Evaluación a nivel de laboratorio de un sistema de fotocatálisis

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EVALUACIÓN A NIVEL DE LABORATORIO DE UN SISTEMA DE FOTOCATÁLISIS 
HETEROGÉNEA PARA EL TRATAMIENTO DE LÍQUIDOS FIJADORES AGOTADOS 
DE RADIOLOGÍA, FOTOGRAFÍA Y ARTES GRÁFICAS; SUBSIGUIENTE AL 
PROCESO DE RECUPERACIÓN DE LA PLATA POR ELECTRÓLISIS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTEFANÍA ARDILA ROBLES 
ADRIAAN FELIPE ZÁRATE POLANCO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA 
BOGOTÁ D.C 
2009 
ii 
 
EVALUACIÓN A NIVEL DE LABORATORIO DE UN SISTEMA DE FOTOCATÁLISIS 
HETEROGÉNEA PARA EL TRATAMIENTO DE LÍQUIDOS FIJADORES AGOTADOS 
DE RADIOLOGÍA, FOTOGRAFÍA Y ARTES GRÁFICAS; SUBSIGUIENTE AL 
PROCESO DE RECUPERACIÓN DE LA PLATA POR ELECTRÓLISIS. 
 
 
 
 
 
 
ESTEFANÍA ARDILA ROBLES 
ADRIAAN FELIPE ZÁRATE POLANCO 
 
 
 
 
 
 
 
Tesis para optar al título de 
Ingeniero Ambiental y Sanitario 
 
 
 
 
 
 
 
Director 
ROSALINA GONZÁLEZ FORERO 
Ing. Química 
M.Sc en Tecnología Educativa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA 
BOGOTÁ D.C 
2009 
iii 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nota de Aceptación 
 
________________________ 
 
________________________ 
 
________________________ 
 
 
 
 
 
________________________ 
 Directora 
 
 
 
 
 
________________________ 
 Jurado 
 
 
 
 
 
________________________ 
 Jurado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
iv 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Josué, Nina y Sergio Felipe. 
A todos mis amigos y amigas. 
 
 
Estefanía 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mi Madre por su apoyo incondicional, por su paciencia y ánimo. 
A mi Padre por su esfuerzo. 
A mis hermanos por su constancia y ejemplo. 
A quienes me apoyaron en todo momento. 
 
 
Adriaan 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
v 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
 
 
Los Autores agradecen a: 
 
 
 
 
La Ingeniera Rosalina González Forero; por la orientación, el tiempo y el apoyo brindados 
durante el desarrollo del proyecto. 
 
Al cuerpo docente de la Facultad de Ingeniería Ambiental y Sanitaria de la Universidad de 
La Salle, por los numerosos aportes que hicieron posible la estructuración y ejecución de 
la investigación. 
 
Al Ingeniero Óscar Contento, Sindy Tarazona, Hugo Barón y todo el personal del 
Laboratorio de Ingeniería Ambiental y Sanitaria por su amistad y buena disposición para 
suplir todas las necesidades de la fase de experimentación. 
 
Al Ingeniero Edwin Hernández y a Omnium Multisociedades Ltda., por su excelente 
atención, confianza y valiosa colaboración en la realización del proyecto. 
 
A su familia y amigos, por toda la comprensión, la paciencia y el amor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vi 
 
 
CONTENIDO 
 
 
 pág. 
 
INTRODUCCIÓN 1 
OBJETIVOS 2 
OBJETIVO GENERAL 2 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 2 
 
1. ANTECEDENTES 3 
1.1 Fotocatálisis heterogénea en la degradación de contaminantes 3 
 
2. MARCO TEÓRICO 7 
2.1 GENERALIDADES 7 
2.1.1 Proceso de Generación de Imágenes 7 
2.1.2 Características de los Líquidos Fijadores Agotados 10 
2.1.2.1 Toxicidad 11 
2.1.2.2 Peligrosidad 13 
2.1.3 Alternativas de Tratamiento 14 
2.1.3.1 Tecnologías de Oxidación/Reducción 14 
2.1.3.2 Métodos de Separación 15 
2.1.3.3 Recuperación de la plata 16 
2.1.3.4 Tratamiento Biológico 18 
2.1.4 Gestión de Líquidos Fijadores Agotados 19 
2.1.5 Evaluación de la tecnología fotocatalítica como alternativa de 
Tratamiento de los líquidos fijadores agotados 
 
22 
2.2 PROCESOS AVANZADOS DE OXIDACIÓN (PAO) 23 
2.2.1 Clasificación 24 
2.2.2 Fotocatálisis Heterogénea 24 
2.2.2.1 Aplicabilidad y Limitaciones 26 
2.2.2.2 Ventajas 27 
2.2.3 Fotocatálisis Heterogénea empleando dióxido de titanio (TiO2) como 
Catalizador 
 
27 
2.2.4 Parámetros operacionales del proceso fotocatalítico 28 
2.2.4.1 pH 29 
2.2.4.2 Características del catalizador 29 
2.2.4.3 Concentración del catalizador 31 
2.2.4.4 Temperatura 32 
2.2.4.5 Longitud de onda 32 
2.2.4.6 Intensidad de la radiación 32 
2.2.4.7 Diseño del reactor 33 
2.2.4.8 Naturaleza y concentración del contaminante 35 
2.2.4.9. Aditivos 36 
2.2.4.10 Efecto del Oxígeno 36 
vii 
 
 
 pág. 
 
2.2.5 Mediciones químicas para el seguimiento del proceso fotocatalítico 36 
2.2.6 Degradación de contaminantes orgánicos 37 
2.2.7 Remoción de aniones inorgánicos 38 
 
2.3 MARCO LEGAL 39 
 
3. METODOLOGÍA 41 
 
3.1 SELECCIÓN DE LAS VARIABLES DE ESTUDIO Y MEDICIONES 
QUÍMICAS DE SEGUIMIENTO 
 
41 
3.1.2 Tipo y concentración de catalizador 41 
3.1.3 Dosis de oxidante 43 
3.1.4 Tiempo de retención 44 
3.1.5 Mediciones químicas de seguimiento 45 
 
3.2 PRE – EXPERIMENTACIÓN 46 
3.2.1 Pruebas Preliminares 46 
3.2.2 Caracterización Inicial 47 
3.2.2.1 Toma y Preservación de la muestra 47 
3.2.2.2 Resultados 49 
3.2.3 Selección de la dilución 50 
3.2.4 Determinación de la dosis de peróxido de hidrógeno 52 
3.2.5 Análisis de Difracción de Rayos X del catalizador 54 
3.2.6 Área superficial del catalizador 55 
 
3.3 EXPERIMENTACIÓN 55 
3.3.1 Condiciones experimentales 56 
3.3.1.1 Reactor piloto de Fotocatálisis 56 
3.3.1.2 Inmovilización del TiO2 62 
3.3.2 Pruebas realizadas 63 
3.3.2.1 Prueba de verificación 64 
3.3.2.2 Verificación de diluciones 64 
3.3.3 Operación del sistema 64 
3.3.4 Seguimiento del sistema 66 
 
4. RESULTADOS Y ANÁLISIS 67 
 
4.1 ANÁLISIS GRÁFICO DEL COMPORTAMIENTO DE LA UNIDAD 
PILOTO DE FOTOCATÁLISIS PARA LÍQUIDOS FIJADORES AGOTADOS 
 
69 
4.1.1. Comportamiento temporal de la eficiencia con respecto a la 
concentración de TiO2 
 
70 
4.1.2. Comportamiento temporal del pH respecto a la concentración de TiO2 74 
 
viii 
 
 
 pág. 
 
4.1.3. Comportamiento temporal de la Temperatura respecto a la 
concentración de TiO2 
76 
4.1.4 Comportamiento de la eficiencia con respecto a las 
dosis de H2O2 
 
79 
4.1.5 Correlación entre la eficiencia del tratamiento y el pH de 
la solución 
 
83 
 
4.2. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS DATOS OBTENIDOS DURANTE 
LA FASE DE EXPERIMENTACIÓN 
86 
4.2.1 Medidas de Tendencia Central y Variabilidad 86 
4.2.2 Análisis de relaciones entre variables 87 
4.2.2.1 Aplicación de la prueba de Pearson para correlaciones bilaterales 87 
4.2.2.2 Aplicación de regresiones polinómicas para correlaciones bilaterales 90 
 
4.3 SELECCIÓN DE CONDICIONES ÓPTIMAS DE OPERACIÓN 
DEL REACTOR FOTOCATALÍTICO 
 
94 
4.3.1 Resultados de la aplicación de las condiciones óptimas 
de operación del Reactor Fotocatalítico 
 
94 
4.3.2 Ensayo de fotocatálisis heterogénea aplicando tratamiento 
previo de la muestra 
 
96 
4.3.2.1 Pretratamiento de la muestra 96 
4.3.2.2 Condiciones de operación del reactor fotocatalítico 98 
4.3.2.3 Resultados de la prueba 99 
 
4.4 EVALUACIÓN DE LA VIABILIDAD TÉCNICA Y AMBIENTAL DEL 
TRATAMIENTO FOTOCATALÍTICO 
 
101 
4.4.1 Criterios de Evaluación 101 
4.4.2 Criterios de Calificación 103 
4.4.3 Aplicación de la Metodología y Análisis de los Resultados 103 
 
5. CONCLUSIONES 106 
 
6. RECOMENDACIONES 108 
 
7. BIBLIOGRAFÍA 109 
 
ANEXOS 
 
 
 
 
 
 
ix 
 
 
LISTA DE TABLAS 
 
 
 pág. 
 
Tabla 1. Composición del baño fijador. 9 
Tabla 2. Composición porcentual en peso de cuatro clases de líquido fijador. 10 
Tabla 3. Composición típica de líquidos fijadores agotados de 
 fotoprocesamiento 
 
10 
Tabla 4. Caracterización de líquidos fijadores agotados. 11 
Tabla 5. Información de Toxicidad Aguda de los principales componentes 
 del líquido fijador. 
 
11 
Tabla 6. Toxicidades relativas del ion plata y algunos de sus compuestos. 12 
Tabla 7. Clasificación de los fijadores agotados según Decreto 4741 de 2005. 13 
Tabla 8. Tratamiento biológico de efluentes de fotoprocesamiento. 19 
Tabla 9. Señalizaciónvehicular para el transporte de líquidos fijadores 
 agotados y otros residuos afines. 
 
20 
Tabla 10. Aplicabilidad de la Fotocatálisis Heterogénea. 26 
Tabla 11. Ventajas de los procesos fotoquímicos. 27 
Tabla 12. Materiales para soportes de inmovilización del catalizador. 34 
Tabla 13. Descontaminación fotocatalítica de soluciones acuosas con 
 contenido de iones comunes. 
 
