Biosorción de cadmio con aristotelia chilensis activado químicamente, operado en columna de lecho empacado

Abstract

El presente estudio tiene como objetivo evaluar la eficiencia de remoción y la capacidad de retención de cadmio (Cd²⁺) mediante el uso del material Aristotelia chilensis como biosorbente natural y activado químicamente, aplicado en un sistema de columna de lecho empacado. Se analizó la influencia de la altura del lecho, la concentración inicial de la solución metálica y el efecto del pretratamiento químico sobre la eficiencia global del proceso, aportando antecedentes relevantes para el diseño de sistemas continuos de tratamiento de efluentes contaminados con metales pesados. Los experimentos se realizaron en una columna de lecho empacado bajo condiciones controladas de flujo (6–7 mL/min), con alturas de 15 y 20 cm y concentraciones iniciales de 75 y 150 mg/L de Cd²⁺. La cuantificación del metal se efectuó mediante espectroscopía de absorción atómica (AAS), después de una digestión ácida. En cuanto a la activación del biosorbente, este se trató químicamente mediante dos procedimientos: uno ácido con HNO₃ y otro alcalino con NaOH, ambos a 1 M. La masa de biosorbente se agitó durante 8 horas a una temperatura de 50–60 °C, se lavó con agua destilada hasta alcanzar un pH neutro y, posteriormente, se secó durante 72 horas a temperatura ambiente. Los resultados mostraron que la altura del lecho fue el parámetro más influyente: al incrementarla de 15 a 20 cm, la eficiencia de remoción aumentó de 49,64 % a 56,63 %. En cuanto a la concentración, una menor concentración inicial (75 mg/L) favoreció la retención del metal, retrasando la saturación del lecho y confirmando la relación inversa entre la carga inicial y la capacidad de adsorción efectiva. La activación con ácido nítrico produjo una mejora leve, mientras que la activación con hidróxido de sodio incrementó significativamente la capacidad de retención, alcanzando 10,59 mg/g y una remoción de 82,55 %, evidenciando el efecto positivo del tratamiento alcalino sobre la afinidad superficial del material(...).