RECUPERACIÓN O RECICLADO DE ACEITES USADOS DE
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7/30/2019 RECUPERACIN O RECICLADO DE ACEITES USADOS DE
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RECUPERACIN O RECICLADO DE ACEITES USADOS DE MOTOR
INTRODUCCIN
Un aceite lubricante es un liquido usado para disminuir la friccin entre dos
superficies, stos son usados en el interior de los motores donde las
condiciones de operacin hacen que despus de cierto periodo de uso se
degraden en compuestos cuyas caractersticas no permiten su utilizacin como
lubricantes. La mayora de los aceites usados contienen compuestos txicos
los cuales al quemarse son liberados a la atmsfera, esto hace necesario la
implementacin de polticas dirigidas a su disposicin final y a los mtodos
usados para la combustin de los mismos. La regeneracin es uno de los
mtodos para reutilizar los aceites usados con menor impacto ambiental, ste
mtodo dispone los aceites usados de forma tal que se puedan volver a usar
como lubricantes. Entre estos mtodos se encuentra la biodegradacin de los
compuestos contaminantes en el interior del aceite, al degradar los compuestos
contaminantes se recupera la base lubricante, sta es la que otorga las
propiedades lubricantes a los aceites, y ste producto es la materia prima para
la produccin de nuevos aceites. La biodegradacin de un aceite usado
requiere del uso de microorganismos con la facultad de degradar los diversos
contaminantes presentes en el aceite usado y resistentes a la presencia de
metales pesados e hidrocarburos. La variedad de contaminantes presentes en
el aceite usado hacen que prcticamente ningn microorganismo est en la
capacidad de degradar en su totalidad un aceite usado, para lograr esto es
posible usar una mezcla de microorganismos o biodegradacin en serie. En elpresente trabajo se describen algunos tratamientos que se les da a los aceites
usados y las diversas formas en que es posible sacar provecho de estos
desechos de los aceites lubricantes. Se describen los aspectos ms
importantes de un aceite lubricante, las diferencias que existen entre ellos y se
explica de forma detallada las razones por las cuales se degrada un aceite
lubricante.
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1. ACEITES LUBRICANTES
El aceite lubricante para motores tiene como funcin primordial evitar el
contacto directo entre superficies con movimiento relativo, reduciendo as la
friccin y sus funestas consecuencias: calor excesivo, desgaste, ruido, golpes,
vibracin, etc. Los aceites lubricantes tienen entre sus funciones: no permitir la
formacin de residuos gomosos, no permitir la formacin de lodos, mantener
limpias las piezas del motor, formar una pelcula continua y resistente y permitir
la evacuacin de calor. El aceite lubricante tanto para uso en automviles e
industrias, est compuesto en general (excepto en aceites sintticos) por una
base orgnica y aditivos, estos ltimos utilizados para aumentar su
rendimiento, eficiencia y vida til. La composicin de la base orgnica est
formada de cientos de miles de compuestos orgnicos, siendo la gran mayora
compuestos aromticos polinucleares (PNA). Algunos de estos PNA
(principalmente estructuras de 4, 5 y 6 anillos) son considerados cancergenos
como el benzopireno, sin embargo, existen otros combustibles cuyas
concentraciones de PNA son superiores, por lo que los PNA tanto en aceite
lubricante virgen como usado no son la mayor fuente de preocupacin. Los
aditivos de la base orgnica del aceite que pueden llegar a constituir hasta un
30 % en volumen del total de aceite virgen, tpicamente contienen
constituyentes inorgnicos como azufre, nitrgeno, compuestos halogenados y
trazas de metales. [1, 2]
1.1 BASE LUBRICANTE
Los aceites lubricantes estn constituidos por una base lubricante la cual
provee las caractersticas lubricantes primarias. La base lubricante puede serbase lubricante mineral (proveniente del petrleo crudo), base lubricante
sinttico o aceite base lubricante vegetal segn la aplicacin que se le va a dar
al aceite. [3]
1.1.1 Aceite mineral
Las base lubricantes minerales son refinadas del crudo del petrleo, sus
caractersticas estn determinada por la fuente de crudo y el proceso especificode refinacin usado por el fabricante. Existen dos tipos principales de crudos de
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petrleo: crudo parafnico y crudo naftnico. El crudo parafnico es el ms
usado para la fabricacin de aceites lubricantes, su alta composicin en
componentes parafnicos hace que su ndice de viscosidad sea ms elevado
que el de el crudonaftnico. [3]
1.1.2 Aceite sinttico
Las bases lubricantes sintticas son fabricadas por procesos especiales
(distintos a la refinacin)para realizar funciones especificas, lo cual les otorga
una mayor uniformidad en sus propiedades. Estos aceites son la solucin para