38 
Tabla 14. Normas ambientales colombianas aplicables al proyecto 
 de investigación. 
 
39 
Tabla 15. Condiciones de muestreo. 48 
Tabla 16. Composición porcentual de la muestra recolectada. 48 
Tabla 17. Caracterización inicial de la muestra. 49 
Tabla 18. Resultados de pruebas para selección de la dilución. 52 
Tabla 19. Composición de los líquidos fijadores presentes en la muestra. 53 
Tabla 20. Composición porcentual de la muestra. 53 
Tabla 21. Resultados del análisis DRX del TiO2 empleado en la investigación. 55 
Tabla 22. Áreas superficiales de TiO2 en los ensayos. 55 
Tabla 23. Descripción del Reactor Anular. 58 
Tabla 24. Descripción de la Coraza. 58 
Tabla 25. Descripción Lámpara UV. 59 
Tabla 26. Descripción Tanque de recirculación. 59 
Tabla 27. Descripción bomba sumergible. 60 
Tabla 28. Descripción bomba de aireación. 61 
Tabla 29. Descripción Tanque de acondicionamiento de la muestra. 61 
Tabla 30. Descripción de la Bomba sumergible del tanque de acondicionamiento. 62 
Tabla 31. Características físicas de los filtros de soporte del catalizador. 62 
Tabla 32. Ensayos realizados en la fase experimental. 63 
Tabla 33. Resultados de la prueba de verificación. 64 
Tabla 34. Resultados de pruebas de verificación de las diluciones. 64 
Tabla 35. Métodos de medición de parámetros de seguimiento. 66 
x 
 
 
 pág. 
 
Tabla 36. Resultados para ensayos con 100 mg/L de TiO2. 67 
Tabla 37. Resultados para ensayos con 250 mg/L de TiO2. 68 
Tabla 38. Resultados para ensayos con 500 mg/L de TiO2. 69 
Tabla 39. Consolidado de Eficiencias de Remoción. 74 
Tabla 40. Consolidado de pH final de la muestra para todos los ensayos. 76 
Tabla 41. Consolidado de Temperatura final de la muestra para todos 
 los ensayos. 
 
78 
Tabla 42. Resultados de corrida con 10 mL/L de H2O2, radiación UV y 
 en ausencia de TiO2. 
 
85 
Tabla 43. Consolidado de Eficiencias vs. pH Final de la muestra. 85 
Tabla 44. Medidas de Tendencia Central y Variabilidad para todos los 
 ensayos en conjunto. 
 
86 
Tabla 45. Medidas de Tendencia Central y Variabilidad para las series 
 de corridas. 
 
86 
Tabla 46. Matriz de correlaciones de Pearson. 87 
Tabla 47. Matriz de regresiones polinómicas de segundo orden. 90 
Tabla 48. Matriz de regresiones polinómicas de tercer orden. 91 
Tabla 49. Condiciones óptimas de operación del reactor fotocatalítico. 94 
Tabla 50. Caracterización muestra tratada bajo condiciones óptimas de 
 operación del reactor fotocatalítico. 
 
94 
Tabla 51. Oxidantes empleados en los ensayos. 97 
Tabla 52. Pruebas realizadas para la selección del agente oxidante. 97 
Tabla 53. Resultados de la prueba adicional. 99 
Tabla 54. Subcategorías de la evaluación. 101 
Tabla 55. Ítems de la evaluación. 102 
Tabla 57. Puntajes para la calificación. 103 
Tabla 58. Aplicación de la metodología de evaluación de viabilidad 
 técnica y ambiental. 
 
104 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xi 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 
 pág. 
 
Figura 1. Estructura de una película fotográfica. 7 
Figura 2. Representación esquemática del revelado y fijado de imágenes. 9 
Figura 3. Efectos a la salud humana de la exposición a líquidos fijadores 
 agotados. 
 
12 
Figura 4. Diamante NFPA 704 para líquidos fijadores. 13 
Figura 5. Esquema de celda de electrólisis. 16 
Figura 6. Esquema de un cátodo rotatorio. 17 
Figura 7. Esquema de las etapas de Gestión de los Líquidos Fijadores 
 Agotados. 
 
21 
Figura 8. Clasificación de los PAO. 24 
Figura 9. Diagrama de la banda de energía de una partícula esférica de 
 dióxido de titanio. 
 
25 
Figura 10. Estructura cristalina de a) anatasa y b) rutilo. 28 
Figura 11. Defectos de superficie del TiO2 28 
Figura 12. Patrón de difracción de rayos X para cuatro tipos de TiO2. 31 
Figura 13. Dependencia de la velocidad de reacción con la 
 intensidad de iluminación. 
 
33 
Figuras 14 y 15. Reactor plano y reactor anular. 34 
Figura 16. Esquema general de la metodología de la investigación. 42 
Figuras 17 y 18. Revisión de componentes y montaje definitivo de la 
 unidad piloto de Fotocatálisis Heterogénea. 
 
46 
Figura 19. Procedimiento para la realización de pruebas preliminares. 47 
Figura 20. Composición de la muestra. 49 
Figura 21. Líquido fijador agotado. 50 
Figura 22. Determinación de Plata por absorción atómica. 50 
Figura 23. Procedimiento para selección de la dilución de la muestra. 51 
Figura 24. Esquema del reactor anular. 56 
Figura 25. Esquema de la Unidad Piloto de Fotocatálisis Heterogénea. 57 
Figura 26. Reactor anular. 58 
Figura 27. Coraza y lámpara UV. 59 
Figuras 28 y 29. Sistema de homogenización y recirculación. 60 
Figura 30. Bomba sumergible para recirculación. 60 
Figuras 31 y 32. Tanque de preparación de la muestra y bomba sumergible. 61 
Figura 33. Sistema de distribución y sostenimiento del catalizador 
 en la unidad piloto. 
 
63 
Figura 34. Procedimiento de operación del sistema fotocatalítico 65 
Figuras 35 a 40. Seguimiento de la unidad piloto de fotocatálisis. 66 
Figura 41. Eficiencia para ensayos con 100 mg/L de TiO2 70 
 
 
 
xii 
 
 pág. 
 
Figura 42. Incremento de la turbiedad en el tiempo de reacción para 
 100mg/L de catalizador y 2,5mL/L de TiO2. 
 
71 
Figura 43. Eficiencia para ensayos con 250 mg/L de TiO2 72 
Figura 44. Eficiencia para ensayos con 500 mg/L de TiO2. 73 
Figura 45. pH en función del Tiempo para ensayos con 100 mg/L de TiO2. 75 
Figura 46. pH en función del Tiempo para ensayos con 250 mg/L de TiO2. 75 
Figura 47. pH en función del Tiempo para ensayos con 500 mg/L de TiO2. 76 
Figuras 48, 49 y 50. Variación de la temperatura en función del 
 tiempo por concentración de TiO2. 
 
77 
Figuras 51 a 55. Comportamiento temporal de la eficiencia por dosis 
 de H2O2. 
 
79 
Figuras 56 a 58. Eficiencias finales por cada una de las dosis de H2O2. 82 
Figuras 59 a 61. Correlación ente el pH y las eficiencias de remoción 
 obtenidas. 
 
83 
Figura 62. Correlación entre el pH final y la dosis de H2O2 para las 
 pruebas con 100 mg/L de TiO2. 
 
88 
Figura 63. Correlación entre la eficiencia y la dosis de H2O2 para las 
 pruebas con 100 mg/L de TiO2. 
 
89 
Figura 64. Correlación entre el pH final y la dosis de H2O2 para las 
 pruebas con 500 mg/L de TiO2. 
 
89 
Figura 65. Ajuste a un polinomio de orden 2 de la Eficiencia vs. 
 Dosis de H2O2 en ensayos con 250 mg/L de TiO2 
 
91 
Figura 66. Ajuste a un polinomio de orden 3 del pH final vs. 
 Dosis de H2O2 en ensayos con 250 mg/L de TiO2. 
 
92 
Figura 67. Ajuste a un polinomio de orden 3 de la eficiencia final vs. 
 Dosis de H2O2 en ensayos con 500 mg/L de TiO2. 
 
93 
Figura 68. Liberación de SO4
-2 en función del tiempo de iluminación. 95 
Figura 69. Procedimiento de pretratamiento de la muestra. 98 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xiii 
 
LISTA DE ECUACIONES 
 
 
 pág. 
 
Ecuación 1. Oxidación de haluros de plata en la formación de imágenes 8 
 
Ecuaciones 2 y 3. Reacciones en la recuperación electrolítica de la plata. 17 
 
Ecuación 4. Reacción de sustitución de la plata. 18 
 
Ecuaciones 5 a 7. Mecanismo de la fotocatálisis heterogénea.25 
 
Ecuaciones 8 y 9. Oxidación – reducción fotocatalítica. 37 
 
Ecuación 10. Generación del radical superóxido en procesos fotocatalíticos. 37 
 
Ecuación 11. Cálculo de la eficiencia de remoción. 51 
 
Ecuación 12. Oxidación del Tiosulfato. 54 
 
Ecuación 13. Función polinómica para Eficiencia vs. Dosis de H2O2 
 en ensayos con 250 mg/L de TiO2. 
 
90 
 
Ecuación 14. Función polinómica para el pH final vs. Dosis de H2O2 
 en ensayos con 250 mg/L de TiO2. 
 
92 
 
Ecuación 15. Función polinómica para Eficiencia vs. Dosis de H2O2 
 en ensayos con 500 mg/L de TiO2. 
 
92 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xiv 
 
LISTA DE ANEXOS 
 
 
 pág. 
 
Anexo A. Hojas de seguridad de los Líquidos Fijadores agotados 
 empleados en la experimentación. 
114 
 
Anexo B. Pre-experimentación: Memorias de Cálculo 118 
 
Anexo C. Curvas de calibración para la determinación de plata 
 elemental por espectrofotometría de absorción atómica. 
121 
 
Anexo D. Análisis de difracción de rayos x del dióxido de titanio (anatasa). 123 
 
Anexo E. Ficha técnica del dióxido de titanio (anatasa). 126 
 
Anexo F. Cálculo del área superficial del tio2 en los ensayos. 127 
 
Anexo G. Procedimientos de preparación del Reactor Fotocatalítico. 129 
 
Anexo H. Procedimientos de análisis químicos de seguimiento. 134 
 
Anexo I. Formato de registro de datos de seguimiento del reactor 
 fotocatalítico en la fase de experimentación. 
138 
 
Anexo J. Resultados de las regresiones polinómicas para la correlación 
 bilateral de variables. 
139 
 
Anexo K. Criterios de calificación para la metodología de evaluación 
 de viabilidad técnica y ambiental. 
142 
 
Anexo l. Información base para la evaluación de viabilidad Técnica y 
 Ambiental. 
146 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xv 
 
GLOSARIO 
 
 
ADSORCIÓN: La adsorción consiste en la eliminación de algunos componentes de una 
fase fluida mediante un sólido que lo retiene. Si la fase fluida es un líquido, la operación 
se denomina a veces percolación. Solamente los sólidos que poseen un área superficial 
elevada se desempeñan como adsorbentes de interés: carbón activado, gel de sílice, 
alúmina activada, etc. 
 
