Reutilización del raspo de uva para la eliminación de aguas que contienen cobre

 

Finalizado la búsqueda de información basada en fuentes bibliográficas y el análisis de datos, proporcionados o obtenidos en el laboratorio, se puede concluir:

 

1. Los metales pesados presentan gran toxicidad a causa de, principalmente, tres motivos: no son biodegradables, tienen tendencia a formar compuestos y pueden redisolverse en el medio donde se encuentren.

2. En 2012 la producción mundial de cobre fue de alrededor 7 millones de toneladas. Su uso se extiende en diversos sectores: desde electrónica hasta curtido de pieles. 

3. El cobre, en pequeñas cantidades, no resulta nocivo para el ser humano. De hecho, es un elemento necesario para el desarrollo, crecimiento y fisiología del organismo humano. Aún así, una exposición excesiva al metal puede provocar efectos dañinos para la salud.

4. Referente al medio ambiente, la cantidad máxima de cobre que debe contener el agua, según la Organización Mundial de la Salud, es de 2 mg/L. 

5. Existen diferentes técnicas para eliminar el cobre -y otros metales pesados- del agua que los contiene. La precipitación química, el intercanvio iónico, la adsorción, la tecnología de membranas, los procesos electroquímicos o las extracciones orgánicas son métodos usados para la eliminación de éstos. 

6. La diferencia entre adsorción y biosorción se encuentra en el tipo de sorbente utilizado. La primera, se identifica por usar componentes no biológicos mientres que la segunda, emplea biomasa microbial o residuos vegetales. 

7. El absorbente más utilizado en la adsorción es el carbón activo mientres que en la biosorción es el quitosán.

8. El raspo de uva es un biomaterial procedente de la industria vinícola. Es efectivo su uso como biosorbente por su capacidad de eliminación del metal ya que es rico en taninos. 

9. Además del raspo de uva, existen otros biomateriales que son buenos sorbentes de metales tóxicos. Por ejemplo, el marro de café, los huesos de oliva, la corteza de Yohimba o el corcho.

10. Las variables más importantes en la eliminación del metal son el tiempo de equilibrio, la temperatura, el pH, la fuerza iónica y la influencia del pretatamiento del biosorbente.

11. Se determina de forma experimental la influencia del tiempo de contacto sobre el proceso de eliminación del metal. Para llevarlo a cabo, el estudio se realiza en Batch (o discontinuo) a temperatura ambiente y pH constante. La cinética de adosrción del cobre sobre la rapa de uva se ajusta al modelo cinético de pseudo segundo orden: lo cual implica que el principal mecanismo es la quimisorción. 

12. Se han ajustado los datos al modelo de Morris Webber: de aquí se extrae que el proceso tiene lugar en tres etapas, la primera de las cuales es la más rápida. Esta etapa representa la transferencia de masa a través de la película de capa límite del líquido. 

13. Los datos demuestran que el proceso de sorción es relativamente rápido. El equilibrio se alcanza aproximadamente cuando se han alcanzado los 60 minutos de contacto entre biosorbente y metal. Este tiempo depende del pH y de la concentración de metal.

14. La máxima sorción se alcanza a un pH de aproximadamente entre 5,5 y 6 –este es el motivo que nuestra experimentación presente un pH contenido en este rango. 

15. Los modelos teóricos -isotermas- más usados para describir la adsorción son los modelos de Freundlich y Langmuir. 

16. Los datos bibliográficos tratados se ajustan de forma favorable al modelo de Langmuir. Este hecho implica que se forma una monocapa en la superfície y se satura el biosorbente.

17. Para este modelo, los parámetros obtenidos son: qmax = 0,088 mmol Cu/g rapa -constante referida a la cantidad máxima de sorción del biosorbente- y b = 18,285 L/mmol Cu -constante referida a la afinidad de adsorción entre biosorbente y adsorbato. El parámetro RL está comprendido entre 0 y 1, por tanto, la isoterma es favorable.

18. La cantidad máxima de adsorción para el cobre con raspo de uva es parecida a la de otros biosorbentes como por ejemplo el serrín o los residuos de la industria del té. Aún así, existen biosorbentes más eficaces para este metal: el quitosán presenta una capacidad máxima de adsorción de 3,49 mmol Cu/g quitosán.