ISSN 2953-6367  
http://revistainvestigo.com  
Octubre 2026  
Vol. 7 No. 21, PP. 80-92  
https://doi.org/10.56519/zpsgaj57  
DESARROLLO DE ADSORBENTES SOSTENIBLES A PARTIR DE  
RESIDUOS AGROINDUSTRIALES PARA LA REMOCIÓN DE  
CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS RESIDUALES:  
REVISIÓN SISTEMÁTICA  
DEVELOPMENT OF SUSTAINABLE ADSORBENTS FROM  
AGROINDUSTRIAL WASTE FOR THE REMOVAL OF EMERGING  
CONTAMINANTS IN WASTEWATER: A SYSTEMATIC REVIEW  
Cristina Gisela Arias Arias1, María Belen Jaramillo2, Lorena Patricia Flores Luna3  
{cristinaariasarias3838@gmail.com1, maria.jaramillo3873@utc.edu.ec3, lp93fl@hotmail.com3}  
Fecha de recepción: 01/07/2026  
/ Fecha de aceptación: 03/09/2026 / Fecha de publicación: 14/10/2026  
RESUMEN: La existencia de contaminantes emergentes fármacos, antibióticos,  
colorantes sintéticos y plaguicidas en las aguas residuales representa una creciente amenaza  
para los ecosistemas acuáticos y la salud pública, dado que las plantas de tratamiento  
convencionales no fueron diseñadas para su eliminación. En este contexto, los adsorbentes  
obtenidos a partir de residuos agroindustriales se han erigido como una alternativa  
sostenible, económica y acorde con los conceptos de economía circular. El objetivo fue  
analizar la evidencia científica sistemática publicada entre 2016 y 2026 en relación con el  
desarrollo y la eficacia de adsorbentes sostenibles derivados de residuos agroindustriales  
para la remoción de contaminantes emergentes en aguas residuales. Se llevó a cabo una  
revisión sistemática de tipo bibliográfico siguiendo los lineamientos PRISMA 2020, llevando  
a cabo búsquedas en las bases de datos Scopus, Web of Science, ScienceDirect, SpringerLink,  
PubMed y Royal Society of Chemistry. Se incluyeron investigaciones primarias y de revisión,  
indexadas, publicadas en inglés o español, que evaluaran adsorbentes de origen  
agroindustrial frente a metales pesados, colorantes, fármacos, antibióticos y/o plaguicidas.  
Se sintetizaron los hallazgos de 27 fuentes indexadas. Los biosorbentes y biocarbones  
procedentes de cáscaras, cascarillas, semillas y bagazos presentan eficiencias de remoción  
que, tras modificación química o activación térmica, en la mayoría de las ocasiones superan  
el 80–95 % para metales pesados y colorantes, y capacidades de adsorción de hasta 612  
mg/g para determinados antibióticos. La regeneración del material y la validación de los  
resultados en matrices reales siguen siendo los principales retos identificados. Los residuos  
agroindustriales se configuran como una materia prima viable, de bajo coste, para el diseño  
de adsorbentes sostenibles, con un real potencial para complementar los sistemas de  
1Investigador Independiente, https://orcid.org/0009-0001-6052-1049  
2Investigador Independiente, https://orcid.org/0009-0006-8986-9256  
3Investigador Independiente, https://orcid.org/0009-0006-4370-9732  
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Revista Científica Multidisciplinaria InvestiGo  
Riobamba – Ecuador  
Cel: +593 97 911 9620  
revisinvestigo@gmail.com  
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CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS RESIDUALES: REVISIÓN SISTEMÁTICA  
tratamiento convencionales de aguas residuales, aunque requerían más evidencia sobre su  
desempeño a nivel piloto industrial.  
Palabras clave: Adsorción, biosorbentes, residuos agroindustriales, contaminantes  
emergentes, aguas residuales, economía circular  
ABSTRACT: The presence of emerging contaminants—such as pharmaceuticals,  
antibiotics, synthetic dyes, and pesticides—in wastewater poses a growing threat to aquatic  
ecosystems and public health, since conventional wastewater treatment plants were not  
designed to remove them. In this context, adsorbents derived from agro-industrial waste  
have emerged as a sustainable, cost-effective alternative that aligns with the principles of  
the circular economy. The objective was to analyze the systematic scientific evidence  
published between 2016 and 2026 regarding the development and efficacy of sustainable  
adsorbents derived from agro-industrial waste for the removal of emerging contaminants  
in wastewater. A bibliographic systematic review was conducted following the PRISMA 2020  
guidelines, with searches performed in the Scopus, Web of Science, ScienceDirect,  
SpringerLink, PubMed, and Royal Society of Chemistry databases. The review included  
indexed primary and review studies published in English or Spanish that evaluated  
agroindustrial adsorbents against heavy metals, dyes, pharmaceuticals, antibiotics, and/or  
pesticides. The findings from 27 indexed sources were synthesized. Biosorbents and biochar  
derived from shells, husks, seeds, and bagasse exhibit removal efficiencies that, following  
chemical modification or thermal activation, in most cases exceed 80–95% for heavy metals  
and dyes, and adsorption capacities of up to 612 mg/g for certain antibiotics. Material  
regeneration and the validation of results in real matrices remain the main challenges  
identified. Agro-industrial waste emerges as a viable, low-cost raw material for the design  
of sustainable adsorbents, with real potential to complement conventional wastewater  
treatment systems, although more evidence on their performance at the industrial pilot  
scale is needed.  
