Coagulantes naturales de Punica granatum y Cicer arietinum para reducción de turbidez y sólidos suspendidos totales en efluentes de curtiembre

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dc.contributor.advisorGutierrez Escarcena, Laura Isabel
dc.contributor.authorCastillo Rosas, Anderson Nelson
dc.contributor.authorSanchez Pinedo, Dhamar Stefany
dc.date.accessioned2025-03-17T15:37:41Z
dc.date.available2025-03-17T15:37:41Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractEn este estudio, se analizó el empleo de las especies Punica granatum “granada” y Cicer arietinum “garbanzo” en calidad de coagulantes de origen natural para la reducción de los parámetros turbidez y SST en efluentes de una empresa de curtido ubicada en el distrito La Esperanza. Para ello, se recolectaron 24 L de desechos líquidos resultantes del proceso de teñido y engrase, y se realizaron evaluaciones de los parámetros fisicoquímicos iniciales de turbiedad, SST, pH y temperatura. Asimismo, se aplicó un diseño factorial multinivel 23 (screening) a cada coagulante en el programa estadístico STATGRAPHICS Centurion, se llevaron a cabo 8 tratamientos, cada uno con 2 réplicas, resultando en 24 tratamientos por coagulante natural; en donde se tomaron como variables dependientes los SST y la turbidez, mientras que, las variables independientes, que cuentan con dos niveles (bajo y alto), fueron concentración del coagulante natural (2,0х103 - 2,4x103 mg/L para la Punica granatum y 2,6х103 - 3,6x103 mg/L para la Cicer arietinum), velocidad de agitación rápida (100 - 200 RPMpara la Punica granatum y 140 - 200 RPM para la Cicer arietinum) y velocidad de agitación lenta (siendo tanto para la Punica granatum como para la Cicer arietinum 40 - 50 RPM). Para emular el procedimiento de coagulación-floculación se empleó el Test de Jarras, estableciéndose como condición un pH de 9 en la muestra de agua a tratar. En adición, se realizó una caracterización del polvo de ambos coagulantes mediante el método de FTIR para dilucidar los grupos funcionales existentes. Estos análisis revelaron la presencia de enlaces O-H, C-H, C=O, N-H, C-C, C-O, los cuales se encuentran con frecuencia en proteínas, polisacáridos y ácidos grasos. Por otra parte, las eficiencias de remoción más altas fueron, para la Punica granatum, 78,81% y 89,83% en relación a los parámetros turbidez y SST, respectivamente cuando se trabajó con 2,4x103 mg/L de dosis de coagulante, 100 RPM de V.A.R. y 50 RPM de V.A.L.; mientras que, para la Cicer arietinum fueron 50,07% en remoción de turbiedad al trabajarse con una concentración de 3,6x103 mg/L, 200 RPM de V.A.R y 40 RPM de V.A.L; y 93,92% en remoción de SST al trabajarse con dosis de 3,6x103 mg/L de coagulante, 200 RPM de V.A.R. y 50 RPM de V.A.L. De ello, se concluye, el efecto significativo de ambos coagulantes naturales para reducir la turbidez y SST. Palabras claves: coagulante natural, Punica granatum, Cicer arietinum, espectroscopía, turbidez, SST, agua residual de curtiembre. ABSTRACT In this study, the use of Punica granatum “pomegranate” and Cicer arietinum “chickpea” species as coagulants of natural origin was analyzed for the reduction of turbidity and TSS parameters in effluents from a tanning company located in the La Esperanza district. For this purpose, 24 L of liquid wastes resulting from the dyeing and fatliquoring process were collected, and evaluations of the initial physicochemical parameters of turbidity, TSS, pH and temperature were carried out. Likewise, a multilevel 23 factorial design (screening) was applied to each coagulant in the statistical program STATGRAPHICS Centurion, 8 treatments were carried out, each with 2 replicates, resulting in 24 treatments per natural coagulant; where TSS and turbidity were taken as dependent variables, while the independent variables, which have two levels (low and high), were the concentration of the natural coagulant (2,0х103 - 2,4x103 mg/L for Punica granatum and 2,6х103 - 3,6x103 mg/L for Cicer arietinum), fast stirring speed (100 - 200 RPM for Punica granatum and 140 - 200 RPM for Cicer arietinum) and slow stirring speed (being for both Punica granatum and Cicer arietinum 40 - 50 RPM). To emulate the coagulation-flocculation procedure, the Jar Test was used, establishing as a condition a pH of 9 in the water sample to be treated. In addition, a powder characterization of both coagulants was performed using the FTIR method to elucidate the existing functional groups. These analyses revealed the presence of O-H, C-H, C=O, N-H, C-C, C-O bonds, which are frequently found in proteins, polysaccharides and fatty acids. On the other hand, the highest removal efficiencies were, for Punica granatum, 78,81% and 89,83% in relation to the turbidity and TSS parameters, respectively when working with 2,4x103 mg/L coagulant dosage, 100 RPM of V.A.R. and 50 RPM of V.A.L.; while, for Cicer arietinum, the turbidity removal rate was 50,07% when working with a concentration of 3,6x103 mg/L, 200 RPM of V.A.R and 40 RPM of V.A.L.; and 93,92% in TSS removal when working with doses of 3,6x103 mg/L of coagulant, 200 RPM of V.A.R. and 50 RPM of V.A.L. From this, it is concluded, the significant effect of both natural coagulants to reduce turbidity and TSS. Keywords: natural coagulant, Punica granatum, Cicer arietinum, spectroscopy, turbidity, TSS, tannery wastewater
