Ideas para el planteamiento del problema Se estima que, de la cantidad total de agua, solo el 2.5 % es agua dulce y el 98.8 % de esta se encuentra en el subsuelo o está en forma de hielo. Y menos del 0,3 % se encuentra en lagos, ríos y la atmosfera, siendo solo esta cantidad la aprovechable para las actividades del ser humano. El agua juega un papel vital en la economía mundial por su amplio uso en la agricultura y en la industria. El crecimiento rápido y continuo del sector industrial, en las últimas décadas, ha provocado el aumento en el consumo y la demanda de agua dulce para la realización de sus procesos y, en consecuencia, se ha generado un incremento en la cantidad de aguas residuales descargadas (Yıldız y col., 2005). Actualmente, se ha incrementado el número de compuestos orgánicos que están siendo descargados al ambiente. Industrias tales como la textil, papelera, imprentas, metalúrgica, petroquímica, pesticidas, pinturas, solventes y farmacéuticas, entre otras, emplean grandes volúmenes de agua, y compuestos químicos orgánicos en sus procesos (Tristán, 2012). La adsorción es uno de los métodos físicos mayormente empleado en el tratamiento de efluentes contaminados, principalmente para la remoción de aquellos contaminantes que son fácilmente biodegradables, convirtiéndose en una alternativa adecuada para la eliminación de colorantes, sin embargo, convencionalmente el empleo de carbón activado comercial es un proceso sumamente costo. Esto llevo a investigadores de diversas partes del mundo a estudiar adsorbentes alternativos no convencionales y de bajo costo para la eliminación de contaminantes de las aguas residuales industriales principalmente. (M. Aranda, 2018) Ideas colorantes Los colorantes sintéticos como el cristal violeta empleado con frecuencia en procesos de tinción, tinción histológica, agente dermatológico, y medicina forense, ha sido catalogado como un colorante catiónico altamente toxico incluso a concentraciones muy bajas, susceptible a sufrir reacciones de oxidación e hidrolisis en donde se producen metabolitos tóxicos en aguas, que generan efectos adversos tanto en los animales como en la salud humana (P. Riaño, 2018) El azul brillante FCF es un tinte trifenilmetano que presenta tres grupos de ácido sulfónico lo que lo hace altamente iónico y soluble en agua, usado en la industria alimenticia, textil y de cuero. Como aditivo alimentario ha sido prohibido en algunos países desarrollados debido a su severa toxicidad (Gupta, Mittal et al. 2006). A pesar de los efectos adversos y variedad de usos, las técnicas para eliminar dicho colorante del agua han sido limitadas, esto se le atribuye a la estructura química compleja que presenta este aditivo (Mittal 2006). (L. Zambrano, 2018) El colorante Azul Brillante FCF es ampliamente utilizado en la industria alimentaria, este colorante también presenta usos en la industria cosmética, farmacéutica, además de teñir productos para el cuidado de la salud oral como los enjuagues bucales y ser utilizado para el control de plantas acuáticas. (A. Torres, 2018) Ideas para la justificación Entre las tecnologías propuestas para la remoción de colorantes encontramos la adsorción considerada como una de las metodologías de tratamiento más eficientes, pero sus elevados costos de operación derivados del uso de adsorbentes como el carbón activado, han impulsado la evaluación de diversos materiales, así con el propósito de contribuir a la investigación de nuevos materiales se estableció como objetivo general del proyecto estudiar la capacidad de bioadsorción de materiales biológicos residuales como la corteza de naranja (Citrus Sinensis), Bagazo de Caña (Saccharum officinarum) y Borra de Café (Cofeea Arabica), con el fin de evidenciar los procesos de remediación y/o depuración de los efluentes contaminados con el colorante Azul brillante FCF; teniendo en cuenta que se escoge la técnica de bioadsorción no solo porque representa un bajo costo sino también porque representa una disminución en el volumen de lodos químicos y/o biológicos al tratarse de materiales biodegradables. (A. Torres, 2018) La adsorción ha probado ser la forma más económica y eficiente para remover metales pesados, contaminantes orgánicos y colorantes del agua contaminada. En este sentido, el uso de residuos agroindustriales constituye una opción innovadora debido a su alta disponibilidad, mínimo valor económico e impacto ambiental favorable al aprovechar material de desecho. La adsorción es la forma más económica y eficiente para remover colorantes en aguas contaminas, además el uso de residuos agroindustriales se ha convertido en una opción innovadora debido a su alta disponibilidad, mínimo valor económico e impacto ambiental favorable al aprovechar material de desecho. (M. Aranda, 2018) En Colombia se producen cerca de 2 millones de toneladas de yuca al año y la región Caribe aporta el 50% del total nacional [5]. En estudios recientes se ha utilizado la cascara de yuca modificada químicamente en la remoción de azul metileno y se han obtenidos buenos resultados. (A. Albis, 2018) El Violeta de metilo y azul brillante son colorantes ampliamente utilizados en la industria y al ser de origen sintético, presentan un mayor riesgo a la salud humana y un notable impacto al medio ambiente por su alta demanda química y biológica de oxígeno, componentes tóxicos y el color, el cual es el primer contaminante en ser reconocido a simple vista (A. Martínez, 2012). En este punto es donde esta investigación toma importancia, ya que se genera la necesidad de emplear alternativas eficientes, de bajo costo y de fácil implementación para la remoción de estos colorantes. Ideas para el marco teorico Cinetica de adsorción En el proceso de adsorción, las moléculas de adsorbato llegan desde afuera de las partículas de adsorbente y se difunden dentro de las partículas para ocupar completamente los sitios de adsorción. Dependiendo de la estructura del adsorbente, diferentes mecanismos de difusión son los dominantes en el proceso, y algunas veces compiten o cooperan entre ellos. El mecanismo dominante depende también del sistema adsorbato-adsorbente en cuestión, así como de las condiciones a las cuales se lleva a cabo el proceso, como la temperatura y la concentración. (P. Cortes , 2007) Existen cuatro pasos consecutivos principales en el proceso de adsorción sobre adsorbentes porosos. 1. El primero de ellos es el transporte del adsorbato, o soluto, en la fase liquida. Usualmente es rápido debido a la agitación. 2. El segundo paso es el transporte a través de la película fija o capa superficial del líquido en el exterior del adsorbente (difusión de película). 3. El tercer paso es la difusión del adsorbato dentro de los poros del adsorbente (difusión de poro), exceptuando la pequeña cantidad de adsorción que ocurre en la superficie externa del adsorbente después del transporte a través de la capa exterior. La difusión en el poro puede llevarse a cabo de dos maneras: difusión en el líquido dentro del poro y/o en sitios activos a lo largo de la superficie de las paredes del poro (difusión superficial). 4. Finalmente la adsorción del soluto en la superficie interna del adsorbente.
