Uso de biosorbentes naturales para la remoción de metales pesados en aguas contaminadas: Alternativas sostenibles en el contexto ecuatoriano

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.66646/redsa-2026/t7131667

Palabras clave:

adsorción, aguas contaminadas, biosorbentes naturales, metales pesados, residuos agroindustriales, sostenibilidad ambiental

Resumen

El presente estudio tuvo como objetivo evaluar la capacidad de remoción de metales pesados, específicamente plomo (Pb²⁺), cadmio (Cd²⁺) y cromo (Cr⁶⁺), de tres biosorbentes naturales de origen agroindustrial ecuatoriano: cáscara de cacao (Theobroma cacao L.), bagazo de caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) y fibra de banano (Musa paradisiaca L.), en muestras de agua contaminada provenientes de zonas industriales y mineras de las provincias de Pichincha, El Oro y Morona Santiago. Se empleó un enfoque cuantitativo con diseño experimental factorial completamente al azar, evaluando variables de pH (4, 6 y 8), tiempo de contacto (30, 60 y 120 minutos) y dosis de biosorbente (2, 5 y 10 g/L) sobre la eficiencia de remoción. Los resultados evidenciaron que la cáscara de cacao presentó la mayor eficiencia de remoción para Pb²⁺ (94,3%) y Cd²⁺ (89,7%) a pH 6 y 60 minutos de contacto, con una dosis de 5 g/L, mientras que la fibra de banano mostró la mayor capacidad de adsorción para Cr⁶⁺ (91,2%) a pH 4. El análisis de isotermas de adsorción indicó que el modelo de Langmuir describió mejor el proceso para los tres biosorbentes, con un R² superior a 0,97. Se concluye que los residuos agroindustriales ecuatorianos evaluados presentan un desempeño prometedor como biosorbentes, así como un potencial de aplicación ambiental que deberá confirmarse mediante análisis económico y de ciclo de vida, para el tratamiento de aguas contaminadas con metales pesados. Esto representa una alternativa promisoria para la gestión de residuos y la descontaminación hídrica en el contexto ecuatoriano.

Referencias

Anastopoulos, I., Pashalidis, I., Hosseini-Bandegharaei, A., Giannakoudakis, D. A., Robalds, A., Usman, M., Escudero, L. B., Zhou, Y., Colmenares, J. C., Núñez-Delgado, A., & Lima, E. C. (2019). Agricultural biomass/waste as adsorbents for toxic metal decontamination of aqueous solutions. Journal of Molecular Liquids, 295, 111684. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111684 DOI: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111684

APHA. (2022). Standard methods for the examination of water and wastewater (24th ed.). American Public Health Association.

Benavides-López, S., Torres-Palma, R. A., & Serna-Galvis, E. A. (2022). Cáscara de cacao como biosorbente de bajo costo para la remoción de plomo y cadmio en soluciones acuosas: Optimización de condiciones y caracterización de mecanismos. Revista Colombiana de Química, 51(2), 34–48. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.quim.v51n2.98743

Crini, G., & Lichtfouse, E. (2019). Advantages and disadvantages of techniques used for wastewater treatment. Environmental Chemistry Letters, 17(1), 145–155. https://doi.org/10.1007/s10311-018-0785-9 DOI: https://doi.org/10.1007/s10311-018-0785-9

Fu, F., & Wang, Q. (2011). Removal of heavy metal ions from wastewaters: A review. Journal of Environmental Management, 92(3), 407–418. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.11.011 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2010.11.011

Gupta, V. K., Nayak, A., & Agarwal, S. (2015). Bioadsorbents for remediation of heavy metals: Current status and their future prospects. Environmental Engineering Research, 20(1), 1–18. https://doi.org/10.4491/eer.2015.018 DOI: https://doi.org/10.4491/eer.2015.018

Hernández-Hernández, H., González-Morales, S., Benavides-Mendoza, A., Ortega-Ortiz, H., Cadenas-Pliego, G., & Juárez-Maldonado, A. (2018). Effects of chitosan-PVA and Cu nanoparticles on the growth and antioxidant capacity of tomato under saline stress. Molecules, 23(1), 178. https://doi.org/10.3390/molecules23010178 DOI: https://doi.org/10.3390/molecules23010178

