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INTRODUCCION

En este {rabajO se prete~de determinar el papel que desempeñan

los minerales de la arcilla en la digestión anaerobia. Para ello, se

han elegido los minerales: sepiolita, vermiculita y bentonita, a los

cuales se les han determinado sus propiedades fisicoquímicas, compro­

bándose las variaciones de éstas después de haber sido utilizadas en

los digestores anaeróbicos. Asimismo, se est~dia el mecanismo de in­

teracción de estos minerales con las bacterias existentes en el medio

ce reacción. Se han empleado también poliuretano expandido y PVC pa­

ra observar la diferencia entre los minerales de la arcilla y los plá!

ticos cuando ambos son empleados como soportes en digestores anaeróbi­

cos.

:.lA'fERIALES y .JETODOS UTILIZADOS

.\IATERIALES

- Sepiolita purificada calentada a 6002C

- Sepiolita natural calentada a 600 2C

- Vermiculita magnésica sometida a un choque térmico

- Bentonita de Gador

Poliuretano expandido

- PVC

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METODOS UTILIZADOS

Se han montado matraces de 1 1 de capacidad con las muestras

anteriormente descritas y uno de ellos como testigo. El tamaño dd

relleno estaba comprendido entre 1,6 y 2 mm. El medio contenía funda

mentalmente ácido acético junto con distintos minerales y vitaminas

para favorecer el d~sarrollo de las metanobacterias. Asimismo se mon

taran otros siete matraces conteniendo ácido acético más sulfato sódi

ca, para favorecer el crecimiento de metanobacterias y sulfobacte­

rias~

El estudio de las muestras se ha realizado mediante las si­

guientes técnicas experimentales:

- Análisis térmico diferencial y termogravi:métrico.

- Microscopía electrónica de barrido, sometiendo las muestras a un pl'~

ceso de fijación y deshidratación para poder observar las bactel·ius.

- Espectroscopia de infrarrojos.

- Difracción de rayos x.

- Espectrofotometria de absorci6n atómica.

Inicialmente se realizó un estudio de los materiales utill/.~­

dos como relleno para su caracterización y posterior comparación ctJn

los datos obtenidos de estos materiales sometidos a tratamiento.

RESULTADOS

Las muestras estudi adas hasta ahora han sido las correspoll'lj p.'!

tes a los mE.traces s"'Detidos al medio acético en los cuales se desH, 'ro

llall fundamentalmente bacterias metanogénicas.

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En todas las muestras estudiadas aparecen cristales de fas fa-

to amónico magnésico en gran proporción, junto con otros tipos de fos

fatos y compuestos precipitados, todos estos en menur cuantía. Los

fusfatos amónico magnésicos han sido identificados por difracc;ón de

rayos X, asi como por los espectros de infrarrojos y microscopía elec

trónica (fotos 1 y 2).

Las muestras extraídas de los matraces se han separado en dos

partes, una superior y otra inferior.

- Zona superior. Repr-ese-nta la masa en suspensión.

- Zona inferior. Corresponde al relleno sólido.

Los resultados obtenidos con los distintos materiale-s utilua

dos son los siguientes:

~ep~~lita_~~~~~~~da :

Zona superior: aparece gran cantidad de sepiolita en suspensión y exis

ten muchas bacterias metanogénicas redondas, agrupadas en sarcinaH

y otras en forma de bacilos, todas ellas wlidas a los cristales de

sepiolita, tal como se observa en las fotos 3, 4, 5, o y 7.

Zona inferior: no se encuentra ninguna bacteria ni en la superficJt:

del sólido ni en el interior de éste.

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Zona superior: prácticamente no exis te sepioli ta en suspensión y app.

nas aparecen bacterias. La masa suspendida está formada por l()st"~

to amónico magnésico y otros compuestos precipitados (foto 8).

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Zona inferior: en la superficie del sólido sólo se ven Lompuestos pr!

cipitados, sin embargo en su interior aparecen bacterias, aunqu~

en pequeña cántidad, tal como se ~bserva en la foto 9.

Vermiculi ta :

Zona superior: existen muchas láminas en suspensión debido al ef~ctc

de la agitación sobre el mineral, pero apenas aparecen bacterias

(foto 10).