trabajos en condiciones extremas (temperaturas muy altas o muy bajas. Las
principales ventajas del uso de bases sintticas comparadas con las bases
minerales son: amplio rango de temperaturas de operacin, mayor resistencia a
la oxidacin, ahorro de energa, mantenimiento con menor frecuencia, menor
uso de aditivos y ms fcil degradacin. Los aceites sintticos suministran
aproximadamente cuatro veces el tiempo de operacin del mejor aceite
mineral, mientras que su costo es aproximadamente cinco veces mayor, su uso
se basa ms en la idea de preservar la maquinaria que en ahorrar dinero. [3]
1.1.3 Aceite vegetal
Las bases lubricantes vegetales tienen tasas de biodegradacin ms altas, por
esto estas base lubricantes son usadas para producir aceites verdes o aceites
ms biodegradables que el aceite mineral. Estos aceites combinados con los
aditivos correctos pueden ser biodegradables y no txicos. [3]
1.2 ADITIVOS
El aceite base debe estar acompaado de aditivos o se degradar
rpidamente, los aditivos son compuestos qumicos que se adicionan a los
aceites lubricantes para otorgarle propiedades especificas. Algunos aditivos
otorgan nuevas y tiles propiedades a un lubricante, la mayora de estas
propiedades reducen la tasa a la cual ocurren algunos cambios indeseables en
el aceite durante el funcionamiento. Los aditivos pueden tener efectos
colaterales negativos, especialmente si su dosis es excesiva o si ocurren
reacciones indeseables entre los aditivos. No es recomendable el uso de
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aditivos por parte del usuario final de un aceite lubricante, ya que estos pueden
alterar las propiedades del aceite. El fabricante del aceite es el responsable de
conseguir un balance de los aditivos para un desempeo ptimo. [3]
1.2.1 Inhibidores de corrosin
Estos aditivos previenen la corrosin causada por cidos orgnicos, que se
producen en el interior del aceite, y la causada por contaminantes arrastrados
por el aceite. Estos compuestos generalmente estn hechos por sulfonatos o
fenatos. [3, 4]
1.2.2 Detergentes y dispersantes
Los detergentes neutralizan los cidos en el aceite y ayudan a mantener el
aceite limpio neutralizando los precursores de depsitos que se forman bajo
altas temperaturas o como el resultado de quemar combustibles con un alto
contenido de sulfuro. Los principales detergentes usados en la actualidad son
sales de metales alcalinotrreos como bario, calcio y magnesio, conocidos
como compuestos rgano-metlicos. Los dispersantes son compuestos
qumicos que dispersan o suspenden en el aceite los materiales que pueden
formar lodos, particularmente los que se forman durante la operacin a bajas
temperaturas, cuando por condensacin combustible parcialmente sin quemar
(holln) entra al aceite. [3, 4]
1.2.3 Aditivos antidesgaste
Estos aditivos son usados en muchos aceites lubricantes para reducir la
friccin, el desgaste y las ralladuras bajo condiciones por debajo de los limites
de lubricacin, estas se producen cuando no se puede mantener una pelculalubricante completa, hacindose progresivamente ms delgada, debido a
incrementos de carga o temperatura, producindose un contacto entre las
piezas a travs de las irregularidades o asperezas que estas pudieran
presentar, cuando estas irregularidades hacen contacto se producen los
rayones y se perfora la superficie de la pieza. Los principales aditivos usados
para evitar el desgaste son: cidos grasos y esteres. [3
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1.2.4 Aditivos de presiones extremas
Estos compuestos llamados EP son requeridos en condiciones de operacin a
altas temperaturas o bajo cargas pesadas para reducir la friccin, controlar eldesgaste y prevenir graves daos en la superficie de las piezas. [3]
1.2.5 Antiespumantes
Las molculas de estos aditivos se pegan a las burbujas de aire en la espuma,
produciendo puntos dbiles en la burbuja para que esta colapse. El volumen
adicionado de ste aditivo es crtico, ya que mucha cantidad incrementa el
potencial de producir espuma. Los antiespumantes usados son polmeros de lasilicona y polmeros orgnicos. [3, 4]
1.2.6 Disminuyentes del punto de fluidez
Estos aditivos ayudan a mantener el aceite como un perfecto fluido a bajas
temperaturas al inhibir la conglomeracin de partculas de cera que impediran
el flujo del aceite, estos aditivos en realidad hacen uso de las propiedades
coligativas de la solucin ocasionando un descenso crioscpico, el punto defusin de las partculas de cera disminuye mas no desaparece. Los aditivos
usados para ste fin son los alquilaromticos. [3]
1.3 CARACTERSTICAS FSICAS
Los aceites usados se clasifican segn sus caractersticas fsicas, ya que son
las ms fciles de medir y en ltima instancia son las que determinan el
comportamiento del aceite en el interior del motor.
