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Revista Científica Ciencias Ingenieriles (2023)
Vol. 3, Núm. 2, pp. 23 – 29
ISSN: 2961-2357(En línea)
ISSN: 2961-2446(Impreso)
Determinación de plomo en aguas de la bocamina pampamali
mediante bioadsorvente opuntia ficus – indica Secclla-Angaraes-
Huancavelica, 2022
Determination of lead in waters from the mine entrance pampamali by bioadsorbent opuntia ficus – indica,
Secclla-Angaraes-Huancavelica, 2022
• Luis Quispealaya
1
• Ibet Arancel
2
• Jeny Asto
3
1
Universidad Nacional de Huancavelica, Huancavelica, Perú.
Correo electrónico: luis.quispealaya@unh.edu.pe
Orcid: https://orcid.org/0000-0001-5770-2538
2
Universidad Nacional de Huancavelica, Huancavelica, Perú.
Correo electrónico: 2018131003@unh.edu.pe
Orcid: https://orcid.org/0009-0000-6142-6521
3
Universidad Nacional de Huancavelica, Huancavelica, Perú.
Correo electrónico: Jeny.asto@unh.edu.pe
Orcid: https://orcid.org/0000-0003-4176-6558
Recibido: 28 de Mayo del 2023 / Revisado: 01 Junio del 2023 / Aprobado: 24 Junio del 2023 / Publicado: 10 de Julio del 2023
RESUMEN
El objetivo fue conocer la influencia de la bioadsorción de opuntia ficus –indica en los drenajes ácidos de Minera
Pampamali, 2022; la investigación fue aplicada, nivel descriptivo-correlacional, método descriptivo-No
experimental, diseño descriptivo transversal, población comprendida por todas las bocaminas de la mina
Pampamali, se tomaron 8 litros de muestra de agua ácida de la bocamina principal; también se obtuvo por muestreo
aleatorio simple un ejemplar de planta de opuntia ficus –indica; los cuales fueron trasladados al laboratorio de la
EPIM-UNH para someterlos a los procesos de análisis experimentales; obteniendo como resultados con el apoyo
del espectrofotómetro de absorción atómica marca TERMOCIENTIFIC ICE 3000 SERIES AA
SPECTROMETER; en 50 ml de agua ácida, una concentración de 0.1004 mg/L; luego, interviniendo el opuntia
ficus –indica; para una proporción de 100ml de agua ácida actuando con 30gr de bioadsorvente, se obtuvo
0,0350mg/L de plomo; entre otros ensayos; finalmente; para 100ml de agua acida operando con 80gr de
bioadsorvente se alcanzó 0,0096mg/L de plomo; significando que a mayor proporción de bioadsorvente se logra
disminuir significativamente la concentración de plomo; también en comparación a los lineamientos del ECA
Decreto Supremo Nº 023-2009-MINAM los resultados se encuentran por debajo de los límites máximos
permisibles de metal plomo; aún en esas condiciones; las acumulaciones por decenas de años de dicho metal
contaminante generaran transtornos hasta letales.
Palabras clave: Opuntia ficus –indica; Concentración de plomo; Contaminante.
ABSTRACT
The objective was to know the influence of the bioadsorption of opuntia ficus –indica in the acid drainage of Minera
Pampamali, 2022; the research was applied, descriptive-correlational level, descriptive-non-experimental method,
cross-sectional descriptive design, population comprised of all the Pampamali mine entrances, 8 liters of acid water
sample were taken from the main mine entrance; A sample of the opuntia ficus –indica plant was also obtained by
simple random sampling; which were transferred to the EPIM-UNH laboratory to submit them to the experimental
analysis processes; obtaining as results with the support of the atomic absorption spectrophotometer brand
TERMOCIENTIFIC ICE 3000 SERIES AA SPECTROMETER; in 50 ml of acidic water, a concentration of 0.1004
mg/L; then, intervening the opuntia ficus –indica; for a proportion of 100ml of acid water acting with 30g of
bioadsorbent, 0.0350mg/L of lead was obtained; among other essays; finally; for 100ml of acid water operating
with 80g of bioadsorbent, 0.0096mg/L of lead was reached; meaning that the higher the proportion of bioadsorbent,
the lead concentration is significantly reduced; also in comparison to the guidelines of ECA Supreme Decree No.
