Adsorción de azul de metileno (AM) sobre una arcilla natural y modificada. Estudio teórico

GALARZA, JULIANA AYELÉN; DELLA BRUNA, GIULIANA TAIS; AVILA, MARIA CECILIA; RUIZ, MARÍA LUCÍA; GRZONA, CLAUDIA BEATRIZ

Villa Mercedes

Jornada; Semana de la Ingeniería Semana FICA; 2022

Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias

La eliminación de azul de metileno de la fase acuosa es una preocupación desde el punto de vista del medioambiente y de la salud de los seres vivos. Este colorante es una sustancia utilizada comúnmente en la industria del papel, cosmética, textil y de colorantes. En los humanos produce aumento de la frecuencia cardíaca, vómitos, shock, ictericia, etc. El método de adsorción se considera una técnica económica, segura y eficaz para el tratamiento de compuestos orgánicos e iones de metales pesados en aguas contaminadas. Las arcillas se consideran uno de los adsorbentes más utilizados; tienen una gran superficie, además de la estabilidad química y mecánica. Se han estudiado ampliamente diferentes agentes modificadores químicos de las arcillas para la eliminación de diversos tipos de contaminantes del agua y las aguas residuales. El progreso temporal donde tiene lugar la adsorción se denomina cinética de adsorción. Durante este proceso y antes que el equilibrio de adsorción se establezca, la transferencia de masa desde la disolución a los sitios donde tiene lugar la adsorción está limitada por resistencias de transferencia de masa que determinará el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio. La velocidad de adsorción se realiza mediante procesos de difusión hacia la superficie adsorbente externa y dentro de las partículas adsorbentes porosas, y serán estos dos procesos los que establecen los límites de la transferencia de masa. Estos parámetros de transferencia de masa y los de equilibrio, son datos esenciales para la determinación de los tiempos de contacto requeridos, así como para el diseño de los equipos de adsorción. El objetivo general es investigar desde un punto de vista teórico las características de la interacción que existe entre el colorante Azul de Metileno (AM), que queremos eliminar del efluente acuoso, y una arcilla natural y modificada que cumplirá la mencionada función. Entre los objetivos específicos está la evaluación de la capacidad de adsorción de las arcillas, para cumplir este objetivo se utilizaron modelos de isotermas de adsorción con 2, 3 o más parámetros. Estas isotermas son muy útiles para proporcionar información sobre los mecanismos de adsorción, las propiedades de la superficie y la afinidad de un adsorbente hacia un adsorbato. Para analizar las ecuaciones de transferencia de materia es importante distinguir las etapas esenciales del sistema. Existen diferentes modelos cinéticos y difusivos que difieren en el modo de representar la etapa de difusión, y el equilibrio de adsorción. El diseño delicado y la optimización posterior dependen del trazado preciso de las isotermas de adsorción en equilibrio, ya que pueden revelar en profundidad la interacción exacta entre adsorbentes y adsorbatos. Para comprender bien el mecanismo del proceso de adsorción, así como para controlar el proceso de adsorción de colorantes orgánicos en diferentes adsorbentes, es primordial centrarse en los parámetros cinéticos y termodinámicos de adsorción. Para lograr este objetivo se analizaron y evaluaron modelos de equilibrio y cinética de adsorción, encontrando los que mejor ajustaron a los datos experimentales. También se realizó una simulación matemática del proceso discontinuo de adsorción en un recipiente agitado.