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Capacidad de adsorción de metales mediante biomasas cebada y
avena en aguas, río Opamayo Huancavelica
Metal adsorption capacity of barley and oat biomasses in water samples from the Opamayo River, Huancavelica
Luzmila Ibet Arancel Palomino 1 • Luz María Zambrano Ccance 1 • Luz Marina Acharte Lume 1
Recibido: 03 de septiembre del 2025 / Aceptado: 23 de marzo del 2026
RESUMEN
El presente estudio evaluó la capacidad de adsorción de metales pesados utilizando pajas de cebada (Hordeum
vulgare) y avena (Avena sativa) como biosorbentes en aguas del río Opamayo (Huancavelica, Perú). Se recolectaron
muestras en tres puntos (P1, P2 y P3) y se analizaron las concentraciones de plomo (Pb), zinc (Zn) y cobre (Cu)
mediante espectrometría ICP-MS. Se prepararon los biosorbentes mediante lavado, secado y molienda hasta obtener
un tamaño promedio de 3 mm. Los ensayos de adsorción se realizaron durante 6 horas a temperatura ambiente (18–
20 °C) con agitación constante.
Los resultados evidenciaron que la cebada presentó mayor eficiencia de adsorción para Zn (53,31%) y Cu (49,69%),
en comparación con la avena (28,29% y 47,22%, respectivamente). No se determinó la eficiencia para Pb debido a
concentraciones iniciales no detectables. Se concluye que ambos residuos agrícolas tienen potencial como alternativas
sostenibles y de bajo costo para la remoción de metales pesados en aguas contaminadas.
Palabras clave: biosorción, metales pesados, cebada, avena, ICP-MS.
ABSTRACT
This study evaluated the adsorption capacity of heavy metals using barley (Hordeum vulgare) and oat (Avena sativa)
straw as biosorbents in water from the Opamayo River (Huancavelica, Peru). Water samples were collected from three
points (P1, P2, P3), and concentrations of lead (Pb), zinc (Zn), and copper (Cu) were analyzed using ICP-MS.
Barley showed higher adsorption efficiency for Zn (53.31%) and Cu (49.69%) compared to oat (28.29% and 47.22%,
respectively). Pb removal efficiency could not be determined due to non-detectable initial concentrations. These
findings demonstrate the potential of agricultural residues as low-cost and sustainable alternatives for water
remediation.
Keywords: biosorption, heavy metals, barley straw, oat straw, ICP-MS.
1. INTRODUCCIÓN
En la actualidad, la contaminación de los recursos
hídricos constituye una de las problemáticas
ambientales más críticas a nivel mundial,
particularmente por la presencia de metales pesados
tales como cromo, níquel, cadmio, plomo y mercurio.
Estos elementos se caracterizan por su alta toxicidad,
persistencia y capacidad de bioacumulación en los
ecosistemas, lo que representa un riesgo significativo
tanto para la biodiversidad como para la salud humana
(Tejada-Tovar et al., 2015). La exposición prolongada
a estos contaminantes puede generar graves
afecciones, incluyendo enfermedades renales,
cardiovasculares y diversos tipos de cáncer (Paul,
2017).
En este contexto, la actividad minera desempeña un
papel determinante en la generación de contaminación
hídrica. Si bien constituye un sector clave para el
desarrollo económico, el manejo inadecuado de
relaves, drenaje ácido de minas y aguas residuales
provoca impactos negativos acumulativos en los
cuerpos de agua, especialmente en las cuencas altas,
afectando la calidad del recurso hídrico y limitando su
uso en actividades productivas y consumo humano
(Dorin et al., 2014; Remigio, 2015).
Frente a esta problemática, en los últimos años se ha
incrementado el interés por el uso de materiales
lignocelulósicos derivados de residuos agrícolas como
alternativas sostenibles para el tratamiento de aguas
contaminadas. Diversos estudios han demostrado la
eficiencia de materiales como cáscaras, bagazo, hojas
y residuos de cultivos en la remoción de metales
pesados, debido a su bajo costo, alta disponibilidad y
capacidad de adsorción (Akindolie & Choi, 2023). En
Revista de Investigación Científica Siglo XXI (2026)
https://doi.org/10.54943/rcsxxi.6.853
Vol. 6 (2026); e003
ARTÍCULO ORIGINAL
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este sentido, los bioadsorbentes, obtenidos a partir de
biomasa vegetal, microorganismos o polímeros
naturales, han emergido como una tecnología
prometedora para la descontaminación de efluentes
industriales y cuerpos de agua impactados (Duany-
Timosthe et al., 2022a).
