción y tratamiento de residuos) puede generar impactos ambientales considerables en suelos, agua, flora y fauna, afectando en mayor medida a la zona norte del país debido a la ubicación geográfica que presenta este tipo de industria. Uno de los focos de contaminación más importantes en cuerpos de agua consiste en la formación de drenaje ácido, la cual se potencia aún más cuando existen residuos de rocas tratadas (tanques de relave) con compuestos sulfurados. La solución de drenaje ácido de mina (DAM) contiene bajo pH y metales pesados que pueden incrustarse en los ecosistemas, además, tiende a seguir acidificándose conforme pasa el tiempo. Existen diversas tecnologías de tratamientos de aguas para lograr eliminar el DAM en cuerpos acuosos, tanto activas como pasivas. Una de las tecnologías pasivas es la sedimentación, la cual es un proceso de separación natural que ocurre por diferencia de densidades entre las distintas fases. Este trabajo busca evaluar la sedimentación de partículas de hierro y aluminio en drenaje ácido a partir de la elaboración de 10 experimentos donde se varía el pH, la concentración y la presencia de hierro y aluminio, con el fin de analizar el tipo de sedimentación presente, describir el proceso mediante un ajuste de modelo no lineal y obtener las velocidades a las que ocurre la separación. El proceso de sedimentación es capturado en cámara para ser posteriormente analizado mediante técnicas de procesamiento de imágenes en MATLAB, realizándose un proceso de binarización que permite observar el mecanismo predominante. De los resultados obtenidos pudo analizarse la velocidad de sedimentación en 8 experimentos, debido a que en ciertas condiciones los compuestos tienden a estar mayoritariamente disueltos que como partículas sedimentables. Es posible observar que las magnitudes mayores de velocidad existen a valores más altos de pH, lo cual se justifica teóricamente ya que, en este punto los compuestos tienden a reaccionar volviéndose precipitados insolubles. Al momento en el que aumenta la concentración es posible que el mecanismo de sedimentación cambie de floculante a interferido, el cual presenta una velocidad de sedimentación menor, pero, un comportamiento uniforme en todo el medio. Se evidencia que el proceso de sedimentación con mayor velocidad corresponde al que presenta una concentración sólo de hierro a mayor pH, pero se vuelve necesario revisar más en detalle el comportamiento de las variables involucradas.
Evaluación de la conversión de membranas de ósmosis inversa a membranas de ultrafiltración bajo distintas condiciones de diseño
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Uribe Ortiz, Salvador; Chacana Olivares, Jaime; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerra Pinto, Paula Alejandra
La creciente escasez de recursos hídricos, agravada por factores como el cambio climático y el aumento sostenido de la demanda de agua, plantea desafíos críticos en la gestión sostenible de este recurso. En este contexto, las membranas de osmosis inversa (OI) han desempeñado un rol fundamental en los procesos de desalación y tratamiento de aguas, pero su vida útil limitada genera miles de toneladas anuales de residuos sólidos a nivel mundial. Este problema no solo representa un impacto ambiental significativo, sino que también limita la sostenibilidad de los procesos en los que estas membranas son utilizadas. La presente investigación tiene como objetivo general evaluar la reconversión de membranas de osmosis inversa (OI) en desuso mediante un tratamiento combinado de ozonación y sonicación, como una alternativa a los procesos de oxidación convencionales, analizando su viabilidad bajo diferentes condiciones operativas, con el objetivo de reutilizarlas en aplicaciones de ultrafiltración (UF). Para ello se comparan diversos tratamientos para la reconversión de dichas membranas, además de evaluar el desempeño de las membranas recicladas en términos de su permeabilidad y remoción de turbidez a distintas condiciones de operación, y analizar la morfología superficial y transversal de las distintas membranas recicladas a nivel microscópico mediante microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés) para examinar las alteraciones estructurales inducidas por los tratamientos oxidativos.
