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Utilización del residuo agrícola tusa de maíz en la descontaminación de aguas con metales pesados (Pb 2+)

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dc.contributor.advisorPérez Sotelo, Dairo Enrique
dc.contributor.advisorPáez Meza, Manuel Silvestre
dc.contributor.authorFernández Langs, Jack Steven
dc.contributor.juryBarrera Vargas, Mario
dc.contributor.juryDíaz Ponguta, Basilio
dc.date.accessioned2025-02-05T19:28:18Z
dc.date.available2026-02-04
dc.date.available2025-02-05T19:28:18Z
dc.date.issued2025-02-05
dc.description.abstractLa remoción de metales pesados en diversas matrices es crucial para proteger la salud humana y el medio ambiente, ya que son tóxicos, bioacumulativos y dañan ecosistemas. Los métodos actuales, como la adsorción y la filtración, enfrentan retos como altos costos, eficiencia limitada en bajas concentraciones y sostenibilidad. El uso de materiales adsorbentes de bajo costo, como carbón activado derivado de residuos agrícolas, ofrece soluciones prometedoras. Las regulaciones estrictas y la falta de acceso en regiones desfavorecidas son desafíos importantes. Con base en el argumento anterior, en este trabajo, se determinó la capacidad de adsorción de Pb2+ usando tusa de maíz como un agro-residuo sostenible. Para lo cual se prepararon tres muestras de agua contaminadas con Pb2+ preparadas a un pH óptimo, a las cual se les adicionó una dosis de adsorbente (matriz de biochar), previa optimización del mismo con solución acuosa de NaCl al 10% en peso. Todo lo anterior se hizo a una temperatura de 24.6°C y un tiempo de contacto de 1 h. Posteriormente se varió el tiempo de contacto de las muestras problemas de Biochar y se determinó la concentración y el porcentaje de adsorción de Pb2+ usando la técnica de adsorción atómica, cada 10 minutos durante 1 h. Como resultado se obtuvo un máximo de remoción a un pH 5.2, dosis de adsorbente: 0.70 g y concentración de Pb2+ 10 mg/L. Los datos experimentales de la razón del tiempo de contacto, respecto a la cantidad de metal (Pb2+) adsorbido por gramo de adsorbente en un tiempo específico (t/q_t) vs t se ajustaron cinéticamente a una ecuación pseudo-segundo orden. Mientras que los datos experimentales de la razón de la capacidad de adsorción en equilibrio de Pb2+ respecto a la cantidad de materia (Pb2+) removida por unidad de masa en el equilibrio del Pb2+ ( C_e/q_e ) vs C_e fueron mejormente descritos con el modelo Langmuir. Finalmente, se puede concluir que la tusa de maíz tratada demostró ser un adsorbente efectivo para la remoción de Pb2+ por cuanto alcanzó un porcentaje de más del 99% y que la capacidad de adsorción en equilibrio fue mejor descrita por el modelo de Langmuir, sugiriendo que la adsorción ocurre en monocapa en sitios homogéneos del adsorbente.spa
dc.description.abstractThe removal of heavy metals in various matrices is crucial to protect human health and the environment, as they are toxic, bioaccumulative and damage ecosystems. Current methods, such as adsorption and filtration, face challenges such as high costs, limited efficiency at low concentrations and sustainability. The use of low-cost adsorbent materials, such as activated carbon derived from agricultural waste, offers promising solutions. Strict regulations and lack of access in disadvantaged regions are major challenges. Based on the above argument, in this work, the adsorption capacity of Pb2+ was determined using corn stover as a sustainable agro-residue. For this purpose, three water samples contaminated with Pb2+ were prepared at an optimized pH, to which a dose of adsorbent (biochar matrix) was added, after optimization with a 10% NaCl aqueous solution by weight. All of the above was done at a temperature of 24.6°C and a contact time of 1 h. Subsequently, the contact time of the Biochar problem samples was varied and the concentration and percentage of Pb2+ adsorption was determined using the atomic adsorption technique, every 10 min for 1 h. As a result, a maximum removal rate was obtained at pH 5.2, adsorbent dosage: 0.70 g and Pb2+ concentration 10 mg/L. The experimental data of the ratio of contact time, with respect to the amount of metal (Pb2+) adsorbed per gram of adsorbent at a specific time (t/q_t) vs t were kinetically fitted to a pseudo-second order equation. While the experimental data of the ratio of the equilibrium adsorption capacity of Pb2+ to the amount of matter (Pb2+) removed per unit mass at Pb2+ equilibrium ( C_e/q_e ) vs C_e were best described with the Langmuir model. Finally, it can be concluded that the treated corn stover proved to be an effective adsorbent for Pb2+ removal as it reached a percentage of more than 99% and that the equilibrium adsorption capacity was better described by the Langmuir model, suggesting that adsorption occurs in monolayer at homogeneous sites of the adsorbent.eng
