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1Universidad Nacional de Pilar, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Desarrollo Rural, Paraguay, https://orcid.org/0009-0000-2597-1098 ,
rsuliambre1995@gmail.com
2Universidad Nacional de Pilar, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Desarrollo Rural, Paraguay, https://orcid.org/0000-0001-9508-8268 ,
xgaleano31@gmail.com
ISSN: 2617-7374. Julio-Diciembre 2026
Vol. 6 Nro.2. Pág: 52-71
ARTÍCULO ORIGINAL
POTENCIAL DE LA CENIZA DE CÁSCARA DE ARROZ (RHA) COMO
ADSORBENTE SOSTENIBLE EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES
Rodrigo Servín Uliambre1, Ximena Judith Galeano Graupera2
Recibido: 03/febrero/2026
Aprobado: 13/mayo/2026
Publicado: 23/octubre/2026
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Potencial de la ceniza de cáscara de arroz (Rha) como adsorbente
sostenible en el tratamiento de aguas residuales.
Revista Científica Multidisciplinaria Jetypeka
Julio – diciembre 2026. Vol. 6, núm. 2
Los trabajos publicados en esta revista están bajo la
licencia Creative Commons Atribución – No comercial
Potencial de la ceniza de cáscara de arroz (RHA) como adsorbente sostenible en el
tratamiento de aguas residuales
Resumen:
La creciente presión sobre los recursos hídricos, especialmente en zonas rurales y
agroindustriales, ha impulsado el desarrollo de tecnologías sostenibles para el tratamiento
de aguas residuales. En este marco, la ceniza de cáscara de arroz (RHA), subproducto
abundante de la agroindustria arrocera, ha ganado relevancia por su capacidad adsorbente,
bajo costo y potencial de valorización en esquemas de economía circular. Este artículo
revisa críticamente la evidencia científica sobre el uso de RHA en la remoción de
contaminantes como metales pesados, colorantes sintéticos, fenoles y pesticidas,
identificando tendencias metodológicas, vacíos de conocimiento y oportunidades de
aplicación territorial. Se realizó una revisión sistemática de literatura científica publicada
entre 2010 y 2025, consultando bases como Scopus, Web of Science y SciELO. Se
seleccionaron estudios con enfoque experimental, validación estadística y pertinencia
temática. Se priorizaron investigaciones que caracterizan la RHA mediante SEM, FTIR y
BET, y aplican modelos de adsorción como Langmuir, Freundlich y Temkin. La evidencia
muestra que la RHA activada térmica o químicamente puede alcanzar eficiencias de
remoción superiores al 90% en condiciones controladas. Su desempeño varía según el
tipo de activación, el contaminante tratado, el pH, la dosis de adsorbente y el tiempo de
contacto. Se destaca su eficacia en la eliminación de cadmio, plomo, azul de metileno y
residuos de pesticidas. La RHA representa una alternativa ecológica y viable para el
tratamiento de aguas residuales en contextos rurales. Sin embargo, persisten desafíos
relacionados con la estandarización de procesos, la escalabilidad tecnológica y el manejo
post-adsorción. Se recomienda avanzar en estudios aplicados y protocolos adaptados a
condiciones territoriales específicas.
Palabras clave: RHA, adsorción, aguas residuales, metales pesados, tratamiento
sostenible.