Keywords:  
Adsorption, biosorbents, agroindustrial waste, emerging contaminants,  
wastewater, circular economy  
INTRODUCCIÓN  
El agua es un recurso cada vez más escaso y vulnerable al crecimiento poblacional, la  
aceleración de la industrialización y el cambio climático. Por lo tanto, el empirismo de su  
contaminación ha dejado de ceñirse a los condicionantes clásicos del oxígeno demandado en  
su medio biológico, el de los sólidos en suspensión o el de los metales pesados, para dar  
entrada a un grupo heterogéneo de compuestos que han sido incluidos por los autores bajo  
el término de contaminantes emergentes, entre los cuales encontramos fármacos, productos  
de cuidado personal, colorantes sintéticos, plaguicidas o disruptores endocrinos (1), (2).  
Dichos compuestos tienen una aparición discreta en el medio acuático, unas concentraciones  
que comúnmente se encuentran en una gama de ng/L hasta µg/L, presentan una alta  
persistencia medio ambiental algunos de ellos pueden incluso ser considerados como  
emergentes por su potencial oncogénico y poseen efectos toxicológicos que se encuentran  
todavía por explicar, lo que ha incentivado el interés creciente de la comunidad científica  
internacional en el desarrollo de tecnologías de remediación más eficientes y sostenibles.  
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DESARROLLO DE ADSORBENTES SOSTENIBLES A PARTIR DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES PARA LA REMOCIÓN DE  
CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS RESIDUALES: REVISIÓN SISTEMÁTICA  
Numerosos estudios realizados a nivel mundial evidencian que las plantas convencionales de  
tratamiento de aguas residuales, cuya finalidad principal es la eliminación de materia orgánica  
y de nutrientes, no son capaces de eliminar completamente este tipo de sustancias,  
obteniéndose unas eficiencias medias de eliminación de solamente el 48 % hasta el 77 % en  
determinados grupos de antibióticos (3). Como resultado de lo anterior, los contaminantes  
emergentes son vertidos de manera indefinida hacia ríos, lagos y acuíferos, tal y como sucede  
en la resistencia antimicrobiana, en la disrupción endocrina para los organismos acuáticos y  
en los peligros que todavía no son cuantificables e identificables para la salud humana (4), (5).  
Como respuesta a esta problemática se ha puesto en práctica múltiples tecnologías con  
carácter de tratamiento avanzado (procesos de oxidación avanzada, filtración por  
membranas, ósmosis inversa, fotocatálisis, adsorción…), cada una con sus ventajas y  
desventajas concretas. La adsorción ha llegado a ser una de las opciones más prometedoras  
debido a su sencilla operatividad, bajo coste relativo, alta eficiencia y facilidad de escalado en  
contraposición a tecnologías de altos costes energéticos o generadoras de subproductos  
tóxicos (6) (7). Sin embargo, la utilización de carbón activado comercial en forma de  
adsorbente de referencia entraña costes en la producción y regeneración elevados, lo que ha  
generado un interés por encontrar materiales alternativos y renovables de coste reducido.  
En este sentido, los residuos agroindustriales (cáscaras de frutas, cascarillas de cereales,  
bagazos, semillas, pulpas y subproductos agroindustriales de café, cacao, banano, arroz, caña  
de azúcar) han despertado un interés especial como materia prima para un biosorbente y un  
biocarbono (1), (8). Estos materiales, que son generados anualmente en volúmenes de  
millones de toneladas y que son incinerados o dispuestos de forma inadecuada en muchos  
países, poseen una composición rica en celulosa, hemicelulosa, lignina y grupos funcionales  
superficiales (hidroxilo, carboxilo, carbonilo) capaces de interaccionar con distintas familias  
de contaminantes a través de mecanismos de intercambio iónico, complejación superficial,  
interacciones electrostáticas y enlaces de hidrógeno (9), (2).  
