Ing. Metalurgico

ADSORCIÓN
Carlos Menéndez Gutiérrez
Jesús Pérez Olmo
Centro de Ingeniería de Procesos
Instituto Superior Politécnico
José Antonio Echeverría

INTRODUCCIÓN
La adsorción involucra la acumulación o concentración de sustancias en una superficie o
interfase. La situación más común es aquella en la que el proceso ocurra en la interfase de
un sistema bifásico como el líquido-líquido;gas-líquido; o líquido-sólido. Esta última es
de importancia en la purificación de aguas residuales.
La sustancia que se desea adsorber es denominada soluto o adsorbato, mientras que la que
se adsorbe se identifica como adsorbente. En la práctica del tratamiento de aguas residuales
el adsorbato generalmente viene dado por la Demanda Química de Oxígeno (DQO).
La aplicación más común de la adsorciónmediante carbón activado en el tratamiento de
aguas residuales municipales es en la reducción de la concentración de aquellos
compuestos que confieren olor y sabor, fundamentalmente cuando se aspira al re-uso del
agua residual una vez que ha sido sometida a diferentes procesos de tratamiento.
FORMAS MÁS COMUNES DE UTILIZAR EL CARBÓN ACTIVADO
Hay dos formas típicas de utilización de carbónactivado, con propiedades diferentes y
para distintas aplicaciones:
Carbón activado granular (GAC)
Se suele utilizar una columna como medio de contacto entre el agua a tratar y el carbón
activado, en la que el agua entra por la parte inferior y asciende hacia la superior. El tamaño
de partícula en este caso es mayor que en el otro. Se suele utilizar para eliminar elementos
traza, especialmenteorgánicos, que pueden estar presentes en el agua, y que habitualmente
han resistido un tratamiento biológico. Son elementos, que a pesar de su pequeña
concentración, en muchas ocasiones proporcionan mal olor, color o sabor al agua.
Carbón activado en polvo (CAP)
El carbón activado en polvo se suele utilizar en procesos biológicos, cuando el agua
contiene elementos orgánicos que pueden resultartóxicos. También se suele añadir al agua
a tratar, y pasado un tiempo de contacto, normalmente con agitación, se deja sedimentar las

Menéndez Gutiérrez, C. y J. Pérez Olmo

Adsorción

partículas para su separación previa. Suelen ser operaciones llevadas a cabo en discontinuo.
Este tipo de carbón es el que habitualmente se utiliza para el estudio de las isotermas de
adsorción.CARACTERÍSTICAS DEL ADSORBATO QUE INCIDEN EN EL PROCESO DE
ADSORCIÓN
•
•
•
•
•
•

Solubilidad: Menor solubilidad, mejor adsorción.
Estructura molecular: Más ramificada, mejor adsorción.
Peso molecular: Grandes moléculas, mejor adsorción.
Problemas de difusión interna, pueden alterar la norma.
Polaridad: Menor polaridad, mejor adsorción.
Grado de saturación: Insaturados, mejor adsorciónISOTERMAS DE ADSORCIÓN
Cuando la fase sólida se pone en contacto con la solución donde está presente el soluto a
remover, este comienza a concentrarse sobre la superficie del sólido, con la subsecuente
disminución de su concentración en la fase líquida, hasta que se alcanza el equilibrio entre
el líquido y la fase sólida.
En la figura 1 se aprecia que después de un tiempo de contacto, laconcentración de soluto
disminuye de un valor inicial Co , hasta alcanzar el valor de equilibrio Ce.

C0
C
(mg/L)

Ce
tiempo

Figura1 Cinética de la adsorción
La mejor forma de plantear la relación de equilibrio entre el adsorbente y el adsorbato es a
través de la relación masa de adsorbato adsorbida por unidad de masa del adsorbente (a),
en función de la concentración de equilibrio Ce atemperatura constante, por lo que la
adsorción puede definirse como:

a=

V
m

( Co − Ce )

…1

donde:
2

Menéndez Gutiérrez, C. y J. Pérez Olmo

Adsorción

a = masa de adsorbato adsorbida por unidad de masa de adsorbente (g.kg-1)
V = volumen inicial de la solución (L)
m = masa de adsorbente (kg)
Co = Concentración inicial del soluto (g.L-1)
Ce = Concentración de equilibrio...