UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

Transcripción

1 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL Química Mente Octubre 2012 FACULTAD REGIONAL RAFAELA

2 Química Mente, es una publicación del Laboratorio de Química. Agradecemos sus comentarios, críticas y sugerencias. laboratorio.quimica@frra.utn.edu.ar Esperamos que disfruten de nuestra propuesta. Octubre 2012 Química Mente Página 2

3 Editorial Bienvenido al Boletín de Octubre de QUIMICA MENTE. En esta ocasión, continuamos con el tema Energía, presentando en este número los Biocombustibles. Además, se comienzan a desarrollar conceptos vinculados a Microbiología de Aguas. Como en ediciones anteriores, se presentan futuros Congresos y Jornadas a realizarse en , que pueden ser de su interés y efemérides correspondientes al mes. Grupo Estudios Medioambientales UTN Rafaela Octubre 2012 Química Mente Página 3

4 Integrantes del Laboratorio de Química Dra. M. Cecilia Panigatti Lic. Rosana Boglione Lic. Carina Griffa Bioq. Fabiana Gentinetta Becarios M. Celeste Schierano Franco Laorden Melina Asforno Nabila Abzug Corina Aimo Joaquín Toledo Octubre 2012 Química Mente Página 4

5 ENERGÍA: BIOCOMBUSTIBLES Se conoce como biocombustibles al conjunto de combustibles líquidos, provenientes de distintas transformaciones de la materia vegetal o animal. Pueden ser utilizados en motores de vehículos, como sustitución de los derivados de combustibles fósiles convencionales. Bajo esta denominación, se reconocen varias líneas de productos tales como, el bioetanol, el biodiesel y el biogás. GENERACIONES DE BIOCOMBUSTIBLES Existen varios tipos de biocombustibles que se clasifican según la materia prima con que se producen y la tecnología que se emplea. Esta clasificación se realiza por generaciones que, hasta la fecha, son cuatro. Primera generación La materia prima es de procedencia agrícola. Se utilizan las partes alimenticias de las plantas con alto contenido en almidón, azúcares y aceites. Algunas de estas materias son: la caña de azúcar, los granos de maíz, y diversos aceites (de semilla de girasol, de soja, de semilla de algodón, entre otros). También se pueden utilizar grasas animales, aceites de desecho doméstico y desperdicios sólidos orgánicos. En cuanto a tecnología, para la producción de biocombustible de primera generación se recurre a: la fermentación para azúcares y carbohidratos obteniendo etanol, metanol y n-butano, la transesterificación para aceites y grasas produciendo biodiesel y glicerina como subproducto, y la digestión anaerobia para los desperdicios orgánicos, generando biogás. Segunda generación La materia prima de este tipo de biocombustibles son los residuos agrícolas o forestales compuestos por celulosa, por ejemplo la paja de trigo, el aserrín, el bagazo de la caña de azúcar, los tallos y las hojas del maíz, y las hojas y ramas secas de los árboles, entre otros. Los procesos de producción son más complejos y consisten en la gasificación del carbón y de la materia lignocelulósica de la biomasa, para obtener un combustible líquido, como el etanol. También se puede obtener el biodiesel a partir de algas. Tercera generación Las materias primas son vegetales no alimenticios de crecimiento rápido y de alta densidad energética almacenada en sus componentes químicos. Denominados como cultivos energéticos. Algunos de estos insumos son los pastos perennes, árboles y plantas de crecimiento rápido, y las algas verdes y verdeazules. Los procesos continúan desarrollándose, pero ya se ha logrado producir biodiesel y etanol. Cuarta generación Estos biocombustibles se producen a partir de bacterias genéticamente modificadas. Se emplea dióxido de carbono o alguna otra fuente de carbono para la obtención del producto. Esta generación todavía se encuentra en desarrollo, y se sabe que se puede obtener etanol. Octubre 2012 Química Mente Página 5