Su uso como adsorbentes puede suponer, además de una solución de bajo coste para el  
tratamiento de aguas residuales, una alternativa para hacer frente al problema ambiental que  
la disposición inadecuada de estos residuos produce, alineándose con el Objetivo de  
Desarrollo Sostenible (10) relativo a la producción y al consumo responsables y la economía  
circular o el concepto de «de residuo a riqueza» (11), (12). A nivel específico, la evidencia  
científica ha registrado el potencial de los residuos agroindustriales para la eliminación de al  
menos cuatro grandes familias de contaminantes. En primer lugar, para la eliminación de  
metales pesados (Pb, Cd, Cr, Ni, Cu, Zn), biosorbentes procedentes de cáscara de café, cacao,  
semillas de melón, tallos de plantas y otros residuos fibrosos han mostrado capacidades de  
adsorción competitivas frente a los materiales comerciales, en particular tras procesos de  
modificación ácida, alcalina o mixta (10), (13), (14).  
En segundo lugar, para la eliminación de colorantes textiles, distintas revisiones sistemáticas  
han documentado que biocarbones procedentes de cáscaras de banano, bagazo de caña y  
cascara de arroz obtienen eficiencias de eliminación superiores al 85 % bajo condiciones  
óptimas de pH y dosificación (1), (9). Por último, en relación con los fármacos y los antibióticos,  
se ha verificado que biocarbones obtenidos por medio de fibra de palma de aceite, cascarilla  
de arroz y de otros subproductos agrícolas pueden adsorber hasta 612 mg/g para azitromicina  
y 600 mg/g para eritromicina, evidenciando eficiencias de remoción superiores al 95 % en  
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DESARROLLO DE ADSORBENTES SOSTENIBLES A PARTIR DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES PARA LA REMOCIÓN DE  
CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS RESIDUALES: REVISIÓN SISTEMÁTICA  
condiciones controladas (15), (16). Por último, para los plaguicidas se han evaluado  
adsorbentes modificados a partir de cascarilla de arroz y biocarbones de paja de trigo con  
resultados prometedores para imazetapir, imazamox y alaclor (17), (18).  
A pesar de todo este acervo creciente de información, la literatura se caracteriza por una  
evidente heterogeneidad metodológica; así, los estudios son diferentes en relación a la  
materia prima utilizada, las condiciones de modificación o activación utilizadas, los modelos  
de isoterma y cinética utilizados para ajustar los datos experimentales y las condiciones  
fisicoquímicas de trabajo (pH, temperatura, dosis de adsorbente, concentración inicial del  
contaminante). Esta heterogeneidad metodológica hace difícil la posibilidad de una  
comparación directa entre estudios y, en consecuencia, limita la posibilidad de elegir los  
materiales y condiciones más esperanzadores para una eventual aplicación a nivel piloto o  
industrial (6), (19). De igual forma, la existencia de ensayos que analicen la regeneración, la  
reutilización y el comportamiento de los biosorbentes en sistemas de agua residual real ha  
sido denunciada repetidamente, en contraposición con la mayor parte de los ensayos que  
tienen lugar en soluciones sintéticas monocomponente (6), (3).  
El problema de investigación que guía la elaboración del presente trabajo se puede formular  
del modo siguiente: si bien existe un volumen importante de producción científica alrededor  
de adsorbentes producidos a partir de residuos agroindustriales, dicha evidencia se encuentra  
diseminada entre diferentes familias de contaminantes, tipos de residuos y enfoques  
metodológicos, sin que exista un estado del arte reciente y sistemático que sintetice tales  
hallazgos y permita identificar patrones de eficiencia, vacíos de conocimiento y líneas de  
investigación preferentes para contextos como el latinoamericano, donde el repositorio de  
residuos agroindustriales es elevado y donde las alternativas tecnológicas de bajo coste son  
especialmente apreciadas (20), (14).  
La justificación de esta revisión sistemática radica en el hecho de que, en suma, tres  
consideraciones resultan pertinentes para sostenerla. Primero, la necesidad ambiental y/o  
sanitaria de disponer de tecnologías de remediación accesibles ante la presencia creciente de  
contaminantes emergentes en cuerpos de agua. Segundo, la pertinentica económica y  
ambiental de valorizar residuos agroindustriales que hoy día suponen un activo ambiental en  
determinada medida en muchas cadenas productivas, de convertirlos en insumos con valor  
agregado. Tercero, la pertinencia metodológica de sistematizar la evidencia dispersa  
mediante un procedimiento riguroso y replicable que sirva de referencia para investigadores,  
tomadores de decisiones y operadores del sector del tratamiento de aguas en la región.  