ALOTROPÍA: Se habla de alotropía cuando un sólido elemental tiene más de una 
estructura cristalina. La existencia de una estructura cristalina depende de la temperatura 
y la presión exteriores. 
 
ANATASA: Una de las tres formas alotrópicas del dióxido de titanio (TiO2), de alto 
desempeño como catalizador en procesos fotocatalíticos. Su estructura está compuesta 
por un ensamble en el cual las moléculas octaédricas están conectadas por sus vértices. 
 
ÁNGULO DE BRAGG: Dentro del marco de la Ley de Bragg, es el ángulo predecible en 
el cual los rayos X son difractados por un material con estructura atómica periódica 
(materiales cristalinos). 
 
ARTES GRÁFICAS: En general, el término artes gráficas hace referencia a la elaboración 
de todo tipo de elementos visuales fundamentadas en técnicas de grabado y dibujo, 
aunque suele restringirse a las técnicas relacionadas con la imprenta. Es el proceso de la 
creación de un diseño y su posterior transferencia hacia un sustrato. 
 
BANDA DE CONDUCCIÓN: Es la banda de energía permitida más baja de un sólido, 
aislante o semiconductor, que se encuentra totalmente vacía de electrones a 0 K. Cuando 
el sólido está a temperatura superior, los electrones excitados de la banda de valencia 
pasan a esta banda vacante, la cual queda parcialmente ocupada. 
 
BANDA DE VALENCIA: Banda de energía más alta en un sólido, completamente 
ocupada por electrones a 0 K. A temperatura superior, algunos electrones de esta banda 
pasan a la banda de conducción, quedando huecos que contribuyen a la conducción del 
sólido. En los aislantes y semiconductores, los estados vacíos de la banda de valencia 
pueden llevar corriente eléctrica como huecos cargados positivamente. 
 
CATALIZADOR: Un catalizador es una sustancia o factor externo que reduce la barrera 
de energía de activación entre los reactivos y productos de una reacción química. En 
otras palabras, aumenta la rapidez de las reacciones directas e inversas. 
 
DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO): La DQO es una medida del oxígeno 
requerido para oxidar todos los compuestos orgánicos e inorgánicos presentes en el agua 
o residuos líquidos; mediante la acción de agentes fuertemente oxidantes en medio ácido 
y se expresa en miligramos por litro de oxígeno (mg/L de O2). 
 
xvi 
 
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO): Es una medida de la cantidad de 
oxígeno consumido en el proceso biológico de degradación de la materia orgánica en el 
agua o residuos líquidos. Al igual que la DQO, se expresa en miligramos por litro de 
oxígeno (mg/L de O2). 
 
DIÓXIDO DE TITANIO: Compuesto químico de fórmula TiO2, disponible en tres formas 
alotrópicas: la anatasa, el rutilo y la brookita. Es un material reconocido por sus 
excepcionales propiedades como semiconductor en procesos de fotocatálisis, puesto que 
acelera eficientemente las reacciones químicas provocadas por la luz. Es, además, la 
forma comercial más común del titanio. 
 
ELECTRODO: Un electrodo es un conductor utilizado para hacer contacto con una parte 
no metálica de un circuito, por ejemplo, un semiconductor, un electrolito, el vacío, un gas, 
etc. El término hace referencia tanto a un ánodo, definido como el electrodo al cual se 
adhieren los electrones y ocurre una oxidación; como al cátodo, en donde ocurre la 
reducción. 
 
ELECTRÓLISIS: Es un proceso en el que se consume energía eléctrica para inducir una 
reacción en un compuesto químico ionizable. Involucra la presencia de un ánodo, que es 
el electrodo en el cual ocurre la oxidación; y de un cátodo, en el cual ocurren los procesos 
de reducción. 
 
ENERGÍA DE BANDGAP: También llamada Energía de Banda Prohibida, se define como 
la diferencia de energía entre la base de la banda de conducción y la parte superior de la 
banda de valencia de un semiconductor o un aislante. 
 
FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA: Es un proceso catalítico en el que en alguna de las 
etapas ocurre mediante la generación de pares electrón – hueco en la superficie de un 
semiconductor que es irradiado con la longitud de onda adecuada. En la fotocatálisis 
oxidativa, los huecos pueden oxidar las moléculas adsorbidas directamente o a través de 
la formación de radicales OH°, mientras los electrones son atrapados por un oxidante. 
 
FOTODEPOSICIÓN: Es la deposición de metales como la plata y el zinc, que ocurre 
sobre la superficie de un semiconductor que actúa como catalizador en un proceso foto-
oxidativo. Lo anterior atendiendo a las propiedades electrónicas del material utilizado y al 
estado iónico en que el metal en cuestión se encuentre en la solución. 
 
LÍQUIDO FIJADOR AGOTADO: Preparación química mezclada con agua, gastada; que 
queda como residuo peligroso del proceso de fijado de imágenes diagnósticas, fotografías 
y microfilms. 
 
OXIDACIÓN: Es una reacción química que implica la pérdida de uno o más electrones de 
una entidad química, a veces llamada deselectronación. Representa un aumento en el 
número de oxidación de un elemento o un substrato. 
 
xvii 
 
PAR ELECTRÓN-HUECO: Un par electrón-hueco se genera cuando un electrón excitado 
de la banda de valencia salta a la banda de conducción de un sólido, un aislante o un 
semiconductor; ocupando un espacio en libre en la banda de conducción y dejando un 
hueco en la banda de valencia. 
 
PERÓXIDO DE HIDRÓGENO: Conocido comúnmente como agua oxigenada, es un 
compuesto químico altamente polar. Es un poderoso oxidante, inestable y se descompone 
rápida y exotérmicamente en oxígeno y agua. Puede causar combustión espontánea 
cuando entra en contacto con materia orgánica o algunos metales como el cobre. Su 
fórmula química es H2O2. 
 
pH: Término que expresala actividad del ion hidrógeno en una disolución, definido por la 
relación 
pH = -log H+ 
 
Una disolución acuosa de pH inferior a 7 es ácida, de pH = 7 es neutra y de pH superior a 
7 es básica. 
 
RADIACIÓN ULTRAVIOLETA: Es la radiación luminosa correspondiente al espectro 
electromagnético que se extiende desde el extremo violeta del visible hasta frecuencias 
mayores. El ultravioleta próximo está entre 200 y 380 nm y el ultravioleta lejano o de vacío 
entre 10 y 200 nm. 
 
RECOMBINACIÓN: Se llama recombinación al fenómeno en el que, formado un par 
electrón-hueco, el electrón que pasó a la banda de conducción pierde energía y regresa a 
su origen en la banda de valencia de un sólido, semiconductor o aislante. 
 
REDUCCIÓN: Cualquier proceso en el que una entidad molecular gana uno o más 
electrones, es decir, disminuye su número de oxidación. Se llama también electronación y 
es el proceso inverso de la oxidación. 
 
RESIDUO PELIGROSO: Es aquel residuo o desecho que por sus características 
corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables, infecciosas o radiactivas puede 
causar riesgo o daño a la salud humana y el ambiente. Así mismo, se considera residuo o 
desecho peligroso a los envases, empaques y embalajes que hayan estado en contacto 
con ellos. 
 
SEMICONDUCTOR: Se llama semiconductor a un material sólido cuya conductividad 
eléctrica es intermedia entre la de los metales y la de los aislantes y que depende de la 
temperatura. La diferencia entre metal y semiconductor se explica por sus estructuras de 
bandas respectivas. 
 
TIOSULFATO: El anión tiosulfato forma las sales del ácido tiosulfúrico (H2S2O3) y su 
fórmula química es S2O3
-2. Los tiosulfatos son estables a pH básico y neutro. Su 
descomposición da como resultado la formación de azufre elemental, ácido sulfhídrico, 
dióxido de azufre y otros compuestos azufrados en presencia de un ácido. 
xviii 
 
RESUMEN 
 
 
La tecnología fotocatalítica es un Proceso de Oxidación Avanzada que ha demostrado ser 
una alternativa de alta eficiencia para el tratamiento de efluentes con características de 
toxicidad o con componentes de difícil destrucción. La presente investigación se basa en 
la aplicación a escala piloto de la fotocatálisis heterogénea como alternativa de 
tratamiento para líquidos fijadores agotados de radiología, fotografía y artes gráficas; 
residuos que por sus características de peligrosidad, representan altos impactos 
ambientales una vez son introducidos al medio ambiente. 
 
Para el desarrollo de la fase experimental, se utilizó un fotorreactor piloto de tipo anular en 
el cual se conjugó el efecto de la radiación ultravioleta aplicada por periodos máximos de 
120 minutos, la adición de peróxido de hidrógeno al 30% y el uso de dióxido de titanio 
tipo anatasa como catalizador. 
 
Para evaluar el desempeño del sistema de fotocatálisis y determinar las condiciones 
óptimas de funcionamiento del proceso, se escogió la Demanda Química de Oxígeno 
(DQO) como medición química de seguimiento y se determinó la influencia que sobre la 
eficiencia del tratamiento tienen la modificación de la dosis de peróxido de hidrógeno y 
las concentraciones de TiO2. Adicionalmente, se verificaron el pH y la temperatura del 
sistema como parámetros de control de la operación de la unidad. 
 
De acuerdo con los resultados obtenidos, la combinación de una dosis de 500 mg/L de 
TiO2 y 5 mL/L de peróxido de hidrógeno al 30% produce el mejor desempeño del sistema. 
Sin embargo, se observó que a pesar de que el tratamiento es una opción de alto 
rendimiento para oxidar la fracción biodegradable de los líquidos fijadores agotados, bajo 
las condiciones de óptimas de operación la eficiencia global es del 61,2%, en términos de 
remoción de la DQO; debido a la compleja composición del residuo y a la alta 
concentración de compuestos inorgánicos en el mismo. 
 
Palabras Clave: Procesos Avanzados de Oxidación, Fotocatálisis Heterogénea, Líquidos 
fijadores agotados, Reactor piloto de fotocatálisis, Radiación Ultravioleta, Dióxido de 
titanio, Peróxido de Hidrógeno, DQO. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xix 
 
ABSTRACT 
 
 
The photocatalytic technology is an Advanced Oxidation Process which has proved to be a 
high-efficient option in the treatment of toxic effluents, or with compounds whose 
destruction results very difficult. This investigation is based on the scaled application of 
heterogeneous photocatalysis as an alternative for the treatment of fixing bath wastes 
produced in radiology, photography laboratories and graphic industries. The introduction of 
these substances into de environment involves subsequent high environmental impacts 
due to their hazardous characteristics. 
 