1.3.1 Color
El color de la luz que atraviesa los aceites lubricantes varia de negro (opaco) a
transparente (claro).Las variaciones en el color de los aceites lubricantes
resulta de: diferencias en los petrleos crudos, viscosidad, el mtodo y grado
de tratamiento durante la refinacin, y la cantidad y naturaleza de los aditivos
usados. El color tiene poco significado al momento de determinar el
desempeo de un aceite. [5]
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1.3.2 Nmero total de bases (TBN)
Una de las funciones del aceite de motor es neutralizar los cidos creados
durante el proceso de combustin, esto es de particular importancia cuando se
usan combustibles con un alto contenido de sulfuros. La cantidad de cido que
un aceite puede neutralizar es expresado en trminos de la cantidad requerida
de una base estndar para neutralizar el cido en un volumen especificado de
aceite, esta caracterstica de un aceite es llamada TBN. [5]
1.3.3 Punto de fluidez
ste punto es la temperatura ms baja a la cual fluir el aceite cuando es
enfriado bajo unas condiciones preestablecidas. La mayora de los aceites
contienen ceras disueltas, cuando el aceite comienza a enfriarse las ceras se
empiezan a separar en cristales que se interconectan para formar una
estructura rgida, reduciendo la habilidad del aceite a fluir libremente. La
agitacin mecnica puede romper la estructura de las ceras, as es posible
tener un aceite por debajo de su punto de fluidez. La importancia de esta
propiedad depende del uso que se le va a dar al aceite. El punto de fluidez
debe estar al menos 200 F debajo de la temperatura a la que se realiza el
encendido. [5]
1.3.4 Cenizas sulfatadas
Son el residuo no combustible de un aceite usado. Contenidos excesivos de
cenizas ocasionan depsitos de cenizas que pueden afectar el desempeo del
motor, su potencia y eficiencia, aunque muy poca cantidad de cenizas
proporciona una menor proteccin contra el desgaste. Los detergentes y el zinc
difosfato son las fuentes ms comunes de las cenizas. [5]
1.3.5 Viscosidad
Probablemente la propiedad ms importante de un aceite lubricante es la
viscosidad. La viscosidades un factor fundamental para: la formacin de
pelculas lubricantes, afecta la generacin de calor y el enfriamiento de
cilindros, engranes y cojinetes. La viscosidad rige el efecto sellante del aceite,
la tasa de consumo del aceite y determina la facilidad con la cual la maquinariase enciende en condiciones de fro. Al momento de seleccionar el aceite
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apropiado para una aplicacin dada la viscosidad es la consideracin primaria,
esta debe ser lo suficientemente alta para proveer pelculas lubricantes y no
tanto como para que las perdidas debidas a la friccin sean excesivas. Como la
viscosidad es un factor de la temperatura es necesario considerar las
temperaturas de operacin del aceite en la maquinaria. [1, 3, 5]
1.4 CARACTERSTICAS QUMICAS
Los aceites de automocin, bsicamente son una mezcla de hidrocarburos
parafnicos, naftnicosy aromticos obtenidos por destilacin de crudos
petrolferos (aceites minerales) o por sntesis a partir de productos
petroqumicos (aceites sintticos). La variacin en la proporcin de los
diferentes tipos de hidrocarburos en la mezcla determina las caractersticas
fsicas y qumicas de los aceites. Una alta fraccin de hidrocarburos parafnicos
confiere al aceite una mayor resistencia a la oxidacin, mientras que un alto
contenido de hidrocarburos aromticos favorece la estabilidad trmica. Para
mejorar las prestaciones del aceite como su longevidad es comn aadir
aditivos en cantidades de entre un 15 y un 25% en volumen de producto
terminado. Los aditivos son de distinta naturaleza y confieren al aceite
propiedades especificas (antiespumantes, antioxidantes, etc.), stos suelen
provocar problemas en la gestin del aceite una vez se ha usado. [3, 4]
Parafinas Alcanos 45-76% Naftenos Cicloalcanos 13-45% Aromticos
Aromticos 10-30%
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Aditivos (15 - 25%)
Antioxidantes Ditiofosfatos, fenoles, aminas Detergentes Sulfonatos,
fosfonatos, fenolatos (de bario, magnesio, zinc, etc.)Anticorrosivos Ditiofosfatos
de zinc y bario, Sulfonatos Antiespumantes Siliconas, polmeros sintticos
Antispticos Alcoholes, fenoles, compuestos clorados Fuente: Jos Luis Martn
Pantoja y Pilar Matas Moreno. Qu se hace en Espaa con los aceites
usados? En: Ingeniera Qumica. Enero 1995, p. 114
1.5 SISTEMAS DE CLASIFICACIN
Los aceites lubricantes para motores a gasolina se pueden clasificar de
acuerdo a dos criterios generales: segn su viscosidad (SAE) y segn
requerimientos industriales (API).La sociedad de ingenieros automotores SAEha generado una clasificacin que depende exclusivamente del grado de
viscosidad del lubricante. En aceites para motor existen los monogrados que
van del 0W hasta el 60 y en los multigrados desde el 5W 50 hasta el 20W
50. El instituto Americano del Petrleo (API) clasifica los aceites para motor de
acuerdo a sus caractersticas y a las condiciones exigidas por los lubricantes
de automviles. La designacin para aceites segn API ha variado desde SA
hasta SG que es el recomendado en la actualidad. Los fabricantes de motoresrecomiendan una viscosidad determinada para el aceite a usar y es
aconsejable aceptarla. En ciertos casos es posible que como consecuencia del
desgaste el aceite recomendado resulte demasiado fluido para que la
lubricacin cumpla con su papel, en tales casos es beneficioso utilizar un aceite
de mayor viscosidad. Adems de la viscosidad es conveniente seleccionar el
aceite de acuerdo a su calidad indicada por los trminos de la clasificacin API.
En la actualidad los aceites de mejor calidad son los SG. Para el cumplimiento
de las condiciones exigidas a los lubricantes para motor se han establecido
normas que disponen los procedimientos regulares para la evaluacin de las
principales caractersticas que posee un aceite especfico. Las principales
asociaciones encargadas de producir ste tipo de metodologas son la SAE y la
ASTM. [2, 5]
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2. ACEITES USADOS
Despus de su uso, el aceite lubricante adquiere concentraciones elevadas de
metales pesados producto principalmente del desgaste del motor o maquinara
que lubric y por contacto con combustibles. Adems, se encuentran con
frecuencia solventes clorados en los aceites usados, provenientes del proceso
de refinacin del petrleo, principalmente por contaminacin durante el uso
(reaccin del aceite con compuestos halogenados de los aditivos) o por la
adicin de estos solventes por parte del generador. Dentro de los solventes que
principalmente figuran son tricloroetano, tricloroetileno y percloroetileno. La
presencia de solventes clorados, junto con altas concentraciones de algunos
metales pesados constituyen la principal preocupacin de los aceite usados.