6 BIODIESEL El biodiesel es un biocombustible líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasas animales, con o sin uso previo, mediante procesos industriales de esterificación y transesterificación, y que se aplica en la preparación de sustitutos totales o parciales del petrodiesel o gasoil obtenido del petróleo. Al mezclarse con gasoil procedente del refino del petróleo en diferentes cantidades se utilizan notaciones abreviadas según el porcentaje por volumen de biodiesel en la mezcla: B100 en caso de utilizar sólo biodiesel o bien B5, B15, B30 o B50, en donde la numeración indica el porcentaje por volumen de biodiesel en la mezcla. El biodiesel es líquido a temperatura ambiente y su color varía entre dorado y marrón oscuro según el tipo de materia prima usada. Es inmiscible con el agua, tiene un punto de ebullición alto y baja presión de vapor. Su punto de inflamación es mucho mayor que el del diesel o la nafta. Tiene una densidad de aproximadamente 0,88 g/cm 3, menor que el agua. El biodiesel, virtualmente no contiene azufre, tiene mejores propiedades lubricantes y mayor índice de cetano que el diesel. El agregado en una cierta proporción de biodiesel al gasoil reduce significativamente el desgaste del circuito de combustible y, en baja cantidad y en sistemas de altas presiones, extiende la vida útil de los inyectores, que dependen de la lubricación del combustible. PRODUCCIÓN El biodiesel está compuesto por metilésteres de los aceites vegetales obtenidos por reacción de los mismos con metanol, mediante reacción de transesterificación, produciendo glicerina como producto secundario. Los metilésteres de los aceites vegetales poseen muchas características fisicoquímicas similares al gasoil, por lo que pueden mezclarse en cualquier proporción y utilizarse en los vehículos diesel convencionales sin necesidad de introducir modificaciones en el diseño básico del motor. Sin embargo, cuando se emplean mezclas de biodiesel en proporciones superiores al 5% es preciso reemplazar los conductos de goma del circuito del combustible por otros de materiales como el vitón, debido a que el biodiesel ataca a los primeros. TRANSESTERIFICACIÓN Las grasas de animales y plantas están hechas típicamente de triglicéridos, que son ésteres de ácidos grasos libres con glicerol. En el proceso de transesterificación, el alcohol es desprotonado (removido de un catión hidrógeno de una molécula) con una base para formar un nucleófilo (anión con un par de electrones libres) más fuerte. Comúnmente son usados etanol y metanol. En condiciones ambientales normales, la reacción puede no ocurrir o hacerlo de manera muy lenta. Se usa el calor para acelerar la reacción, además de un ácido o una base. Es importante notar que el ácido o la base no son consumidos durante la reacción, es decir, son catalizadores. Casi todo el biodiesel es producido a partir de aceites vegetales vírgenes usando una base como catalizador debido a que es el método más económico, requiriendo bajas temperaturas y presiones y obteniendo una conversión del 98%. Fuentes: waste.ideal.es/biodiesel.htm Octubre 2012 Química Mente Página 6

7 MICROBIOLOGÍA DE LAS AGUAS Las características biológicas y microbiológicas de un agua están dadas por la población de microorganismos acuáticos que contiene y que afectan su calidad. Éstos pueden dañar la salud humana, dando lugar a las denominadas enfermedades hídricas, de incidencia especialmente grave en los países en vías de desarrollo, e incluso también en los desarrollados. Además, el contenido biológico o microbiológico de un agua puede afectar el desarrollo de olores y sabores en la misma e incluso promover o favorecer procesos de corrosión en tuberías de distribución de aguas y depósitos de almacenamiento, así como en las canalizaciones de evacuación de aguas residuales domésticas o industriales. La flora bacteriana del agua la conforman dos grupos típicos: (a) bacterias autóctonas, con hábitat en el agua y que sólo pueden desarrollarse en ella (b) bacterias procedentes de otros biotipos, especialmente aquellas procedentes de la tierra. Además, sobre las aguas superficiales ingresan bacterias procedentes del aire. Todas estas bacterias ocasionales permanecen vivas en el agua un tiempo limitado, que si se extiende, las convierte en organismos facultativos de las mismas. El contenido bacteriano es muy variable dependiendo del tipo de agua, concentración de sales inorgánicas y sustancias orgánicas, enturbiamiento y temperatura. La mayor parte de las bacterias de las aguas subterráneas, manantiales y arroyos también viven en el suelo. No obstante, dado que el agua subterránea es pobre en sustancias nutritivas, como consecuencia de la filtración que sufre mediante su permeación a través del suelo, su contenido bacteriano no es elevado, salvo debido a contaminación. CONTROL MICROBIOLÓGICO DEL AGUA: INDICADORES FECALES La variedad de microorganismos de un agua es tan elevada que se hace prácticamente imposible el verificar, mediante análisis rutinarios y rápidos, la ausencia de toda esta potencial flora microbiana de un agua de consumo para el ser humano. Por ello, se recurre a las investigaciones de los organismos normalmente presentes normalmente en las deyecciones humanas y de animales, que de este modo actúan de organismos indicadores de una contaminación fecal, lo que posibilita el asegurar la eficacia de la potabilización y depuración de un agua. La presencia de estos microorganismos (que no tienen por qué ser patógenos por sí mismos) indicará muy fiablemente la probable presencia de otros claramente patógenos. Octubre 2012 Química Mente Página 7