An annular photoreactor was used in the experimental phase, conjugating the effect of 
ultraviolet radiation (applied during 120 minutes), the addition of a 30% solution of 
hydrogen peroxide as oxidizing agent and the use of anatase titanium dioxide as catalyst. 
 
In order to evaluate the photocatalytic system performance and to determine the optimum 
operation conditions of the process, the Chemical Oxygen Demand (COD) was chosen as 
the main chemical follow-up measurement. The influence that variation of hydrogen 
peroxide dose and TiO2 concentration has over the treatment efficiency was also 
determined. In addition, the pH and temperature of the liquid waste were also monitored, 
since they were selected as control parameters of the unit’s operation. 
 
According to the obtained results, the combination of a 500 mg/L dose of TiO2 and 5 mL/L 
of 30% peroxide hydrogen produces the best performance of the system. However, it was 
observed that in spite of the treatment being an excellent option to achieve the oxidation of 
the biodegradable fraction of used fixing bath, the global efficiency is 61,2% in terms of 
COD removal, under the optimum operation conditions. This could be attributed to the 
complexity of waste’s composition and its high concentration of inorganic compounds. 
 
Key Words: Advanced Oxidation Processes, Heterogeneous Photocatalysis, Used fixing 
bath, Photocatalytic scaled reactor, Ultraviolet radiation, Titanium dioxide, Hydrogen 
peroxide, COD. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
 
En la actualidad, el problema de tratamiento y disposición final de residuos peligrosos 
industriales constituye una de las mayores preocupaciones de los pequeños, medianos y 
grandes generadores de los mismos en el país y fuera de él; puesto que las disposiciones 
legales que establecen obligaciones con respecto a estos materiales, implican una 
responsabilidad ambiental, social y de calidad que requiere de soluciones efectivas. 
 
Los líquidos fijadores empleados en el procesamiento de imágenes principalmente en 
laboratorios de fotografía, radiología y empresas de artes gráficas; son catalogados por la 
legislación ambiental colombiana y las regulaciones de otros países como residuos de 
carácter peligroso una vez han sido utilizados. En vista de la alta carga contaminante 
presente en los líquidos fijadores agotados, del impacto ambiental que se genera una vez 
éstos ingresan al medio ambiente y de la necesidad de explorar nuevas tecnologías para 
el tratamiento de este tipo de efluentes líquidos, se desarrolló la presente investigación 
cuyo objetivo fundamental es evaluar a nivel de laboratorio un sistema de fotocatálisis 
heterogénea como alternativa para tratar los líquidos fijadores agotados, una vez se ha 
extraído la plata metálica de la solución mediante el proceso de electrólisis. 
 
La tecnología fotocatalítica ha demostrado, en el desarrollo de numerosos estudios, ser 
una opción de alta eficiencia en la remoción de contaminantes de efluentes industriales de 
orígenes variados con cargas contaminantes elevadas o especiales por su peligrosidad. 
El presente documento constituye el informe final de la aplicación a escala piloto de la 
fotocatálisis heterogénea sobre una muestra real; en donde sedescriben con detalle los 
fundamentos teóricos, la metodología utilizada, las condiciones experimentales y los 
resultados obtenidos. 
 
En la primera parte de este documento se referencian las investigaciones previas que 
sirvieron de punto de partida para la estructuración de la metodología experimental, el 
marco conceptual sobre el cual se desarrolló el proyecto y las disposiciones legales 
colombianas que están relacionadas con el objetivo principal de la investigación. 
 
Posteriormente, se especifican la secuencia y condiciones bajo las cuales se llevaron a 
cabo los experimentos de fotocatálisis; se presentan los resultados de la implementación 
de la tecnología para los líquidos fijadores agotados y el análisis de los mismos; llevado a 
cabo mediante métodos gráficos y estadísticos. 
 
Finalmente, el análisis de viabilidad del sistema, basado en la información recolectada 
durante el desarrollo del proyecto, permitió determinar la aplicabilidad de la fotocatálisis 
heterogénea a escala real, las implicaciones y requerimientos que tiene este proceso para 
su utilización y la conveniencia de seguir ahondando en su estudio para el caso específico 
de los líquidos fijadores agotados. 
 
 
 
 
 
2 
 
 
OBJETIVOS 
 
 
 
OBJETIVO GENERAL 
 
Evaluar a nivel de laboratorio un sistema de fotocatálisis heterogénea para el tratamiento 
de líquidos fijadores agotados de radiología, fotografía y artes gráficas; subsiguiente al 
proceso de recuperación de la plata por electrólisis. 
 
 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
 
Determinar las condiciones óptimas de operación a nivel de laboratorio del reactor 
fotocatalítico en el tratamiento de líquidos fijadores agotados. 
 
Evaluar la influencia de cada una de las variables de seguimiento en el tratamiento de 
líquidos fijadores agotados por fotocatálisis heterogénea. 
 
Determinar la viabilidad técnica y ambiental del tratamiento de líquidos reveladores y 
fijadores agotados, subsiguiente al proceso de recuperación de la plata por electrólisis, 
mediante fotocatálisis heterogénea. 
 
 
3 
 
1. ANTECEDENTES 
 
 
Los Procesos Avanzados de Oxidación (PAO) han tenido un amplio desarrollo durante las 
últimas décadas. Cuanto más avanzan los estudios en el tema, mayor es la evidencia 
científica que demuestra que es posible aplicar estas tecnologías a gran escala como 
alternativas de tratamiento para efluentes líquidos y gaseosos de difícil tratamiento por 
métodos convencionales. 
 
La Fotocatálisis Heterogénea es un PAO fotoquímico que ha sido objeto de investigación 
para numerosos contaminantes de composición compleja en los ámbitos nacional e 
internacional. Sus principios, aplicabilidad, ventajas y desventajas han sido definidos de 
manera global y para su implementación en el tratamiento de sustancias específicas. 
 
A continuación, se presentarán los aspectos más relevantes de la evolución de la 
Fotocatálisis Heterogénea como tecnología de depuración de residuos líquidos. 
Posteriormente, se hará referencia a estudios previos referentes al tema que son de vital 
importancia para la fundamentación teórica y práctica de la presente investigación. 
 
 
1.1 Fotocatálisis heterogénea en la degradación de contaminantes. 
 
Los primeros avances en el campo de la Fotocatálisis Heterogénea tienen su origen en 
1972, cuando Fujishima y Honda1 descubrieron el rompimiento fotoquímico del agua en 
hidrógeno y oxígeno mediante el uso de dióxido de titanio (TiO2). A partir de este 
momento, se llevaron a cabo múltiples trabajos orientados hacia la producción de 
hidrógeno a partir del agua por medio de la mencionada reacción de oxidación-reducción, 
utilizando una gran variedad de semiconductores.2 
 
Unos años después, aparece la primera publicación sobre Fotocatálisis Heterogénea 
como proceso de degradación de contaminantes en fase acuosa y gaseosa (Carey, 
Tosine y Lawrence, 19763). Entre 1976 y 1985 no se vislumbraban aún aplicaciones 
concretas del proceso y fueron escasas las publicaciones realizadas. Sin embargo, en la 
segunda mitad de los años 80, el éxito de los primeros experimentos llevó a la comunidad 
científica a considerar a la Fotocatálisis Heterogénea como un método universal para la 
degradación de contaminantes orgánicos. 
 
Conforme continuaron los estudios en el tema, en la década de los 90 los resultados de la 
experimentación se tornaron confusos y se hicieron evidentes las desventajas que la 
tecnología presenta en su aplicación real, como la lentitud del proceso de degradación 
global y la dificultad de generar grandes cantidades de radicales hidroxilo.4 
 
1
 FUJISHIMA, A., HONDA, K. Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode. En: Nature. 
Vol. 238. 1972; p. 210 – 221. 
2
 AL–RASHEED, Radwan. Water treatment by heterogeneous photocatalysis, an overview. Saline Water 
Conversion Corporation. Arabia Saudita. 2005. 10 p. 
3
 CAREY, J.H., LAWRENCE, J. y TOSINE, H.M. Bull. Environm. Contam. Toxicol. Vol. 16(6). 1976; p. 697 – 
701. 
4
 BLANCO, Julián, et al. Purificación de aguas por fotocatálisis heterogénea: Estado del arte. Cap. 3. Almería, 
2005; p. 52 – 76. 
4 
 
En la actualidad, ya no se cree que la Fotocatálisis Heterogénea sea un proceso universal 
y se reconocen casos concretos en los cuales puede resultar viable y competitiva frente a 
otras alternativas de tratamiento.5 
 
Como referencia para la presente investigación, se han revisado los trabajos que sobre la 
aplicación de tecnologías fotocatalíticas en la degradación y transformación de 
contaminantes se han desarrollado en la Universidad de La Salle, Colombia. Los 
resultados obtenidos para la destrucción de sustancias persistentes y de difícil tratamiento 
sirven como sustento para el desarrollo de este proyecto que, pese a que difiere 
sustancialmente de las investigaciones mencionadas en lo que respecta al residuo a 
tratar; ostenta características similares en cuanto a la metodología de experimentación. 
 
Se ha encontrado que la fotocatálisis con radiación ultravioleta presenta eficiencias entre 
el 90% y el 100% para la remoción de cianuros en concentraciones de 1 a 500 mg/L tanto 
en soluciones sintéticas como en vertimientos industriales (Barrios y Gil, 2005.6); 
superiores al 90% para la degradación de tensoactivos aniónicos en concentraciones 
iguales o inferiores a 500 mg/L (Moncada y Cubillos, 2006.7); hasta de 89% para la 
destrucción del plaguicida Attamix SB (Cáceres y Gómez, 2008.8); y hasta un 94% en la 
remoción de Thiodan (Duarte y Forero, 20089). 
 
Aunque existe información disponible acerca del comportamiento de soluciones 
preparadas en laboratorio con composición similar a la de los efluentes de procesamiento 
de imágenes y se sabe por la bibliografía que es necesaria la adición de oxidantes en la 
remoción de los contaminantes de los líquidos fijadores agotados; no se han determinado 
con claridad los valores óptimos para las variables de control, requeridos para lograr 
eficiencias significativas en el sistema fotocatalítico para el tratamiento de este tipo de 
residuos ni se han llevado a cabo pruebas con efluentes reales en reactores piloto. 
 
