Aumento del pH del agua residual del beneficio húmedo del café, utilizando cáscaras de huevo
Autores: Ospina Zúñiga, Oscar Efrén; Aldana Giraldo, Alejandra; Rojas García, Omar Eduardo
Idioma: Inglés
Editor: Pontificia Universidad Javeriana
Año: 2023
Acceso abierto
Categoría
Licencia
Consultas: 21
Citaciones: Ingeniería y Universidad: Engineering for Development Vol. 27
En la investigación, se utilizó la cáscara de huevo de gallina aprovechando su alto contenido de carbonato de calcio, para tratar el pH del agua residual ácida producto del proceso convencional de beneficio húmedo de café, comúnmente arrojada en fuentes hídricas con la consecuente contaminación química de cuerpos de Agua. Mediante pruebas experimentales y un proceso exploratorio, se trituró y maceró la cáscara de huevo, pasándola por tamices de la clasificación ASTM, para determinar el tamaño de partícula y las concentraciones más adecuadas para tratar el pH ácido del agua residual, cuyo valor es de 4.05 y tomada de la zona cafetera del municipio de Líbano, Tolima, Colombia. El pH ácido de las aguas residuales se neutralizó mediante la mezcla con cáscara de huevo con un tamaño máximo de partícula de 0,15 mm, que corresponde a la pasada por el tamiz No. 100 de la clasificación ASTM, siendo una alternativa en el proceso de tratamiento de este tipo de aguas residuales generadas en las zonas cafeteras, caracterizadas por contener ácidos que causan un impacto ambiental negativo, especialmente sobre los cuerpos de agua, cuya extracción es abundante teniendo en cuenta que hace parte de la canasta familiar y es consumida diariamente por la mayoría de las familias en Colombia.
INTRODUCCIÓN
Colombia se encuentra entre los cuatro principales productores de café del mundo [1]. El consumo mundial es cercano a los 40 litros de agua por kilogramo de café pergamino de beneficio seco tradicional, que involucra las etapas de despulpado, lavado y transporte, conocido como beneficio húmedo da lugar a aguas residuales con características fisicoquímicas perjudiciales para el medio ambiente, ya que el agua posee un bajo potencial de hidrógeno (pH), composiciones químicas complejas debido a la presencia de materia orgánica y sólidos disueltos que corresponden a niveles de contaminantes entre 60 y 240 veces superiores a los de las aguas residuales domésticas de conductividad eléctrica es superior a 1900 µS/ cm, el oxígeno disuelto es inferior a 3,1 mg/L, y la demanda química de oxígeno (DQO) es superior a 1500 mg/ L [2, 3], con valores de pH entre 4 y 4,05 [4]. Cuando las aguas residuales se descargan sin tratamiento previo, las fuentes superficiales y subterráneas se contaminan con residuos agrotóxicos, como demuestran las investigaciones realizadas en Manhuaçu, Minas Gerais, Brasil [5, 6], en Coipa, Bolivia [7], y en el río Chopim y sus afluentes, municipio de Palmas, Brasil, donde se investigó la contaminación de los sedimentos superficiales [8]. Se están investigando tratamientos para remover las cargas contaminantes y estabilizar el pH de las aguas residuales, que indica el nivel de alcalinidad o acidez del agua [9]. Para Colombia, esto corresponde a un valor mínimo de pH de 5 según la normatividad vigente para las aguas residuales agroindustriales producidas en el beneficio del café (tanto para procesos tradicionales como ecológicos) [10]. Se están empleando diversas tecnologías como la electrocoagulación [11], artificial humedales con macrófitas [7], digestión anaerobia con estiércol para producción de metano [12, 13] y tratamiento anaerobio [14].
En la investigación, se utilizó la cáscara de huevo de gallina aprovechando su alto contenido de carbonato de calcio, para tratar el pH del agua residual ácida producto del proceso convencional de beneficio húmedo de café, comúnmente arrojada en fuentes hídricas con la consecuente contaminación química de cuerpos de Agua. Mediante pruebas experimentales y un proceso exploratorio, se trituró y maceró la cáscara de huevo, pasándola por tamices de la clasificación ASTM, para determinar el tamaño de partícula y las concentraciones más adecuadas para tratar el pH ácido del agua residual, cuyo valor es de 4.05 y tomada de la zona cafetera del municipio de Líbano, Tolima, Colombia. El pH ácido de las aguas residuales se neutralizó mediante la mezcla con cáscara de huevo con un tamaño máximo de partícula de 0,15 mm, que corresponde a la pasada por el tamiz No. 100 de la clasificación ASTM, siendo una alternativa en el proceso de tratamiento de este tipo de aguas residuales generadas en las zonas cafeteras, caracterizadas por contener ácidos que causan un impacto ambiental negativo, especialmente sobre los cuerpos de agua, cuya extracción es abundante teniendo en cuenta que hace parte de la canasta familiar y es consumida diariamente por la mayoría de las familias en Colombia.
INTRODUCCIÓN
Colombia se encuentra entre los cuatro principales productores de café del mundo [1]. El consumo mundial es cercano a los 40 litros de agua por kilogramo de café pergamino de beneficio seco tradicional, que involucra las etapas de despulpado, lavado y transporte, conocido como beneficio húmedo da lugar a aguas residuales con características fisicoquímicas perjudiciales para el medio ambiente, ya que el agua posee un bajo potencial de hidrógeno (pH), composiciones químicas complejas debido a la presencia de materia orgánica y sólidos disueltos que corresponden a niveles de contaminantes entre 60 y 240 veces superiores a los de las aguas residuales domésticas de conductividad eléctrica es superior a 1900 µS/ cm, el oxígeno disuelto es inferior a 3,1 mg/L, y la demanda química de oxígeno (DQO) es superior a 1500 mg/ L [2, 3], con valores de pH entre 4 y 4,05 [4]. Cuando las aguas residuales se descargan sin tratamiento previo, las fuentes superficiales y subterráneas se contaminan con residuos agrotóxicos, como demuestran las investigaciones realizadas en Manhuaçu, Minas Gerais, Brasil [5, 6], en Coipa, Bolivia [7], y en el río Chopim y sus afluentes, municipio de Palmas, Brasil, donde se investigó la contaminación de los sedimentos superficiales [8]. Se están investigando tratamientos para remover las cargas contaminantes y estabilizar el pH de las aguas residuales, que indica el nivel de alcalinidad o acidez del agua [9]. Para Colombia, esto corresponde a un valor mínimo de pH de 5 según la normatividad vigente para las aguas residuales agroindustriales producidas en el beneficio del café (tanto para procesos tradicionales como ecológicos) [10]. Se están empleando diversas tecnologías como la electrocoagulación [11], artificial humedales con macrófitas [7], digestión anaerobia con estiércol para producción de metano [12, 13] y tratamiento anaerobio [14].