dc.description.tableofcontentsÍNDICE MIEMBROS DEL JURADO..................................................................................................................ii DEDICATORIA ...................................................................................................................................iii AGRADECIMIENTO ............................................................................................................................v RESUMEN........................................................................................................................................ xiii ABSTRACT....................................................................................................................................... xiv 1. INTRODUCCIÓN............................................................................................................................ 1 1.1. Realidad problemática ........................................................................................................ 1 1.2. Antecedentes...................................................................................................................... 3 1.2.1. Antecedentes internacionales ..................................................................................... 3 1.2.2. Antecedentes nacionales ............................................................................................ 4 1.2.3. Antecedentes locales.................................................................................................. 6 2. MARCO TEÓRICO ......................................................................................................................... 7 2.1. Curtiembre .......................................................................................................................... 7 2.1.1. Proceso productivo ..................................................................................................... 8 2.2. Agua residual de efluente de curtiembre............................................................................. 9 2.3. Turbidez.............................................................................................................................. 9 2.4. Sólidos suspendidos totales.............................................................................................. 10 2.4.1. Partículas inorgánicas............................................................................................... 10 2.4.2. Partículas orgánicas vivas ........................................................................................ 10 2.4.3. Partículas orgánicas no vivas ................................................................................... 11 2.5. Tratamiento de aguas residuales...................................................................................... 11 2.5.1. Tratamientos físicos.................................................................................................. 11 2.5.2. Tratamientos químicos.............................................................................................. 11 2.6. Coagulación...................................................................................................................... 12 2.6.1. Mecanismos de coagulación..................................................................................... 12 2.6.2. Etapas de la coagulación.......................................................................................... 15 2.6.3. Factores que influyen en el proceso de coagulación ................................................ 16 2.6.4. Tipos de coagulantes................................................................................................ 18 2.7. Punica granatum............................................................................................................... 20 2.7.1. Origen e importancia................................................................................................. 20 2.7.2. Estructura y composición química ............................................................................ 21 2.8. Cicer arietinum.................................................................................................................. 23 2.8.1. Origen e importancia................................................................................................. 23 vii 2.8.2. Estructura y composición química ............................................................................ 23 2.9. Floculación........................................................................................................................ 24 2.10. Mecanismos de transporte de la floculación ..................................................................... 25 2.10.1. El movimiento browniano de las partículas del agua ................................................ 25 2.10.2. Factores que influyen en la floculación ..................................................................... 26 2.11. Test de jarras .................................................................................................................... 26 2.12. Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier..................................................... 26 3. PROBLEMA.................................................................................................................................. 27 3.1. Problema general.............................................................................................................. 27 3.2. Problemas específicos...................................................................................................... 27 4. HIPÓTESIS................................................................................................................................... 27 5. OBJETIVOS.................................................................................................................................. 