Remoción de aniones y cationes en agua de pozo en el estado de Aguascalientes mediante compósitos de carbón activado, bentonita y alginato de sodio

Abstract

En regiones semiáridas como Aguascalientes, el abastecimiento de agua depende principalmente de fuentes subterráneas, las cuales pueden presentar concentraciones elevadas de fluoruro, sulfato y otros iones que comprometen su calidad y representan un riesgo para la salud [1]. El objetivo de este trabajo fue desarrollar y evaluar compósitos elaborados con carbón activado obtenido a partir de residuos agroindustriales, bentonita y alginato de sodio gelificado con Ca²⁺ para la remoción de aniones y cationes en agua de pozo. Se sintetizaron 16 compósitos mediante un diseño experimental Taguchi L₁₆, variando la masa de carbón, bentonita y alginato, la concentración de CaCl₂ y el contenido de cenizas del residuo agroindustrial precursor. Los materiales se caracterizaron mediante cuantificación de calcio residual, espectroscopía FT-IR, determinación de acidez–basicidad superficial y punto de carga cero. La adsorción de fluoruro se evaluó en soluciones sintéticas (10 mg/L) a 30 °C, 150 rpm y una relación sólido-líquido de 2 g/L, analizando los resultados mediante la relación señal/ruido con el criterio "mayor es mejor". La formulación óptima correspondió al compósito elaborado con carbón de cáscara de coco, 2.5 g de carbón, 1.9 g de bentonita, 2.5 g de alginato y 0.75 M de CaCl₂. Este material alcanzó remociones de fluoruro de 73–75 % y capacidades de adsorción de 3.32–3.44 mg/g. Además, presentó remociones de sulfato de 66–69 % en soluciones de 350 mg/L y de potasio de 57–61 % a partir de una concentración inicial de 10 mg/L. Los resultados demuestran que los compósitos de carbón activado–bentonita–alginato de calcio constituyen una alternativa prometedora para la remoción simultánea de aniones y cationes en agua subterránea, con potencial para su aplicación en sistemas descentralizados de potabilización.

Keywords: Agua de pozo; Fluoruro; Compositos