Efecto del pH (potencial hidrógeno) de activación, en la reducción de la dureza de agua, aplicando arcilla de Santa Ana

Abstract

El agua de Riobamba presenta elevadas concentraciones de iones de calcio y magnesio principal causante de la dureza del agua, alcanzando niveles superiores a 300 ppm, provocando problemas de salud, pérdidas económicas a escala industrial y agrícola, por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue estudiar el proceso de adsorción de la dureza presente en el agua mediante la aplicación del material litológico oxídico extraído de Santa Ana del cantón Guamote, Chimborazo. La metodología implementada fue tipo practico-teórico, se elaboraron lechos a partir de dos fracciones de partícula diferentes <75 µm y 75-150 µm, mediante extrusión utilizando una jeringuilla de 20 mL, las pruebas de adsorción se llevaron a cabo con lechos naturales y activados químicamente con soluciones diluidas de HCl y NaOH, a pH ácido (2.71) y alcalino (9.58 y 12.28), mientras que el estudio de las isotermas se desarrolló implementando los modelos matemáticos de Freundlich, Langmuir y Temkin y el análisis de la cinética de adsorción se llevó a cabo aplicando las ecuaciones de pseudo primer, segundo orden y difusión intraparticular. Los resultados obtenidos demostraron que los lechos tienen una elevada capacidad de adsorber la dureza del agua tanto en su estado natural como activados, además, se evidenció que la eficiencia de adsorción es proporcional a la cantidad de masa utilizada, alcanzando un 48.52 % de rendimiento de adsorción de iones calcio y magnesio al emplear 1600 g de lecho natural, sin embargo, al ser activado a pH 12.28 aumenta su eficiencia de adsorción a 74.73 %, por otro lado, a un pH 2.71 disminuye su eficiencia a 28.53 %, esto evidencia el efecto que tiene el pH en la eficiencia de adsorción. En el estudio de isotermas de adsorción los datos se ajustaron a los modelos de Freundlich y Langmuir obteniendo un coeficiente de correlación (R^2) superior a 0.80 en todos los niveles de pH, mientras que en el análisis de cinética los valores se ajustaron mejor al modelo Pseudo-segundo orden en las pruebas realizadas a diferentes pH con un coeficiente de correlación (R^2) superior a 0.90. En este contexto se determinó que los lechos del material litológico oxídico de Santa Ana, son una excelente alternativa para el tratamiento de la eliminación de iones de calcio y magnesio, poseyendo una alta capacidad de regeneración.