[1]Los aceites lubricantes sufren una descomposicin luego de cumplir con su
ciclo de operacin y por esto es necesario reemplazarlos. Despus del uso de
un aceite queda holln en el interior, ste es una parte de hidrocarburo
parcialmente quemado que existe como partcula individual en el aceite, los
tamaos de estas partculas varan de 0.5 a 1.0 micras y generalmente se
encuentran muy dispersas por lo cual es muy difcil filtrarlas. Durante la
combustin en el interior de los motores algunos materiales en el combustible,
como el sulfuro, pueden convertirse en cidos fuertes, stos se condensan en
las paredes del cilindro llegando al aceite, el cual transporta los cidos a las
paredes de los cilindros y desgastan estas piezas metlicas. [3]La
descomposicin de los aceites de motor se debe especialmente a una reaccin
de oxidacin. La oxidacin de los hidrocarburos en fase liquida algunas veces
es una reaccin de radicales encadena. Esta reaccin se muestra en la
Figura1.
R- + O2ROO-
ROO-
+ R - X R-+ ROOH
Figura 1. Reaccin de oxidacin de los hidrocarburos en el aceite.
La reaccin no se inicia hasta pasado un cierto periodo de induccin el cualcorresponde al intervalo necesario para la formacin de los perxidos, que
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actan como catalizadores, durante ste periodo la oxidacin del aceite es muy
dbil. En el motor la oxidacin se produce de forma muy rpida, en particular
por la elevada temperatura que alcanzan las piezas prximas a la cmara de
combustin. Los hidrocarburos parafnicos se oxidan por los extremos de la
cadena formando cidos ocetocidos corrosivos (pasando por los
correspondientes productos intermedios).Con los hidrocarburos naftnicos se
rompe la cadena y ocurre un proceso anlogo al de los hidrocarburos
parafnicos. Los hidrocarburos aromticos se oxidan con ms facilidad que los
parafnicos y los naftnicos, a causa de la sensibilidad del hidrogeno unido a un
carbono de una cadena lateral prxima al cicloaromtico. [5]La Figura 2.
muestra las reacciones que ocurren en los hidrocarburos parafnicos y en los
naftnicos.
2.1 FACTORES DE DETERIORO
En condiciones ideales de funcionamiento no habra necesidad de cambiar un
aceite lubricante, la base lubricante no se gasta, se contamina y los aditivosson los que soportan las crticas condiciones de funcionamiento. La naturaleza
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de las partculas extraas que contaminan el lubricante vara de acuerdo con el
tipo de trabajo del mecanismo. Diversos factores como la temperatura y el
estado son los factores ms influyentes para el deterioro del aceite. [1, 5]
2.1.1 Temperatura de operacin
Los lubricantes derivados del petrleo son hidrocarburos, stos se
descomponen cuando estnsometidos a altas temperaturas, esto hace que el
aceite se oxide o se polimerice. Un aceitedescompuesto de esta manera puede
presentar productos solubles o insolubles, los productossolubles, por lo
general, son cidos que forman emulsiones estables en presencia de agua y
queatacan qumicamente las superficies metlicas, principalmente cuando son
de plomo o de cobre-plomo, si la concentracin de estos cidos aumenta
considerablemente no pueden ser inhibidospor los aditivos antioxidantes y
anticorrosivos, formando lodos que dan lugar a los productosinsolubles. Si
estos productos no se eliminan del aceite pueden deteriorar las superficies
metlicasque lubrican o taponan las tuberas de conduccin del mismo.La
oxidacin y la polimerizacin depende en mayor grado del tipo de base
lubricante de que estcompuesto el aceite y del grado de refinamiento que
posea, aunque es posible evitar que ocurranmediante la utilizacin de aditivos
antioxidantes.A temperatura ambiente el aceite puede mostrar algn grado de
deterioro, el cual no incideapreciablemente en su duracin, a temperaturas
menores de 50C la velocidad de oxidacin es
bastante baja como para no ser factor determinante en la vida del aceite.
