Empleo de algoritmos matemáticos para la evaluación de la influencia de los parámetros fisicoquímicos que afectan la adsorción de compuestos aromáticos sobre carbón activado

Use of mathematical algorithms to evaluate the influence of physicochemical parameters affecting the adsorption of aromatic compounds on activated carbon

El objetivo principal fue encontrar cómo ciertos parámetros o factores fisicoquímicos del carbón activado pueden influir en la capacidad de adsorción de tres adsorbatos: fenol, ácido benzoico y ácido salicílico. Se emplearon dos métodos de análisis multivariado de datos: análisis principal de mínimos cuadrados (PLS) y regresión de componentes principales (PCR). El método de PLS mostró una mejor concordancia entre los valores estimados y experimentales. Usando este método, se formularon ecuaciones para predecir la capacidad de remoción de cada adsorbato. Usando PLS fue posible estimar la capacidad de adsorción del ácido benzoico, ácido salicílico y fenol con un error estándar de validación menor al 6%. Así se predijo que la acidez superficial es el parámetro más importante del carbón activado para adsorber compuestos aromáticos.

Introducción

Los compuestos orgánicos constituyen un grupo muy grande dentro de los contaminantes presentes en los efluentes líquidos. Dentro de ellos se encuentran los compuestos aromáticos como el fenol, el ácido benzoico y el ácido salicílico.

En la actualidad existen diversos métodos que permiten el tratamiento de las aguas residuales contaminadas: extracción con solventes (1), ósmosis inversa (2), oxidación avanzada (3) y adsorción (4). La adsorción es uno de los procedimientos preferidos por su bajo costo, simplicidad del diseño, versatilidad, facilidad de operación, e insensibilidad a sustancias tóxicas (5,6).

Entre los adsorbentes destacan los materiales porosos como el carbón activado debido a su gran área superficial, su estructura microporosa y su química superficial. Estas propiedades le confieren al carbón activado una buena capacidad de adsorción para remover contaminantes de agua y, en corrientes gaseosas conteniendo pesticidas, iones metálicos, compuestos orgánicos, entre otros (7).

En un trabajo realizado por Paredes-Doig et al. (10,11) se estudió la adsorción de compuestos aromáticos (ácido benzoico, ácido salicílico y fenol) sobre carbones activados (CA). Las variables que se utilizaron en la síntesis de los CA fueron la razón de impregnación y la temperatura de activación. De los resultados obtenidos de la cinética e isotermas de adsorción se estableció el siguiente orden en base a la máxima capacidad de adsorción: ácido salicílico> ácido benzoico > fenol.