En la región de Huancavelica, la actividad minera ha
generado impactos ambientales significativos,
especialmente en la calidad de los recursos hídricos.
El río Opamayo, ubicado en el distrito de Lircay,
provincia de Angaraes, presenta evidencias de
contaminación por metales pesados como plomo, zinc
y cobre, producto de actividades antropogénicas. Esta
situación afecta no solo el equilibrio ecológico del
ecosistema acuático, sino también las condiciones de
vida de las poblaciones que dependen de este recurso.
En este contexto, la presente investigación se orienta a
evaluar la capacidad de adsorción de residuos
agrícolas locales, específicamente pajas de cebada
(Hordeum vulgare) y avena (Avena sativa), como una
alternativa de bajo costo y ambientalmente sostenible
para la remoción de metales pesados en el agua del río
Opamayo.
La hipótesis de investigación plantea que las pajas de
cebada (Hordeum vulgare) y avena (Avena sativa)
presentan una capacidad de adsorción significativa
para la remoción de metales pesados en el agua del río
Opamayo, contribuyendo a la mejora de su calidad.
Asimismo, esta investigación aporta al desarrollo de
soluciones tecnológicas sostenibles mediante la
valorización de residuos agrícolas, promoviendo su
uso como biosorbentes en procesos de remediación
hídrica, lo cual resulta especialmente relevante en
contextos rurales y mineros con limitaciones
económicas.
No obstante, el estudio presenta algunas limitaciones.
En primer lugar, la escasa disponibilidad de estudios
previos a nivel local limita la comparación de
resultados y el establecimiento de antecedentes
regionales. En segundo lugar, el diseño de
investigación de tipo transversal implicó que la
recolección de datos se realizara en un único periodo
de tiempo, lo que restringe la evaluación de la
variabilidad temporal de la contaminación y de la
eficiencia de adsorción a lo largo del tiempo.
En consecuencia, los resultados obtenidos deben
interpretarse considerando estas restricciones, aunque
constituyen una base importante para futuras
investigaciones orientadas al monitoreo continuo y a
la optimización de tecnologías de tratamiento de aguas
contaminadas en la región.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Materiales
Los materiales utilizados para la obtención de datos y
muestras de campo incluyen: GPS, multiparámetro,
pH-metro, envases de polietileno de 500 ml para la
conservación de muestras, pipetas de diversos
volúmenes, goteros, espátula, matraces de diferentes
capacidades, embudos, vasos de recipiente de 50 ml,
100 ml y 500 ml, papel filtro para filtración rápida,
sondas de distintos volúmenes, fiolas de 50 ml,
guantes de látex, cofia, guardapolvo.
2.2. Método
El objetivo de este estudio es evaluar la capacidad de
adsorción de metales en el agua del río Opamayo
(Lircay, Angaraes, Huancavelica) utilizando paja de
cebada (Hordeum vulgare ) y avena (AvenaAvena
sativa )
Se empleó un enfoque de investigación aplicada, con
un nivel descriptivo-correlacional y un diseño no
experimental transversal correlacional.
Se tomaron muestras de paja de cebada y paja de
avena, con un peso de 5 kg cada una, provenientes de
los terrenos de cultivo del Centro Poblado de
Rumichaca, en el distrito de Lircay. Estas muestras
fueron georreferenciadas con un GPS Garmin modelo
GPSmap 64s. Las coordenadas del terreno de cebada
fueron UTM 8562794, latitud 18L 0527290 y altura de
3312 msnm, mientras que las del terreno de avena
fueron UTM 8562637, latitud 18L 0527304 y altura de
3295 msnm.
Además, se recolectaron 5 litros de solución acuosa
del río Opamayo en tres puntos específicos: P1
(Julcani), P2 (Kolpa) y P3 (Cambalache). Las
coordenadas de estos puntos son:
• P1: UTM 8564773, latitud 0519449, altura
3462 msnm.