Por lo tanto, el objetivo de la revisión sistemática que se presenta a continuación es analizar  
la evidencia científica publicada entre el año 2016 y el 2026 sobre la producción y la eficiencia  
de adsorbentes sostenibles producidos a partir de residuos agroindustriales para la remoción  
de contaminantes emergentes en aguas residuales, con énfasis en los tipos de residuos  
empleados, los mecanismos de adsorción implicados, las eficiencias de remoción reportadas  
y los principales vacíos de conocimiento que guía la futura investigación en el área.  
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DESARROLLO DE ADSORBENTES SOSTENIBLES A PARTIR DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES PARA LA REMOCIÓN DE  
CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS RESIDUALES: REVISIÓN SISTEMÁTICA  
MATERIALES Y MÉTODOS  
El presente trabajo responde a una investigación bibliográfica basada en un diseño de revisión  
sistemática de la literatura científica, realizado bajo las directrices de la declaración PRISMA  
2020 (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses), reconocida  
internacionalmente como guía metodológica para asegurar la transparencia, la replicación y  
el rigor en la búsqueda, selección y síntesis de los estudios primarios y secundarios. La opción  
decisión por una síntesis narrativa y no por un metaanálisis cuantitativo se fundamenta en  
que la alta heterogeneidad de las variables experimentales que se han reportado en los  
estudios primarios (materia prima, contaminante objetivo, condiciones de operación,  
unidades de reporte) no es posible agregar estadísticamente los resultados.  
La población de análisis se conformó por artículos científicos indexados de tipo experimental,  
revisiones sistemáticas y revisiones narrativas publicados entre enero de 2016 y julio de 2026,  
que abordaran o discutieran el desarrollo, la caracterización o la evaluación de adsorbentes o  
biosorbentes de residuos agroindustriales (cáscaras, cascarillas, bagazos, semillas, pulpas,  
tallos y subproductos vegetales) en remoción de contaminantes emergentes (fármacos,  
antibióticos, colorantes sintéticos, plaguicidas y metales pesados de relevancia ambiental) en  
matrices de agua residual o soluciones acuosas sintéticas representativas.  
La búsqueda de información se desarrolló en bases de datos científicas indexadas de alto  
reconocimiento internacional: Scopus, Web of Science, ScienceDirect (Elsevier), SpringerLink,  
PubMed/PMC y Royal Society of Chemistry (RSC Publishing), complementada con la  
verificación cruzada de referencias en Google Scholar.Se hicieron combinaciones de los  
términos de búsqueda en los idiomas español e inglés que incluyeron: «agricultural waste»,  
«agro-industrial waste», «biosorbent», «biochar», «emerging contaminants», «wastewater  
treatment», «adsorption», «heavy metals», «pharmaceuticals», «dyes» y «pesticides»,  
utilizando los operadores booleanos AND/OR.  
Para cada una de los trabajos incluidos se extrajeron, cuando era posible, las siguientes  
variables: tipo de residuo agroindustrial que sirvió de precursor, tipo de contaminante  
objetivo, tipo de proceso de modificación o activación del adsorbente, eficiencia de remoción  
(%), capacidad máxima de adsorción del adsorbente (qmax, mg/g), el modelo de isoterma de  
mejor ajuste (Langmuir, Freundlich, etc.), el modelo cinético de mejor ajuste (pseudo-primer  
orden, pseudo-segundo orden), condiciones experimentales relevantes (pH, dosis de  
adsorbente, temperatura) y rendimiento en ciclos de regeneración.  
Dado el carácter cualitativo-descriptivo de la revisión, el análisis de los datos se desarrolló  
mediante estadísticas descriptivas simples (rangos, valores extremos, frecuencias de aparición  
de los distintos modelos de isoterma y cinética) y síntesis narrativa por categoría de  
contaminantes, sin la utilización de técnicas inferenciales ni de meta-análisis cuantitativos,  
acorde con la heterogeneidad de los estudios primarios incluidos.  
El sistema de búsqueda, selección y análisis de la información se basó en las cuatro fases que  
han sido establecidas por el protocolo PRISMA 2020-21: identificación, cribado, elegibilidad e  
inclusión. La Tabla 1 proporciona los detalles de los criterios metodológicos que fueron  
utilizados en cada una de las fases.  
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CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS RESIDUALES: REVISIÓN SISTEMÁTICA  
Tabla 1. Matriz metodológica del proceso de revisión sistemática según PRISMA 2020.  