27 5.1. Objetivo General ............................................................................................................... 27 5.2. Objetivos Específicos........................................................................................................ 27 6. MATERIALES Y MÉTODOS......................................................................................................... 28 6.1. Materiales y equipos ......................................................................................................... 28 6.1.1. Insumos .................................................................................................................... 28 6.1.2. Reactivos .................................................................................................................. 28 6.1.3. Materiales ................................................................................................................. 28 6.1.4. Equipos..................................................................................................................... 29 6.2. Metodología de trabajo ..................................................................................................... 29 6.2.1. Tipo, alcance y diseño de investigación.................................................................... 29 6.2.2. Diseño experimental ................................................................................................. 30 6.2.3. Población y muestra.................................................................................................. 33 7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ..................................................................................................... 37 7.1. Caracterización inicial del agua residual........................................................................... 37 7.2. Determinación de parámetros respuesta .......................................................................... 37 7.2.1. Determinación de parámetros respuesta empleando Punica granatum.................... 37 7.2.2. Determinación de parámetros respuesta empleando Cicer arietinum....................... 43 7.3. Evaluación estadística ...................................................................................................... 48 7.3.1. Evaluación estadística de la solución de Punica granatum....................................... 48 7.3.2. Evaluación estadística de la solución de Cicer arietinum.......................................... 55 7.4. Comparación de los coagulantes Punica granatum y Cicer arietinum.............................. 62 7.4.1. Parámetros respuesta............................................................................................... 62 viii 7.4.2. Rendimiento del producto ......................................................................................... 63 7.5. Evaluación de desempeño de Punica granatum y Cicer arietinum con otros coagulantes naturales ....................................................................................................................................... 64 7.6. Caracterización de coagulantes por FTIR......................................................................... 65 7.6.1. Caracterización del polvo Punica granatum.............................................................. 65 7.6.2. Caracterización del polvo Cicer arietinum................................................................. 67 7.6.3. Comparación de coagulantes naturales Punica granatum y Cicer arietinum con el alumbre .................................................................................................................................. 69 7.7. Limitaciones del estudio.................................................................................................... 70 8. CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 72 9. RECOMENDACIONES................................................................................................................. 75 10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................................ 76 11. ANEXOS..................................................................................................................................... 87
dc.formatapplication/pdf
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14414/23709
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Nacional de Trujillo. Fondo Editorial
dc.publisher.countryPE
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectTECHNOLOGY::coagulante natural, Punica granatum, Cicer arietinum, espectroscopía, turbidez, SST, agua residual de curtiembre
dc.subject.ocdehttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.00
dc.titleCoagulantes naturales de Punica granatum y Cicer arietinum para reducción de turbidez y sólidos suspendidos totales en efluentes de curtiembre
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
renati.advisor.dni41375786
renati.advisor.orcid0000-0001-7705-2106
renati.author.dni70200631
renati.author.dni70845008
renati.discipline531036
renati.jurorHaro Aro, Elias Fernando
renati.jurorSolis Muñoz, Haniel
renati.jurorCastillo Rodríguez, Luis Miguel
renati.jurorGutierrez Escarcena, Laura Isabel
renati.levelhttps://purl.org/pe-repo/renati/level#tituloProfesional
renati.typehttps://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis
thesis.degree.disciplineIngeniería Ambiental
thesis.degree.grantorUniversidad Nacional de Trujillo. Facultad de Ingenieria Química
thesis.degree.nameIngeniero Ambiental
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