Optimización del Proceso de Electrocoagulación para el Tratamiento de Drenajes Ácidos de Minas de Carbón en Samacá Boyacá
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El drenaje acido de mina (DAM) representa un problema ambiental significativo debido a su alta acidez y contenido de metales pesados. En este estudio se evaluó la eficiencia del proceso de electrocoagulación para el tratamiento de DAM, empleando electrodos de aluminio (Al), hierro (Fe) y combinación hierro/aluminio (Fe/Al) en un reactor a escala de laboratorio de 2 Litros, bajo condiciones de 33 voltios y 0.9 amperios. Se realizaron tiempos de tratamiento de 50, 100 y 150 minutos, obteniéndose la mayor eficiencia de remoción a los 100 minutos. El consumo especifico energético vario entre 12.3 y 37.1 kWh/m3 estimándose una demanda de 279kWh/día a escala real. Se evaluó la viabilidad de implementar un sistema de energía solar fotovoltaica en Boyacá, determinándose la necesidad de aproximadamente 150 paneles solares.
Los resultados evidencian que la electrocoagulación, integrada con energías renovables, es una alternativa viable y sostenible para el tratamiento de DAM. Durante el proceso se generó un subproducto flotante, el cual fue recolectado, secado y caracterizado mediante fluorescencia de rayos X (XRF), evidenciando la presencia predominante de óxidos metálicos como Al2O3 y Fe2O3 asociados a los mecanismos de coagulación. Este análisis permitió identificar la composición de los residuos generados, aportando información relevante para su gestión ambiental.
Los resultados obtenidos evidencian que la electrocoagulación, especialmente con electrodos de aluminio a 100 minutos de operación, constituye una alternativa eficiente para el tratamiento de drenajes ácidos de mina.
Abstract
Acid mine drainage (AMD) represents a significant environmental problem due to its high acidity and heavy metal content. This study evaluated the efficiency of the electrocoagulation process for AMD treatment, using aluminum (Al), iron (Fe), and iron/aluminum (Fe/Al) combination electrodes in a 2-liter laboratory-scale reactor under conditions of 33 volts and 0.9 amps. Treatment times of 50, 100, and 150 minutes were performed, with the highest removal efficiency obtained at 100 minutes. Specific energy consumption varied between 12.3 and 37.1 kWh/m³, with an estimated demand of 279 kWh/day at full scale. The feasibility of implementing a photovoltaic solar energy system in Boyacá was also evaluated, determining the need for approximately 150 solar panels.
The results demonstrate that electrocoagulation, integrated with renewable energy, is a viable and sustainable alternative for the treatment of acid mine drainage (AMD). During the process, a floating byproduct was generated, which was collected, dried, and characterized using X-ray fluorescence (XRF), revealing the predominant presence of metal oxides such as Al₂O₃ and Fe₂O₃ associated with the coagulation mechanisms. This analysis allowed for the identification of the composition of the generated waste, providing relevant information for its environmental management.
The results obtained demonstrate that electrocoagulation, especially with aluminum electrodes operating for 100 minutes, constitutes an efficient alternative for the treatment of acid mine drainage
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spa
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Matamoros Vargas, L. F. (2026) Optimización del Proceso de Electrocoagulación para el Tratamiento de Drenajes Ácidos de Minas de Carbón en Samacá Boyacá [Trabajo de Grado, Universidad Santo Tomás].Repositorio Institucional
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