Fase PRISMA  
Identificación  
Identificación  
Identificación  
Criterio  
aplicado  
Bases de datos  
consultadas  
Periodo de  
búsqueda  
Detalle  
Scopus, Web of Science, ScienceDirect, SpringerLink,  
PubMed/PMC, RSC Publishing  
Enero de 2016 – julio de 2026  
Palabras clave  
agricultural/agro-industrial waste; biosorbent; biochar;  
emerging contaminants; adsorption; heavy metals;  
pharmaceuticals; dyes; pesticides  
Cribado  
Cribado  
Criterios de  
inclusión  
Artículos indexados en revistas con revisión por pares; texto  
completo disponible; idioma español o inglés; adsorbente de  
origen agroindustrial; contaminante de tipo emergente o metal  
pesado de relevancia ambiental  
Estudios sin datos experimentales o de síntesis verificables;  
adsorbentes sintéticos no derivados de biomasa; duplicados  
entre bases de datos; congresos sin arbitraje; publicaciones  
anteriores a 2016  
Criterios de  
exclusión  
Elegibilidad  
Inclusión  
Evaluación de  
calidad  
Síntesis de  
datos  
Revisión del título, resumen y texto completo por los autores;  
verificación de la indexación de la revista y del DOI  
Extracción de variables en matriz de datos: residuo precursor,  
contaminante, eficiencia de remoción, qmax, isoterma, cinética,  
regeneración  
Inclusión  
Número final  
de fuentes  
27 fuentes indexadas incorporadas a la síntesis narrativa final  
La aplicación estructurada del protocolo PRISMA 2020 permitió delimitar de manera objetiva  
el universo de estudios analizados, minimizando el riesgo de sesgo en la selección de la  
evidencia. La combinación de bases de datos multidisciplinarias (ciencias ambientales,  
química e ingeniería) garantizó una cobertura amplia de la producción científica sobre el tema,  
mientras que los criterios de exclusión permitieron descartar estudios que no aportaban  
evidencia experimental verificable o que se encontraban fuera del periodo de interés. Este  
procedimiento otorga trazabilidad y replicabilidad al proceso de búsqueda, aspectos centrales  
de cualquier revisión sistemática de calidad.  
RESULTADOS  
En lo siguiente, se enumeran los resultados más destacados de la revisión, organizándolos en  
cuatro grupos dependiendo del tipo de contaminante objetivo: metales pesados, colorantes  
sintéticos, fármacos y antibióticos, y plaguicidas. Para cada tipo de contaminante se nombran  
los residuos agroindustriales que más se estudian en los trabajos revisados, las eficacias de  
remoción ofrecidas y los mecanismos de la adsorción que predominan. Esto último sirve para  
mostrar una visión comparativa y objetiva del estado de la cuestión.  
Remoción de metales pesados  
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DESARROLLO DE ADSORBENTES SOSTENIBLES A PARTIR DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES PARA LA REMOCIÓN DE  
CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS RESIDUALES: REVISIÓN SISTEMÁTICA  
En la Tabla 2 se indican los residuos agroindustriales más trabajados como biosorbentes de  
metales pesados (Pb, Cd, Cr, Ni, Cu y Zn) en la literatura revisada. En general, los trabajos  
reportan que las modificaciones químicas (tratamientos ácidos, alcalinos o mixtos) aumentan  
entre 1.5 y 3 veces la capacidad de adsorción de los materiales respecto a su forma cruda,  
principalmente a consecuencia de la exposición de nuevos grupos funcionales superficiales  
(3), (9).  
Tabla 2. Biosorbentes agroindustriales evaluados para la remoción de metales pesados.  
Residuo agroindustrial  
Metal(es)  
Hallazgo principal  
Ref.  
evaluado(s)  
Cáscara de café (Arabica) y  
cacao (Theobroma)  
Pb(II)  
Biosorbentes agroindustriales  
latinoamericanos con capacidad  
efectiva de remoción de plomo en  
soluciones acuosas  
(14)  
Residuo de semilla de  
melón (Cucumis melo)  
desgrasada  
Rumex acetosella (biomasa  
modificada  
Metales pesados  
seleccionados  
Biosorbente renovable con buen  
ajuste a modelos cinéticos e  
isotérmicos clásicos  
Las modificaciones alcalina y mixta  
mejoran significativamente la  
capacidad de remoción frente al  
material sin tratar  
(10)  
(13)  
Cationes  
metálicos  
ácida/alcalina/mixta)  
Residuos fibrosos de  
origen vegetal  
(alimentario)  
Metales pesados  
diversos  
Los grupos pectina, hemicelulosa y  
celulosa favorecen la unión de iones  
metálicos; capacidad variable según  
fuente y modificación  
Los biosorbentes de bajo costo  
constituyen alternativa viable  
frente a intercambiadores iónicos  
comerciales  
(12)  
(11)  
Residuos agrícola-  
industriales diversos  
(cáscaras, bagazos)  
Metales pesados  
de relevancia  
ambiental  
La información obtenida apunta a que los residuos de elevado contenido en compuestos  
fenólicos, pectina y celulosa, como pueden ser la cáscara de café y la cáscara de cacao,  
ampliamente presentes en países productores, como Ecuador, Colombia o Perú, poseen una  
específica afinidad por cationes divalentes como el Pb(II). Esto debe de ser considerado en un  
contexto especialmente productivo en Latinoamérica en donde existen grandes volúmenes  
de generación de residuos de bajo valor (14), (13). Por otro lado, se debe resaltar que el tipo  
de modificación química experimental del precursor (es decir, el material inicial) fue la clave  
determinante en el rendimiento final de la eficiencia de la utilización de los residuos,  
independientemente del tipo concreto de biomasa que se utilizó. Este hallazgo coincide con  
la consideración de que el pH y la existencia de grupos funcionales disponibles serían las  
variables que más pesan en los procesos de biosorción de metales (9), (3).  