Mientras ms baja sea latemperatura de operacin, menores sern las
posibilidades de deterioro. [5]
2.1.2 Agua
Esta se encuentra principalmente por la condensacin del vapor presente en la
atmsfera o enalgunos casos se debe a fugas en los sistemas de enfriamiento
del aceite. El agua presente en elaceite provoca emulsificacin del aceite, o
puede lavar la pelcula lubricante que se encuentrasobre la superficie metlica
provocando desgaste de dicha superficie. [5]
2.1.3 Combustibles
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Se encuentran en los aceites debido a su paso hacia la cmara de combustin
y de esta hasta elcrter, al interactuar con el aceite ocasionan una dilucin del
mismo. [5]
2.1.4 Slidos y polvo
Se deben principalmente a empaques y sellos en mal estado, permitiendo que
contaminantes delmedio entren al aceite.Otros contaminantes menos
frecuentes aunque igualmente perjudiciales son: tierra y partculasmetlicas
provenientes del desgaste de las piezas, holln y subproductos de la
combustin decombustibles lquidos. [5]
2.2 PROBLEMTICA AMBIENTAL
Todo residuo o desecho que pueda causar dao a la salud o al medio ambiente
es consideradocomo un residuo peligroso, fundamento por el cual los
gobiernos tienen la responsabilidad depromover la adopcin de medidas para
reducir al mximo la generacin de estos desechos, ascomo establecer
polticas y estrategias para que su manejo y eliminacin se ejecuten
sinmenoscabo del medio ambiente y se reduzcan sus propiedades nocivas
mediante tcnicasapropiadas.En el mundo han hecho su aparicin en los
ltimos aos, nuevos procesos y tecnologas quepermiten la reutilizacin o
reciclaje de residuos o desechos peligrosos, transformndolos ensustancias
susceptibles de ser utilizadas o aprovechadas ya sea como materia prima o
comoenergticos. Por desconocimiento de procedimientos tcnicos para su
adaptacin, por ausencia denormatividad sobre su reutilizacin industrial, por la
carencia de estndares de consumo encalderas, hornos y secadores y por el
mercado negro existente con estos productos, se presumeque los manejos
dados a los aceites usados y en general a este tipo de energticos
alternativos,son inadecuados, no solo ambiental, sino tcnicamente. Estosprocedimientos estn generando ladegradacin del medio ambiente por la gran
cantidad de contaminantes, particularmente aquellosasociados con contenidos
de metales como arsnico, cadmio, cromo, plomo y antimonio entreotros, que
son emitidos a la atmsfera durante el proceso de combustin. Estos
compuestosqumicos producen un efecto directo sobre la salud humana y
varios de ellos son cancergenos. [6]
2.3 CARACTERISTICAS QUMICAS
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Dependiendo de la aplicacin que se les vaya a dar, los aceites poseen
composiciones muyvariables, en todos los casos como consecuencia de su
utilizacin se degradan perdiendo lascualidades que les hacan operativos,
llegado ste punto se hace necesaria su sustitucin por otrosnuevos,
generndose un residuo que puede ser variable en cantidad y composicin,
dependiendode la procedencia. Las caractersticas del aceite usado pueden
variar dentro de un amplio margen
dependiendo de la procedencia y aplicacin del aceite, en general las
contaminaciones tienen suorigen en compuestos derivados de la degradacin
de los aditivos en subproductos de combustinincompleta, polvo, partculasmetlicas o en contaminaciones exteriores por mal mantenimiento omal
almacenamiento del aceite (agua, disolventes, etc.).Su composicin qumica
presenta una serie de contaminantes como son: agua, azufre,compuestos
clorados y metales pesados que determinan sus caractersticas toxicas y
peligrosas.[4]La Tabla 2. muestra la composicin media de un aceite usado.
La concentracin de metales en un aceite usado se debe principalmente a la
degradacin deaditivos rgano metlicos del aceite lubricante nuevo, adems
de desgastes producidos por rozamientos en las piezas mviles del motor. La
presencia del plomo en particular se debe en sutotalidad a la degradacin del
tetraetilo de plomo de las gasolinas. Estos contaminantes provocanimportantes
dificultades a la hora de buscar destinos finales al aceite.Se esta investigando
la posibilidad de disminuir al mximo el porcentaje de aditivos rganometlicos
en los lubricantes o sus sustitucin por otros compuestos capaces de conferir al
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aceitecaractersticas similares sin incluir metales pesados en su composicin.
[4, 6]
2.4 CARACTERIZACIN
Las pruebas establecidas para aceites se pueden dividir en dos clases:La
primera de ellas agrupa a todas aquellas que evalan las caractersticas fsicas
o qumicas dellubricante tales como viscosidad, ndice de viscosidad, color,
componentes, gravedad especfica,etc.La segunda clase de ensayos sirve para
evaluar las cualidades del lubricante en operacin,observando y midiendo los
efectos producidos en el motor durante un tiempo programado deprueba. [2]La
caracterizacin consiste en medir las propiedades ms representativas que
tienen los aceiteslubricantes. Es importante conocer la naturaleza y extensin
del grado de contaminacin odeterioro de dicho lubricante.La caracterizacin
se puede tomar como una medida o patrn de calidad de un aceite
lubricante,para determinar la factibilidad del nuevo uso o para diagnosticar
defectos en el rendimiento yfuncionamiento del motor de un vehculo. Los
anlisis de caracterizacin implican y ayudan a juzgar la eficiencia del proceso
de regeneracin escogido.Las propiedades susceptibles a ser medidas en un
proceso de caracterizacin de un aceite usadoestn estipuladas y regidas por
las normas ASTM, las propiedades y las normas que rigen su usose muestran
en la Tabla 3.