• P2: UTM 8556875, latitud 0501284, altura
4221 msnm
• P3: UTM 8563192, latitud 0522978, altura
3420 ms
La toma de muestras se realizó desde la orilla,
conforme al Protocolo Nacional para el Monitoreo de
la Calidad de los Recursos Hídricos Superficiales
(Resolución Jefatural N° 010 – 2016 ANA).
Luzmila Ibet Arancel Palomino
arancelpalominoluzmila@gmail.com.
1 Universidad Nacional de Huancavelica,
Huancavelica, Perú.
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Figura 1
Muestra de paja de cebada y avena
Figura 2
Toma de muestra de agua
Preparación de los adsorbentes:
Lavado: Una vez transportadas las muestras de paja
de cebada y paja de avena al laboratorio, se procedió a
un lavado cuidadoso con agua destilada para eliminar
las impurezas, como barro, polvo y otras.
Desecado: Las pajas fueron cortadas para lograr un
tamaño homogéneo y luego se procedió a su desecado
a temperatura ambiente, manteniendo una temperatura
de 18ºC.
Embolsado: Las muestras de cebada y avena se
colocan en bolsas de papel, las cuales se colocan sobre
una bandeja de acero inoxidable para continuar con el
proceso de deshidratación.
Secado: Las muestras de paja de cebada y avena se
colocan en una estufa modelo IFAMIN durante 3 días,
a una temperatura de 20ºC, para finalizar el proceso de
secado.
Triturado: Para obtener una granulometría
aproximada de 3 mm de diámetro, las pajas de cebada
y avena fueron molidas por separado con un molino de
martillos, con el apoyo del personal de laboratorio de
la Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial.
Ensayo de la adsorción:
Se utilizaron muestras de agua con pH entre 5 y 8,
provenientes de los puntos P1, P2 y P3. A cada matraz
de 500 mL se le agregaron 60 g de muestras de cebada
y avena por separado, completando el volumen hasta
500 mL.
Figura 3
Ensayo de adsorbente para la adsorción de metales
pesados.
Una vez añadidas las muestras de paja de cebada y
avena en polvo, se procedió a agitar la mezcla con un
agitador magnético para lograr una homogeneización
completa. La agitación fue durante 6 horas a una
temperatura entre 18 y 20°C, permitiendo un contacto
adecuado entre la solución acuosa y la biomasa. Al
finalizar el tiempo de adsorción, se realizó la filtración
del absorbente con la ayuda de papel filtro rápido.
Figura 4
Filtrado y desecado de las biomasas después de la
adsorción.
Una vez tratadas las soluciones acuosas contaminadas
con metales pesados (plomo, zinc y cobre) utilizando
como adsorbentes las biomasas de paja de cebada y
avena en polvo, se procedió a la filtración y al
desecado de las muestras, asegurando su correcta
etiquetación. Posteriormente, las muestras desecadas
de cebada y avena fueron sometidas a un proceso de
incineración a 600 °C durante 3 horas, seguido de una
digestión en medio ácido. De igual manera, las
muestras filtradas fueron sometidas a un proceso de
digestión en medio ácido. Ambas series de muestras
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fueron analizadas por el servicio H&F
LABORATORIOS SAC, utilizando la Espectrometría
de Masa con Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-
MS) para determinar la concentración de los
contaminantes.
Figura 5
Muestras de biomasa tras el proceso de adsorción y
previo a su filtración y digestión
3. RESULTADOS
Tabla 1
Datos del análisis en laboratorio de las aguas de Julcani, Kolpa y Cambalache en “H&F LABORATORIOS
S.A.C.”, antes de la prueba de adsorción.
Descripción
Plomo (Pb)
mg/L
Zinc (Zn)
mg/L
Cobre (Cu)
mg/L
LD: 0.0
LD: 0.0
LD: 0.0
Julcani
0.000
0.035
0.081
Kolpa
0.000
18.845
0.485
Cambalache
0.000
0.043
0.064
Nota. LD: Es el límite de detección del equipo; ID: identificador de la muestra de agua
Figura 6
Resultado del análisis de la concentración de metales pesados en las aguas de Julcani, Kolpa y Cambalache antes
de la prueba de adsorción.