Exintaveloni et al.10, desarrollaron una investigación en la cual se estudió la reducción del 
contenido orgánico y la decolorización fotocatalítica de agua residual preparada en 
laboratorio, similar a la proveniente del procesamiento de imágenes, empleando para tal 
fin métodos de fotocatálisis homogénea y heterogénea. En el caso de la fotocatálisis 
heterogénea, se evaluó el efecto del tipo de catalizador a emplear y la adición de 
oxidantes como peróxido de hidrógeno (H2O2) sobre el grado de descomposición del agua 
residual tratada. 
 
 
5
 Ibid., p. 56. 
6
 BARRIOS, Adier Iván. GIL, Juan Álvaro. Evaluación a nivel de laboratorio de un sistema de 
destrucción fotocatalítico de cianuros. Universidad de La Salle; 2005; 142 p. 
7
 MONCADA,Juan Esteban. CUBILLOS, David. Evaluación a nivel de laboratorio de un sistema de 
remoción fotocatalítico de tensoactivos aniónicos. Universidad de La Salle; 2006; 186 p. 
8
 CÁCERES, Carmen. GÓMEZ, Katherine. Determinación del nivel de degradación por 
Fotocatálisis Heterogénea del Plaguicida Attamix SB a nivel de laboratorio. Universidad de La 
Salle; 2008; 180 p. 
9
 DUARTE, Carol Jimena. FORERO, Víctor Fabián. Evaluación de un sistema de oxidación por 
fotocatálisis para la degradación del plaguicida “thiodan 35 ec” (i.a. endosulfan) a nivel de 
laboratorio. Universidad de La Salle; 2008; 179 p. 
10
 EXINTAVELONI, et al. Photocatalytic treatment of photoprocessing effluents. Aristotle University 
of Thesalonikki, Grecia. 2004. 4p. 
5 
 
Partiendo de un residuo sintético, con una Demanda Química de Oxígeno (DQO) de 5000 
mg/L, se experimentó con dióxido de titanio comercial (anatasa), dióxido de titanio tipo 
P25 y peróxido de hidrógeno en distintas cantidades en un tiempo de radiación UV de los 
0 a los 400 minutos; realizándose mediciones de contenido orgánico total (expresado 
como Carbono Orgánico Total) cada 50 minutos. Los ensayos realizados arrojaron como 
resultado que la aplicación de Fotocatálisis Heterogénea empleando luz artificial, dióxido 
de titanio y peróxido de hidrógeno en combinación; conduce a una reducción del 75 a 
80% de la carga orgánica del residuo sintético. De allí y de otros datos relevantes en la 
literatura, se concluyó que el tratamiento fotocatalítico de los residuos de 
fotoprocesamiento puede ser empleado como una herramienta poderosa para la 
reducción del color, el contenido de materia orgánica y la toxicidad de este efluente 
líquido. 
 
Otro estudio relacionado con la investigación, fue desarrollado por Akmehmet et al.11, en 
donde se examina la aplicación de procesos de oxidación fotoquímicos y no fotoquímicos 
en el tratamiento de aguas residuales provenientes de la industria textil, blanqueamiento 
de papel, industria farmacéutica y de fotoprocesamiento. Los efectos de las condiciones 
de reacción en la eficiencia del proceso fueron evaluados en términos de la 
biodegradación de los contaminantes de interés. La muestra a tratarse fue preparada en 
laboratorio mezclando efluentes de blanqueamiento, fijación y estabilización de imágenes, 
con base en la tasa de generación de dichos residuos. Debido a que la DQO inicial de la 
mezcla tenía un valor de 70000 mg/L, se recurrió a una dilución 1 a 10 para aplicar el 
proceso de oxidación avanzada, controlando las condiciones de pH y la adición de 
peróxido de hidrógeno, utilizando dióxido de titanio como catalizador e irradiación de luz 
UV a una longitud de onda de 254 nanómetros. 
 
Los resultados permitieron establecer que es necesaria la presencia de peróxido de 
hidrógeno (en este caso, a una concentración de 1M) para obtener una remoción 
significativa de la DQO de la muestra, incrementándose la remoción en un 54% con base 
en el tratamiento sin la adición de este oxidante. No se observaron cambios significativos 
en la eficiencia de la reacción dentro de un rango de pH de 5 a 9 para el experimento. Se 
determinó igualmente que, no solamente para los vertimientos de fotoprocesamiento sino 
para las demás muestras estudiadas, la mayor remoción de DQO fue lograda empleando 
luz UV a longitud de onda de 254 nanómetros. 
 
Por otro lado, la degradación fotocatalítica de fenoles (presentes en los líquidos fijadores 
agotados) utilizando peróxido de hidrógeno y de dióxido de titanio irradiado con luz UV; 
fue investigada por Akbal y Nun Onar12. Se determinaron los efectos de las 
concentraciones del oxidante y el catalizador, así como las variaciones de pH fueron 
estudiados usando como herramienta el análisis de las constantes de degradación de los 
fenoles. 
 
 
11
AKMEHMET, I. et al. Application of Advanced Oxidation Processes to Different Industrial 
Wastewaters. Journal of Environmental Science and Health. Vol. A 38, No. 8, p. 1587 – 1596. 
Estambul, 2003. 
12
AKBAL F., NUN ONAR, A. Photocatalytic degradation of Phenol. Environmental Monitoring and 
Assessment, Volumen 83, Número 3, Abril de 2003, p. 295 – 302. 
6 
 
Se encontró que la fotodegradación es un método efectivo para remover estos 
compuestos y la desaparición de los mismos obedece a cinéticas de primer orden. La 
cantidad de dióxido de carbono producida durante la degradación corresponde a la 
mineralización completa de los compuestos de interés, razón por la cual la alternativa de 
tratamiento es apta para ser empleada en residuos con contenidos fenólicos. 
 
Con el fin de plantear las alternativas de gestión para los líquidos fijadores y reveladores 
agotados, Pérez y Hernández13 realizaron un estudio mediante visitas de inspección 
técnica a 41 Instituciones que prestan servicios de salud (IPS) en Bogotá. Se observó que 
la generación de los residuos de interés es muy variable, el líquido revelador agotado se 
vierte a la red de alcantarillado y el fijador es almacenado para ser vendido a personas 
que realizan la actividad de recuperación de plata a partir de residuos fotográficos. El 
cálculo de la producción de los líquidos que quedan como residuo del proceso de 
revelado y fijado en las IPS de Bogotá, arrojó un dato correspondiente a 160960,4 
galones al año, cantidad que equivale en peso aproximadamente a 804 toneladas de 
residuos peligrosos que son vertidos a los cuerpos de agua. 
 
El proceso de recuperación se realiza a través de electrólisis por parte de las empresas 
tratadoras. Durante el diagnóstico realizado se identificaron 15 establecimientos donde se 
lleva a cabo esta actividad, a 8 de ellos se les realizó visita de inspección técnica y se 
determinó que son pequeñas empresas que están operando sin tener en cuenta medidas 
de manejo ambiental, algunas de ellas desconocen la peligrosidad del residuo y las 
obligaciones legales establecidas para su transporte, almacenamiento, recuperación y 
disposición final. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13
PÉREZ, María Catalina. HERNÁNDEZ, Edwin. Alternativas de gestión integral de los líquidos 
reveladores y fijadores agotados para el sector de servicios en Bogotá D.C. Universidad de La 
Salle, 2005. 136 p. 
7 
 
2. MARCO TEÓRICO 
 
 
A continuación se presenta la fundamentación teórica que enmarca el estudio en 
laboratorio de la Fotocatálisis Heterogénea como alternativa para el tratamiento de 
líquidos fijadores agotados provenientes de los procesos de radiología, fotografía y artes 
gráficas; después de la recuperación de la plata. 
 
 
2.1 GENERALIDADES 
 
Los líquidos fijadores agotados son considerados, dentro del marco de la legislación 
ambiental colombiana, como residuos de carácter peligroso14. En los apartados siguientes 
se expondrán su proveniencia, características físicas, químicas y toxicológicas; las 
alternativas de tratamiento y se hará un acercamiento a su gestión. 
 
 
2.1.1 Proceso de generación de imágenes. 
 
Aunque algunas condiciones del proceso varían de acuerdo al tipo de imágenes que se 
deseen obtener (radiográficas, fotográficas o microfilms) y de las características finales 
específicas que sean requeridas para las mismas (por ejemplo, ausencia o presencia de 
color), las etapas para su obtención son comunes y se mencionan a continuación. 
 
 Exposición 
 
Un material fotográfico o radiográfico consiste en una hoja o película fabricada a base de 
plástico, papel o vidrio; recubierto por una emulsión compuesta de un material polimérico 
que contiene numerosos cristales de haluros de plata fotosensibles. Los haluros de plata 
utilizados en las emulsiones fotográficas y radiográficas incluyen el bromuro de plata, 
cloruro de plata, yoduro de plata, o mezclas de los anteriores. 
 
 
Figura 1. Estructura de una película fotográfica. 
 
 
 
 
 
 
Fuente: FOTOGRAFÍA Y ARTES VISUALES DE MÉXICO.Información técnica de fotografía. Disponible en la 
red en <URL:http://www.f22mx.com/pages/infotecnica/infotecnica.html.> 
 
 
La exposición de la emulsión a la luz da como resultado la formación de una “imagen 
latente”. La incidencia de la luz sobre las moléculas de haluro de plata (AgX) en la 
 
14
 MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Decreto 4741 del 30 de 
diciembre de 2005. Anexo I. 
8 
 
emulsión, ocasiona la oxidación de algunas de ellas en átomos de plata metálica (Ag0). El 
proceso puede representarse de manera simplificada mediante la siguiente ecuación: 
 
 
Ecuación 1. Oxidación de haluros de plata en la formación de imágenes. 
 
AgX + luz → Ag0 
 
Fuente: BOBER, T., VACCO, D., DAGON, T. y FOWLER, H. 2004. 
 
 
La imagen latente es prácticamente invisible para el ojo humano, debido a que está 
compuesta únicamente por una pequeña porción de la cantidad total de haluros de plata 
disponibles en la emulsión. El número de átomos transformados depende principalmente 
de la intensidad de la luz y la duración de la exposición. 
 
 Revelado 
 
Con el fin de representar utilidad alguna, la imagen latente debe ser mejorada o 
amplificada, convirtiendo otras moléculas de haluros de plata en plata elemental, hasta 
que la imagen metálica se haga completamente visible. Lo anterior se realiza de manera 
química mediante un proceso denominado desarrollo o revelado. Como su nombre lo 
indica, la imagen latente es desarrollada sumergiendo la emulsión en una solución 
reveladora, la cual contiene un agente químico reductor de pH usualmente alcalino. 
 
Para producir resultados con la mayor calidad posible y lograr las características 
deseadas en la imagen final desarrollada, es necesario detener la reacción de revelado 
rápidamente por medio de un baño de parada. Éste consiste, generalmente, en ácido 
acético diluido en agua y causa el cese de la acción del agente revelador. En la 
actualidad, el baño de parada es mezclado con frecuencia con la siguiente solución 
empleada en el proceso, el fijador, para formar un baño en el rango de pH entre 4 y 6 que 
combina la detención del revelado con el fijado de la imagen15. 
 