La presencia de los diversos metales presentes en el interior del aceite usado
es determinadausando absorcin atmica.La presencia de cenizas es un
indicativo de la cantidad de aditivos presentes en el aceite usado,un alto
porcentaje de stas implica una alta concentracin de detergentes. [5]Para
lograr un anlisis efectivo de los aceites usados es necesario tomar una
muestrarepresentativa del aceite que se quiere analizar, por esto no se
recomienda tomar las muestras delsistema de drenado del motor. Si es
necesario tomar la muestra del drenado esta se debe hacer cuando el aceite
est caliente y tomando la muestra de un punto intermedio en el drenado.Las
muestras deben ser consistentes, tanto en el sitio donde se toman como en el
tiempo de vidaque llevan en el interior de la maquinaria y se deben tomar
cuando el aceite est a la temperaturade operacin, preferiblemente mediante
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el uso de una bomba de vaco. El aceite muestreado sedebe mantener aislado
del ambiente despus de tomar la muestra para evitar la contaminacinexterna,
las tcnicas de anlisis del aceite buscan las partculas presentes en el aceite,
si estascontienen agentes externos dicha muestra no ser representativa.Al
momento de tomar la muestra se deben limpiar las boquillas del motor para
evitar que losmetales presentes en las boquillas entren en la muestra y es
necesario anotar todos los datospertinentes a dicha muestra como lo son: la
fecha, la maquina de la que se tomo la muestra,tiempo de uso del aceite y el
sitio donde se realizo el muestreo. [7]
3. RECUPERACIN Y RECICLADO DE ACEITES USADOS
El aceite recuperado se debe emplear para condiciones de servicio menos
crticas que aquellas enlas que estaba sometido inicialmente.Los aceites
usados que se generan en el mundo son manejadas en tres formas
principales:rerrefinadas (regeneracin) en bases lubricantes para su posterior
uso, destiladas a combustiblediesel y comerciadas como combustible sin tratar
(fueloil).La combustin de 1 litro de aceite usado produce en promedio
emisiones al aire de 800mg de zincy 30mg de plomo. La combustin de los
aceites usados comparados con la rerrefinacin y ladestilacin genera en
promedio 150 y 5 veces ms contaminacin respectivamente. [1,7]Antes de
decidir cual mtodo se usara en la recuperacin de un aceite usado es
necesario conocer la composicin qumica de dicho aceite (cuanto menor sea
la calidad del aceite base en el aceiteusado mayor ser el precio y dificultad de
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su tratamiento), ya que el mtodo de recuperacin aelegir esta ntimamente
ligado a la composicin qumica de un aceite usado, en algunos casos elfactor
decisivo es la disposicin de infraestructuras adecuadas. [5]
3.1 DESTILACIN
ste proceso es empleado para producir MDO y flux de asfalto, al comienzo del
proceso se destilael aceite usado para remover compuestos voltiles, agua y el
destilado final es la separacin de losaceites pesados (destilado) de
los contaminantes (fondos). El proceso de destilacin requieresuministro de
materia (NAOH) y energa (electricidad y gas natural). El producto de la
destilacines un aceite diesel de alta calidad (bajo en cenizas y contenido de
azufre) y un subproducto de fluxde asfalto. El volumen de combustible MDO es
una fraccin menor del producto total. Por destilacin los metales pesados y
otros contaminantes del aceite usado salen por el flujo de asfalto.[8]
3.2 COMBUSTIN
Para el aprovechamiento energtico de los aceites usados se pueden seguir
dos caminosdiferentes en funcin de las instalaciones en las que se va a
realizar el mismo. El primer caminoesta destinado como combustible en
instalaciones con alta potencia trmica, altas temperaturas,gran consumo de
combustible y alta produccin de gases. El mayor ejemplo de esto son los
hornosde clinker en las cementeras, estos hornos queman el aceite usado y los
contaminantes de steespecialmente los metales quedan incorporados al
cemento, aquellas partculas que no lo hacenson retenidas por precipitadores
electrostticos. El segundo camino es usado en la aplicacin detratamientos
fsico-qumicos ms complejos con el fin de fabricar un combustible que pueda
tener un espectro de utilizacin ms amplio en instalaciones con menos
potencia trmica o en motoresde combustin y calderas. Estos tratamientosdeben incluir como mnimo la separacin deelementos voltiles y de metales
pesados, as como agua y slidos (normalmente esto hace por destilacin o por
tratamiento con aditivos floculantes).El aceite se constituye en uno de los
residuos con mayor potencial para ser empleado comocombustible por su
elevada capacidad calorfica. La transformacin del aceite usado a
energtico,requiere la aplicacin de un tratamiento tendiente a adecuar las
condiciones del aceite a lascaractersticas propias del proceso de combustin,consistente bsicamente en la aplicacin dedos etapas: adecuacin del aceite
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usado mediante procesos de filtracin para retirar partculasgruesas y remocin
de partculas finas, mediante procesos de sedimentacin y centrifugacin.Estas
etapas involucran la adicin de desemulsificantes, para el rompimiento de las
emulsionesformadas con el agua. [4, 6]
Los aceites usados contienen concentraciones de metales pesados, sulfuros,
fsforo y total dehalgenos un poco ms altas que las de los petrleos crudos,
por la baja calidad como combustiblede los aceites usados estos se mezclan
con otros combustibles antes de su uso, con esto losniveles especficos decontaminantes se disminuyen a los lmites aceptados. Desde el punto devista
global las emisiones netas por unidad de combustible quemado son las mismas
sin importar el grado de dilucin. [8]
3.3 REGENERACIN
La regeneracin de aceites usados es la operacin mediante la cual se
obtienen de los aceitesusados un nuevo aceite base comercializable. Casi
todos los aceites usados son regenerablesaunque en la prctica la dificultad yel costo hacen inviable la regeneracin de aceites usados conalto contenido de
aceites vegetales, aceites sintticos, agua y slidos.Un proceso de
regeneracin consta de tres fases:Pretratamiento: esta fase consiste en
eliminar una parte importante de los contaminantes del aceiteusado, como son:
el agua, los hidrocarburos ligeros, los lodos, las partculas gruesas, etc.