Nota: análisis de la concentración de metales pesados en las aguas de Julcani, Kolpa y Cambalache antes de la prueba
de adsorción
Interpretación: La figura 6, muestra los resultados de la concentración de metales pesados. Con respecto al plomo
(Pb): no se encontró en P1 Julcani, P2 Kolpa y P3 Cambalache. Con respecto al Zinc (Zn): existe la prevalencia en
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Julcani (P1) Kolpa (P2) Cambalache (P3)
0.00 0.00 0.00
0.04
18.85
0.04
0.08 0.49 0.06
Concentración en mg/L
Resultado del análisis de la concetración de metales pesados en las aguas de
Julcani, Kolpa y Cambalache antes de la prueba de adsorción
Plomo (Pb) Zinc (Zn) Cobre (Cu)
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P2 con un 18.85 mg/L, seguido de P3 con 0.043 mg/L y finalmente en P1 con 0.035 mg/L. Así mismo, con respecto
al Cobre se tiene una prevalencia en P2 con 0.485 mg/L, seguido de P1 con 0.081 y finalmente P3 con 0.064 mg/L.
Tabla 2
Datos del análisis de las aguas de Julcani, Kolpa y Cambalache con tratamientos de las pajas de avena en “H&F
LABORATORIOS S.A.C.”, después de la prueba de adsorción.
Descripción
ID
Plomo (Pb)
mg/L
Zinc (Zn)
mg/L
Cobre (Cu)
mg/L
LD: 0.0
LD: 0.0
LD: 0.0
Avena
P1
0.215
0.834
0.109
Avena
P2
0.329
13.513
0.256
Avena
P3
0.167
10.370
0.117
Nota. LD: Es el límite de detección del equipo; ID: identificador de la muestra de agua.
Figura 7
Resultado del análisis de la concentración de metales pesados (Plomo, Zinc y Cobre) en aguas de Julcani (P1), Kolpa
(P2) y Cambalache (P3), con tratamientos de Avena, después de la prueba de adsorción.
Interpretación: La figura 7, muestra los resultados de la concentración de metales en agua con tratamiento de paja
de avena. Con respecto al plomo (Pb): se encontró una prevalencia de 0.329 mg/L en P2, seguido de 0.215 mg/L en
P1, y con un 0.167 mg/L en P3. Con respecto al Zinc (Zn): existe una prevalencia de 13.513 mg/L en P2, seguido de
10.370 mg/L en P3 y con un 0.834 mg/L en P1. Así mismo, Con respecto al Cobre (Cu): existe una prevalencia de
0.256 mg/L en P2, seguido de 0.117 mg/L en P3 y con un 0.109 mg/L en P1.
Tabla 3
Datos del análisis de las aguas de Julcani, Kolpa y Cambalache con tratamiento de las pajas de cebada en “H&F
LABORATORIOS S.A.C.”, después de la prueba de adsorción.
Descripción
Plomo (Pb)
mg/L
Zinc (Zn)
mg/L
Cobre (Cu)
mg/L
LD: 0.0
LD: 0.0
LD: 0.0
Cebada
0.213
1.010
0.079
Cebada
0.147
8.798
0.244
Cebada
0.196
3.320
0.142
Nota. LD: Es el límite de detección del equipo; ID: identificador de la muestra de agua.
0
2
4
6
8
10
12
14
Julcani (P1) Kolpa (P2) Cambalache (P3)
0.22 0.33 0.17
0.83
13.51
10.37
0.11 0.26 0.12
Concentración en mg/L
Resultado del análisis de la concentración de metales pesados,
con tratamientos de Avena, despues de la prueba de adsorción.
Plomo (Pb) Zinc (Zn) Cobre (Cu)
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Figura 8
Resultado del análisis de la concentración de metales pesados (Plomo, Zinc y Cobre) en aguas de Julcani (P1), Kolpa
(P2) y Cambalache (P3), con tratamientos de pajas de cebada, después de la prueba de adsorción.
Interpretación: La figura 8, muestra los resultados de la concentración de metales en agua con tratamiento de paja
de avena. Con respecto al plomo (Pb): se encontró una prevalencia de 0.213 mg/L en P1 seguido de 0.196 mg/L en
P3, y con un 0.147 mg/L en P2. Con respecto al Zinc (Zn): existe una prevalencia de 8.798 mg/L en P2, seguido de
3.32 mg/L en P3 y con un 1.01 mg/L en P1. Así mismo, Con respecto al Cobre (Cu): existe una prevalencia de 0.244
mg/L en P2, seguido de 0.142 mg/L en P3 y con un 0.079 mg/L en P1.