Iqbal, M., Saeed, A., & Zafar, S. I. (2009). FTIR spectrophotometry, kinetics and adsorption isotherms modeling, ion exchange, and EDX analysis for understanding the mechanism of Cd²⁺ and Pb²⁺ removal by mango peel waste. Journal of Hazardous Materials, 164(1), 161–171. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.07.141 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.07.141

Lata, S., Singh, P. K., & Samadder, S. R. (2015). Regeneration of adsorbents and recovery of heavy metals: A review. International Journal of Environmental Science and Technology, 12(4), 1461–1478. https://doi.org/10.1007/s13762-014-0714-9 DOI: https://doi.org/10.1007/s13762-014-0714-9

MAATE. (2023). Informe del estado del agua en Ecuador 2022. Ministerio del Ambiente, Agua y Transición Ecológica del Ecuador. https://www.ambiente.gob.ec/informes-ambientales

Morocho-Jaramillo, D., Quezada-Abad, C., & Romero-Cárdenas, Á. (2023). Evaluación de la calidad del agua en ríos de zonas mineras del sur del Ecuador: Concentraciones de metales pesados y cumplimiento del TULSMA. La Granja: Revista de Ciencias de la Vida, 37(1), 112–128. https://doi.org/10.17163/lgr.n37.2023.08

OMS. (2022). Guidelines for drinking-water quality (4th ed., incorporating the 1st and 2nd addenda). World Health Organization. https://www.who.int/publications/i/item/9789240045064

Quiñones-Muñoz, T. A., Tejada-Tovar, C. N., & Villabona-Ortíz, Á. (2022). Remoción de cromo hexavalente usando bagazo de caña de azúcar modificado: Cinética y equilibrio de adsorción. Información Tecnológica, 33(1), 43–52. https://doi.org/10.4067/S0718-07642022000100043

Salazar-Camacho, C., Salas-Moreno, M., Marrugo-Negrete, J., & Díez, S. (2022). Human health risks and spatial distribution of heavy metals in water, sediments and fish of a tropical river impacted by gold mining in northwestern Colombia. Environmental Research, 212, 113369. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.113369 DOI: https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.113120

Tejada-Tovar, C., Villabona-Ortíz, Á., & Garcés-Jaraba, L. (2015). Adsorción de metales pesados en aguas residuales usando materiales de origen biológico: Revisión técnica. TecnoLógicas, 18(34), 109–123. https://doi.org/10.22430/22565337.411 DOI: https://doi.org/10.22430/22565337.209

Vargas-Berrones, K., Díaz-Torres, J. J., & Flores-Ramírez, R. (2023). Heavy metals in surface water of Latin American mining regions: A systematic review of contamination levels and health risks. Environmental Science and Pollution Research, 30(8), 19874–19891. https://doi.org/10.1007/s11356-022-24621-3

Volesky, B. (2001). Detoxification of metal-bearing effluents: Biosorption for the next century. Hydrometallurgy, 59(2–3), 203–216. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(00)00160-2 DOI: https://doi.org/10.1016/S0304-386X(00)00160-2

Wang, J., & Chen, C. (2009). Biosorbents for heavy metals removal and their future: A review. Biotechnology Advances, 27(2), 195–226. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2008.11.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2008.11.002

Yargıç, A. Ş., Yarbay-Şahin, R. Z., Özbay, N., & Önal, E. (2015). Assessment of toxic copper(II) biosorption from aqueous solution by chemically-treated tomato waste. Journal of Cleaner Production, 88, 152–159. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.05.087 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.05.087

Zolgharnein, J., Shahmoradi, A., & Ghasemi, J. B. (2013). Comparative study of Box-Behnken, central composite, and Doehlert matrix for multivariate optimization of Pb(II) adsorption onto Robinia tree leaves. Journal of Chemometrics, 27(1–2), 12–20. https://doi.org/10.1002/cem.2487 DOI: https://doi.org/10.1002/cem.2487

Publicado

31-07-2026

Número

Sección

Desarrollo Social y Ambiental

Cómo citar

López Chun, C. A., Yocelyn Madeley, M. L., & Barco Acosta, J. (2026). Uso de biosorbentes naturales para la remoción de metales pesados en aguas contaminadas: Alternativas sostenibles en el contexto ecuatoriano. REDSA Revista Ecuatoriana De Desarrollo Social Y Ambiental, 1(3), 143-157. https://doi.org/10.66646/redsa-2026/t7131667

Share

Artículos más leídos del mismo autor/a

Artículos similares

11-20 de 23

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.