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Tanimbu arro pirekueguigua pokatu (RHA) pyteha jopyjokoha ramo, y ky’a
rembyre pohanóme
Ñemombyky:
Jopymyaña ningo okakuaave ohóvo katupururâ yguigua ári, ha tuichave okárare
ha temitÿmba’apoguasurekoguaha rupi, péa oguerojera umi mba’aporekokuaaita
jopyjokóva y ky’a ñepohanopukurâ. K o pa’ûme, pe Tanimbu osêva pe arro pirekuégui,
mba’e osê hetáva umi temitÿmba’apoguasu rupi; ko mba’e oñemombareteve ohóvo
ikatúgui oipyte, ndahepyietégui ha ikatúgui hetaiterei mba’e ojejapo ichugui
ojepurujeývo. Ko tembikuaareka ohechajey oiporâva ha noîporâitéiva umi tesakârâ
kuaapy RHA jepuruguigua oñembojava’ekuépe, ikatu haguâicha oñemyatyrô,
oñemombiávo umi mba’e temiñotÿngue mongy’apýva, ha’eháicha kuarepotieta pohýi,
mbosa’yha japopyréva, ha opáichagua pohâ mymba vai kógaregua jukaha (fenol,
pesticida) ohechakuaávo tembiaporape pyahuvétava, mba’e ne’îrâva gueteri ojekuaa ha
umi tendakuéra ijahápe gueteri ojepuru. Ojehecha ha oñembohetekatupykuri umi
kuatiañe’ê tembikuaa oñemomarandúva’ekue 2010 ha 2025 rupi, ojehekáva’ekue Scopus,
Web of Science ha Scielo-pe. Ojeporavo umi mba’ejeporeka iñandu’aporekóva,
papy’aporekóva katupy ha ñe’êmbyrâ rehegua. Oñemomba’ékuri tembikuaaita
ombohekoysýiva RHA rehegua, SEM, FTIR ha BET rupive, ha oñemotenonde umi heko
pytéva Langmuir, Freundlich ha Temkin-chagua. Kuaapy ojejuhuva’ekue omyesakâ RHA
mbopya’evepýva hakujokópe térâ sa’ÿijorekópe ikatuha ohupyty ñemombia mbarete,
90% ikatu ohupyty, jehecha rupive. Heko iñambue imbopya’eve rupi, hekohañembyai
ojehecháva rupi, ipH, ijepytekue ñeme’ê tuichakue ha iñemboja arekue. Oñemotenonde
ha oñemomba’eguasu ikatupyry omombia haguâ: cadmio, azul de metileno ha pohâ
mymba vai kógaregua jukaha rembyre. Pe RHA ojehecha peteî jeporavo tekoháva y
ikatúvaramo ojehupyty ha ojejapokatúva oñepohanopuku haguâ y ky’a rembyre umi
tenda kokuerekoguáva rupi. Hákatu, oî gueteri apopyrâ tembiapoguatarâguigua, avei pe
mba’aporekokuaa ñemboyvateve ha tuichave ohóvo ha tembiapo gueroguata jepyte rire.
Oñemomorâ tojeguata umi kuaapy jepurúpe ha mba’aporeko mbojeheguapyre umi yvy
ñemopeteîva rekópe.
Ñe’ê tenondegua: RHA, jepyte, y ky’a rembyre, kuarepoti pohýi, pohanopuku
jopyjokóva.
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Potential of Rice Husk Ash (RHA) as a Sustainable Adsorbent in Wastewater
Treatment
Abstract:
The growing pressure on water resources, particularly in rural and agro-industrial
areas, has driven the development of sustainable technologies for wastewater treatment.
In this context, rice husk ash (RHA), an abundant byproduct of the rice agroindustry, has
gained relevance due to its adsorptive capacity, low cost, and potential for valorization
within circular economy frameworks. This article critically reviews the scientific
evidence on the use of RHA for the removal of contaminants such as heavy metals,
synthetic dyes, phenols, and pesticides, identifying methodological trends, knowledge
gaps, and territorial application opportunities. A systematic review of scientific literature
published between 2010 and 2025 was conducted using databases such as Scopus, Web
of Science, and SciELO. Studies with an experimental approach, statistical validation,
and thematic relevance were selected. Priority was given to research that characterizes
RHA using techniques such as SEM, FTIR, and BET, and applies adsorption models
including Langmuir, Freundlich, and Temkin. Evidence shows that thermally or
chemically activated RHA can achieve removal efficiencies above 90% under controlled
conditions. Its performance varies depending on the type of activation, the contaminant
treated, solution pH, adsorbent dosage, and contact time. Notable efficacy was observed
in the removal of cadmium, lead, methylene blue, and pesticide residues. RHA represents
a viable and ecological alternative for wastewater treatment in rural contexts. However,
challenges remain regarding process standardization, technological scalability, and post-
adsorption management. Further applied studies and protocols tailored to specific
territorial conditions are recommended.
Keywords: RHA, adsorption, wastewater, heavy metals, sustainable treatment.
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Introducción:
El agua constituye un recurso esencial para la vida en la Tierra, y su disponibilidad
resulta fundamental para el desarrollo de múltiples actividades humanas, tales como la
industria, el consumo doméstico, la generación de energía y la producción agrícola. No
obstante, el agua dulce y fácilmente accesible representa solo una fracción mínima del
total disponible en el planeta, lo que la convierte en un recurso limitado y vulnerable.
En las últimas décadas, el crecimiento poblacional acelerado y el desarrollo
urbano han incrementado significativamente la demanda hídrica, generando presiones
adicionales sobre los ecosistemas acuáticos. Como consecuencia, se ha observado una
creciente contaminación de cuerpos de agua con diversos compuestos, entre ellos metales
pesados, plaguicidas y contaminantes emergentes. Estos últimos son especialmente
preocupantes debido a su capacidad de provocar efectos genotóxicos y carcinogénicos, lo
que representa una amenaza directa para la salud humana y el equilibrio ambiental
(Présiga-López et al., 2021).