Zona inferior: no se aprecia ninguna bacteria, aunque si se encuen-

tran cristales de fosfato amónico magnésico introducidos entre las

láminas (foto 11).

Los diagramas de difracción de rayos X de las figuras 1 y 2

muestran la variación que ha sufrido la vermiculita al estar en con-

tacto con el medio de cultivo. El espaciado interlaminar ha disminui

o o . d ++ l· d' + do de 14 A a 10 A ced1en o Mg a med10 y toman o de este A •

Bentonita:

Zona superior: apenas existe mineral en suspensión, aunque se ven bae

terias ordenadas en sarcinas y también algunos bacilos, como pUlue

observarse en la foto 12.

Zona inferior: no se encuentran bacterias, ni en la sup~rfici~ ni .,."

el interior del sólid?

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Zona superior: aparecen bacterias agrupadas en sarci~as j~~to con ~~

chos compuestos precipitados. No existe sólido en suspensión (f~

to 13).

Zona inferior: en los huecos del sólido aparecen precipitados que se

distinguen a simple vista. En la observación al microscopio se

comprueba'que dichos precipitados son análogo~ a los existentes en

la zona superior, encontrándose igualmente bacterias ordenadas en

sarcinas y algunos bacilos.

PVC:

Zona superior: se encuentran bacterias agrupadas en sarcinas._ No hay

sólido en suspensión (foto 14).

Zona inferior: no aparecen bacterias, tan sólo exi~ten compuestos Pi!

cipitados en la sup~rficie.

!:.~!~!!.~ : Sólo existe la zona superior ya que no f:osee relleno. EH

ésta aparecen productos precipitados y algunas bacterias agrupada ';

en sarcinas as! como algunos bacilos, como puede observarse en la

foto 15.

El estudio por análisis térmico diferencial de las muest:'-as

nos permite corroborar la presencia de materia orgánica por la apal i

ción de unos efectos exotérmicos a 300 y 47S"C en las muestras des­

pués del tratamiento, como se observa en los diagramas de la figura

3, correspondientes a la sepioli ta purificada. La existencia de foo;

fato amónico magnl-sico en las muestras no interfiere en la inler'p,-e-

tación de estos resultados por no presentar efectos exotérmicc,s a di­

chas TI. En todas las muestras existe una relación entre la magnitud

de los efectos exotérmicos y la cantidad de bacterias observadas al

microscopio electr6nico.

De los espectros de infrarrojos no se obtiene información ya que las

bandas correspondientes a los fosfatos solapan las demás.

Se ha observado que la muestra que más rápidamente decanta es

la sepiolita purificada.

CONCLUSION

. A la vista de los resultados obtenidos se puede concluir que

el mineral que más bacterias metanogénicas retiene es la sepiolita p~

rificada cuando ésta se encuentra en suspensión, además de ser la q'J~

decanta más rápidamente, factor muy importante para la separación del

efluente y la biomasa activa en un digestor.

La bentonita sufre un comportamiento análogo a la sepiolita

purificada, sin embargo, los resultados obtenidos son inferiores pu­

diendo ser debido a la poca presencia de mineral en suspensión. Es l •.•

mismo hecho puede explicar el diferente comportamiento de la sepioli­

ta natural respecto a la sepiolita purificada.

El hecho de que la Froducción de gas de la vermiculita fuese

muy superior a la de los demás materiales al principio del tratami~n­

to siendo posteriormente superada esta producción, puede estar rela­

cionado cen la cesión de Mg++ al medio. Por lo tanto, la presencia

de magnesio en mayor cantidad puede influir positivamente •

. -

Las conclusiones anteriormente expuestas llevan a la idea de

realizar una nueva experiencia utilizando Pancel S, Pansil S y mont­

morillonita de Wyoming saturada en sodio, para lograr una buena sus-

pensión de estos minerales, asimismo, se utilizará saponita para es-

tudiar .e 1 efecto de Mg en el m"dio.

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Figura 1. Diagrama de difracció'n de rayos X de vermiculi ta antes del tratamiento.

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Figura 2. Diagrama de difr~eeión de rayos X de vermieulita después del tratamiento.

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