023-2009-MINAM, the results are below the maximum permissible limits of lead metal; even in those conditions;
the accumulations for tens of years of said polluting metal will generate disorders that are even lethal.
https://doi.org/10.54943/ricci.v3i2.271
ARTÍCULO ORIGINAL
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Keywords: Opuntia ficus –indica; Lead concentration; Pollutant.
1. INTRODUCCIÓN
La investigación originada como consecuencia de
la presencia de drenajes ácidos de la pequeña
minería inactiva polimetálica Pampamali, ubicada
en el distrito de Secclla, Provincia de Angaraes y
Departamento de Huancavelica; dicho
inconveniente ocasiona daños continuos e
irreversibles a la naturaleza acuática y al ecosistema
del entorno viviente; en virtud a la preocupación
humana a través del contenido del presente trabajo
de investigación se ha desarrollado posibilidad de
alternativas sostenibles con recursos biológicos
propios de la zona (opuntia ficus –indica).
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Materiales
Materiales para la obtención de datos y
muestras en campo.
2.2. Métodos
Descriptivo- No experimental. Según
(Fernández & Baptista, 2014), la
investigación no experimental, consiste en
estudios que se realizan sin la manipulación
deliberada de variables y en los que sólo se
observan los fenómenos en su ambiente
natural para después analizarlos.
Se tomó muestras de 8 litros del drenaje de
mina, de una bocamina de la mina
Pampamalí a una altura de 3 332 m de altura,
con una latitud de -13,0877 y una longitud
de -74,5773 con equipo GPS Garmin, se
tuvo como procedimiento la toma de
muestras en ríos o lagos desde la orilla bajo
el siguiente procedimiento:
1. El responsable del muestreo debe
ponerse botas y guantes descartables
antes del inicio de toma de muestras.
2. Debe ubicarse en un punto donde exista fácil
acceso, donde la corriente sea homogénea y
poco turbulenta.
3. Antes del inicio de la toma de muestras
enjuagar el balde con agua del punto de
muestreo, como mínimo dos veces, luego tomar
una muestra para medir los parámetros Ph,
conductividad, temperatura, oxígeno disuelto
entre otras. En el caso de ríos accesibles y de
bajo caudal, se recomienda tomar los
parámetros de campo directamente en el cuerpo
de agua, caso contrario utilizar un balde limpio
y transparente y registrar las mediciones.
4. Para la toma de muestras colocar un frasco en
el brazo muestreador, aseguramiento y retirar la
tapa y contratapa sin tocar la superficie interna
del frasco.
5. Extender el brazo muestreado y sumergir la
botella en sentido contrario a la corriente.
6. Sumergir el recipiente a una profundidad
aproximada de 20 a 30 cm desde la superficie
en dirección opuesta al flujo del rio. Fuente:
Protocolo Nacional para el Monitoreo de la
Calidad de los Recursos Hídricos Superficiales
(Resolución Jefatural N° 010 – 2016 ANA).
Figura 1
Muestreo de drenaje acido; el agua ácida extraída de la mina cuenta con un pH de
6.67 a una temperatura de 12.2°C.
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Se rotuló 6 matraces con nombres de M1, M2, M3,
M4, M5 y M6 de 250 ml, donde se midió haciendo
uso de un matraz de 100 ml del drenaje acido que se
obtuvo como muestra.
Figura 2
Medición de 100ml de drenaje ácido, usando probeta.
Recolección de opuntia ficus –indica: Se extrajo la
opuntia ficus –indica en el punto cuya coordenada de
856347 UTM, a una altura de 3298m con el equipo
GPS Garmin, detrás de la Facultad de Ingeniería de
Minas Civil Ambiental, de la Universidad Nacional
de Huancavelica sede Lircay. Las pencas de opuntia
ficus –indica (penca de tuna) se seleccionaron de
manera manual a través de un muestreo aleatorio
simple, se tomó en cuenta el buen estado de las
pencas, color, grosor y tamaño
.
Figura 3
Muestra de la planta tuna.