Aunado a ello, el vertido de aguas residuales sin tratamiento adecuado se ha
consolidado como una de las principales problemáticas ambientales del siglo XXI. Esta
situación se agrava en contextos rurales y agroindustriales, donde las limitaciones en
infraestructura y financiamiento dificultan la adopción de tecnologías convencionales de
depuración. En consecuencia, se vuelve imperativo identificar soluciones sostenibles,
accesibles y adaptadas a las condiciones territoriales (García-Rojas et al., 2012).
En este marco, la adsorción se ha posicionado como una tecnología emergente
eficaz para la remoción de contaminantes presentes en aguas residuales, tales como
metales pesados, colorantes sintéticos y compuestos orgánicos persistentes. Este proceso
se fundamenta en la capacidad de ciertos materiales, denominados adsorbentes, para
retener sustancias en su superficie mediante interacciones físico-químicas (Instituto del
Agua, 2023). La eficiencia de la adsorción depende de variables como el área superficial
del adsorbente, la presencia de grupos funcionales activos y las condiciones operativas
del sistema (Menéndez-Gutiérrez, 2021).
En este contexto, la cáscara de arroz emerge como un subproducto de gran interés,
generado durante la etapa inicial del procesamiento industrial del grano. Tras el tamizado
y secado —ya sea en campo abierto o mediante secadoras industriales—, el arroz entero
es introducido en dispositivos de separación o molinos, donde se realiza la remoción
mecánica de la cáscara. Este residuo representa aproximadamente el 20 % del peso total
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del grano y se caracteriza por su alta disponibilidad y elevado contenido de carbono
orgánico, que oscila entre el 30 % y el 50 % (García Jerez, 2007).
Posteriormente, la combustión controlada de la cáscara genera ceniza de cáscara
de arroz (RHA), cuya composición varía en función de la temperatura, el tipo de
combustión y la calidad del residuo. En promedio, se obtienen cerca de 25 kg de ceniza
por cada 100 kg de cáscara quemada (Singh, 2018; Chipantaxi Cadena & Molina
Campoverde, 2023). Esta ceniza presenta propiedades fisicoquímicas que la convierten
en un material promisorio para aplicaciones medioambientales, especialmente en
procesos de adsorción para el tratamiento de aguas residuales, debido a su porosidad, área
superficial y contenido de sílice amorfa.
En relación con lo anterior, diversos estudios han demostrado que la RHA,
activada térmica o químicamente, puede alcanzar eficiencias de remoción superiores al
90 % bajo condiciones controladas, lo que la posiciona como una alternativa viable frente
a adsorbentes comerciales como el carbón activado (Zhang et al., 2021; Singh & Kumar,
2020).
Por tanto, el objetivo de esta investigación es revisar críticamente la literatura
científica sobre el uso de RHA en el tratamiento de aguas residuales, con el fin de
identificar tendencias metodológicas, vacíos de conocimiento y oportunidades de
aplicación territorial. La relevancia de este estudio radica en su contribución al diseño de
soluciones hídrico-ambientales basadas en la valorización de residuos agroindustriales, la
promoción de tecnologías limpias y el fortalecimiento de la sostenibilidad hídrica en
comunidades vulnerables.
Metodología:
Se llevó a cabo una revisión sistemática de literatura científica orientada a analizar
el uso de ceniza de cáscara de arroz (RHA) como adsorbente sostenible en el tratamiento
de aguas residuales, para ello, se realizó una búsqueda exhaustiva entre abril y septiembre
de 2025 en bases de datos especializadas como Scopus, Web of Science, ScienceDirect,
SciELO y Google Scholar, utilizando combinaciones de palabras clave en español e
inglés: “ceniza de cáscara de arroz”, “rice husk ash”, “adsorción”, “aguas residuales”,
“remoción de metales pesados” y “sustainable wastewater treatment”.
Se establecieron criterios de inclusión que consideraron estudios publicados entre
2010 y 2025, con enfoque experimental, validación estadística y pertinencia temática,
priorizando aquellos que caracterizan la RHA mediante técnicas como SEM, FTIR, BET
y XRD, y que aplican modelos de adsorción como Langmuir, Freundlich y Temkin. Se
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excluyeron documentos sin revisión por pares, estudios sin especificación del tipo de
activación de la RHA y trabajos centrados exclusivamente en combustión energética sin
aplicación ambiental.
