Química Mente Julio 2013

Química Mente Julio 2013

Química Mente, es una publicación del Grupo GEM Laboratorio de Química. Agradecemos sus comentarios, críticas y sugerencias. laboratorio.quimica@frra.utn.edu.ar Esperamos que disfruten de nuestra propuesta. Julio 2013 Química Mente Página 2

Editorial Bienvenido al Boletín de Julio de QUIMICA MENTE. Este mes, se continúa desarrollando el tema Efluentes y en este número presentamos la segunda parte de Tratamiento Primario de efluentes líquidos. Además, se brinda información sobre causas de intoxicación con monóxido de carbono y algunas medidas de prevención, ya que es un tema preocupante en el invierno. Como en todas las ediciones, se informa sobre futuros Congresos y Jornadas, a realizarse en 2013-14, que pueden ser de su interés. Agradecemos sus comentarios y esperamos sus contribuciones e inquietudes. Laboratorio de Química UTN Rafaela Julio 2013 Química Mente Página 3

Integrantes del Laboratorio de Química Dra. M. Cecilia Panigatti Lic. Rosana Boglione Lic. Carina Griffa Bioq. Fabiana Gentinetta Becarios M. Celeste Schierano Nabila Abzug Franco Laorden Corina Aimo Saida Abzug Melina Asforno Julio 2013 Química Mente Página 4

TRATAMIENTO DE EFLUENTES TRATAMIENTO PRIMARIO 2º PARTE FLOTACIÓN: Es una operación unitaria que se emplea para la separación de partículas sólidas o líquidas de una fase líquida. Es un proceso físico basado en la diferencia de densidades y permite que ascienda la materia de menor densidad hasta la superficie del fluido, ya que las fuerzas que tiran hacia arriba (rozamiento y empuje del líquido) superan a la fuerza de la gravedad. Además, produce el ascenso del material suspendido. La separación se consigue introduciendo finas burbujas de gas, normalmente aire, en la fase líquida. Las burbujas se adhieren a las partículas, y la fuerza ascensional que experimenta el conjunto partícula-burbuja de aire hace que suban hasta la superficie del líquido. Las burbujas se añaden, o se induce su formación, mediante uno de los siguientes métodos: 1. Inyección de aire en el líquido sometido a presión y posterior liberación de la presión a que está sometido el líquido (flotación por aire disuelto). 2. Aireación a presión atmosférica (flotación por aireación). 3. Saturación con aire a la presión atmosférica, seguido de la aplicación del vacío al líquido (flotación por vacío). En todos estos sistemas, es posible mejorar el grado de eliminación y rendimiento mediante la introducción de aditivos químicos. 1. Flotación por aire disuelto (DAF) En este sistema, el aire se introduce en el agua residual bajo una presión de varias atmósferas. Los elementos principales de estos equipos son la bomba de presurización, el equipo de inyección de aire, el tanque de retención o saturador y la unidad de flotación propiamente dicha, donde tiene lugar la reducción brusca de la presión, por lo que el aire disuelto se libera, formando una gran cantidad de microburbujas de aire. Las principales aplicaciones de la flotación por aire disuelto se centran en el tratamiento de vertidos industriales y en el espesado de fangos. 2. Flotación por aireación. La operación es similar al caso anterior, pero la generación de burbujas se realiza a través de difusores de aire, normalmente situados en la parte inferior del equipo de flotación, o bien inducidas por rotores o agitadores. En este caso el tamaño de las burbujas inducidas es mayor que en el caso anterior. La aireación directa durante cortos períodos de tiempo no es especialmente efectiva a la hora de conseguir que los sólidos floten. La instalación de tanques de aireación no suele estar recomendada para conseguir la flotación de las grasas, aceites y sólidos presentes Julio 2013 Química Mente Página 5