Remoción de colorantes sintéticos  
Con respecto a los colorantes utilizados en los textiles, cuya vertiente incontrolada de la carga  
también afecta el nivel de penetración de luz solar y la actividad fotosintética en cuerpos de  
agua, la evidencia revisada coincide en señalar que los biocarbones y carbones  
activados obtenidos mediante carbonización de los residuos agroindustriales (cáscara de  
banano, bagazo de caña, cascarilla de arroz, tallos de piña) alcanzan eficiencias de remoción  
que oscilan entre 80% y 95% en condiciones óptimas de pH y dosificación, sean colorantes  
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CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS RESIDUALES: REVISIÓN SISTEMÁTICA  
aniónicos o catiónicos (1), (9), (7). En el modelo de isoterma de Langmuir, el cual hace la  
suposición de que se produce una adsorption en monocapa en sitios homogéneamente  
energéticos, fue reportado como el que mayor cantidad de datos de ajuste se correspondía  
con el de mayor cantidad de datos de ajuste en la mayoría de los estudios revisados, y la  
cinética de pseudo-segundo orden predominó como descriptor de la naturaleza del proceso  
de adsorción, sugiriendo un mecanismo de quimisorción como una etapa limitante de la  
velocidad de reacción (1), (6).  
Remoción de fármacos y antibióticos  
La Tabla 3 brinda una escala con los principales resultados sobre el proceso de eliminación de  
fármacos y antibióticos con biocarbones y carbones activados de origen agroindustrial, clase  
de contaminantes emergentes que ha recibido la mayor atención científica en los últimos años  
porque se relaciona directamente con la resistencia antimicrobiana (21).  
Tabla 3. Desempeño de biocarbones agroindustriales en la remoción de fármacos y antibióticos.  
Residuo precursor  
Cascarilla de arroz  
(biocarbón, 450–600  
°C)  
Marlojo/olote de  
maíz (corn cob)  
Contaminante  
Azitromicina y  
eritromicina  
Resultado reportado  
Remoción superior al 95 %;  
capacidades máximas de 612,22 y  
599,72 mg/g respectivamente  
Capacidad de adsorción de 14,4  
mg/g; mejor ajuste al modelo de  
Langmuir  
Buen ajuste cinético e isotérmico;  
mecanismo confirmado mediante  
análisis computacional  
Remoción eficiente mediante diseño  
de mezclas experimentales  
optimizado  
Biomateriales compuestos con  
potencial de aplicación industrial,  
aún en fase de escalamiento  
Eficiencia promedio de remoción de  
antibióticos de apenas 48–77 % sin  
tratamiento avanzado  
Ref.  
(15)  
Antibióticos tipo tirosina  
(15)  
(16)  
(19)  
(18)  
(15)  
Fibra de palma de  
aceite (biocarbón)  
Tres fármacos  
representativos  
Huesos de aceituna  
(olive stones)  
Residuos farmacéuticos  
diversos  
Biomasa microbiana y  
polímeros naturales  
Fármacos en general  
Biocarbón  
agroindustrial general  
Plantas de tratamiento  
convencionales (línea  
base)  
Los datos indican que los biocarbones producidos a temperaturas de pirólisis moderadas a  
altas (450–600 °C) tienen capacidades de adsorción significativamente mayores para  
moléculas de fármacos voluminosos como son los macrólidos, frente a adsorbentes de menor  
grado de carbonización (15). Este resultado se puede explicar de acuerdo con el hecho de que  
el aumento de la temperatura de pirólisis favorece el desarrollo de microporosidad, área  
superficial específica e hidrofobicidad, que son características que determinan la retención de  
compuestos orgánicos de baja polaridad (16), (22).También es importante destacar que la  
eficiencia de eliminación lograda por los biocarbones agroindustriales supera con creces la  
media reportada para plantas convencionales sin un tratamiento avanzado, lo cual refuerza el  
argumento de que la necesidad de incluir etapas de adsorción con materiales de bajo coste  
puede ser una solución técnicamente razonable para agregar a los sistemas existentes (15),  
(3).  