Los artículos seleccionados fueron organizados en una matriz bibliográfica
técnica que incluyó campos como tipo de contaminante tratado, método de activación,
modelo cinético, eficiencia de remoción y contexto territorial. Además, se construyó un
repositorio documental estructurado que permitió sistematizar más de 60 fuentes
revisadas, de las cuales 13 fueron utilizadas directamente en la redacción del artículo. La
validación metodológica se apoyó en criterios adaptados del protocolo PRISMA,
garantizando la trazabilidad, calidad y relevancia de los estudios analizados.
Pérez (2024) señala que PRISMA se ha convertido en un estándar para tesis
doctorales y artículos científicos, ya que proporciona un marco estructurado para definir
la pregunta de investigación, establecer criterios de inclusión/exclusión, realizar
búsquedas exhaustivas y sintetizar resultados de manera transparente. Recomienda el uso
de la checklist PRISMA y el desarrollo de un protocolo detallado como parte del diseño
metodológico
Tabla 1
Matriz Bibliográfica
Autor(es)
Año
Tipo de
fuente
Tema principal
Enlace
Al-Mashhadani,
M., Al-Saadi, A.,
Jassim, H.
2024
Artículo
científico
Adsorción de
pesticidas
DOI
Ato Alama, K. M.,
& Peña Guerrero,
K. R.
2022
Tesis de
licenciatura
Tecnologías limpias
UCV
Chipantaxi
Cadena, M.,
Molina, J.
2023
Tesis
Adsorción en aguas
residuales
UTA
Colmán, N. F.
2021
Tesis
Remoción de
colorante RB222
UNP
García Jerez, M.
2007
Artículo
Subproductos del
arroz
UNIANDES
García-Rojas, M.,
López, J., Torres,
A.
2012
Artículo
Tratamiento de aguas
Redalyc
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Instituto del Agua
2023
Boletín
técnico
Innovación en
tratamiento
Instituto del
Agua
Menéndez-
Gutiérrez, R.
2022
Artículo
Tratamiento
biológico
Scielo Cuba
Singh, B.
2018
Capítulo de
libro
Material cementante
Woodhead
Singh, R., &
Kumar, P.
2020
Artículo
Adsorción de metales
ETI
Nhapi, I.,
Banadda, N.,
Murenzi, R.,
Sekomo, C., Wali,
U. G.
2011
Artículo
Adsorción con arroz
ResearchGate
Vita, A., Silva, M.,
Torres, R.
2023
Artículo
Modelado de
adsorción
—
Zhang, Y., Li, H.,
Chen, X.
2021
Artículo
Activación química
JWPE
Hernández Pérez,
R., Olarte Paredes,
A., Salgado
Delgado, R., et al.
2023
Artículo
Nanocelulosa
Scielo
México
Llanos Páez, O.,
Ríos Navarro, A.,
Jaramillo Páez, C.
A., Rodríguez
Herrera, L. F.
2016
Artículo
Descontaminación
Scielo
Colombia
Rincón, J., Rincón,
S., Guevara, P., et
al.
2015
Artículo
Tratamiento textil
RACCEFY
Ramírez-
Rodríguez, J. C.
2023
Artículo
Revisión sector textil
Dialnet
Rodríguez, Y. M.,
Salinas, L. P., Ríos,
C. A., Vargas, L. Y.
2012
Artículo
Industria curtiembre
Scielo
Colombia
Palacios-
Zambrano, J. J.,
Vera-Vera, Á. R.,
Arce-Santana, I.
E., et al.
2024
Artículo
Caracterización
Ingeniar
Décima, S.
2024
Artículo
Educación ambiental
RTyC
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Resultados, discusión y análisis:
Los resultados obtenidos a partir de la revisión sistemática permiten establecer
una visión comparativa sobre la eficiencia, aplicabilidad y comportamiento técnico de la
ceniza de cáscara de arroz (RHA) como adsorbente en el tratamiento de aguas residuales.
A través del análisis de estudios experimentales, se identificaron patrones metodológicos,
condiciones operativas óptimas y modelos de adsorción predominantes, así como
evidencias territoriales que respaldan su uso en contextos rurales y agroindustriales. Los
hallazgos se agrupan en función a:
1. Remoción de metales pesados
La presencia de metales pesados en aguas residuales constituye una de las
amenazas más persistentes para la salud humana y los ecosistemas acuáticos, debido a su
elevada toxicidad, capacidad de bioacumulación y resistencia a los procesos de
degradación natural. Ante esta problemática, numerosos estudios han evaluado la eficacia
de la ceniza de cáscara de arroz (RHA) como adsorbente natural para la eliminación de
iones metálicos como plomo (Pb²⁺), cadmio (Cd²⁺), arsénico (As³⁺) y cromo hexavalente
(Cr⁶⁺), todos ellos comúnmente presentes en efluentes industriales, mineros y agrícolas.