Tabla 4
Datos del análisis en laboratorio de las muestras de Avena y Cebada en “H&F LABORATORIOS S.A.C.”, antes de
la prueba de adsorción de metales.
Descripción
Plomo (Pb)
mg/Kg
Zinc (Zn)
mg/Kg
Cobre (Cu)
mg/Kg
LD: 2
LD: 0.5
LD: 0.5
Avena
<2
21.6
6.5
Cebada
<2
6.9
2.5
Nota. LD: Es el límite de detección del equipo.
Figura 9
Resultado del análisis de la concentración de metales pesados (Plomo, Zinc y Cobre) en la avena y cebada antes del
tratamiento en las aguas de Julcani (P1), Kolpa (P2) y Cambalache (P3)
0
5
10
Julcani (P1) Kolpa (P2) Cambalache (P3)
0.21 0.15 0.20
1.01
8.80
3.32
0.08 0.24 0.14
Concentración en mg/L
Resultado del análisis de la concentración de metales
pesados en aguas de Julcani (P1), Kolpa (P2) y Cambalache
(P3), con tratamientos de pajas de cebada, despues de la
prueba de adsorción.
Plomo (Pb) Zinc (Zn) Cobre (Cu)
0
5
10
15
20
25
Avena Cebada
0.00 0.00
21.60
6.90
6.50 2.50
Concentración en mg/Kg
Resultado del análisis de la concentración de metales
pesados (Plomo, Zinc y Cobre) en la avena y cebada
antes del tratamiento en las aguas de Julcani (P1), Kolpa
(P2) y Cambalache (P3)
Plomo (Pb) Zinc (Zn) Cobre (Cu)
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Interpretación: La figura 9, muestra los resultados de la concentración de metales en agua con tratamiento de paja
de avena. Con respecto al plomo (Pb): se encontró todos los valores se encuentran por debajo del límite de detección
del equipo. Con respecto al Zinc (Zn): existe una prevalencia de 21.6 mg/Kg en la Avena, seguido de 6.9 mg/kg en la
cebada. Así mismo, Con respecto al Cobre (Cu): existe una prevalencia de 6.5 mg/kg en avena, seguido de 2.5 mg/kg
en la cebada.
Tabla 5
Resultados del análisis de metales (plomo, Zinc y Cobre) en los tratamientos de avenas en el laboratorio “H&F
LABORATORIOS S.A.C.”
Descripción
ID
Plomo (Pb)
mg/Kg
Zinc (Zn)
mg/Kg
Cobre (Cu)
mg/Kg
LD: 2
LD: 0.5
LD: 0.5
Avena
P1
<2
9.9
3.3
Avena
P2
<2
84.4
11.6
Avena
P3
<2
80.2
6.6
Nota. LD: Es el límite de detección del equipo; ID: identificador de la muestra de agua.
Figura 40
Resultados del análisis de metales (plomo, Zinc y Cobre) después de los tratamientos de avenas en el laboratorio
“H&F LABORATORIOS S.A.C.”
Interpretación: La figura 10, muestra los resultados de la concentración de metales en la avena después de los
tratamientos. Con respecto al plomo (Pb): se encontró todos los valores se encuentran por debajo del límite de
detección del equipo. Con respecto al Zinc (Zn): existe una prevalencia de 84.4 mg/Kg en P2, seguido de 80.2 mg/kg
en P3, y con 9.9 mg/kg en P1. Así mismo, Con respecto al Cobre (Cu): existe una prevalencia de 11.6 mg/kg en P2,
seguido de 6.6 mg/kg en P3, y con 3.3 mg/kg en P1.
Tabla 6
Resultados del análisis de metales (plomo, Zinc y Cobre) en los tratamientos de cebadas en el laboratorio “H&F
LABORATORIOS S.A.C.”
