FABRICACION DE FILTROS ADSORBENTES Y SU APLICACIÓN EN LA RETENCION DE METALES PESADOS

FABRICACION DE FILTROS ADSORBENTES Y SU APLICACIÓN EN LA RETENCION DE METALES PESADOS

1. INTRODUCCION

Los materiales cerámicos porosos tienen un gran potencial para muchas aplicaciones químicas, térmicas y mecánicas, poseen además características que les dan ventajas sobre los materiales metálicos y poliméricos. Estos materiales tienen su principal aplicación como aislantes térmicos, filtros, adsorbentes y bioceánicos. Los requerimientos para la matriz cerámica y la estructura porosa dependen del tipo de aplicación que se le dará, por ejemplo, para aislantes térmicos se requieren materiales con poros cerrados, mientras que para los materiales adsorbentes es conveniente usar un material con poros abiertos.

La retención de metales pesados de soluciones acuosas, provenientes de procesos industriales tales como la fabricación de textiles, papeles, pinturas, baterías, etc. representa un tema importante en el campo de la salud pública y el medio ambiente. Por ejemplo, el plomo daña el sistema nervioso central del humano y causa desbalance en el crecimiento de  los organismos humanos jóvenes.

El carbón activado es el material adsorbente que tiene la más alta efectividad de eliminación de metales pesados contenidos en aguas contaminadas; sin embargo, su aplicación industrial está limitada debido a su alto costo, por esta razón en la última década se han desarrollado materiales adsorbentes alternativos. Un problema vigente es la obtención de materiales adsorbentes que combinen óptimamente su costo y efectividad, y que posean propiedades mecánicas adecuadas que permitan su fácil manipulación. Los materiales cerámicos tienen buenas propiedades mecánicas, durabilidad química y muy buenas propiedades de adsorción.

Uno de los métodos usados para la producción de materiales cerámicos con porosidad abierta es el de la esponja polimérica, el cual consiste en la impregnación de una suspensión de arcilla en la esponja, luego se continua con un tratamiento de secado y otro térmico. El producto final es una réplica de la esponja en forma de monolito de arcilla.

Las arcillas son minerales no metálicos abundantes y de muy bajo costo en nuestro medio. Se han realizado muchos trabajos que demuestran que las arcillas, especialmente la sepiolita (montmorillonita con impurezas), pueden adsorber contaminantes orgánicos e inorgánicos, sin embargo, la mayoría de pruebas han sido realizadas con arcilla en polvo.

En el presente trabajo se desarrolló una técnica para elaborar filtros cerámicos porosos con buenas propiedades mecánicas y de adsorción a partir de mezcla de sepiolita con partículas finas de aserrín de aproximadamente 150μm, y su final aplicación en la retención del plomo iónico presente en una solución acuosa. La posterior utilización de estos filtros por parte de diversas empresas industriales será de gran ayuda para la protección del medio ambiente, los pobladores de las zonas aledañas, el agro local, y de nuestro planeta.

Contaminación del agua por metales pesados

La industrialización y el auge de la minería han provocado serios problemas de contaminación son estos metales. Se ha demostrado científicamente que, además de causar algunos de los problemas ambientales más graves, la exposición a metales pesados en determinadas circunstancias es la causa de la degradación y muerte de vegetación, ríos, animales e, incluso, de daños directos en el hombre.

De los 106 elementos conocidos por el hombre, 84 son metales, por lo que no es de extrañar que las posibilidades de contaminación metálica en el ambiente sean numerosas. Hay que tener presente que los metales son materias naturales que han desempeñado un papel fundamental en el desarrollo de las civilizaciones. El problema surge cuando prolifera su uso industrial. Y su empleo creciente en la vida cotidiana termina por afectar a la salud. De hecho, el crecimiento demográfico en zonas urbanas y la rápida industrialización han provocado serios problemas de contaminación y deterioro del ambiente, sobre todo, en los países en vías de desarrollo.

Entre los metales más contaminantes destacan el plomo y el mercurio, seguidos por el berilio, el barrio, el cadmio, el cobre, el manganeso, el níquel, el estaño, el vanadio y el cinc. La actividad industrial y minera arroja al ambiente metales tóxicos como plomo, mercurio, cadmio, arsénico y cromo, muy dañinos para la salud humana y para la mayoría de formas de vida. Además, los metales originados en las fuentes de emisión generadas por el hombre, incluyendo la combustión de nafta con plomo, se encuentran en la atmósfera como material suspendido que respiramos. Por otro lado, las aguas residuales no tratadas, provenientes de minas y fábricas, llegan a los ríos, mientras los desechos contaminan las aguas subterráneas. Cuando se abandonan metales tóxicos en el ambiente, contaminan el suelo y se acumulan en las plantas y los tejidos orgánicos.

Según el Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI), la concentración de plomo en el rio Rímac en noviembre del 2010 fue de 0,001 mg/l (disminuyendo 84.3% respecto a noviembre del 2009). La concentración de marzo del 2010 fue una de las más elevadas de ese año, llegando a 2.44 mg/l (aumentando 60% respecto al mismo mes del 2009). En promedio, las concentraciones de plomo en el rio Rímac casi siempre estan pro encima del límite máximo permitido.

La peligrosidad de los metales pesados es mayor al no ser química ni biológicamente degradables y se acumulan en el agua y subsuelo a concentraciones toxicas para las plantas, animales y seres humanos. Una vez emitidos pueden permanecer en el ambiente durante cientos de años. Además, su concentración en los seres vivos aumenta a medida que son ingeridos por otros, por lo que la ingesta de plantas o animales contaminados puede provocar síntomas de intoxicación. La peligrosidad de los metales pesados es mayor al no ser química ni biológicamente degradables. Una vez emitidos, pueden permanecer en el ambiente durante cientos de años. Además, su concentración en los seres vivos aumenta a medida que son ingeridos por otros, por lo que la ingesta de plantas o animales contaminados puede provocar síntomas de intoxicación. De hecho, la toxicidad de estos metales ha quedado documentada a lo largo de la historia: los médicos griegos y romanos ya diagnosticaban síntomas de envenenamientos agudos por plomo mucho antes de que la toxicología se convirtiera en ciencia.

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