Evaluación del equilibrio, cinética y termodinámica del proceso de adsorción de azul índigo sobre cascarilla de arroz.

La industria textil utiliza considerables cantidades de colorantes sinteticos en sus procesos como en los acabados finales de sus productos. La descarga de sus efluentes, usualmente sin tratamiento previo, genera una grave problematica tanto ambiental como socio-economica debido al deterioro del habitat circundante. [1] La presencia de colorantes en el agua, aun en concentraciones de 1 ppm, es intensamente visible e indeseable. Por otro lado, su estructura quimica aromatica les confiere resistencia a la decoloracion y degradacion por exposicion a la luz, agua salina y otros factores comunes de intemperie. No obstante, la repercusion mas drastica de su presencia se manifiesta en la disminucion de los procesos fotosinteticos, impidiendo la auto-regeneracion del recurso hidrico que afecta la biota acuatica [2]. Ademas, se ha reportado para algunos de estos colorantes efectos mutagenicos y carcinogenicos, convirtiendolos en un grave factor de riesgo para la salud publica. [3] Para el tratamiento de efluentes coloreados se han utilizado diferentes metodos fisico-quimicos, tales como floculacion, oxidacion quimica y adsorcion con carbon activado, obteniendo porcentajes satisfactorios de decoloracion. Sin embargo, limitaciones asociadas con costos elevados, remocion incompleta, fraccionamiento y/o formacion de subproductos toxicos restringen su implementacion. [4] Cabe senalar que la remocion de colorantes disueltos con adsorbentes no convencionales como los residuos agroindustriales constituye una metodologia alternativa e innovadora debido a su alta eficiencia, bajo costo e impacto ambiental favorable. [5] En una investigacion previa se determinaron las mejores condiciones para la remocion del colorante azul indigo sobre cascarilla de arroz, encontrando una remocion altamente satisfactoria del orden del 88.5%. [6] Es valioso senalar que la dificultad para la aplicacion de este proceso radica en su escalamiento, pues debe contarse con modelos cineticos y de equilibrio para la pareja adsorbato-adsorbente. Asi, con el proposito de dar continuidad a esta investigacion, en el presente trabajo se propone evaluar la capacidad adsorbente del colorante azul indigo sobre cascarilla de arroz a traves de diferentes isotermas, asi como la rapidez del proceso por medio de su cinetica, y su factibilidad termodinamica, como parametros fundamentales requeridos para su posterior diseno a mayor escala. En particular, se implementaran los modelos de Langmuir y Freundlich para la representacion de las isotermas, en tanto que las ecuaciones de Lagergren y Ho para la cinetica del proceso. La energia libre de Gibbs, la entropia y entalpia seran los criterios seleccionados para definir la espontaneidad y naturaleza del proceso. [1]. Robinson, T.; McMullan, G.; Marchant, R.; Nigam, P. “Remediation of dyes in textile effluent: a critical review on current treatment technologies with a proposed alternative”. Bioresour. Technol., 77, 247-55, (2001). [2]. Walsh, G.; Bahner, L.; Horning, W. “Toxicity of textile mill effluents to freshwater and estuarine algae, crustaceans and fishes”. Environ. Pollut., 21(3), 69-79, (1980). [3]. Chung, K.; Cerniglia, C. “Mutagenicity of azo dyes: structure activity relationship”. Mutat. Res. 277(3), 201-220, (1992). [4] Forgacs, E.; Cserhati, T.; Oros, G. “Removal of synthetic dyes from wastewaters: a review”. Environ. Int., 30, 953-71, (2004). [5]. Srinivasan, A.; Viraraghavan, T. “Decolorization of dye wastewaters by biosorbents: a review”. J. Colloid Interface Sci., 91, 1915-29 (2010). [6]. Informe Final del Proyecto de Investigacion Codigo 18484. Convocatoria Fortalecimiento de la Formacion para la Investigacion, Semilleros - Modalidad 3. Abril 8 de 2014.