Remoción de plaguicidas  
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DESARROLLO DE ADSORBENTES SOSTENIBLES A PARTIR DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES PARA LA REMOCIÓN DE  
CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS RESIDUALES: REVISIÓN SISTEMÁTICA  
En el caso de los plaguicidas, se presenta una evidencia relativamente menor aunque también  
con muy buenos resultados. La cascarilla de arroz modificada se ha probado con éxito en la  
eliminación de los herbicidas imazetapir e imazamox, mientras que los biocarbones generados  
a partir de paja de trigo mostraban eficiencias en la eliminación del herbicida alaclor entre el  
76 % y el 94 %, alcanzando capacidades máximas de adsorción de hasta 1,94 mg/g bajo el  
modelo de Langmuir y una cinética de pseudo-segundo orden (17), (20). Una reciente revisión  
sobre el uso de biocarbones como adsorbentes de plaguicidas, la cual estudió 76 artículos de  
laboratorio, concluyó que el atrazina era el compuesto utilizado con mayor frecuencia  
(presente en el 22% de los artículos) y que el rendimiento de estos adsorbentes depende de  
forma crítica de la biomasa precursora, de las condiciones de pirolisis y de las estrategias de  
modificación superficial que se utilicen (20).  
Mecanismos de adsorción, isotermas y modelos cinéticos  
De modo transversal a las cuatro categorías de contaminantes analizadas, la revisión pone de  
manifiesto que los mecanismos de adsorción que han sido reportados con mayor frecuencia  
son, junto con el intercambio iónico, el de complejación superficial, las interacciones  
electrostáticas, las interacciones por formación de enlaces de hidrógeno y las interacciones  
π–π. Y todos ellos dependerán de la cláusula de la naturaleza del contaminante, así como del  
adsorbente (9), (6), (7). En cuanto a los modelos matemáticos utilizados para describir el  
proceso, el modelo de isoterma de Langmuir se encontraba presente en la mayoría de los  
artículos revisados antes que el de Freundlich, lo que sugiere que el mecanismo de adsorción  
definido es de monocapa sobre superficies energéticamente homogéneas; y el modelo  
cinético que mejor se ajustaba a la gran mayoría de los casos revisados lo constituye el cinético  
de pseudo-segundo orden, confirmando la hipotesis de que la quimisorción sería el que  
limitaría la velocidad del proceso (1), (7), (9).  
DISCUSIÓN  
Los resultados de esta revisión corroboran, en términos generales, la tendencia prevista por  
Kainth et al. (3) y Osman et al. (6), donde se determina que los biosorbentes a partir de  
residuos agroindustriales son opciones técnicamente competitivas respecto a los carbones  
activados comerciales, pero además son más económicos y favorecen la valorización de  
residuos; no obstante, al contrastar los resultados simplificados de los trabajos aquí  
reseñados, esto con los resultados de Chong et al. (1) y Karić et al. (2), presenta la coincidencia  
más que relevante y es que la inmensa mayoría de los trabajos primarios continúan evaluando  
el desempeño de los adsorbentes en soluciones sintéticas monocomponente, impidiendo así  
realizar extrapolaciones a matrices de agua residual real caracterizadas por la misma presencia  
de contaminantes, materia orgánica disuelta, variaciones de pH, temperatura y fuerza iónica.  
En lo que respecta a la eliminación de metales pesados, los resultados obtenidos coinciden  
con los de Karim et al. (12) así como con los de Ligarda-Samanez et al. (13), en cuanto indica  
que la modificación química de la biomasa precursor es la que más mejora su capacidad de  
adsorción, sin importar la biomasa específica. Este comportamiento es congruente con los  
principios fisicoquímicos de la biosorción, donde se muestra cómo la disponibilidad de grupos  
funcionales activos sobre la superficie del biosorbente determina la adsorción de iones  
metálicos. Sin embargo, en contradicción a lo afirmado por Saxena et al. (11), quienes  
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DESARROLLO DE ADSORBENTES SOSTENIBLES A PARTIR DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES PARA LA REMOCIÓN DE  
CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS RESIDUALES: REVISIÓN SISTEMÁTICA  
conceden un gran peso al tamaño de partícula del biosorbente, la revisión presente no  
encontró evidencia suficientemente sistematizada respecto a dicha variable en los artículos  
más recientes, constituyendo esto una brecha metodológica a abordar en futuros trabajos.  