Descripción
ID
Plomo (Pb)
mg/Kg
Zinc (Zn)
mg/Kg
Cobre (Cu)
mg/Kg
LD: 2
LD: 0.5
LD: 0.5
Cebada
P1
<2
15.9
13.9
Cebada
P2
<2
134.1
41.4
Cebada
P3
<2
64.9
10.6
0
20
40
60
80
100
Julcani (P1) Kolpa (P2) Cambalache (P3)
0.00 0.00 0.00
9.90
84.40 80.20
3.30 11.60 6.60
Concentración en mg/Kg
Avena despues del tratamiento
Resultados del análisis de metales (plomo, Zinc y Cobre) despues
de los tratamientos de avenas en el laboratorio “H&F
LABORATORIOS S.A.C.”
Plomo (Pb) Zinc (Zn) Cobre (Cu)
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Nota. LD: Es el límite de detección del equipo; ID: identificador de la muestra de agua.
Figura 51
Resultados del análisis de metales (plomo, Zinc y Cobre) después de los tratamientos de avenas en el laboratorio
“H&F LABORATORIOS S.A.C.”
Interpretación: La figura 11, muestra los resultados de la concentración de metales en la avena después de los
tratamientos. Con respecto al plomo (Pb): se encontró todos los valores se encuentran por debajo del límite de
detección del equipo. Con respecto al Zinc (Zn): existe una prevalencia de 134.1 mg/Kg en P2, seguido de 64.9 mg/kg
en P3, y con 15.9 mg/kg en P1. Así mismo, Con respecto al Cobre (Cu): existe una prevalencia de 41.4 mg/kg en P2,
seguido de 13.9 mg/kg en P2, y con 10.6 mg/kg en P3.
Tabla 7
Resultados de la eficiencia de adsorción de metales pesados (Plomo, Zinc y Cobre), en la muestra del agua de Kolpa
Nota. LD: Es el límite de detección del equipo. ∄: No determinado.
Interpretación: La tabla 7, muestra los resultados del cálculo de la eficiencia de adsorción con respecto al elemento
plomo (Pb) no se pudo determinar la eficiencia puesto que las muestras iniciales no presentan valor ninguno en la pre
prueba. Con respecto al Zinc (Zn) la Cebada ha adsorbido el 53.31 % del metal presente en la solución, mientras la
paja de avena solo un 28.29%. Así mismo con respecto al Cobre (Cu) la cebada ha adsorbido el 49.69 % del metal
presente en la solución, mientras que la avena un 47.22%.
4. DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos evidencian que las pajas de
cebada (Hordeum vulgare) y avena (Avena sativa)
presentan una capacidad significativa de adsorción de
metales pesados, especialmente cobre (Cu) y zinc
(Zn), lo que respalda su potencial como biosorbentes
de bajo costo para la remediación de aguas
contaminadas. Estos hallazgos son consistentes con
estudios previos que destacan la eficiencia de
materiales lignocelulósicos en la remoción de
contaminantes metálicos, debido a la presencia de
0
50
100
150
Julcani (P1) Kolpa (P2) Cambalache (P3)
0.00 0.00 0.00
15.90
134.10
64.90
13.90
41.40
10.60
Concentración en mg/Kg
Avena despues del tratamiento
Resultados del análisis de metales (plomo, Zinc y Cobre) despues
de los tratamientos de avenas en el laboratorio “H&F
LABORATORIOS S.A.C.”
Plomo (Pb) Zinc (Zn) Cobre (Cu)
Nombre del
adsorbente
Pre prueba
Pos prueba
Eficiencia de adsorción (%)
Pb
mg/L
Zn
mg/L
Cu
mg/L
Pb
mg/L
Zn
mg/L
Cu
mg/L
Pb
%
Zn
%
Cu
%
LD:
0.0
LD:
0.0
LD:
0.0
LD:
0.0
LD:
0.0
LD:
0.0
LD:
0.0
LD:
0.0
LD:
0.0
Avena
0.000
18.845
0.485
0.329
13.513
0.256
∄
28.29
47.22
Cebada
0.000
18.845
0.485
0.147
8.798
0.244
∄
53.31
49.69
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grupos funcionales activos capaces de interactuar con
iones metálicos en solución.
