Estudio de la remoción de metales pesados mediante biosorción en columna de lecho fijo utilizando biosorbente vegetal

Abstract

La contaminación de aguas por metales pesados constituye un problema ambiental relevante debido a su persistencia, toxicidad y capacidad de acumulación en los ecosistemas. Entre estos contaminantes, el cobre destaca por su amplia presencia en efluentes industriales y mineros. En este contexto, la biosorción mediante biomasa vegetal surge como una alternativa sostenible y de bajo costo para la remoción de metales desde soluciones acuosas. El presente trabajo evalúa la remoción de Cu2+ utilizando Haplopappus baylahuen como biosorbente en un sistema continuo de columna de lecho fijo. Se estudia el efecto de la concentración inicial de cobre (100 y 200 mg/L), la altura de lecho (10 y 15 cm) y el tamaño de partícula del biosorbente (425–850, 850–2000 y 2000–4000 µm). El desempeño del sistema es evaluado mediante curvas de ruptura, porcentaje de remoción y capacidad de biosorción, mientras que los modelos de Adams-Bohart, Thomas, Yoon-Nelson y Dose-Response son utilizados para describir el comportamiento dinámico de la columna. Los resultados demuestran que el tamaño de partícula es la variable operacional con mayor influencia sobre el desempeño del sistema. La disminución del tamaño de partícula permite aumentar los porcentajes de remoción desde valores cercanos a 44–50 % para partículas de 2000–4000 µm hasta remociones superiores a 90 % para partículas de 425–850 µm. El mejor desempeño experimental se obtiene para tamaños de partícula entre 425 y 850 µm, alcanzándose porcentajes de remoción de hasta 93,8 %. Por otra parte, el aumento de la altura de lecho tiende a mejorar la eficiencia de remoción al incrementar la cantidad de sitios activos disponibles y el tiempo de residencia dentro de la columna, aunque su efecto sobre la capacidad específica de biosorción es menos consistente. Respecto a la concentración inicial, su influencia depende de las condiciones de operación. En sistemas con partículas pequeñas, el aumento de la concentración(...).