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Para la extracción de bioadsorvente de Opuntia ficus
–indica, se llevó las pencas de tuna al laboratorio de
química con codificación FO3LO1LA05 (Escuela
profesional de Ingeniería de Minas), donde haciendo
uso de una bandeja para poner las pencas y un
cuchillo se retiró las espinas de la penca, retirar la
epidermis y licuar las cactáceas con un pH de 5,18 y
una temperatura de 13.16°C, una vez que tuvimos el
bioadsorvente preparado se pesó en concentración
de 30%, 40%, 50%, 60%, 70% y 80%.
Figura 4 Figura 5
Limpieza de espinas de la penca de tuna. Medicion del pH del bioadsorvende opuntia ficus –indica.
Teniendo ya vasos vickers de capacidad de 100ml se
procedió a pesar 30g, 40g, 50g, 60g, 70g y 80g de
bioadsovente, luego, se le añadió a los matraces de
100ml por un tiempo de 4 horas. Cada media hora se
procedió a agitarse para la mezcla respectiva entre el
bioadsorvente y el drenaje ácido.
Figura 6
Concentración de 30%, 40%, 50%, 60%, 70% y 80% del bioadsorvente y el drenaje ácido.
Una ves del filtrado tubimos un pH de 5 en las seis
muestras, ya teniendo las muestras filtradas se puso
50ml, en tazas de muestra para analizarlos en el
espectrofotómetro de absorción atómica.
Obteniendo seis muestras con la concentración de
30%, 40%, 50%, 60%, 70% y 80%.
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Figura 7
Espectrofotómetro de absorción atómica.
Para el análisis de muestras se necesitó 3 soluciones
estándares preparados para la lectura del equipo de
absorción atómica con concentraciones de 0.05
mg/L, 0.1mg/L y 0.2m/L.
Figura 8
Concentraciones estándares de plomo de 0.05 mg/L, 0.1mg/L y 0.2m/L.
Figura 9
Resultados del equipo Espectrofotómetro de absorción atómica y curva de calibración para que la concentración
de los analitos se encuentre dentro de la curva de calibración.
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3. RESULTADOS
Consolidando las deducciones producto de los
procedimientos obtenidos en los diferentes análisis
de laboratorio de química; se obtuvieron resultados
cuantitativos según la indicación siguiente:
Tabla 1
Resultados del análisis del proceso del espectrofotómetro de absorción atómica.
ID Muestra
Señal
Rsd
Concentración
Pb
Pb
Abs
%
mg/L
Blanco
0.000
42,8
0.0000
Estándar 1
0.004
6,1
0.1000
Estándar 2
0.007
4,5
0.2000
Estándar 3
0.012
3,9
0.4000
M 01-Muestra Inicial
0.004
4,3
0,1004
0,1004
M1
0.002
20,2
0,0350
M2
0.002
12,5
0,0205
M3
0,001
17,9
0,0201
M4
0,001
26,6
0,0177
M5
0,001
22,8
0,0148
M6
0,001
6,3
0,0096
Valiéndose del instrumento por observación directa
de los investigadores en la realidad del entorno de la
bocamina Pampamali; se evidenció estiércoles,
plumas de animales y pastos afectados por los
drenajes ácidos; deduciendo por lógica; que los
referidos recursos beben las aguas alteradas por la
acidés; así como se alimentan de pastos
contaminados; presumiendo que dicha exposición
llegará a la naturaleza viviente incluso a las personas.
4. DISCUSIÓN
Habiendo obtenido la concentración de 0.1004 mg/L
de presencia metal plomo en 50 ml de agua ácida; lo
que contrastando con el resultado del estudio de
investigación de tesis por Chávez y Cholán, (2018),
entre diferentes hallazgos de metales el “plomo” sin
intervención de tratamiento resulta ser 1.34 ppm;
luego, utilizando el opuntia ficus –indica; para una
proporción de 100ml de agua ácida empleando 30gr
de bioadsorvente, se obtuvo 0,0350mg/L de plomo;
en similares análisis de experimentos; pero en
diferentes realidades se obtienen resultados con
efectos similares. Contrastando con Vazquez (1994),
en su tesis, de estudio similar a la presente
investigación; determinó para metales pesados en
aguas residuales de un Ph de 6,5 para el caso
particular de plomo una remoción de 83%; referida
experimentación lo realizó también aplicando el
nopal (penca de tuna).