Al comparar los resultados con la investigación de Liu
et al. (2020), se observan diferencias importantes en la
capacidad de adsorción. Dichos autores desarrollaron
un adsorbente modificado (WS-CA-AM) mediante la
incorporación de grupos funcionales de acrilamida y
ácido cítrico, alcanzando capacidades de adsorción
considerablemente superiores para compuestos como
naranja de metilo y azul de metileno. Esta diferencia
puede explicarse por la modificación química del
material, que incrementa la disponibilidad de sitios
activos y mejora la afinidad por los contaminantes. En
contraste, el presente estudio utilizó biomasa sin
modificación química, lo que, si bien reduce la
eficiencia máxima de adsorción, representa una
alternativa más accesible, económica y sostenible para
contextos rurales.
En relación con el estudio de Dimitrijević et al. (2023),
que empleó paja de avena modificada mediante
solventes eutécticos profundos (DES), se observa una
mayor proximidad en los resultados. Dichos autores
reportaron capacidades de adsorción de 48,21 mg/g
para Cu(II) y 55,06 mg/g para Zn(II), valores
comparables en términos de tendencia con los
obtenidos en esta investigación. En el presente
estudio, la paja de cebada mostró una mayor eficiencia
de adsorción para zinc (53,31%) y cobre (49,69%) en
comparación con la paja de avena (28,29% y 47,22%,
respectivamente), lo cual sugiere que la estructura y
composición de cada biomasa influyen en su
desempeño adsorbente. No obstante, la imposibilidad
de determinar la adsorción de plomo (Pb), debido a la
ausencia de concentraciones detectables en las
muestras iniciales, limita la comparación con otros
estudios y restringe el alcance de los resultados.
Asimismo, las variaciones observadas entre los puntos
de muestreo (Julcani, Kolpa y Cambalache)
evidencian que la eficiencia de adsorción está
influenciada por las características fisicoquímicas del
agua, tales como la concentración inicial de metales,
el pH y la presencia de otros compuestos en solución.
Esto coincide con la literatura, que señala que los
procesos de bioadsorción son altamente dependientes
de las condiciones del medio, lo que puede afectar
tanto la cinética como la capacidad de adsorción.
Desde una perspectiva aplicada, el uso de residuos
agrícolas locales como biosorbentes representa una
alternativa viable para la remediación hídrica en zonas
rurales y mineras, como el caso del río Opamayo.
Además de contribuir a la reducción de
contaminantes, esta estrategia promueve la
valorización de subproductos agrícolas, alineándose
con enfoques de economía circular y sostenibilidad
ambiental.
No obstante, el estudio presenta limitaciones
importantes que deben ser consideradas al interpretar
los resultados. En primer lugar, la escasez de
antecedentes científicos a nivel local limita la
posibilidad de contrastar los hallazgos con
investigaciones realizadas en condiciones similares.
En segundo lugar, el diseño de investigación de tipo
transversal implicó la recolección de datos en un único
periodo de tiempo, lo que impide evaluar la
variabilidad temporal de la contaminación y la
estabilidad del proceso de adsorción. Asimismo, no se
evaluaron parámetros clave como isotermas de
adsorción, cinética del proceso ni la influencia
detallada de variables fisicoquímicas (pH,
temperatura, competencia iónica), lo que restringe la
comprensión integral del mecanismo de adsorción.
En este sentido, se plantean diversas líneas de
investigación futura. Se recomienda realizar estudios
longitudinales que permitan evaluar la variabilidad
estacional de la contaminación y la eficiencia de
adsorción en el tiempo. Asimismo, es necesario
profundizar en el análisis de modelos cinéticos e
isotérmicos para describir con mayor precisión el
comportamiento de los biosorbentes. Otra línea
relevante es la modificación química o física de las
pajas de cebada y avena, con el fin de mejorar su
capacidad adsorbente y compararla con materiales
modificados. Finalmente, se sugiere evaluar la
regeneración, reutilización y disposición final de los
biosorbentes, así como realizar estudios a escala piloto
o real que permitan validar su aplicabilidad en
sistemas de tratamiento de aguas.
En conjunto, los resultados obtenidos confirman el
potencial de las pajas de cebada y avena como
alternativas sostenibles para la remediación de aguas
contaminadas; sin embargo, su implementación a
mayor escala requiere de estudios complementarios
que permitan optimizar su eficiencia y garantizar su
viabilidad técnica y ambiental.