La adsorción se ha consolidado como una alternativa eficiente, económica y
ambientalmente sostenible frente a métodos convencionales como la precipitación
química, la filtración avanzada o la electrocoagulación. En este contexto, diversos
estudios han explorado el uso de subproductos agroindustriales, en particular la cascarilla
de arroz y su ceniza, como materiales adsorbentes, tanto en su forma natural como
modificada, para la remoción de contaminantes metálicos como cromo, plomo, cadmio y
zinc en aguas residuales industriales, demostrando resultados prometedores en términos
de capacidad de retención, accesibilidad territorial y compatibilidad con sistemas
descentralizados.
Singh y Kumar (2020) realizaron una comparación entre distintos biomateriales,
concluyendo que la cascarilla de arroz activada térmicamente presenta una alta capacidad
de adsorción para metales pesados, especialmente en condiciones de pH controlado. De
manera similar, Nhapi et al. (2011) validaron su eficacia en contextos industriales,
destacando su disponibilidad local y bajo costo como ventajas clave para países en
desarrollo.
Vita, Silva y Torres (2023) profundizaron en el modelado de la adsorción de
cromo, utilizando ceniza de cascarilla de arroz como medio activo. Sus resultados
mostraron que los modelos de Freundlich y Langmuir se ajustan adecuadamente a los
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datos experimentales, lo que permite predecir el comportamiento del sistema en
condiciones reales.
Zhang, Li y Chen (2021) complementan esta línea de investigación al demostrar
que la activación química con ácido cítrico mejora significativamente la capacidad de
adsorción de azul de metileno, lo que sugiere aplicaciones potenciales para metales con
estructuras similares.
Por otro lado, Rodríguez, Salinas, Ríos y Vargas (2012) evaluaron la retención de
cromo en aguas residuales de la industria curtiembre, utilizando adsorbentes a base de
cascarilla de arroz. Su estudio confirma que este residuo agrícola puede ser transformado
en un recurso útil para el tratamiento de efluentes altamente contaminantes.
Estos estudios evidencian que la cascarilla de arroz, tanto en su forma natural
como modificada, representa una solución viable para la remoción de metales pesados,
con aplicaciones en sectores como el textil, el curtiembre y la agroindustria.
Figura 1
Cascarillas de Arroz
Nota. Cascarillas de arroz con tamaños de partícula variables de 45, 75, 106, 180 y 250 μm (a) antes del
tratamiento y (b) después del tratamiento (Nhapi, 2011).
2. Adsorción de colorantes y compuestos orgánicos
En el caso de colorantes sintéticos como azul de metileno y rojo Congo, así como
fenoles y pesticidas, la RHA activada químicamente (con HCl o NaOH) ha demostrado
según evidencia de publicaciones analizadas eficiencias de remoción que oscilan entre
80 % y 95 %, los modelos de Freundlich y Temkin fueron aplicados para describir la
heterogeneidad de la superficie adsorbente y la interacción multicapas, resultados que
destacan el potencial de la RHA para tratar efluentes industriales con alta carga orgánica
(Zhang et al., 2021; Al-Mashhadani et al., 2024).
Colmán (2021) evaluó el uso de cáscara de arroz como adsorbente natural para la
remoción del colorante RB222, obteniendo resultados prometedores en términos de
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capacidad de retención y viabilidad técnica en contextos locales. Complementariamente,
Zhang, Li y Chen (2021) demostraron que la activación química de la ceniza de cascarilla
de arroz con ácido cítrico mejora significativamente la adsorción de azul de metileno,
alcanzando eficiencias superiores en condiciones controladas de pH y temperatura.
García-Rojas, López y Torres (2012) abordaron la adsorción como método de
pulimiento en el tratamiento de aguas residuales, destacando su utilidad como etapa final
para la remoción de compuestos orgánicos persistentes. En esta misma línea, el Instituto
del Agua (2023) resalta la adsorción como una técnica innovadora, especialmente útil en
la eliminación de colorantes sintéticos y sustancias orgánicas de difícil biodegradación.
Llanos Páez et al. (2016) propusieron la cascarilla de arroz como alternativa en
procesos de descontaminación, enfocándose en su capacidad para retener compuestos
orgánicos halogenados y fenoles, típicos de los procesos de acabado textil. Asimismo,
Rincón et al. (2015) exploraron la producción de carbón activado a partir de residuos
agroindustriales, incluyendo la cascarilla de arroz, y su aplicación en tintorerías, logrando
una reducción significativa de la carga orgánica.