Evaluación de la velocidad de sedimentación de flóculos de hierro y aluminio en drenaje ácido por medio de análisis de imagen
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2023) Aguilar Rojas, Carla Alejandra; Cornejo Garcia, Ivan Andres; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerra Pinto, Paula Alejandra
El drenaje ácido es una problemática ambiental de amplio alcance, debido al impacto adverso de los contaminantes presentes, que afectan a la vida acuática del medio receptor y a las comunidades expuestas. Específicamente, el drenaje acido de mina (DAM) se considera un tema de interés debido a que su impacto se asocia a la alta actividad industrial minera, por lo que diversos tratamientos se estudian para minimizar estos impactos. Sin embargo, muchos conllevan elevados costos o tiempos de procesamiento, por lo que es necesario conocer la movilidad del drenaje para escoger la mejor opción. En este trabajo se presenta la importancia de la sedimentación, el cual corresponde al proceso que controla de forma natural el destino y transporte de contaminantes en sistemas afectados por drenaje ácido como ríos y arroyos. La caracterización del proceso se basa, principalmente, en la obtención de la velocidad de sedimentación, mediante la generación de curvas de sedimentación. El cálculo de este parámetro se ha estudiado anteriormente bajo distintos modelos matemáticos y en base a datos experimentales. Sin embargo, en ellos no se consideran todas los variables que interfieren en el sistema, ya que la velocidad depende de la concentración de sólidos, la salinidad, grado de floculación, entre otros. Además, se realizan suposiciones o se obtienen datos de forma manual, la que conlleva mayor error al momento de obtener resultados. Por ende, el objetivo general de este trabajo consiste en evaluar la velocidad de sedimentación de RILes sintéticos, preparados bajo distintas condiciones de concentración de Fe, Al y pH, utilizando un método de análisis de imágenes en MATLAB descrito por Cuong Nguyen, el cual permite automatizar el cálculo bajo un procedimiento adecuado para laboratorio. Para esto, se emplea como metodología un análisis de imágenes obtenidas de una grabación, con una cámara digital, del proceso de sedimentación, donde la columna utilizada es iluminada con una fuente de luz brillante para permitir la determinación de la línea de suspensión en función del tiempo, para luego con un ajuste de datos exponencial obtener la ecuación que define la curva de sedimentación y con su derivada, determinar la velocidad.
Evaluación técnica de la adaptación de planta de filtros salar del Carmen para operación a 20 [L/S]
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2023) Tapia Vega, Consuelo Valentina; Guerra Pinto, Paula Alejandra; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Química y Medio Ambiente; Ramirez Livingston, Daniel Alberto; Torres Alvarado, Jorge
Aguas Antofagasta S.A. es una empresa de servicios sanitarios ubicada en la región de Antofagasta, los productos y servicios que suministra son la producción y distribución de agua potable. Una de las principales comunas que abastece la empresa es Antofagasta, un 85% de la producción es abastecida por la Planta Desaladora Norte (PDN) y el porcentaje restante por la Planta de Filtros Salar del Carmen (PFSC). Debido a la sequía que afecta a la región, es que se quiere asegurar el suministro de la población con un 100% vía desalación, dejando así a la PFSC como respaldo cuando la PDN deba disminuir caudal, esperando poder trabajar la PFSC a un caudal de 20 [L/s]. El objetivo general de este trabajo es determinar la factibilidad técnica de adaptación de la Planta de Filtros Salar del Carmen para su operación a un caudal de 20 [L/s], y como objetivos específicos se tiene: demostrar la viabilidad operacional de los coaguladores y filtros de la planta a un caudal de 20 [L/s], identificar las variables que afectan la calidad del agua y como influyen al realizar la disminución de caudal, plantear un método de puesta en marcha de coaguladores fuera de servicio y finalmente, estimar la dosificación de productos químicos a utilizar. La metodología utilizada para demostrar la viabilidad tanto de coaguladores como filtros a bajo caudal fue realizar cambios de caudal en estos, por otro lado, para identificar las variables que afectan la calidad del agua del agua, se observó el comportamiento de los coaguladores al trabajar distintas velocidades del viento, y filtros al realizar movimientos en las válvulas, drenajes y lavado de estos, por otro lado, un método de puesta en marcha en coaguladores fue realizar el vaciado de este para posteriormente llenar de agua fresca, para finalmente estimar la dosificación de productos químicos mediante un análisis de datos.
Evaluación técnico-económica de cosecha de agua atmosférica en zonas semiáridas para destinar a producción agrícola de bajo consumo de agua
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2023-09) Guajardo Ojeda, Felipe Andrés; Cornejo Garcia, Ivan Andres; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerra Pinto, Paula Alejandra
El cambio climático experimentado por el planeta ha provocado una disminución de las fuentes de extracción de agua dulce debido al déficit de precipitaciones y desertificación de los suelos. Particularmente en Chile se ha experimentado una mega sequía, generando la necesidad urgente de avanzar hacia una mejor gestión del agua y la búsqueda de nuevas fuentes de este recurso. En esta línea, se propone la utilización de tecnologías de cosecha de agua atmosférica, que permite recolectar el agua presente en la atmósfera como vapor de agua, no afectando al medio ambiente ni consumiendo ningún tipo de recurso hídrico convencional a diferencia de los métodos existentes. Considerando el contexto de sequía a nivel nacional, se seleccionó la comuna de La Ligua en la provincia de Petorca en la V región de Chile, ya que es la más afectada por este fenómeno.
