Potencial del biocarbón de bagazo de cerveza para el tratamiento de efluentes industriales : caracterización y evaluación ambiental

Abstract

La creciente generación de efluentes industriales líquidos representa uno de los principales desafíos ambientales de la actualidad, debido a su impacto sobre la calidad del agua y los ecosistemas. En este contexto, surge la necesidad de implementar soluciones sostenibles, accesibles y eficientes que permitan minimizar el efecto de estos residuos y, al mismo tiempo, promover prácticas de valorización de subproductos industriales. El biocarbón se presenta como una alternativa innovadora, no solo por su elevada capacidad adsorbente, sino también porque puede obtenerse a partir de residuos agroindustriales, contribuyendo a la reducción de pasivos ambientales y favoreciendo modelos de economía circular. El objetivo de este estudio fue evaluar el potencial del biocarbón producido a partir de bagazo de cerveza (BC), un residuo abundante y de bajo costo, impregnado químicamente con hidróxido de sodio (BBCI), como adsorbente para la depuración de efluentes industriales simulados. El BC, ampliamente disponible en la región debido a la creciente producción cervecera y vitivinícola, fue seleccionado por su composición lignocelulósica y sus condiciones óptimas para el proceso de pirólisis. Se ensayaron tres tamaños de partícula: original (TO), mediano (TM) y fino (TF), los cuales fueron sometidos a pirólisis e impregnación química. Posteriormente, el material fue caracterizado mediante parámetros fisicoquímicos (pH, conductividad eléctrica (CE), sólidos disueltos totales (SDT), carbono orgánico total (COT), demanda química de oxígeno (DQO) y temperatura) y análisis morfológico por microscopía electrónica de barrido (MEB), confirmándose el desarrollo de una estructura porosa adecuada para procesos de adsorción. La eficiencia del BBCI se evaluó utilizando azul de metileno (AM) como contaminante modelo, determinando la capacidad de remoción y su relación con el índice de contaminación del agua (Ic). Además, complementariamente, se realizaron bioensayos de germinación con Eruca sativa, Leptochloa crinita y Pappophorum caespitosum, lo que permitió integrar los resultados fisicoquímicos con un enfoque ecológico sobre la toxicidad residual del efluente tratado. Los resultados obtenidos confirmaron la influencia del tamaño de partícula en las propiedades del biocarbón y en su desempeño como adsorbente. El tratamiento con partículas de tamaño original (TO) presentó el mayor rendimiento de pirólisis (55,13 %), mientras que los tamaños medianos (TM) y finos (TF) alcanzaron las mayores eficiencias de remoción de azul de metileno (AM) (48,97 % y 49,69 %, respectivamente). En todos los casos se observaron reducciones significativas en la demanda química de oxígeno (DQO) y en los sólidos disueltos totales (SDT), evidenciando la capacidad del material para mejorar de manera sustancial la calidad del agua tratada. Los bioensayos respaldaron estos resultados: E. sativa mantuvo altos niveles de germinación tras la aplicación del tratamiento, lo que refleja la seguridad ambiental del efluente depurado. En particular, el biocarbón de tamaño medio (BBCITM) presentó un adecuado equilibrio entre eficiencia de remoción y baja toxicidad residual, con un promedio de inhibición del 20 %. Estos resultados refuerzan la aplicabilidad del material no solo como agente descontaminante, sino también como una opción respetuosa con los organismos vivos y el entorno natural. En síntesis, el BBC impregnado químicamente se consolidó como un material eficiente y sostenible para el tratamiento de efluentes industriales simulados. La posibilidad de obtenerlo a partir de un residuo abundante convierte a este enfoque en una herramienta estratégica para promover la economía circular y contribuir a la reducción de la contaminación hídrica. Los resultados alcanzados confirman que la implementación de este tipo de tecnologías puede contribuir a la protección ambiental, la innovación en el uso de recursos locales y el fortalecimiento de prácticas de gestión de residuos con un fuerte impacto positivo en la sociedad y en los ecosistemas. No obstante, este estudio presenta ciertas limitaciones que deben considerarse para futuras investigaciones: el uso de un efluente simulado y de un contaminante modelo restringe la extrapolación a matrices reales más complejas; los ensayos se realizaron en condiciones controladas de laboratorio, sin evaluar variaciones estacionales ni la influencia de parámetros operativos a escala piloto; y el análisis ecotoxicológico se centró únicamente en bioensayos de germinación, sin abarcar otros niveles biológicos o especies sensibles. Superar estas limitaciones permitirá avanzar hacia una validación integral del material y su eventual aplicación en sistemas de tratamiento a escala real.