Cadaproceso emplea un mtodo determinado o incluso una combinacin de
varios.Regeneracin: en esta fase se eliminan los aditivos, metales pesados y
fangos asflticos. stepunto es el paso principal de cada mtodo, cada uno de
ellos obteniendo al final un aceite libre decontaminantes con una fuerte
coloracin que lo hace inviable comercialmente, por esto esnecesario incluir
una ultima etapa de acabado.Acabado: Dependiendo del objetivo final del
aceite dependern los mtodos usados en esta etapa.Dependiendo del
proceso empleado pueden existir o no todas las fases. [3, 8]
3.3.1 Proceso convencional cido-Arcilla
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La carga de lubricante usado es sometida a una evaporacin de aquellos
productos ligeros comoagua e hidrocarburos del rango de la gasolina. Despus
de ste paso previo la carga se trata concido sulfrico obtenindose un
rendimiento de 85% aproximadamente en relacin con el productotratado. El
resto constituye un desecho aceitoso y cido. El producto obtenido despus
deltratamiento cido es enviado a filtracin con arcilla y cal, para mejorar su
color y su acidez. En steproceso de filtracin se obtiene un desecho del 3 al 4
por ciento constituido por una mezcla deaceite cido y arcilla. En la siguiente
etapa el aceite se fracciona para separar destilados livianosdel tipo gas-oil y as
obtener finalmente la base lubricante.El proceso tiene un rendimiento global de
70% en peso. [5]
3.3.2 Proceso Meinken
La carga de aceite usado es previamente deshidratada para eliminar el agua
existente y otroscontaminantes de bajo punto de ebullicin. Posteriormente el
aceite se pasa a travs de unaunidad de termocraking, la cual permite reducir
los desechos, por el tope de esta unidad se obtieneun destilado que unido al
producto de la unidad de vaco, formaran despus de la redestilacin elspindle
oil. El producto de salida de la unidad de termocraking se bombea a la unidad
detratamiento cido, en la cual se pone en contacto con el cido sulfrico,
obtenindose de estaoperacin el aceite cido, resultante del tratamiento y un
desecho cido, el cual representa el10.5% en peso en relacin ala carga. Este
aceite cido se lleva a la unidad de vaco donde sedespoja de la fraccin de
gas oil y finalmente se trata en la unidad de filtracin-neutralizacin,donde se
obtiene un bsico de alta calidad.El rendimiento de la planta es del 70% en
peso con relacin a la carga sin contar un 12% de gas oilobtenido como
producto secundario, el cual se utiliza como combustible. Este proceso es elmsdifundido mundialmente por su versatilidad y eficiencia. [5]
3.3.3 Proceso selecto propano cido-arcilla
Es una modificacin del proceso cido-arcilla convencional. En ste proceso,
se incluyen nuevasunidades con el objeto de disminuir el consumo de cido
sulfrico y por consiguiente la produccinde desechos.El rendimiento del
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proceso en relacin con la carga es 79.5% en peso y un 6% de gas oil, y
elvolumen de residuos se limita a un 5%. [5]
3.3.4 Proceso selecto propano-hidroterminado
Este proceso tiene como fin producir bases de alta calidad, sin dejas desechos
como el procesoselecto propano cido-arcilla. La carga de aceite usado,
alimenta a la unidad de pretratamiento,para eliminar agua e hidrocarburos
livianos, esta carga pretratada, se bombea a la unidad deselecto propano, en la
cual se preparaba los destilados con propiedades lubricantes y un residuode
hidrocarburos pesados, que pueden usarse como combustible.Los destilados
obtenidos se bombean a la unidad de hidrotratamiento, en donde son
hidrogenados.Las bases hidrogenadas se destilan en tres cortes, los cuales se
filtran y almacenan. Las basesobtenidas del tipo spindle oil, neutral y bright -
stock representan un 83.2% en peso con relacin ala carga, se obtiene adems
un 6% de gas oil, 1.5% de gas combustible y un 5% de combustiblepesado. [5]