GENERACIÓN DE UN PLAN DE ACCIÓN PARA EL RECICLAJE DEL PRODUCTO PRIORITARIO CON MAYOR IMPACTO EN LA CIUDAD DE COYHAIQUE, EN EL MARCO DE LA LEY DE FOMENTO AL RECICLAJE
(2018) González Candia, Ignacio Andrés; Hansen, Henrik; Guzmán, Paulina; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerra Pinto, Paula Alejandra
Implementación y validación de tecnología para concentrar salmueras de litio y recuperación de agua, mediante la inyección de burbujas de aire seco
(2023-09) Fernández Díaz, Elías Manuel; Guerra Pinto, Paula Alejandra; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Acuña Pérez, Claudio Abraham
Propuesta de estándar técnico para la incorporación de nuevas fuentes de abastecimiento de agua potable
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2023) Vidal Salinas, Tiare Yanina; Guerra Pinto, Paula Alejandra; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Palma Toloza, Carolyn Lilian
El agua dulce es un recurso vital destinado al consumo humano, agrícola e industrial, sin embargo, solo el 0,62% es apta para estos usos. Actualmente, a nivel mundial enfrentamos una fuerte crisis hídrica, la cual ha provocado una baja en la disponibilidad del agua; específicamente, Chile presenta un nivel de estrés hídrico alto, lo que indica que la demanda de agua está superando la disponibilidad de fuentes existentes. Frente a estos antecedentes, surge como opción incorporar agua de mar y salobre como fuente de abastecimiento no convencional en la matriz hídrica de Chile, sin embargo, el agua desalada, presenta un bajo contenido de minerales, una baja capacidad tampón y un comportamiento corrosivo, el cual es perjudicial para el sistema de distribución y con ello para la salud. Adicionalmente, la actual normativa de calidad de agua potable, la NCh409, fue elaborada con foco en las fuentes de abastecimiento de aguas convencionales, por lo que no considera estas problemáticas. El objetivo general de la presente memoria es proponer un estándar técnico que asegure la calidad del agua potable producida a partir de agua de mar y salobre. A su vez, como objetivos específicos se establecerán las directrices para un plan de fiscalización y se estudiarán las técnicas de re-mineralización de agua potable. Se elaboró una propuesta de estándar técnico, mediante revisión bibliográfica, que contempló 36 parámetros, los que se clasifican según su naturaleza u objetivo en: microorganismos indicadores, contaminación natural, subproductos del tratamiento, contaminación por transporte, control de corrosión, control de desinfección y carácter del agua. Se establecieron las directrices del plan de fiscalización, el cual contempló los análisis, de rutina, de control, completo, caracterización y control en grifo. Para cada uno, se determinaron los parámetros a medir, los puntos y frecuencia de muestreo. Po otro lado, se identificó que la re-mineralización se puede realizar de forma química o por la mezcla de agua desalada con otra agua menos tratada. Finalmente se recomienda la implementación de un sistema de control de corrosión para el monitoreo de la integridad de las cañerías.
Tratamiento alternativo de drenaje ácido: sedimentación mediada por hierro y/o aluminio como coagulantes naturales
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2023) Salazar Zapata, Natalia Edita Carolina; Departamento de Química y Medio Ambiente; Guerra Pinto, Paula Alejandra
Los drenajes ácidos presentan altas concentraciones de metales disueltos como hierro y aluminio, los que, debido a su superficie específica, tienen la capacidad de retener otros metales y co-precipitar con ellos, actuando como amortiguadores de los contaminantes que hay en estos sistemas. Existen estudios de drenajes sintéticos de mina, cuyas concentraciones de hierro y aluminio son elevadas (>50mgL), en donde se demuestra la eficacia al usar estos metales para tratar el drenaje ácido. Sin embargo, no existen estudios enfocados en el tratamiento de drenajes ácidos de roca, donde las concentraciones de hierro y aluminio son significativamente menores. El objetivo principal de esta memoria es evaluar la sedimentación de fases de hierro y aluminio como proceso de eliminación de contaminantes en aguas ácidas. Para esto lo primero que se hizo fue buscar en fuentes bibliográficas drenajes ácidos de roca naturales para definir los rangos de las variables con las que se trabajó. Estas variables incluyeron la concentración inicial de hierro (5 mg/L a 20 mg/L), la concentración inicial de aluminio (2 mg/L a 10 mg/L) y el pH (4 a 6). Una vez definidos los rangos de las variables, se diseñó un experimento factorial 3^3 para analizar los efectos de dichas variables en la concentración final de hierro y