Estudio desarrolla medio adsorbente a partir de residuos forestales y agrícolas para remover contaminantes del agua

La investigación del Dr. Cristian Balboa evaluó residuos lignocelulósicos de especies forestales y vitivinícolas para eliminar hierro y manganeso presentes en aguas subterráneas del acuífero Coronel.

Desarrollar un medio adsorbente a partir de subproductos forestales y agrícolas, capaz de remover hierro total y manganeso total presentes en aguas destinadas a la potabilización, fue el objetivo de la tesis realizada por el Dr. Cristian Balboa, graduado del Doctorado en Ciencias con mención en Biodiversidad y Biorecursos de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC).

El estudio titulado: “Desarrollo de un medio adsorbente a partir de subproductos forestales y agrícolas con propiedades químicas para la eliminación de hierro total y manganeso total en agua para potabilización”, fue dirigido por la Dra. Daniela Morales (Facultad de Ciencias UCSC) y codirigido por el Dr. Pablo Salgado (Facultad de Ingeniería UCSC).

La investigación analizó la presencia de hierro y manganeso en aguas subterráneas del acuífero Coronel y evaluó alternativas para remover estos contaminantes mediante la valorización de residuos lignocelulósicos provenientes de especies forestales y vitivinícolas.

Residuos como alternativa para el tratamiento del agua

El estudio comenzó con el análisis de registros de concentraciones de hierro total y manganeso total del acuífero entre 2017 y 2021. Posteriormente, se evaluó la capacidad de residuos provenientes de Pinus radiata (Pino insigne), Eucalyptus globulus (Eucalipto común), Eucalyptus nitens (Eucalipto brillante) y Vitis vinifera (Parra) para remover ambos metales, considerando diferentes zonas geográficas y estados de desarrollo de las especies.

Los materiales que presentaron mejores resultados fueron caracterizados mediante distintas técnicas para determinar sus propiedades físicas y químicas. Luego, se establecieron las condiciones óptimas para su utilización y se formularon mezclas de los adsorbentes (Carbón activado), cuyos resultados fueron comparados con la antracita (Carbón duro), utilizada como material de referencia. La mezcla seleccionada estuvo compuesta por pino adulto de la precordillera, pino de la costa y sarmientos juveniles de la costa de Vitis vinífera.

Alta eficiencia de remoción

Los resultados mostraron que la mezcla alcanzó una eficiencia de remoción de 99,76% para hierro total y 89,70% para manganeso total, superando el desempeño de la antracita para ambos contaminantes.

Asimismo, el proceso presentó una cinética rápida (Velocidad de reacción), con una mayor interacción entre los adsorbentes y los contaminantes durante los primeros siete minutos de contacto. La mezcla también mostró capacidad de regeneración, especialmente para la remoción de hierro mediante ácido clorhídrico y de manganeso mediante citrato.

Finalmente, el material optimizado fue validado mediante ensayos con agua simulada y agua de pozo contaminada, permitiendo evaluar su comportamiento bajo condiciones cercanas a una aplicación real.

Valorización y economía circular

Uno de los principales aportes del estudio es la posibilidad de transformar residuos forestales y vitivinícolas, habitualmente subvalorados, en materiales con potencial para el tratamiento de aguas contaminadas. La propuesta incorpora así un enfoque de economía circular, mediante la valorización de biomasa local para abordar una problemática ambiental asociada a la calidad de las aguas subterráneas.

Para el Dr. Balboa, el carácter interdisciplinario del Doctorado en Ciencias con mención en Biodiversidad y Biorecursos de la UCSC permitió abordar el problema desde sus distintas dimensiones, vinculando el estudio de los ecosistemas con el desarrollo de soluciones a partir de recursos subutilizados. “En la tesis se abarca un problema ambiental real, aplicando economía circular y biomasa local a través de estos residuos que son subvalorados”, declaró. Además, recomendó el programa de postgrado por la posibilidad de desarrollar estudios interdisciplinarios y generar nuevos conocimientos orientados a resolver problemáticas ambientales del territorio.

De esta manera, el estudio aporta una alternativa para el tratamiento de aguas subterráneas contaminadas y demuestra el potencial de los residuos forestales y vitivinícolas como recursos para desarrollar soluciones ambientales. Los resultados obtenidos abren nuevas posibilidades para la valorización de biomasa (materia orgánica) local y su aplicación en el desarrollo de tecnologías orientadas al tratamiento y cuidado de los recursos hídricos.