en las aguas residuales normales, pero ha resultado exitosa en el caso de algunas aguas residuales con tendencia a generar espumas. 3. Flotación por vacío. Consiste en saturar de aire el agua residual directamente en el tanque de aireación, o permitiendo que el aire penetre en el conducto de aspiración de una bomba. Al aplicar un vacío parcial, el aire disuelto abandona la solución en forma de burbujas diminutas. Las burbujas y las partículas sólidas a las que se adhieren ascienden entonces a la superficie para formar una capa de espuma que se elimina mediante un mecanismo de rascado superficial. La arena y demás sólidos pesados, que se depositan en el fondo, se transportan hacia un cuenco central de fangos para su extracción por bombeo. La instalación está compuesta por una cuba cilíndrica cubierta, en la que se mantiene un vacío parcial, que incluye mecanismos para la extracción de fangos y de espumas. La materia flotante se barre continuamente hacia la periferia de la cuba, donde se descarga automáticamente a una arqueta de espumas de donde se extrae de la instalación por bombeo, asimismo en condiciones de vacío parcial. El equipo auxiliar incluye un calderín para saturar de aire el agua residual, un tanque que proporciona un tiempo de detención corto para la eliminación de las burbujas grandes, las bombas de vacío y las bombas de fangos y de espumas. Ventajas de la Flotación por Aire disuelto: Tiempo de retención: La flotación es un fenómeno mucho más rápido que la decantación, requiriendo menor espacio y un tiempo de retención muy breve. Concentración de los sólidos separados: Los sólidos decantados están sumergidos permanentemente en un medio líquido, por lo que su concentración tiene un límite muy bajo. Los sólidos flotados, por el contrario, están sobre un medio líquido, pero en contacto con el aire, pudiendo alcanzar concentraciones muy superiores a los decantados. Productos químicos: Los flóculos adecuados en la decantación deben ser grandes y bien formados, con objeto de acelerar el proceso. Para ello es necesaria la adición de determinadas cantidades de productos químicos y la retención previa en floculadores, para la buena formación de los flóculos. La flotación, en cambio, necesita solamente flóculos incipientes de reducido tamaño, suficiente para la adhesión de las microburbujas. Desventajas de la Flotación por Aire disuelto: Comparado con la sedimentación, el sistema DAF es más sensible a variaciones de temperatura, concentración de sólidos en suspensión (> 3-4 %), recargas hidráulicas y principalmente a variaciones en las características químicas y físico-químicas de los sólidos en suspensión. Costos operacionales elevados, principalmente cuando existe necesidad de un riguroso control automático, de parámetros y dosis de reactivos. Julio 2013 Química Mente Página 6

INTOXICACIÓN CON MONÓXIDO DE CARBONO El monóxido de carbono (CO) es el responsable de un alto número de muertes en las épocas más frías del año. El mismo, es un gas tóxico, menos denso que el aire, que se dispersa fácilmente. A su alta toxicidad, se le suma la peligrosidad de no provocar ningún tipo de reacción, por parte de las personas expuestas: no tiene olor, no tiene color, no tiene sabor y no irrita los ojos ni la nariz. Todo material combustible rico en carbono (gas, petróleo, carbón, madera, etc) necesita oxígeno para quemarse. Cuando la cantidad de oxígeno para que se produzca la combustión es suficiente, la reacción es la siguiente: COMBUSTIBLE + OXÍGENO = DIÓXIDO DE CARBONO + VAPOR DE AGUA Mientras que, cuando la cantidad de oxígeno es deficiente, la reacción es: COMBUSTIBLE + POCO OXÍGENO = MONÓXIDO DE CARBONO + VAPOR DE AGUA Las fuentes más comunes de producción son: los braseros, calefones (instalados en baños o con tirajes inadecuados), hornos y estufas mal calibradas, así como también gases de escape de motores a explosión, incendios, humo de tabaco y determinados procesos industriales. Pero todo aparato que genere combustión puede generar CO, aún las estufas con tiro balanceado. El CO representa una amenaza para la salud por su capacidad de reaccionar con la hemoglobina (Hb) de la sangre. La misma funciona normalmente en la sangre como un sistema de transporte, que lleva oxígeno (en forma de oxihemoglobina, O 2 Hb) desde los pulmones a las células. La hemoglobina también puede formar un compuesto con el CO, que se llama Carboxihemoglobina (COHb). La afinidad del CO por la hemoglobina es más de 200 veces superior que la del Oxígeno y en consecuencia, cuando existen ambas posibilidades se formará antes COHb que O 2 Hb. El nivel de COHb en sangre está en relación directa con la concentración de CO en el aire inhalado. Esta falta de oxígeno afecta especialmente al cerebro y el corazón. Los síntomas se pueden confundir a menudo con los de la gripe o con los de una intoxicación alimentaria. La intoxicación leve se caracteriza por: dolor de cabeza, cansancio, debilidad, tendencia al sueño, náuseas y vómitos. Dolor de pecho, en enfermos cardíacos. En una intoxicación grave se agrega: inconciencia, Julio 2013 Química Mente Página 7