Ramírez-Rodríguez (2023) profundiza en el contexto colombiano, señalando que
los efluentes textiles contienen colorantes, fenoles, aceites, y otros compuestos orgánicos
que presentan baja biodegradabilidad. En este sentido, se recomienda el uso de
adsorbentes de bajo costo como materiales lignocelulósicos, entre ellos la cascarilla de
arroz, que pueden ser reutilizados en múltiples ciclos con alta eficiencia.
Finalmente, Palacios-Zambrano et al. (2024) realizaron un análisis fisicoquímico
de tres variedades de carbón activado de cascarilla de arroz, evidenciando diferencias en
la capacidad de adsorción según el tipo de activación y granulometría, lo que permite
optimizar su aplicación en sistemas de tratamiento.
Figura 2
Tratamiento Innovador para la Purificación de Aguas Residuales
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Nota. Instituto del Agua (2023)
3. Influencia de las condiciones operativas
La eficiencia de adsorción de la ceniza de cáscara de arroz (RHA) está fuertemente
condicionada por las variables operativas del sistema, las cuales determinan la interacción
entre el adsorbente y los contaminantes presentes en la solución, encontrándose entre los
parámetros más relevantes el pH, la dosis de adsorbente, el tiempo de contacto y la
temperatura, todos ellos con efectos sinérgicos sobre la capacidad de remoción.
Las condiciones operativas, como el pH, la temperatura, el tamaño de partícula,
la dosis de adsorbente, el tiempo de contacto y la concentración inicial del contaminante,
juegan un papel determinante en la eficiencia de los procesos de adsorción aplicados al
tratamiento de aguas residuales. Investigaciones han demostrado que la optimización de
estos parámetros puede mejorar significativamente la capacidad de remoción de
contaminantes, especialmente cuando se emplean materiales como la cascarilla de arroz
y su ceniza activada.
Las mismas coinciden en que el pH óptimo para la adsorción de metales pesados
y colorantes se sitúa entre 5 y 7, rango en el cual se favorece la ionización de los grupos
funcionales presentes en la RHA, como –OH, –COOH y –Si–OH, y se minimiza la
competencia con protones en solución (Menéndez-Gutiérrez, 2021; Singh & Kumar,
2020).
Cabe señalar que en medios más ácidos, la superficie del adsorbente tiende a
adquirir carga positiva, lo que favorece la atracción electrostática de especies aniónicas,
como los colorantes reactivos, por el contrario, a valores de pH elevados, se produce la
desprotonación de los grupos funcionales presentes en la RHA, principalmente hidroxilos
y carboxilos, lo que puede disminuir significativamente la afinidad por ciertos
contaminantes, debido a la reducción de sitios activos disponibles para la adsorción.
La dosis de adsorbente, usualmente comprendida entre 0.5 y 2 g/L, incide
directamente en la disponibilidad de sitios activos para la adsorción. En términos
generales, un aumento en la dosis conlleva una mayor superficie específica y, por ende,
una mayor capacidad total de remoción. Sin embargo, este incremento no siempre se
traduce en una mejora proporcional de la eficiencia, ya que puede generarse una
saturación prematura del sistema o una disminución relativa en la capacidad de adsorción
por efecto de dilución, especialmente cuando la concentración del contaminante es baja
(Zhang et al., 2021).
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El tiempo de contacto, generalmente comprendido entre 30 y 120 minutos, es un
parámetro clave que regula el equilibrio entre la velocidad de adsorción y el grado de
saturación del material adsorbente. En la mayoría de los estudios revisados, se observa
una fase inicial de adsorción rápida, atribuida a la disponibilidad de sitios activos en la
superficie de la RHA, seguida por una etapa de estabilización en la que el proceso se
ralentiza conforme se alcanza el equilibrio. Este comportamiento sugiere un mecanismo
de adsorción predominantemente químico, influenciado por fenómenos de difusión
intrapartícula y reacciones superficiales específicas (Vita et al., 2023).
La temperatura, dentro del rango de 25 a 40 °C, constituye un factor relevante en
los procesos de adsorción, ya que influye directamente en la cinética de interacción entre
el adsorbato y el adsorbente. En condiciones moderadas, se observa un incremento en la
movilidad molecular y en la tasa de difusión hacia los poros activos del material, lo que
favorece la eficiencia del proceso. Sin embargo, temperaturas excesivas pueden inducir
modificaciones estructurales en la RHA, comprometiendo su integridad fisicoquímica y
reduciendo su estabilidad, especialmente en sistemas prolongados o de alta carga térmica.
Singh y Kumar (2020) compararon distintos biomateriales en la remoción de
metales pesados, concluyendo que la cascarilla de arroz activada térmicamente alcanza
su máxima capacidad de adsorción en condiciones de pH ácido (entre 4 y 6), y que la
dosis de adsorbente y el tiempo de contacto son factores críticos para lograr una remoción
superior al 90 %.