aluminio. En este diseño experimental, se utilizó una columna de sedimentación donde se añadieron los drenajes ácidos sintéticos de acuerdo con una aleatorización del diseño factorial. Luego de la adición de la solución, se extrajeron muestras en tiempos específicos de sedimentación, siendo estos 5, 10 y 20 minutos, tanto de un punto superior como de uno inferior en la torre. Posteriormente, las muestras fueron analizadas utilizando un espectrofotómetro UV- visible para determinar las concentraciones finales de los metales de interés. Los resultados obtenidos indican que se logró una remoción promedio del 70,4% para el hierro y del 81% para el aluminio, por lo que estos compuestos si son capaces de tratar químicamente el drenaje ácido sintético. En cuanto a los factores que influyen en la remoción, para el caso del hierro es la concentración inicial que se añade a la solución de este metal. Esto se debe a que la cantidad de partículas en suspensión tiene un papel fundamental en la precipitación y sedimentación de los oxihidróxidos. Por otro lado, se observó que el pH es el factor más relevante en la sedimentación del aluminio, debido a los diagramas de especiación de este, en donde si el pH es superior o igual a 6 se favorece la formación de oxihidróxidos y, por ende, su sedimentación y precipitación.
Valorización del cuesco de palta para la adsorción de arsénico en aguas contaminadas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2020) López Sanhueza, Daniela Jesús; Crutchik Pedemonte, Dafne; Departamento de Ingeniería Química y Ambiental; Guerra Pinto, Paula Alejandra
El arsénico es considerado como uno de los contaminantes más tóxicos presentes en el agua, ya que, no es un elemento biodegradable por lo que tiende a acumularse en los organismos vivos, causando severas patologías en los seres humanos y animales. Chile es uno de los países con mayores concentraciones de arsénico en aguas superficiales y subterráneas que son utilizadas para el consumo humano, por lo que es necesario aportar soluciones hacia la remoción de este contaminante. Durante los años se han desarrollado distintas tecnologías para el tratamiento de este contaminante en el agua, entre las que se destaca la adsorción. El proceso de adsorción es una tecnología que puede ser utilizada para el tratamiento de aguas residuales, pero su aplicación es restringida debido a sus costosos adsorbentes comerciales, considerándose un proceso de alta inversión. Es por ello que se está investigando el uso de materiales de bajo costos como alternativa al uso de los adsorbentes convencionales. En este sentido, los residuos agrícolas son materiales de bajo costo, fácil acceso, en abundancia y con características químicas para ser utilizados como adsorbentes de contaminantes en aguas, como los metales pesados. La Palta, es uno de los productos agrícolas más consumidos en Chile, donde el cuesco del fruto representa entre el 15-16% del peso total de la palta, estimando la generación de 20.400 toneladas de este residuo durante el 2017 en Chile. Actualmente, este residuo no es valorizado y termina en rellenos sanitarios. Dadas las características fisicoquímicas del residuo, se ha evaluado el uso de este residuo como recurso energético, aceite de cuesco de palta y adsorbente de contaminantes. El objetivo general de este trabajo es evaluar la factibilidad del cuesco de palta como bioadsorbente para la adsorción de arsénico en aguas contaminadas. Dentro de los objetivos específicos se encuentran: (1) Desarrollar una metodología para la producción eficiente de un bioadsorbente a partir del cuesco de palta; (2) Caracterizar el bioadsorbente producido mediante activación química; (3) Evaluar el efecto del pH inicial del agua contaminada en la adsorción de arsénico utilizando el bioadsorbente producido; (4) Evaluar el efecto de la dosis empleada de bioadsorbente en la adsorción de arsénico en el agua contaminada. Para la realización de estos objetivos se presenta una metodología experimental donde se realizó una caracterización fisicoquímica del cuesco de palta estudiando: (1) tamaño de partícula; (2) contenido de humedad y sólidos volátiles; (3) punto isoeléctrico; (4) punto de carga cero; (5) acidez y basicidad y (6) área superficial. Posteriormente, se evaluó el bioadsorbente producido para eliminar el arsénico en aguas contaminadas estudiando: (1) efecto del pH en la solución inicial utilizando valores de pH 2, 4 y 6; (2) dosis de bioadsorbente de 1 y 10 g/L, estos estudios se realizaron mediante estudios batch a una temperatura de 25 °C, un tiempo de contacto de 24 horas y una concentración inicial de arsénico en solución de 2 mg/L.

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