respiración débil e irregular, temperatura corporal baja, convulsiones, pulso lento e irregular, presión arterial baja, paro cardiorespiratorio y muerte. En el siguiente cuadro se observan los niveles de CO en el aire ambiental y % de carboxihemoglobina (COHb) en la sangre: Concentración de CO en el aire ambiental (mg/nm 3 ) Concentración de Equilibrio de CO Hb en sangre (%) Efectos < 4 < 1 No hay efectos aparentes. 4 12 1,0 2,0 12 35 2,0 5,0 Hay alguna evidencia de efectos sobre la conducta. Efectos en el sistema nervioso central. Efectos en el discernimiento de los intervalos de tiempo, agudeza visual, luminosidad y otras funciones psicomotoras. 35 74 5,0 10,0 Alteraciones cardíacas y pulmonares. 74 625 10,0 80,0 Dolores de cabeza, fatiga, somnolencia, coma, fallas respiratorias, muerte. Cuidados para evitar la intoxicación con monóxido de carbono Algunos artefactos tienen dispositivos que aseguran la salida al exterior de los gases tóxicos que producen. Tal es el caso de los caños de escape de los automotores, los caños de ventilación de los calefones o las chimeneas de los hogares. Por eso es importante que dichos dispositivos estén correctamente colocados para que cumplan con su función. Es recomendable realizar un mantenimiento regular de los artefactos para comprobar su funcionamiento correcto y seguro. Las rejillas de ventilación permanentes son aberturas al exterior que, según su ubicación sirven para reponer el aire consumido por la combustión de los artefactos a gas y para la evacuación de los gases producto de dicho proceso evitando el efecto nocivo de los mismos. Al ser permanentes, aseguran que en el caso de producirse monóxido de carbono, el mismo sea evacuado al exterior obteniendo una adecuada renovación de aire dentro del ambiente. Julio 2013 Química Mente Página 8

Próximos Eventos IV Congreso Colombiano y Conferencia Internacional de Calidad del Aire y Salud Pública Bogotá, Colombia, 13 al 16 de agosto. http://www.casap2013.com/es/home.asp VIII Congreso Argentino de Hidrogeología VI Seminario Hispano-latinoamericano sobre temas actuales en Hidrología Subterránea La Plata, 17 al 20 de Septiembre. http://www.aih-ga.org.ar/congreso.htm http://www.hidrogeo2013.com.ar/ VII Congreso Argentino de Química Analítica - Mendoza - ARGENTINA Mendoza, 01 al 04 de Octubre. http://www.uncu.edu.ar/7cqa 4º Congreso de Ciencias Ambientales-COPIME 2013 Buenos Aires, 09 al 11 de Octubre. http://www.copime.org.ar/activities/detail/73 Julio 2013 Química Mente Página 9

Próximos Eventos XXIV Congreso Nacional del Agua San Juan, 14 al 18 de Octubre. http://www.conagua2013.com V Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Sólidos Mendoza, 15 al 16 de Octubre. http://www.vsiir-redisa.com.ar/index.html VII Congreso de la Red Latinoamericana de Ciencias Ambientales Costa Rica, 11 al 15 de noviembre. http://www.congresocienciasambientales.org III Congreso Internacional de Ambiente y Energías Renovables Villa María, 13 al 15 de noviembre. http://www.cayer.com.ar AÑO 2014 5 o Congreso Internacional sobre Arsénico en el Ambiente Buenos Aires, 11 al 16 de mayo de 2014. http://www.as2014.com.ar/es/home.html Julio 2013 Química Mente Página 10

Gracias por su tiempo Nos encontramos en la próxima edición... Para recibir Química Mente por correo electrónico puede subscribirse enviando un mail a: laboratorio.quimica@frra.utn.edu.ar Contacto: Acuña 49 (2300) Rafaela Santa Fe Argentina. T.E. 03492 43-2702 Int: 106 Julio 2013 Química Mente Página 11