Palacios-Zambrano et al. (2024), realizaron un análisis fisicoquímico de tres
variedades de carbón activado de cascarilla de arroz, evidenciando que la porosidad, la
densidad aparente y la capacidad de retención varían según el método de activación y el
tipo de arroz utilizado, lo cual sugiere que las condiciones operativas deben adaptarse al
tipo de adsorbente para maximizar su rendimiento.
En el caso específico del colorante RB222, evaluado por Colmán (2021), el pH
fue el factor más determinante en la eficiencia de remoción. A pH = 2, se alcanzó una
remoción máxima del 77 %, atribuida a la interacción electrostática entre la superficie
cargada positivamente del adsorbente y el colorante aniónico. Esta condición favorece la
atracción de los grupos sulfonato presentes en la molécula del RB222 hacia los sitios
activos de la cáscara de arroz tratada. Además, la hidrólisis alcalina previa permitió una
mayor exposición de grupos –OH, lo que incrementó la capacidad de adsorción en
comparación con las cáscaras no hidrolizadas.
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Por lo tanto, la literatura respalda que la optimización de las condiciones
operativas es clave para maximizar el rendimiento de la RHA como adsorbente, y debe
ser ajustada según el tipo de contaminante, el tratamiento previo del material y el diseño
del sistema de tratamiento.
Figura 3
Imágenes SEM de biocarbón de RHB a temperaturas de pirólisis de 350 °C, 500 °C y
650 °C
Nota: los poros del RHB aumentan conforme incrementa la temperatura; en el caso de la imagen
(e), sus poros se ven mucho más grandes comparados con (a). (Singh Karam et al., 2022)
4. Pertinencia territorial y escalabilidad
La ceniza de cáscara de arroz (RHA) se presenta como una solución tecnológica
altamente pertinente en contextos rurales y agroindustriales, caracterizados por una alta
disponibilidad de biomasa residual y limitaciones estructurales para implementar
sistemas convencionales de tratamiento de aguas residuales. En regiones rurales y
agroindustriales, la acumulación de cáscara de arroz como subproducto de la
agroindustria no solo plantea un desafío ambiental por su volumen y manejo inadecuado,
sino que también ofrece una oportunidad estratégica para su valorización a través de
aplicaciones en tecnologías limpias.
Estudios como el de Ortega y Ramírez (2022), demuestran que la RHA puede ser
integrada en sistemas de tratamiento descentralizados, adaptados a las condiciones
locales, con bajo requerimiento energético y alta eficiencia en la remoción de
contaminantes. Permitiendo abordar simultáneamente dos problemáticas: la gestión de
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residuos agroindustriales y la mejora de la calidad del agua en comunidades vulnerables;
contribuyendo de esta manera en forma directa a la economía circular, al convertir un
residuo abundante como la cáscara de arroz en un insumo funcional para procesos de
depuración hídrica, promoviendo así el aprovechamiento territorial de recursos y la
reducción de impactos ambientales.
En el caso específico de Paraguay, el estudio de Colmán (2021) aporta evidencia
concreta sobre la viabilidad técnica del uso de cáscara de arroz como adsorbente natural.
Según datos de la FAO (2020), la producción nacional de arroz superó las 1.069.000
toneladas en 2019, lo que implica la generación de más de 213.000 toneladas de cascarilla.
Esta biomasa, actualmente subutilizada, puede ser transformada en material adsorbente
mediante tratamientos térmicos o químicos accesibles a escala local.
El enfoque experimental desarrollado por Colmán demuestra que, mediante
hidrólisis alcalina y tratamiento ácido, es posible mejorar la capacidad de adsorción de la
cáscara de arroz, alcanzando eficiencias de remoción del colorante RB222 superiores al
75 % en condiciones controladas. Aunque la capacidad de adsorción absoluta es
moderada, su bajo costo, disponibilidad regional y compatibilidad con sistemas en serie
la convierten en una opción viable para etapas finales de tratamiento o para efluentes de
baja carga.
Discusión:
La consolidación del uso de ceniza de cáscara de arroz (RHA) como adsorbente
en el tratamiento de aguas residuales no solo responde a criterios de eficiencia técnica,
sino también a principios de sostenibilidad territorial y justicia hídrica, investigaciones
como las de García-Rojas et al., (2012) y las de Menéndez-Gutiérrez, (2021), han
destacado que la adsorción con materiales lignocelulósicos activados representa una de
las tecnologías más prometedoras para contextos con limitaciones estructurales, debido a
su bajo costo, accesibilidad y adaptabilidad.