5. CONCLUSIÓN
En esta investigación se evaluó la capacidad de
adsorción de paja de cebada (Hordeum vulgare) y
avena (Avena sativa) para metales pesados como Pb
(plomo), Cu (cobre) y Zn (zinc) en muestras de 1 L de
agua provenientes de tres puntos del río Opamayo:
Julcani (P1), Kolpa (P2) y Cambalache (P3). Las
concentraciones de los metales fueron analizadas
utilizando espectrometría de masas con plasma
acoplado inductivamente (ICP-MS), con un límite de
detección (LD) de 0.0 mg/L para todos los metales.
En las muestras de P1, las concentraciones fueron:
0.000 mg/L de Pb, 0.035 mg/L de Zn y 0.081 mg/L de
Cu. En las muestras de P2, las concentraciones fueron:
0.000 mg/L de Pb, 18.845 mg/L de Zn y 0.485 mg/L
de Cu. Para las muestras de P3, las concentraciones
10 | 13
fueron: 0.000 mg/L de Pb, 0.043 mg/L de Zn y 0.064
mg/L de Cu.
La capacidad de adsorción de las especies vegetales
fue evaluada con los siguientes resultados:
• Avena (P1): LD: 2, concentración de Pb < 2
ppm, LD: 0.5, concentración de Cu: 9.9 ppm,
LD: 0.5, concentración de Zn: 3.3 ppm.
• Avena (P2): LD: 2, concentración de Pb < 2
ppm, LD: 0.5, concentración de Cu: 84.4
ppm, LD: 0.5, concentración de Zn: 11.6
ppm.
• Avena (P3): LD: 2, concentración de Pb < 2
ppm, LD: 0.5, concentración de Cu: 80.2
ppm, LD: 0.5, concentración de Zn: 6.6 ppm.
• Cebada (P1): LD: 2, concentración de Pb <
2 ppm, LD: 0.5, concentración de Cu: 15.9
ppm, LD: 0.5, concentración de Zn: 13.9
ppm.
• Cebada (P2): LD: 2, concentración de Pb <
2 ppm, LD: 0.5, concentración de Cu: 134.1
ppm, LD: 0.5, concentración de Zn: 41.4
ppm.
• Cebada (P3): LD: 2, concentración de Pb <
2 ppm, LD: 0.5, concentración de Cu: 64.9
ppm, LD: 0.5, concentración de Zn: 10.6
ppm.
Se determinó la capacidad de adsorción de pajas de
cebada (Hordeum vulgare) para los metales Cu, Pb y
Zn. En cuanto al plomo (Pb), no fue posible evaluar la
eficiencia de adsorción, ya que las muestras iniciales
no presentaron concentración detectable de este metal
en la prueba preliminar de análisis de agua. Por otro
lado, en el caso del zinc (Zn), las pajas de cebada
adsorberon el 53.31 % del metal presente en la
solución. Respecto al cobre (Cu), la cebada logró
adsorber el 49.69 % del metal en la solución.
Se evaluó la capacidad de adsorción de pajas de avena
(Avena sativa) para los metales Cu, Pb y Zn. En el caso
del plomo (Pb), no fue posible determinar la eficiencia
de adsorción, dado que las muestras iniciales no
presentaron concentración detectable de este metal en
la prueba preliminar de análisis de agua. En cuanto al
zinc (Zn), las pajas de avena adsorbieron únicamente
el 28.29 % del metal presente en la solución. Por otro
lado, en lo que respecta al cobre (Cu), las pajas de
avena lograron adsorber el 47.22 % del metal presente
en la solución.
Se comparó la adsorción de metales pesados entre
pajas de cebada (Hordeum vulgare) y avena (Avena
sativa) utilizando el estadístico t de Student. Para el
metal pesado Zinc (Zn), se obtuvo un p-valor de 0.640
en muestras independientes, lo que indica que no
existe una diferencia significativa en las medias de las
eficiencias de acumulación entre avena y cebada. Esto
sugiere que la cebada tiene una mayor eficiencia de
acumulación de Zinc, con una diferencia del 6.54%
con respecto a la avena. Por otro lado, para el Cobre
(Cu), se obtuvo un p-valor de 0.016 en muestras
independientes, lo que indica que sí existe una
diferencia significativa en las medias de las eficiencias
de acumulación. Esto implica que tanto la avena como
la cebada tienen una capacidad similar de acumulación
de Cobre de manera estadísticamente significativa.
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