 Fijado 
 
Después de que la imagen latente ha sido revelada y transformada en una imagen de 
plata metálica, el remanente de la emulsión contiene aún haluros de plata no 
desarrollados. Debido a que eventualmente estas sales se convertirán en plata elemental 
si se exponen a la luz o al calor, deben ser removidas de la emulsión. El fijador es una 
sustancia que disuelve selectivamente las moléculas de haluro de plata, dejando así los 
átomos de plata elemental adyacentes intactos. 
 
En la mayoría de los casos está compuesto de tiosulfato, S2O3
-2 (usualmente las sales de 
sodio, potasio o amonio). El fijador disuelve los haluros de plata no utilizados para dar 
formación a un complejo de tiosulfato de plata, Ag(S2O3)2
-3, el cuál es estable y soluble en 
agua.16 
 
15
 BOBER, T., VACCO, D., DAGON, T. y FOWLER, H. Handbook of Industrial and Hazardous Wastes 
Treatment. Cap. 6. Treatment of Photographic Processing Wastes. New York, 2004. p 277. 
16
 Ibid., p. 277. 
9 
 
Figura 2. Representación esquemática del revelado y fijado de imágenes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: FOTOGRAFÍA Y ARTES VISUALES DE MÉXICO. Información técnica de fotografía. Disponible en la 
red en <URL:http://www.f22mx.com/pages/infotecnica/infotecnica.html> 
 
 
La Tabla 1 muestra los componentes del baño fijador y su función en el proceso de 
generación de imágenes: 
 
 
Tabla 1. Composición del baño fijador. 
Componente Producto Químico Función 
Activador Ácido acético Neutralizar el revelador y parar su acción 
Agente fijador Tiosulfato de amonio Eliminar los haluros de plata no revelados en la 
emulsión 
Endurecedor Alumbre de potasio Endurecer y encoger la emulsión 
Preservante Sulfito de sodio Mantener el equilibrio químico 
Tampón Acetato Estabilizar el pH 
Agente secuestrador Ácido bórico/sales Eliminar los iones de aluminio 
Disolvente Agua Disolver los compuestos 
Fuente: BUSHONG, S.C. Manual de radiología para técnicos. Elsevier. España; 2005; 660 p. 
 
 
La proporción en la que los anteriores componentes se encuentran presentes en el líquido 
fijador depende del tipo de proceso para el cuál ha sido fabricado y del fabricante mismo. 
Existen cuatro clases principales de baño fijador: a) El empleado en la generación de 
imágenes radiográficas; b) El empleado en la generación de imágenes fotográficas a 
color; c) El empleado en la generación de imágenes fotográficas en blanco y negro y d) El 
empleado en la generación de microfilms y pre-prensa para el sector de artes gráficas. 
En la Tabla 2 se comparan las composiciones porcentuales de las cuatro clases de 
fijador, provenientes de un mismo fabricante. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
Tabla 2. Composición porcentual en peso de cuatro clases de líquido fijador. 
 
 
Componente 
Porcentaje en peso (%) 
Fijador para 
radiografías 
Fijador para 
fotografías B/N 
Fijador para 
fotografías a color 
Fijador 
para 
microfilms 
Agua 50 – 55 70 – 75 - 40 – 50 
Tiosulfato de Amonio 30 – 35 - 10 - 15 40 – 50 
Tiosulfato de sodio - 20 – 25 - - 
Acetato de Sodio - - - 5 - 10 
Bisulfito de Amonio 1 – 5 - - 1 – 5 
Acetato de Amonio - - - 1 – 5 
Bisulfito de Sodio 1 – 5 - 0,1 – 1 1 – 5 
Ácido Acético - 1 – 5 1 – 5 
Sulfito de Amonio - - 0,1 – 1 - 
Sulfito de Sodio - 1 – 5 0,1 – 1 
Sulfato de aluminio y 
potasio 
- 1 – 5 
- - 
Tetraborato de Sodio, 
pentahidrato 
1 - 5 - 
- - 
Fuente: KODAK. Material Safety Data Sheet. Disponible en la red en <URL:http://www.kodak.com> 
 
 
2.1.2 Características de los líquidos fijadores agotados. 
 
La concentración de los contaminantes de interés del líquido fijador agotado varía en la 
medida en que, incluso dentro de un mismo proceso, las cantidades de reactivos químicos 
presentes en el baño que son requeridas para dar lugar a las reacciones descritas con 
anterioridad y la cantidad de haluros de plata removidos no son las mismas. A 
continuación se presentan algunos valores típicos de parámetros relevantes desde el 
punto de vista ambiental en dos clases de fijadores agotados. 
 
 
Tabla 3. Composición típica de líquidos fijadores agotados de fotoprocesamiento. 
 
Parámetro y forma de 
expresión 
Fijador de 
fotoprocesamiento a 
color 
Fijador de 
fotoprocesamiento a 
blanco y negro 
pH (unidades) 6,5 – 9 6,5 – 9 
D.B.O5 (mg/L O2) 5000 – 14000 300 – 5000 
D.Q.O (mg/L O2) 30000 – 36000 2000 – 20000 
Sólidos Suspendidos 
Totales (mg/L) 
10 – 50 <5 – 50 
Tiosulfato (mg/L) 20000 – 25000 1000 – 13000 
Sulfato (mg/L) 3000 - 4000 100 – 300 
Plata (mg/L)* <5 <5 
Fuente: BOBBER, T., et al. Op cit., p. 284. 
 
 
Por otro lado, la Tabla 4 muestra ejemplos de caracterizaciones realizadas para fijadores 
agotados de diferentes proveedores y originados en diferentes procesos de generación de 
imágenes. La comparación entre las Tablas 3 y 4 hace evidente que aunque existen 
características típicas preestablecidas para los líquidos fijadores agotados en lo que 
11 
 
respecta a su composición química, pueden encontrarse variaciones notables que 
obedecen a las condiciones específicas del procesamiento de imágenes, como el grado 
de dilución en que se emplean los insumos químicos, el fabricante y uso particular que se 
dé a los mismos. 
 
 
Tabla 4. Caracterización de líquidos fijadores agotados. 
 
Parámetro y forma de expresión 
Líquido 
Fijador 
Agotado 1 
Líquido 
Fijador 
Agotado 2 
Resolución Secretaría 
Distrital de Ambiente 
1074/2007 
D.B.O5 (mg/L O2) 29750 25650 1000 
D.Q.O (mg/L O2) 207900 72094 2000 
pH (unidades) 4,6 4,5 5 – 9 
Amonio (mg/L) 44800 - 
Cloruros (mg/L) 175000 - 
Fenoles <0,08 4,6 0,2 
Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) 8 12 800 
Sulfatos (mg/L) 33270 - - 
Plata(mg/L) 8000 1600 0,5 
Fuente: HERNÁNDEZ, Edwin. PEREZ, María Catalina. Alternativas de Gestión Integral de los Líquidos 
Reveladores y Fijadores Agotados para el sector servicios en Bogotá D.C. Universidad de La Salle, 2005. p. 
105. 
 
 
2.1.2.1 Toxicidad. 
 
La toxicidad de los líquidos fijadores agotados está asociada principalmente a su 
contenido de aniones de azufre como los sulfitos y tiosulfatos. La exposición prolongada a 
estas sustancias puede causar daños en el sistema respiratorio e irritación ocular y su 
ingestión puede ocasionar trastornos gastrointestinales. Los siguientes datos 
corresponden a la información toxicológica de los componentes principales del líquido 
fijador: 
 
 
Tabla 5. Información de Toxicidad Aguda de los principales componentes del líquido fijador. 
Bisulfito de Sodio 
(CAS 7631-90-5) 
Sulfito de Amonio 
(CAS 10196 – 04 – 0) 
Tiosulfato de Amonio 
(CAS 7783 – 18 – 8) 
DL50 Oral en rata: >1600 mg/kg 
DL50 Oral en rata: 2528 mg/kg 
 
DL50 Dérmica en conejillo de 
indias: > 1g/kg 
 
CL50 por Inhalación en rata: 
>2,46 mg/L / 6h 
 
DL50 Oral en rata: 500 – 5000 
mg/kg 
Fuente: KODAK. Material Safety Data Sheet. Disponible en la red en <URL:http://www.kodak.com> 
 
 
Si bien los procesos de uso más extendido para la recuperación del ion plata (electrólisis, 
intercambio iónico y precipitación química) presentan eficiencias que en la mayoría de los 
12 
 
casos superan el 90% de remoción17; el remanente de complejo de tiosulfato, aún siendo 
menos tóxico que la plata, puede liberar por descomposición o transformación cantidades 
significativas de este elemento (de acuerdo a los equilibrios de solubilidad o 
complejación). La Tabla 6 muestra las toxicidades relativas del ion plata y sus compuestos 
más comunes en los líquidos fijadores agotados. 
 
 
Tabla 6. Toxicidades relativas del ion plata y algunos de sus compuestos. 
 
Sustancia 
 
Toxicidad relativa 
Ag
+
 1 
AgCl 0,003 
Ag2S <0,7 x 10
-4 
Ag-tiosulfato (complejo) <0,6 x 10
-4
 
Fuente: BURGUÉS, Joan. Química Fotográfica. Ediciones UPC; 2001; p. 185. 
 
 
Los iones de plata, Ag+, son altamente tóxicos para las bacterias y peces18. En humanos; 
su ingestión, inhalación o absorción dérmica puede causar argiria, una descolorización 
permanente de la piel y las membranas mucosas.19 Los efectos generales de la 
exposición a los líquidos fijadores agotados se presentan en la Figura 3. 
 
 
Figura 3. Efectos a la salud humana de la exposición a líquidos fijadores agotados. 
 
 
 
Fuente: Adaptado por Los Autores de Hojas de Seguridad del Producto, 2009. 
 
En el Anexo A se presentan las hojas de seguridad de los líquidos fijadores agotados 
empleados como muestra durante la presente investigación. 
 