8 El examen bacteriológico es un medio útil para detectar contaminaciones fecales (potencialmente peligrosas) en un agua y garantizar o no la calidad de un agua desde el punto de vista sanitario. Pero tiene la desventaja que no puede indicar una contaminación en un tiempo y lugar de la toma de muestras, por lo cual no es totalmente determinante. Por ejemplo, para aguas de consumo distribuidas por redes en deficiente estado de conservación, la contaminación bacteriológica puede indicar defectos en la red de distribución, más que en el proceso de potabilización del agua. El empleo de organismos intestinales como indicadores de contaminación fecal está mundialmente admitido desde hace años. Los indicadores típicos de polución fecal son los Coliformes totales, y especialmente fecales, así como los Estreptococos fecales, estos últimos también pueden acceder al medio hídrico a través de insectos o vegetales. Finalmente, hay que incluir (no como microorganismos indicadores fecales), a Pseudomonas y Estafilococos, por su posible incidencia en el uso del agua por el ser humano. En la actualidad y desde hace relativamente pocos años, la investigación más o menos rutinaria de virus entéricos y colifagos es otro indicador a tener en consideración, especialmente si se tiene en cuenta que la potencialidad patógena asociada a los virus puede ser mayor que la respectiva de las bacterias. El Código Alimentario Argentino indica las características microbiológicas en el agua potable: - Bacterias coliformes: NMP (Número Más Probable) a 37 C, 48 hs, en 100 ml: igual o menor de 3. - Escherichia coli: ausencia en 100 ml. - Pseudomonas aeruginosa: ausencia en 100 ml. En la evaluación de la potabilidad del agua ubicada en reservorios de almacenamiento domiciliario deberá incluirse, entre los parámetros microbiológicos a controlar, el recuento de bacterias mesófilas en agar (APC - 24 hs. a 37 C): en el caso de que el recuento supere las 500 UFC/ml y se cumplan el resto de los parámetros indicados, sólo se deberá exigir la higienización del reservorio y un nuevo recuento. En las aguas ubicadas en los reservorios domiciliarios no es obligatoria la presencia de cloro activo. La aceptación de una serie de microorganismos indicadores de contaminación fecal no exime en ningún caso la investigación de otros microorganismos probables. En situaciones epidémicas extrema, el criterio de detección de unos microorganismos habituales puede y debe acomodarse en la práctica a lo que realmente requiera el momento. Esto supone el análisis de unos parámetros microbiológicos atípicos y acaso no frecuentes, pero que pueden informar más acertadamente acerca de las circunstancias concretas de una fuente de agua específica en una situación dada. Fuente: R. Marín Galvín Fisicoquímica y microbiología de los medios acuáticos. Tratamiento y control de calidad de aguas. Ed. Díaz Santo. Madrid. Octubre 2012 Química Mente Página 8

9 Próximos Eventos Curso: Comunicación de riesgo en medio ambiente y salud Paraná, 27, 29 y 30 de octubre de 2012 cienciaytecnica@uader.edu.ar I JORNADAS NACIONALES DE AMBIENTE 2012 Ambiente: Compromiso de todos" Tandil, 31 de octubre, 1 y 2 de Noviembre de V Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Córdoba, 14 al 16 de Noviembre de XI Congreso Latinoamericano de Microbiología e Higiene de Alimentos IV Congreso Argentino de Microbiología de Alimentos III Simposio Argentino de Conservación de Alimentos Buenos Aires, 26 al 29 de noviembre de Octubre 2012 Química Mente Página 9

10 V Congreso Interamericano de Residuos Sólidos. Lima, Perú, 22 al 24 de Mayo de VIII Congreso Argentino de Hidrogeología VI Seminario Hispano-latinoamericano sobre temas actuales en Hidrología Subterránea La Plata, 17 al 20 de Septiembre de XXIV Congreso Nacional del Agua San Juan, 14 al 18 de Octubre de Octubre 2012 Química Mente Página 10

11 EFEMÉRIDES Primer sábado de octubre: Día Interamericano del Agua. Surgió como una iniciativa en XXIII Congreso Interamericano de AIDIS, realizado en La Habana, Cuba en 1992, donde tres organizaciones (Organización Panamericana de la Salud, la Asociación Interamericana de Ingeniería Sanitaria y la Asociación Caribeña de Agua y Aguas Residuales) suscribieron la declaración del Día Interamericano del Agua. 18 de octubre: Día de la Protección a la Naturaleza Se conmemora en varios países, con el objetivo de crear responsabilidad ambiental y para proteger los espacios naturales que tienen valores singulares de paisaje, fauna, vegetación, o geomorfología y están amenazados por distintas causas como edificaciones urbanísticas, explotaciones turísticas o industrias. 21 de octubre de 1833: Nace el ingeniero sueco Alfred Nobel. Alfred Nobel nació en Estocolmo, en el año Fue el inventor de la dinamita, patentada en el año Con este invento fue un benefactor de la humanidad, pues con su uso aumentó la explotación de las minas, y en consecuencia la construcción de máquinas y todo tipo de motores, de ferrocarriles y caminos en todos los continentes. En el año 1900 se estableció la Fundación Nobel y los primeros premios fueron entregados en Todos los años, el día 10 de diciembre, fecha en la que falleció su creador, son entregados los PREMIOS NOBEL de Física, Química, Medicina, Literatura y Economía por el Rey de Suecia, en una ceremonia que tiene lugar en el Palacio de los Conciertos de Estocolmo. 28 de Octubre de 1947: El médico argentino Alejandro Houssay obtuvo el Premio Nobel de Medicina. El científico, primer presidente del Conicet, fue reconocido por sus investigaciones sobre el papel de la hipófisis en el metabolismo de los hidratos de carbono. Octubre 2012 Química Mente Página 11

12 Gracias por su tiempo Nos encontramos en la próxima edición... Para recibir Química Mente por correo electrónico puede subscribirse enviando un mail a: Para acceder a boletines anteriores: Contacto: Acuña 49. (2300) Rafaela Santa Fe Argentina. T.E Int: 106. Octubre 2012 Química Mente Página 12