Roducción de biochar a partir de residuos orgánicos del bagaje de la caña de maíz para mitigar la contaminación en las aguas con metales pesados a nivel de laboratorio.

Abstract

En el contexto nacional, la problemática de la contaminación del agua con mercurio por la industria minera destaca como una preocupación primordial, la falta de tratamientos adecuados para las aguas residuales agrava la situación. Esta preocupación impulsó la creación de un proyecto de investigación centrado en producir biochar en los laboratorios de la Universidad Técnica de Cotopaxi, campus Salache. El propósito fundamental de esta iniciativa es desarrollar un método eficaz y apropiado para tratar el agua contaminada con mercurio mediante la implementación de biocarbón obtenido a partir de residuos orgánicos del bagaje del maíz. Los materiales orgánicos necesarios para este estudio se adquirieron mediante la compra en el mercado popular de la provincia de Cotopaxi, cantón de Salcedo, donde se lleva a cabo la conocida feria ganadera. La elección de este material se basó en sus propiedades físicas-químicas. El proceso de obtención del material orgánico necesario para la producción de biochar implicó la adquisición directa de los agricultores locales. Para lograr un material adecuado, se llevó a cabo un proceso completo de secado, por un periodo de un año, según lo efectuado por los agricultores donde dejan secar al aire libre, expuestos a la luz solar directa. Una vez completado el proceso de secado, el material se convirtió en biomasa para la recuperación de aguas contaminadas con mercurio. La resultante es sometió a un proceso de pirolisis a temperaturas de 400°C y 500°C, con tiempos de exposición de biomasa de 30 y 120 minutos y por un lapso de enfriamiento de 24H. Después de la pirolisis, se llevó a cabo una caracterización detallada del biochar resultante. Para evaluar la eficacia del biocarbón en la remediación de mercurio del agua, se recomienda un experimento que modificará los factores como el peso, la temperatura y el tipo de tratamiento de filtración. Este diseño experimental se basó en la formulación de hipótesis nula y alternativa, y se hizo 480 repeticionesen total. Utilizando tablas de frecuencia, se examinaron las interacciones de los componentes para determinar si el tratamiento era efectivo. Los resultados obtenidos indican que la elaboración de biochar a 400°C resultó en 51,02 g, mientras que a 500°C se obtuvo 53,53 g del total de 256,34 g de la biomasa inicial. Se manifestó una relación directamente proporcional entre la densidad aparente y real, la temperatura de pirolisis, la porosidad y el pH mostraron una correlación inversamente proporcional. En los diversos tratamientos aplicados, el biochar producido a 500°C siendo el más efectivo, con un 73% de valores positivos a un filtraje, lo que lo posiciona de manera significativa por encima del método de filtración a 400°C. El tratamiento de doble filtración usando biocarbón de caña de maíz producido a 500°C, durante 30 minutos mostró propiedades superiores en términos de pH y porosidad, lo que resultó en una mejor absorción de mercurio. Este tratamiento eliminará 80 ml de agua contaminada por cada gramo de biochar, cumpliendo con los parámetros permitidos para mercurio establecidos en el ACUERDO MINISTERIAL 097-A.