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameQuímico(a)
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensión
dc.description.tableofcontentsRESUMENspa
dc.description.tableofcontentsABSTRACTeng
dc.description.tableofcontents1. INTRODUCCIÓNspa
dc.description.tableofcontents2. OBJETIVOSspa
dc.description.tableofcontents2.1. Objetivo Generalspa
dc.description.tableofcontents2.2. Objetivos Específicos
dc.description.tableofcontents3. MARCO TEÓRICO
dc.description.tableofcontents3.1. Carbón
dc.description.tableofcontents3.2. Carbón vegetal
dc.description.tableofcontents3.3. Carbón activado
dc.description.tableofcontents3.3.1. Proceso de fabricación del carbón activado
dc.description.tableofcontents3.3.1.1. Materias primas
dc.description.tableofcontents3.3.1.2. Carbonización
dc.description.tableofcontents3.3.1.2.1. Activación química
dc.description.tableofcontents3.3.1.2.2. Activación física
dc.description.tableofcontents3.4. Estructura del carbón activado
dc.description.tableofcontents3.5. Proceso de adsorción en carbones activados
dc.description.tableofcontents3.6. Isotermas de adsorción
dc.description.tableofcontents3.7. Espectrometría atómica
dc.description.tableofcontents3.8. Metales pesados
dc.description.tableofcontents3.8.1. Plomo
dc.description.tableofcontents4. METODOLOGÍA
dc.description.tableofcontents4.1. Obtención de la materia prima
dc.description.tableofcontents4.2. Preparación del carbón activado
dc.description.tableofcontents4.2.1. Impregnación y activación
dc.description.tableofcontents4.2.2. Lavado
dc.description.tableofcontents4.2.3. Secado
dc.description.tableofcontents4.3. Caracterización del biochar activado
dc.description.tableofcontents4.4. Experimentos de adsorción
dc.description.tableofcontents4.4.1. Preparación de soluciones de Pb 2+
dc.description.tableofcontents4.4.2. Ajuste de pH de las soluciones de Pb 2+
dc.description.tableofcontents4.4.3. Tiempo de contacto
dc.description.tableofcontents4.4.4. Remoción de Pb 2+ a diferentes concentraciones
dc.description.tableofcontents4.5. Cinética de adsorción
dc.description.tableofcontents4.5.1. Pseudo-primer orden
dc.description.tableofcontents4.5.2. Pseudo-segundo orden
dc.description.tableofcontents4.6. Analisis estadístico
dc.description.tableofcontents5. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
dc.description.tableofcontents5.1. Análisis de contenido de humedad, material volátil y cenizas del biochar
dc.description.tableofcontents5.2. Caracterización del biochar activado
dc.description.tableofcontents5.3. Propagación de incertidumbres en la concentración del equilibrio para la cantidad de Pb 2+ adsorbida en el equilibrio, Δqe
dc.description.tableofcontents5.4. Efecto de la dosis de adsorbente
dc.description.tableofcontents5.5. Efecto del pH de solución sobre la adsorción
dc.description.tableofcontents5.6. Efecto del tiempo de contacto
dc.description.tableofcontents5.7. Cinética de adsorción
dc.description.tableofcontents5.7.1. Modelo Pseudo-primer orden
dc.description.tableofcontents5.7.2. Modelo Pseudo-segundo orden
dc.description.tableofcontents5.8. Isotermas de adsorción
dc.description.tableofcontents6. CONCLUSIONES
dc.description.tableofcontents7. RECOMENDACIONES
dc.description.tableofcontents8. LISTA DE REFERENCIA O BIBLIOGRAFÍA
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad de Córdoba
dc.identifier.reponameRepositorio Universidad de Córdoba
dc.identifier.repourlhttps://repositorio.unicordoba.edu.co/
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/9014
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dc.publisherUniversidad de Córdoba
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dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2025
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess
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dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
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dc.titleUtilización del residuo agrícola tusa de maíz en la descontaminación de aguas con metales pesados (Pb 2+)
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