 
17
 KODAK, SERVICIOS MEDIOAMBIENTALES. J-216. El destino y las consecuencias de la plata en el medio 
ambiente. Disponible en la red en <URL:http://wwwmx.kodak.com/eknec/documents/49/0900688a802c2649/J-
216_LAR-ES.pdf.> 
18
 BURGUÉS, Joan. Química Fotográfica. Ediciones UPC; 2001; p. 185. 
19
 FAUST, Rosemary. Toxicity summary for silver. Oak Ridge Reservation Environmental Restoration 
Program. 1992; 10 p. Disponible en la red en <URL:http://cira.ornl.gov/documents/SILVER.pdf> 
Inhalación
•Representa bajo 
peligro si se aplican 
las medidas de 
seguridad.
•Dificultad para 
respirar en 
asmáticos o 
personas 
hipersensibles.
Ojos y Piel
• Irritación ocular.
•El contacto 
prolongado y 
repetitivo con la 
piel puede causar 
irritación.
Ingestión
•Puede causar 
irritación del 
tracto 
gastrointestinal.
•Personas 
hipersensibles 
pueden 
experimentar 
debilidad, 
diarrea, 
alteraciones 
estomacales.
13 
 
2.1.2.2 Peligrosidad 
 
Según el Decreto 4741 de 2005 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo 
Territorial; norma que establece las obligaciones y responsabilidades de todos los actores 
en la cadena de gestión de residuos peligrosos en Colombia y que además identifica por 
categorías las sustancias y materiales que deben ser considerados tal; los líquidos 
fijadores agotados y sus envases; además de otros residuos provenientes del 
procesamiento de imágenes, se clasifican como residuos peligrosos debido a sus 
características de toxicidad. 
 
 
Tabla 7. Clasificación de los fijadores agotados según Decreto 4741 de 2005. 
Código Identificación 
 
Y16 
Desechos resultantes de la producción, preparación y utilización de productos químicos 
y materiales para fines fotográficos. 
 
 
A4020 
Desechos clínicos y afines; es decir desechos resultantes de prácticas médicas, de 
enfermería, dentales, veterinarias o actividades similares, y desechos generados en 
hospitales u otras instalaciones durante actividades de investigación o el tratamiento de 
pacientes, o proyectos de investigación. 
Fuente: MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRIROTIAL. Decreto 4741. Anexos I y 
II. 2005. 
 
 
 Codificación de Peligro según la NFPA 704 
 
Si bien la codificación 704 de la NFPA no hace parte de la normatividad ambiental 
colombiana, es de amplia utilización en la identificación de los peligros asociados al 
transporte y almacenamiento de sustancias químicas. La Figura 4 corresponde al 
diamante NFPA 704 establecido para los líquidos fijadores; del cual se infiere que una 
corta exposición a estos productos puede causar daños temporales o permanentes a la 
salud humana aunque se dé pronta atención médica. Sin embargo, su inflamabilidad es 
baja (requieren de precalentamiento para ocasionar la ignición) y son estables en 
términos de reactividad20. 
 
 
Figura 4. Diamante NFPA 704 para líquidos fijadores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Adaptado por Los Autores de Hojas de Seguridad del Producto, 2009. 
 
20
 De acuerdo a interpretación de Diamante NFPA 704, disponible en la red en <URL: 
http://www.suratep.com/cistema/articulos/142/> 
14 
 
Dadas sus principales fuentes de generación (clínicas, hospitales, consultorios de 
odontología, servicios de radiología y clínicas veterinarias), los líquidos fijadores además, 
se encuentran catalogados como Residuos Hospitalarios. De acuerdo a los lineamientos 
de su gestión, los líquidos fijadores agotados de origen hospitalario deben ser 
recolectados y entregados por el generador a un tercero, encargado de su tratamiento y 
disposición final ambientalmente seguros.21. 
 
 
2.1.3 Alternativas de tratamiento. 
 
La alta carga contaminante presente en los líquidos fijadores agotados y otros efluentes 
del procesamiento de imágenes y la consecuente necesidad de minimizar los impactos 
negativos ocasionados por el ingreso de estos residuos al medio ambiente, han suscitado 
un gran interés por la investigación de técnicas que permitan remover, con la mayor 
eficiencia posible y con implicaciones de costos razonables, los compuestos que confieren 
a los líquidos fijadores características de peligrosidad. Algunos de los tratamientos de 
mayor aplicación se mencionan en los siguientes apartados. 
 
 
2.1.3.1 Tecnologías de Oxidación/Reducción. 
 
 Ozonización. 
 
El ozono es particularmente útil para lograr el rompimiento de algunos de los compuestos 
químicos presentes en los líquidos fijadores agotados y su efecto es notable en la 
disminución de la DQO y la DBO del residuo. Adicionalmente, el uso de este oxidante 
ocasiona la degradación de los iones tiosulfato y sulfito hasta convertirlos en productos 
finales inocuos.22 
 
No obstante, la ozonización no muestra oxidaciones significativas del ácido acético y los 
iones acetato presentes en la solución fijadora y su aplicación en el tratamiento de 
efluentes de fotoprocesamiento puede resultar extremadamente costoso23. 
 
 Oxidación/reducción química. 
 
El uso de oxidantes como peróxido de hidrógeno, permanganato, persulfato, perclorato, 
hipoclorito, entre otros; ha sido investigado ampliamente en la degradación de líquidosfijadores agotados y otros efluentes del procesamiento de imágenes. La preocupación 
general en torno al uso de estas sustancias químicas, además de los costos asociados a 
su manejo, es la introducción de otros contaminantes en el residuo (por ejemplo, 
manganeso proveniente del permanganato) o subproductos tóxicos resultantes de 
oxidaciones incompletas. 
 
21
 MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Manual de Procedimientos para 
la Gestión Integral de Residuos Hospitalarios y Similares. Adoptado mediante la Resolución 1164 de 2002; 20 
p. 
22
 BOBER, T.W.; DAGON, T.J. Treating photographic processing solutions and chemicals with ozone. J. Water 
Poll. Control Fed. 1975; 47; p. 2114 – 2129. 
23
 FUJI FILM Co., Ltd. Treatment of Waste Photographic Photoprocessing Solutions. Patente Japonesa No. 
JP04244299; Enero 9; 1992. 
15 
 
Los únicos oxidantes que han sido utilizados a escala comercial en el tratamiento de 
efluentes de fotoprocesamiento son el peróxido de hidrógeno y una sal compleja de 
bromo y cloro (bromoclorodimetilhidantoina), ésta última empleada con el fin único de 
destruir el tiosulfato residual de la solución24. 
 
 Electro-oxidación/reducción. 
 
La electro-oxidación consiste en el proceso de oxidar compuestos disueltos en el ánodo 
de una celda electrolítica. Esta tecnología ha sido investigada en general para el 
tratamiento de residuos líquidos con resultados variables, puesto que los compuestos 
tienden a oxidarse en un electrodo y posteriormente reducirse en el otro, suelen 
generarse gases y reacciones alternas indeseables que generan problemas de operación 
para el sistema. Actualmente y como se verá más adelante, el uso más extendido de la 
reducción electrolítica es la recuperación de la plata en fijadores agotados, mientras la 
electro-oxidación no ha tenido otras aplicaciones en el tratamiento de este tipo de 
efluentes.25 
 
2.1.3.2 Métodos de Separación. 
 
 Evaporación. 
 
El objeto de la evaporación es remover el agua de las soluciones de fijado, logrando así 
una reducción entre el 85% y el 90% del volumen original del residuo. Se ha establecido 
que a temperaturas cercanas al punto de ebullición del agua, ciertos componentes como 
el tiosulfato liberan gases nocivos como el dióxido de azufre y el ácido sulfhídrico. Sin 
embargo, el proceso puede ser optimizado manteniendo una temperatura máxima de 
71°C a presión atmosférica para minimizar la formación de estos gases y aún así poder 
separar el agua de la solución26. Otras propuestas apuntan hacia la utilización de 
temperaturas mayores al punto de ebullición del agua y el posterior tratamiento de las 
emisiones generadas; de limitada aplicación debido a los altos costos que esta etapa 
representaría. 
 
 Intercambio iónico. 
 
En el tratamiento de líquidos fijadores agotados y otros efluentes de fotoprocesamiento, 
las resinas catiónicas son utilizadas en la actualidad por grandes laboratorios para 
recuperar el complejo de tiosulfato de plata a partir de soluciones diluidas y remover el 
color de las mismas. 
 
 Sedimentación, decantación y filtración. 
 
Por lo general, los sólidos precipitados de las soluciones fijadoras agotadas están 
conformados por partículas muy finas o tienden a formar suspensiones coloidales y 
gelatinosas. En ambos casos son difíciles de filtrar, razón por la cual el uso de agentes 
 
24
 KREIMAN, R.T. Photo wash water recycling system utilizes ion Exchange technology. J. Imaging 
Technology. 1984. Vol. 10; p. 244 – 246. 
25
 BOBER, T., et al. Op cit., p. 295. 
26
 Ibíd., p. 295. 
16 
 
floculantes, una etapa de sedimentación y la posterior decantación del sobrenadante 
constituyen operaciones preliminares de separación de las fases sólida y líquida del 
residuo que facilitan la filtración. Ésta última puede ser llevada a cabo mediante el uso de 
diferentes tipos de mecanismos, que incluyen filtros de papel u otros materiales y 
membranas de ósmosis inversa, nano y ultrafiltración (alternativas con elevados costos de 
implementación y mantenimiento). 
 
 Centrifugación. 
 
La centrifugación tiene un campo de aplicación limitado en la remoción de la carga 
contaminante de los fijadores agotados. Su mayor utilidad puede darse en procesos de 
recuperación de la plata, aunque los costos que representa son mayores a los asociados 
a procesos de filtración. 
 
2.1.3.3 Recuperación de la plata. 
 
Desde el punto de vista económico y medioambiental, la recuperación de la plata en 
solución a partir de los líquidos fijadores agotados es una opción recomendable, ya que 
por lo general el tratamiento requerido no implica grandes inversiones y el metal 
recuperado es comercializable. Las tres técnicas más utilizadas en todos los 
procedimientos de recuperación de plata son: 
 
 Electrólisis: En este proceso, una corriente directa pasa a través de una solución 
rica en plata entre un electrodo positivo (ánodo) y un electrodo negativo (cátodo). 
Durante la electrólisis, un electrón que proviene normalmente del sulfito del fijador 
agotado, es transferido del cátodo a la plata cargada positivamente, convirtiéndola 
a su estado metálico el cual se adhiere al cátodo. Una vez se ha acumulado en 
éste la cantidad suficiente, la plata es removida. 
 
 
Figura 5. Esquema de celda de electrólisis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: EASTMAN KODAK COMPANY. Servicios para el medio ambiente: Tecnología para la recuperación 
de la plata en las plantas de procesamiento fotográfico. Publicación J220-ESL; 1999; p 1. 
 
 
17 
 
Las reacciones primarias que tiene lugar en el cátodo y en el ánodo son las siguientes: 
 
 
Ecuaciones 2 y 3. Reacciones en la recuperación electrolítica de la plata. 
 