Con relación a la eliminación de fármacos y antibióticos, los resultados de Ajala et al. y de  
Grisales-Cifuentes et al. , que presentan capacidades de adsorción de algunos cientos de mg/g  
para diferentes antibióticos, contrastan considerablemente con los valores menores (del  
orden de algunas decenas de mg/g) obtenido para otros fármacos por parte de Boudrahem et  
al. y de Rusu et al. (18). La diferencia entre estas dos referencias puede llegar a ser importante,  
dado que, como se reseña, la eficiencia de los biosorbentes agroindustriales tampoco puede  
ser generalizada para todas las familias farmacéuticas. Más bien la eficiencia como añaden  
Monisha et al. (17) y Kang et al. (22) en sus revisiones del biocarbón aplicado a la remediación  
de residuos farmacéuticos dependerá de la estructura molecular del contaminante, de la  
polaridad de este, así como de la afinidad del contaminante hacia los grupos funcionales  
presentes en el material empleado para la remediación (23).  
Por otro lado, en el caso específico de los plaguicidas, la escasez relativa de estudios hallados  
en esta revisión comparados con las categorías de metales pesados y fármacos concuerda con  
la aseveración de Beljin et al. (24), ya que, de la totalidad de plaguicidas usados en el mundo,  
solo una proporción muy reducida ha sido objeto de estudio más allá del uso de adsorbentes  
de tipo biológico, constituyendo ésta una limitación importante, sobre todo cuando el  
problema de la contaminación causada por agroquímicos es de gran magnitud, especialmente  
en los países de la región andina.  
Por último, uno de los elementos transversales salidos de la discusión de los distintos estudios,  
como uno de los puntos a mejorar, es la escasa evidencia disponible acerca de la regeneración  
y reutilización de los biosorbentes en múltiples ciclos de adsorción-desorción, un aspecto  
clave para la viabilidad económica de este tipo de tecnologías a escala real. Si bien algunos  
estudios han reportado eficiencias de regeneración de más del 70 % tras varios ciclos gracias  
al uso de ácidos, álcalis o agentes quelantes (6), (9), la mayoría de las investigaciones primarias  
no abordan este punto de forma sistemática, aspecto que constituye, junto con la validación  
en matrices reales y el escalado a nivel planta piloto, una de las líneas de investigación futura  
que se deriva de esta revisión (25), (26).  
CONCLUSIONES  
La citada revisión sistemática adolece de aportar la evidencia científica publicada desde 2016  
hasta un año de finalización en 2026 en torno al desarrollo y la eficiencia de los adsorbentes  
sostenibles provenientes de residuos agroindustriales para la remoción de contaminantes  
emergentes en las aguas residuales, cumpliendo así el objetivo planteado desde el principio.  
Los resultados obtenidos permiten concluir que los residuos agroindustriales con cascaras,  
cascarillas, bagazos, semillas y los subproductos agroindustriales del café, el cacao, el arroz y  
de la caña de azúcar son la materia prima técnicamente viable y de coste reducido para el  
diseño de biosorbentes y biocarbones adecuados para las aguas residuales.  
Se concluye que la modificación química o la activación térmica del material precursor,  
constituyen el factor determinante para aumentar de una forma importante la capacidad de  
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DESARROLLO DE ADSORBENTES SOSTENIBLES A PARTIR DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES PARA LA REMOCIÓN DE  
CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS RESIDUALES: REVISIÓN SISTEMÁTICA  
adsorción ya que se han alcanzado eficiencias de remoción superiores al 80 % para metales  
pesados y colorantes y capacidades de adsorción de varios cientos de mg por gramo para  
algunos antibióticos, mientras que la evidencia existente para la remoción de plaguicidas, a  
pesar de ser esperanzadora, es todavía relativamente pobre, también que existen brechas  
metodológicas importantes en la literatura revisada, sobre todo en lo que respecta hasta la  
evaluación del desempeño de los adsorbentes en matrices de agua residual real, la  
sistematización de los ciclos de regeneración y reutilización, o el escalado de los procesos  
desde el nivel de laboratorio hasta plantas piloto o de tratamiento en la industria.  
Cerrar estas brechas es necesario para confirmar el paso de estas tecnologías desde la  
investigación básica hasta la aplicación práctica y sostenible. Finalmente, se concluye que el  
aprovechamiento de residuos agroindustriales como adsorbentes, para zonas agrícolas de  
producción como Ecuador o de Latinoamérica, representa una oportunidad estratégica  
porque permite atacar simultáneamente dos problemáticas ambientales relevantes: la mala  
disposición de los residuos agrícolas y la contaminación del agua por contaminantes  
emergentes, acorde con los principios de la economía circular y los Objetivos de Desarrollo  
Sostenible.  
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