Valorización de residuos agroindustriales como adsorbentes de metales pesados, y su reutilización en la fabricación de ladrillos de construcción

Abstract

La contaminación del agua por metales pesados constituye un grave problema ambiental que afecta al ecosistema y los seres vivos. Estos contaminantes no son biodegradables, se acumulan en los organismos vivos, y su toxicidad está dada por sus concentraciones y su comportamiento químico. El sector industrial como galvanoplastia, metalurgia, fabricación de baterías, minería, entre otros, es el principal contribuyente de la presencia de metales pesados en el ambiente. Por este motivo, las industrias deben tratar sus efluentes para que los niveles de estos productos químicos se encuentren dentro de los límites establecidos. Existen diversas tecnologías para el tratamiento de aguas residuales, sin embargo, aún no es posible la eliminación eficiente de metales pesados sin elevados costos o abundante producción de lodos. Por otro lado, la agroindustria produce toneladas de descartes y subproductos que son una fuente de contaminación ambiental. Por este motivo, el aprovechamiento o disposición segura de estos desechos representa un desafío que debe ser tenido en cuenta. La recuperación de residuos es la base de la Economía Circular, y en los últimos años, existe un interés creciente en el uso de desechos agroindustriales como adsorbentes de bajo costo de metales pesados de aguas residuales. En el presente trabajo de tesis, residuos de aserrín de pino y biochar de aserrín de pino, cáscaras de semillas de girasol y residuos de maíz se evaluaron como adsorbentes de Ni, Zn y Cd. Estos residuos se caracterizaron para conocer su estructura y composición, y así comprender cómo podría llevarse a cabo la adsorción. Se determinaron y compararon los valores de eficiencia y capacidad de adsorción para los diferentes adsorbentes y adsorbatos, y se analizó cómo estos parámetros se ven afectados cuando se considera una mezcla de todos los metales juntos. i bien el proceso de adsorción es reversible, pudiendo ser regenerados los adsorbentes y recuperados los metales pesados, este aspecto se encuentra en estudio y todavía no se ha logrado eficientemente. A pesar de ello, el destino de los bioadsorbentes saturados de contaminantes, generalmente, no es informado en la literatura. En este sentido, este trabajo de tesis propone como novedad la reutilización de los residuos agroindustriales, luego de ser empleados como adsorbentes de los metales pesados mencionados, en la fabricación de ladrillos de arcilla cocida. De esta manera, los metales pesados se fijan a la matriz arcillosa y se contribuye a minimizar la contaminación secundaria generada por la eliminación de los adsorbentes agotados. Las piezas cerámicas se conformaron por medio de compresión uniaxial y se sometieron a un ciclo térmico para su cocción, teniendo en cuenta la presión, temperatura y tiempo empleados en la industria. Las biomasas y el biochar actuaron como agentes formadores de poros en los ladrillos cocidos porque a las temperaturas de cocción su combustión produce gases y cenizas. Esto puede ser beneficioso por el bajo peso y la capacidad aislante de los productos. Sin embargo, la calidad y el desempeño mecánico de las piezas cerámicas puede verse comprometido. Por lo tanto, los ladrillos se caracterizaron y se determinaron parámetros importantes como la pérdida de peso por calcinación, porosidad y densidad aparente, resistencia a la compresión y módulo de rotura en la flexión. Finalmente, se evaluó la inmovilización de los metales pesados mediante ensayos de lixiviación, para determinar la aptitud ambiental de los productos fabricados. Mail autores Daiana Simón <dsimon@fi.mdp.edu.ar>