Ag(S2O3)2
-3 + e-  Ag0 + 2 S2O3
-2 
 
SO3
-2 + H2O  SO4
-2 + 2H+ + 2e- 
 
Fuente: COMISIÓN NACIONAL PARA EL MEDIO AMBIENTE REGIÓN METROPOLITANA. Guía para la 
Prevención de la Contaminación Industrial: Laboratorios Fotográficos. Santiago de Chile; 1999; p. 31. 
 
 
La eficiencia de los sistemas de electrólisis depende principalmente del contacto entre el 
electrodo con la solución con contenido de plata. Los equipos comerciales de 
recuperación normalmente se valen de dos mecanismos para maximizar este contacto: a) 
manteniendo el cátodo en movimiento al interior de la solución, lo que se conoce 
comúnmente como celda de cátodo rotario (ver Figura 6) y b) bombeando rápidamente la 
solución sobre el cátodo estacionario, proceso que suele ser menos eficiente que el 
primero pero requiere menos atención. Bajo condiciones óptimas de operación, la 
eficiencia de recuperación electrolítica de la plata puede variar entre el 90% y 99%27. 
 
 
Figura 6. Esquema de un cátodo rotatorio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: COMISIÓN NACIONAL PARA EL MEDIO AMBIENTE REGIÓN METROPOLITANA. Guía para la 
Prevención de la Contaminación Industrial: Laboratorios Fotográficos. Santiago de Chile; 1999; p. 32. 
 
 
 Substitución metálica: Este proceso puede emplearse como un método primario 
para la recuperación de la plata, o bien como una técnica secundaria a la 
electrólisis. Se basa en la oxidación/reducción que tiene lugar cuando una solución 
 
27
 Ibíd., p. 301. 
18 
 
con un contenido significativo de plata entra en contacto con un metal más activo 
en su forma elemental, usualmente hierro (Fe). 
 
 
Ecuación 4. Reacción de sustitución de la plata. 
 
Ag(S2O3)2
-3 + Fe0  2Ag0 + + Fe+2 + 4S2O3
-2 
 
Fuente: EASTMAN KODAK COMPANY, Servicios para el medio ambiente: Tecnología para la recuperación 
de la plata en las plantas de procesamiento fotográfico. Publicación J220-ESL. 1999; p 1. 
 
 
Si el sistema de substitución metálica (compuesto por cartuchos de recuperación 
metálica, MRCs, o cartuchos de recuperación química, CRCs) es operado de manera 
controlada, la concentraciónfinal de plata en el fijador agotado puede ser hasta de 
5mg/L28. 
 
 Precipitación: Mediante el uso de agentes precipitantes, en su mayoría sulfuros 
de metales alcalinos (como el sulfuro de sodio y el sulfuro de potasio), se logra la 
formación de sulfuro de plata que posteriormente se remueve del líquido fijador 
agotado por filtración. Sin embargo, el proceso goza de una aceptación limitada 
debido a que la sobredosificación de reactivos puede ocasionar la generación de 
sulfuro de hidrógeno y a que el sulfuro de plata suele obstruir los medios 
filtrantes.29 
 
 
2.1.3.4 Tratamiento biológico. 
 
Desde finales de la década de 1960 hasta la actualidad, se han llevado a cabo estudios 
para evaluar la biodegradabilidad de los químicos presentes en los efluentes de 
fotoprocesamiento. Los resultados obtenidos indican que estos residuos pueden ser 
tratados biológicamente una vez la plata ha sido removida de la solución. 
 
Sin embargo, aunque la alternativa de tratamiento biológico puede resultar efectiva, la 
operación de los sistemas y el subsecuente manejo de sólidos son operaciones que 
demandan una gran cantidad de tiempo y una labor intensiva. Por esta razón, la opción no 
recomendable para los generadores de este tipo de sustancias a menos que sean de 
gran tamaño y cuenten con el personal y la infraestructura necesaria.30 
 
Los tipos de tratamiento biológico estudiados más ampliamente son los sistemas de lodos 
activados a gran escala y los reactores biológicos de contacto rotatorio. En la Tabla 8 se 
presentan sus características principales. 
 
 
 
28
 COMISIÓN NACIONAL PARA EL MEDIO AMBIENTE REGIÓN METROPOLITANA. Guía para la 
Prevención de la Contaminación Industrial: Laboratorios Fotográficos. Santiago de Chile, 1999; p. 33. 
29
 Ibid., p. 33. 
30
 BOBER, T., et al. Op cit., p. 294. 
 
19 
 
Tabla 8. Tratamiento biológico de efluentes de fotoprocesamiento. 
 
TRATAMIENTO SECUNDARIO (BIOLÓGICO) 
Alternativa Aplicación Características Eficiencia 
Lodos Activados 
Convencionales 
Tratamiento 
conjunto a gran 
escala de aguas 
residuales 
municipales y 
efluentes de 
fotoprocesamiento. 
-Sistema de aireación extendida. 
-Requiere sistema de filtración para 
la remoción de sólidos suspendidos. 
-Alta demanda de tiempo para lograr 
altas eficiencias. 
-Altos costos de operación. 
-No viable económicamente para 
pequeños y medianos generadores 
del residuo. 
 
Remoción semanal 
de entre el 78% y 
91% de la DBO5 
del afluente 
combinado. 
 
Reactor 
Biológico de 
Contacto 
Rotatorio 
 
(RBC) 
 
Medianos 
generadores de 
efluentes de 
fotoprocesamiento. 
-Requiere concentraciones iniciales 
de DBO5 inferiores a 1000mg/L en el 
afluente. 
- Requiere concentraciones iniciales 
inferiores a 8000mg/L de DQO en el 
afluente. 
Remoción de entre 
el 83% y el 94% de 
la DBO5 para 
períodos de 
retención entre 4 y 
24 horas. 
 
Remoción máxima 
de 61% para la 
DQO. 
 
Fuente: Adaptado por Los Autores de BOBER, T., et al. 2004 
 
 
2.1.4 Gestión de líquidos fijadores agotados. 
 
Con el objetivo de identificar las etapas de gestión de los líquidos fijadores agotados una 
vez han sido entregados por el generador a un tercero encargado de su almacenamiento, 
tratamiento y aprovechamiento; se tomaron como referencia las actividades que en este 
campo desempeña la empresa Omnium Multisociedades Ltda., establecimiento con 
licencia ambiental31 y del cual fue obtenida la muestra utilizada durante las fases Pre-
experimental y Experimental del proyecto de investigación. El proceso se describe a 
continuación y se resume en la Figura 7. 
 
 Recolección y Transporte 
 
Se realiza siguiendo rutas preestablecidas que cubren la totalidad de las instalaciones de 
los generadores. La recolección se lleva a cabo en bidones plásticos de 5 galones con 
tapa y subtapa de seguridad para evitar derrames y etiquetados siguiendo las 
disposiciones del Decreto 1609 de 2002 del Ministerio de Transporte, por el cual se 
reglamenta el manejo y transporte terrestre automotor de mercancías peligrosas por 
carretera. De igual manera, los vehículos están identificados siguiendo los lineamientos 
de la norma mencionada. La señalización de las unidades de transporte se muestra en la 
Tabla 9. 
 
 
 
31
 Otorgada por la Secretaría Distrital de Ambiente con Resolución No. 1375 de junio 10 de 2008. 
20 
 
 Almacenamiento 
 
El material recolectado se clasifica y separa según su concentración y procedencia. El 
área de almacenamiento cuenta con las especificaciones técnicas requeridas para 
garantizar el manejo ambientalmente seguro de los residuos en bodega; como 
señalización y demarcación de espacios, ventilación y existencia de estibas y diques 
perimetrales para la contención de derrames. El período de almacenamiento de los 
líquidos fijadores agotados oscila entre los 8 y los 20 días. 
 
 
Tabla 9. Señalización vehicular para el transporte de líquidos fijadores agotados y otros residuos afines. 
 
Característica de 
peligrosidad 
Pictograma Dec. 1609/2002 
 
 
Tóxico 
 
 
 
 
 
Corrosivo 
 
 
 
 
Placa de las Naciones Unidas para unidad de carga y vehículo de 
transporte 
 
 
 
 
 
Fuente: Los Autores, 2009. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
21 
 
 
 
Figura 7. Esquema de las etapas de Gestión de los Líquidos Fijadores Agotados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente: Adaptado por los Autores del Procedimiento de Recolección, Transporte, Almacenamiento, 
Aprovechamiento, Tratamiento y Disposición Final de Líquidos Reveladores, Fijadores y Películas 
Fotográficas. Omnium Multisociedades Ltda. 2009. 
 
 
 
 
 
Gestor Externo 
Generadores 
Disposición Final (Celda de 
seguridad) 
 
Evaporación (Generación de 
Residuo Saturado) 
 
Lavado 
Almacenamiento 
Temporal 
Electrólisis (aprovechamiento 
de sales) 
Película 
RX 
Líquido Revelador 
Agotado 
Líquido Fijador 
Agotado 
Almacenamiento 
Recolección 
Microfilmación y 
Pre-prensa 
Imágenes 
Fotográficas Radiología 
Laboratorios 
Fotográficos 
Artes 
 Gráficas 
Clínicas veterinarias 
IPS 
22 
 
 Aprovechamiento y Tratamiento 
 
Los líquidos fijadores agotados son vertidos en contenedores plásticos de 55 galones que 
hacen las veces de celdas en las cuales, haciendo uso de un electrodo de grafito y otro de 
acero inoxidable, se realiza el proceso de electrólisis para la recuperación de la plata. 
Ésta se lleva a cabo por períodos predeterminados de tiempo de acuerdo a la 
concentración de sales argénticas en el fijador. Los discos que contienen el material 
aprovechado se retiran del contenedor para separar la cascarilla adherida en ellos, la cual 
se almacena para su posterior comercialización. El líquido, una vez aprovechado, es 
almacenado temporalmente en tanques de 1000 L. 
 
Posteriormente, el líquido mezclado se somete a una evaporación de alta eficiencia en 
donde se reduce su volumen inicial entre un 75% a 85%. El residuo saturado resultante se 
almacena y envía a disposición final en celdas de seguridad. Los otros residuos 
peligrosos resultantes (sedimentados, material absorbente contaminado, cartón 
contaminado, plástico contaminado, bidones plásticos deteriorados y acetatos) se envían 
a destrucción por incineración. 
 
 
2.1.5 Evaluación de la tecnología fotocatalítica como alternativa de tratamiento de 
líquidos fijadores agotados. 
 
En los apartados anteriores, se hizo referencia tanto a la complejidad y altos niveles de 
carga contaminante presente en los líquidos fijadores agotados; como a las opciones 
existentes para su tratamiento y disposición final como residuo peligroso. Si bien se 
observó que es posible reducir en un alto porcentaje la DBO5 y en menor medida la DQO 
de estas sustancias con la aplicación de tecnologías de alto costo a mediana y gran 
escala, en las cuales se requiere de varias etapas para lograr