1. Universidad Autonoma del Estado de Hidalgo
  2. Tesis
  3. Tesis de Licenciatura
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Campo DC Valor Lengua/Idioma
dc.contributor.authorVerde Campos, Yessica-
dc.date.accessioned2026-08-21T19:35:23Z-
dc.date.available2026-08-21T19:35:23Z-
dc.date.issued2026-04-23-
dc.identifier.govdocIIND .17173 2025-
dc.identifier.otherATD1969-
dc.identifier.urihttp://dgsa.uaeh.edu.mx:8080/bibliotecadigital/handle/231104/8302-
dc.descriptionLa contaminación ambiental ocasionada por la dispersión de metales pesados en efluentes acuosos constituye uno de los desafíos más críticos para la ingeniería ambiental y la salud pública contemporánea. De manera particular, el cromo (Cr) en sus diversas especies químicas representa una amenaza latente debido a su alta persistencia y movilidad, especialmente en regiones con un desarrollo industrial intensivo en ramas como la galvanoplastia, la metalurgia extractiva y el curtido de pieles, donde las concentraciones en los efluentes suelen rebasar con creces los límites máximos permisibles de descarga estipulados por normativas vigentes como la NOM-001-SEMARNAT-2021. Ante este panorama, la presente investigación aborda una propuesta de mitigación dual fundamentada en los principios de la economía circular y la valorización de subproductos industriales: el diseño, desarrollo y evaluación de un material compuesto que integra residuos mineros de jarosita industrial en matrices de concreto celular autoclaveado (CCA) para su aplicación como sistema pasivo de remediación y remoción de cromo mediante mecanismos de intercambio catiónico.  El objetivo central del trabajo consistió en evaluar rigurosamente la capacidad de intercambio catiónico del concreto celular autoclaveado dopado con jarosita, analizando de manera primordial el impacto de la variable temperatura sobre la eficiencia de remoción de cromo (Cr) en soluciones acuosas sintéticas. La investigación se sustentó bajo la hipótesis de que la incorporación dosificada de jarosita incrementa los sitios activos superficiales y estructurales de la matriz porosa gracias a la estructura cristalina y composición del mineral, y que dicho proceso se ve potenciado termodinámicamente con el aumento de la temperatura operativa, mejorando la movilidad iónica y acelerando la difusión intraparticular del contaminante hacia el interior del adsorbente.  Para dar cumplimiento a los objetivos planteados, se ejecutó una ruta metodológica estrictamente controlada que abarcó desde la síntesis de los materiales compuestos hasta su caracterización analítica avanzada. El diseño experimental contempló la preparación de bloques de concreto celular con dosificaciones variables de jarosita industrial en peso (grupos de control al 0%, 0.10%, 0.15%, 0.20% y 0.25%). Las muestras sólidas pulverizadas y tamizadas fueron sometidas a procesos de contacto estandarizados en reactores discontinuos (batch) empleando soluciones de cloruro crómico (III) con una concentración molar de 0.03 M bajo agitación mecánica constante de 550 RPM durante un período de una hora. Con la finalidad de discernir los efectos cinéticos y termodinámicos de la temperatura en la retención del metal, los ensayos de intercambio iónico se llevaron a cabo bajo un estricto control térmico a temperaturas de 30 °C, 40 °C, 50 °C y 60 °C.  La evaluación de los mecanismos de interacción matriz-dopante-contaminante y la validación de los resultados se realizó mediante tres técnicas instrumentales pilares: Espectroscopía de Emisión Óptica por Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-OES) para el análisis cuantitativo de las soluciones remanentes; Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) para el monitoreo de los cambios microestructurales; y Difracción de Rayos X (DRX) para la identificación de las modificaciones cristalo-mineralógicas.  Los análisis cuantitativos por ICP-OES demostraron una correlación positiva directa entre la dosificación de jarosita, el incremento de la temperatura y el porcentaje de adsorción de cromo, confirmando un comportamiento endotérmico del proceso de remoción. Por su parte, la caracterización microestructural mediante MEB reveló que la matriz base de concreto celular está compuesta primordialmente por cristales laminares de tobermorita. Conforme se incrementó la concentración de jarosita hasta el 0.25%, se observó un intercrecimiento de drusas prominente y un hábito dual fibroso-acicular bien desarrollado, lo cual optimizó significativamente el área superficial específica y la porosidad interconectada del material compuesto, facilitando los fenómenos de transporte de masa y el acceso de los iones hacia los sitios activos.  Finalmente, el análisis mineralógico por DRX aportó la evidencia científica definitiva sobre los mecanismos involucrados. Los patrones de difracción comparativos mostraron un desplazamiento angular en los picos de la tobermorita tras el proceso de contacto, lo cual valida la ocurrencia de una sustitución isomórfica y un intercambio catiónico efectivo del Cr³⁺ dentro de la celda unitaria de los silicatos de calcio hidratados. Asimismo, en las muestras dopadas con jarosita se detectó nítidamente la aparición de nuevas reflexiones asociadas a la fase mineral eskolaíta (Cr₂O₃), lo que confirma que, además del intercambio catiónico directo con la alunita, coexiste un mecanismo secundario de inmovilización a través de procesos de precipitación química superficial del cromo.  En conclusión, este trabajo de investigación demuestra con rigor técnico la viabilidad de funcionalizar materiales cementantes ligeros mediante el dopaje con residuos mineros, logrando un balance óptimo entre la integridad de la matriz y sus propiedades depurativas. Los hallazgos representan una contribución de alto valor científico y social, proporcionando una alternativa tecnológica accesible, de bajo costo operativo y con un enfoque de sustentabilidad idóneo para integrarse en infraestructuras de remediación pasiva de aguas residuales y en la edificación ecológica. es_ES
dc.language.isoeses_ES
dc.publisherICBI-BD-UAEHes_ES
dc.subjectIntercambio catiónicoes_ES
dc.subjectCromoes_ES
dc.subjectConcreto celulares_ES
dc.subjectRemediación ambientales_ES
dc.subjectEfecto de la temperaturaes_ES
dc.subjectIngeniería Industrial.es_ES
dc.titleIntercambio catiónico de Cr con concreto celular dopado con jarosita evaluando la temperatura.es_ES
dc.title.alternativeIngeniería Industrial.es_ES
dc.typeTesises_ES
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