Desde una perspectiva sistémica, la RHA no debe considerarse únicamente como
un insumo técnico, sino como un vector de transformación territorial, considerando su
implementación en sistemas modulares como filtros comunitarios, unidades de
pulimiento o lechos adsorbentes que permiten descentralizar el tratamiento de aguas
residuales, reducir la dependencia de tecnologías importadas y fortalecer la resiliencia
hídrica local. Esta lógica se alinea con los postulados de la gestión integrada de recursos
hídricos (GIRH), que promueve soluciones adaptadas a las condiciones ecológicas,
sociales y productivas de cada territorio (UNESCO, 2022).
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Además, la escalabilidad de esta tecnología está directamente vinculada a la
capacidad de articulación entre actores; la literatura especializada subraya que los
procesos de transferencia tecnológica en el ámbito ambiental requieren no solo validación
técnica, sino también apropiación social, formación de capacidades locales y generación
de marcos normativos habilitantes (Sánchez-Serrano et al., 2022). En este sentido, el rol
de las cooperativas agrícolas y las plantas de procesamiento de arroz es estratégico, ya
que concentran tanto el residuo como el conocimiento operativo necesario para su
transformación.
Por otro lado, el aprovechamiento de la RHA como adsorbente contribuye a cerrar
ciclos productivos en la agroindustria, reduciendo la carga ambiental de los residuos y
generando valor agregado en territorios históricamente marginados por las dinámicas
extractivas. Esta lógica de economía circular no solo mejora la eficiencia ecológica, sino
que también abre oportunidades para la innovación social, la generación de empleo verde
y la diversificación de servicios ecosistémicos.
En particular, esta tecnología contribuye directamente al cumplimiento del ODS
6: Agua limpia y saneamiento, que busca garantizar la disponibilidad de agua y su gestión
sostenible para todos. Dentro de este marco, la meta 6.3 establece la necesidad de mejorar
la calidad del agua mediante la reducción de la contaminación, el aumento del reciclaje y
la reutilización segura de aguas residuales
Finalmente, es necesario reconocer que la consolidación de esta tecnología
requiere superar barreras técnicas y normativas, como la estandarización de procesos de
activación, la certificación de materiales adsorbentes y la integración de indicadores de
desempeño ambiental en los sistemas de monitoreo. La evidencia científica respalda su
viabilidad, pero su implementación efectiva dependerá de la capacidad de los territorios
para articular conocimiento, recursos y voluntad política en torno a una agenda hídrica
inclusiva y sostenible.
Reflexiones finales y/o conclusiones:
La evidencia científica revisada confirma que la ceniza de cáscara de arroz (RHA)
constituye una alternativa viable, eficiente y ambientalmente sostenible para el
tratamiento de aguas residuales, especialmente en la remoción de metales pesados y
colorantes sintéticos, donde su desempeño técnico, respaldado por modelos de adsorción
y cinética validados, se complementa con una alta pertinencia territorial en regiones
rurales y agroindustriales, lugares en que la disponibilidad del residuo es abundante y las
soluciones convencionales resultan inaccesibles.
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Más allá de su eficacia como adsorbente, la RHA representa una oportunidad
estratégica para avanzar en el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible,
contribuyendo directamente al ODS 6 al mejorar la calidad del agua mediante tecnologías
descentralizadas y adaptadas al territorio; al ODS 12, al fomentar la valorización de
residuos agroindustriales dentro de esquemas de economía circular; y al ODS 13, al
reducir impactos climáticos asociados al manejo inadecuado de biomasa.
La implementación de sistemas modulares con RHA, articulados entre
cooperativas agrícolas, plantas de procesamiento y comunidades rurales, permite
democratizar el acceso a soluciones hídricas, fortalecer la resiliencia local y promover la
innovación social, no obstante, su escalabilidad dependerá de la capacidad de los
territorios para integrar conocimiento técnico, voluntad política y participación
comunitaria en torno a una agenda hídrica inclusiva y sostenible.
En función de los hallazgos analizados, se recomienda que futuras investigaciones
orientadas al uso de RHA como adsorbente profundicen en la estandarización de procesos
de activación, la caracterización fisicoquímica del material bajo condiciones reales de
operación y la evaluación comparativa frente a otros biosorbentes disponibles localmente.
Asimismo, resulta pertinente incorporar indicadores de desempeño ambiental y social en
los estudios de aplicabilidad territorial, con el fin de fortalecer su alineación con los
Objetivos de Desarrollo Sostenible y facilitar su integración en políticas públicas de
gestión hídrica descentralizada.
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