Comparando con la investigacion de tesis por Asto
(2018); en similitud de estudios de lo nuestro, en
procedimientos de análisis en laboratorio se utilizó
el mismo equipo espectrofotómetro de absorción
atómica, pero para relaves mineros y no para aguas
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ácidas; en esas condiciones para concentraciones de
plomo; utilizando totora y putacca para la
fitoestración; disminuyó el plomo de 0.0044 mg/L a
0.2816 mg/L.
Contrastando con Quispealaya (2021), en el artículo
científico, refería; muchos sistemas hídricos
ubicados en cuencas por debajo de zonas de
extracción minera, sufren degradaciones del suelo y
en su vida acuática a causa de la contaminación
con drenajes mineros, realidad existente en la
naturaleza corresponde a la acción laboral que
realiza o realizó el hombre; dicha alusión es lógico
con las realidades.
5. CONCLUSIÓN
Se determinó qué; en 50 ml de agua ácida, la
presencia de concentración de 0.1004 mg/L de
plomo, proveniente de los drenajes de aguas ácidas
de la bocamina de minera Pampamali.
Se determinó con la intervención del bioadsorvente
opuntia ficus –indica; para una proporción de 100ml
de agua ácida actuando con 30gr de bioadsorvente,
una concentración de 0,0350mg/L de plomo; por
tanto; el nivel de concentración de plomo luego de
adherido el bioadsorvente; es de nivel bajo; lo que se
ratifica en comparación a los límites máximos
permisibles según el D.S. Nº 010-2010-MINAM.
Además; se obtuvo en comparación a los
lineamientos del ECA Decreto Supremo Nº 023-
2009-MINAM (Decreto Supremo N° 010-2010-
MINAM, 2010); los resultados encontrarse por
debajo de los límites máximos permisibles de metal
plomo; aún en esas condiciones; las acumulaciones
por decenas de año de dicho metal contaminante
generarán trastornos hasta letales.
6. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
Aguilar Loyola, J. S. (2021). Reducción de la
concentración de cromo (vi) en una solución
acuosa mediante el uso del exoesqueleto de
Litopenaeus vannamei y el mucílago de la hoja
de Opuntia ficus-indica.
Alexis, R. G. G. (2021). Eficiencia de la tuna opuntia
ficus-indica como biocoagulante para la
clarificación del agua de estero medina,
parroquia bellamaría, provincia el
oro (doctoral dissertation, universidad agraria
del ecuador).
Asto, J. (2018). Influencia de la putacca y totora para
la fitoestabilización en los depósitos de relaves
mineros en Cia. Minera Tambo del Condor
S.R.L - Ayacucho – 2017.
Castro Arroyo, T. K. (2018). Biosorción de plomo (II)
usando biomasa proveniente de los cladodios
de laTuna (Opuntia ficus indica), como
alternativa ecológica en el tratamiento de
aguas contaminadas.
Chávez, J. & Cholán, J. (2018). “Evaluación del
mucílago de “opuntia ficus-indica” en la
reducción de metales en drenaje ácido de Mina
de la Quebrada Honda - Colquirrumi S.A.”;
tesis Universidad Privada del Norte,
Cajamarca.
Decreto Supremo N° 010-2010-MINAM. (2010).
Ministerio del Ambiente.
https://www.minam.gob.pe/disposi-
ciones/decreto-supremo-n-010-2010-minam/.
Fernández & Baptista (2014). Metodología de la
investigación (Sexta edición).
López, E., & Maldonado, S. (2017). Determinación de
la factibilidad del uso de Opuntia ficus-indica
como material biosorbente para la retención
de cromo hexavalante (Cr). Revista de Energía
Química y Física, 4(13), 1-11.
Protocolo nacional para el monitoreo de la calidad de
los recursos hídricos superficiales. (2016).
Drupal.
https://www.ana.gob.pe/publicaciones/protoco
lo-nacional-para-el-monitoreo-de-la-calidad-
de-los-recursos-hidricos-0
Quispealaya, L. (2021). Contaminación con Metales
Pesados. Revista de Investigación Científica
Siglo XXI Volúmen 1, Número 1, pp 68-78;
UNH, Perú.
Vázquez, O. (1994). "Extracción de coagulantes
naturales del nopal y aplicación en la
clarificación de aguas superficiales", tesis
Universidad Autónoma De Nueva León,
Monterrey.