3.3.5 Proceso K.T.I.
ste proceso no deja productos de desecho y consiste en las siguientes
etapas:Pretratamiento y destilacin al vaco: el aceite usado es deshidratado y
son eliminados parte de loshidrocarburos livianos, subsiguientemente el aceite
se enva a una torre de destilacin al vaco,donde se extraen los livianos
remanentes por la cabeza y contaminantes diversos por el fondo.Esto ltimo es
considerado de suma importancia para minimizar el consumo de hidrgeno en
elhidrotratamiento posterior del aceite, la destilacin al vaco produce bases
lubricantes en el rangodeseado para su posterior tratamiento. Un diseo
especial de la torre permite la obtencin de altosrendimientos de destilado, con
mnimo de arrastre de compuestos asflticos en los cortes, con elobjeto de
evitar el envenenamiento prematuro y excesiva deposicin de cocke en elcatalizador dehidrogenacin. Los productos livianos separados pueden ser
usados como combustibles. El fondocontiene metales, productos de
polimerizacin y materiales asflticos, que se pueden mezclar conresiduos de
refinera para la manufactura de asfalto para pavimento.Hidroterminado:
estabiliza el color y olor en los aceites, produce bases lubricantes con
lasespecificaciones deseadas. [5]
3.3.6 Proceso Berk
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ste proceso incorpora un primer paso de deshidratacin para eliminar agua e
hidrocarburoslivianos, seguido por una precipitacin de lodos que se consigue
con el uso del solvente 2-propanol-metilcetona-1-butanol con una relacin de
aceite de 3:1. ste paso provee unarecuperacin promedio de la base 95% en
peso con una reduccin de cenizas del 75%.Posteriormente el aceite extrado
con solvente se pone en contacto con arcilla para mejorar el color y el
olor.Finalmente se realiza el hidrotratamiento que es el paso ms complejo y
ms costoso con laventaja de generar un mnimo de subproductos. [5]
3.3.7 Proceso PROP
El aceite usado se pone en contacto con una solucin de fosfato diamonico, los
metales (excepto elzinc ditiofosfato) reaccionan con el fosfato para producir
fosfatos insolubles en agua y en aceite.El aceite sale de ste proceso
convertido en una emulsin que contiene aproximadamente el 1%de los
slidos, esta emulsin se trata mediante un tratamiento trmico que produce la
degradacinde una cantidad apreciable de ste compuesto de fsforo y a la
vez produce la aglomeracin de losslidos dispersos, los cuales se separan
posteriormente por filtracin.El aceite desmetalizado y deshidratado se mezcla
con hidrgeno en caliente utilizando nquel-molibdeno, ste tratamiento
remueve compuestos de azufre, nitrgeno y cloro.El aceite se hace circular a
travs de un lecho de arcilla, la arcilla tiene como fin la descomposicinde los
cidos sulfnicos y mejorar el color y el olor del aceite obtenido.Finalmente se
lleva a cabo un proceso de limpieza para remover la fraccin de
combustiblesrestantes, esta operacin permite controlar el punto de encendido
del aceite purificado.Esta es una de las tecnologas usadas en la regeneracin
de lubricantes que no producecontaminacin (ya que no usa cidos o solventes
en el tratamiento), no requiere destilacin alvaco, no cambia la estructura delos hidrocarburos que constituyen el aceite y los contaminantesse retiran de
forma tal que no contaminan el ambiente. [5]
3.3.8 Extraccin por solvente
Esta tcnica es uno de los procesos ms econmicos y ms eficientes en la
recuperacin deaceites usados. ste proceso reemplaza el proceso de cido-
arcilla produciendo un lodo orgnicotil en lugar de un lodo toxico. El proceso
consiste en mezclar el aceite usado y el solvente enproporciones adecuadaspara asegurar una completa miscibilidad de la base lubricante en elsolvente. El
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solvente debe retener los aditivos y las impurezas orgnicas que normalmente
seencuentran en los aceites usados, estas impurezas floculan y sedimentan
por accin de lagravedad. Al final se recupera el solvente por destilacin para
propsitos de reciclaje.ste proceso es capaz de remover entre 10-14% del
aceite usado como contaminante, lo cualcorresponde a la cantidad de aditivos
e impurezas que normalmente se encuentran en el aceiteusado. La etapa ms
crtica en el diseo de ste proceso es desarrollar el tipo apropiado desolvente,
los parmetros de extraccin y la relacin de solvente: aceite. El sistema debe
tener lacapacidad de separar el mximo posible de lodos del aceite usado y al
mismo tiempo perder lamnima cantidad de base lubricante en los lodos.El
aceite usado se guarda en un tanque con fondo cnico para permitir la
sedimentacin departculas grandes, se deja en el tanque por 3 das para
homogenizarlo. Una mezcla de aceiteusado y solvente (se recomienda usar: 2-
propanol, MEK o 1-butanol) se agita a 275rpm durante 15minutos, estas
condiciones aseguran un mezclado adecuado. La mezcla se deja sedimentar
por 24horas, despus de esto se lavan los lodos usando 2-propanol y n-
hexano, ste proceso de lavadoremueve un 95% del aceite intersticial presente
en los lodos. Siguiendo el proceso de lavado loslodos se llevan al horno por 5
minutos a 100 C para evaporar el exceso de solventes. Las perdidasdel aceite
se calculan como el peso de los lodos hmedos antes de lavarlos menos el
peso de loslodos secos sobre el peso del aceite adicionado en la mezcla. [9]
3.4 DESTRUCCIN TRMICA
Esta solucin se usa cuando no es posible ni la regeneracin, ni la combustin
de los aceitesusados, debido a la presencia de contaminantes txicos en el
aceite usado. La estabilidad de estoscompuestos y la dificultad de su
eliminacin hacen inviable otros procedimientos. La presencia dePCBs en elaceite en concentraciones superiores a 50ppm se debe eliminar por ste
mtodo. [4, 8]
3.5 OPCIONES EN COLOMBIA
En Colombia se generan mensualmente 2.9 millones de galones de aceites
usados al mes, 450 milde ellos proceden del Valle de Aburr. En la estacin de
transferencia de Corpal se puedenrecolectar176 mil galones mensuales. La
recoleccin de aceites usados en la planta se hace concuatro camiones pararecoleccin con tambores de 55 galones y un carrotanque para larecoleccin a
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granel. [10]La opcin ms adecuada para el pas, por la factibilidad del montaje
y los costos, es la combustinde los aceites usados. En ste proceso luego de
realizada la operacin de separacin, se originaun desecho o lodo con alto
contenido de metales pesados, el cual debe ser dispuesto de forma talque
asegure de cualquier manera que estos metales no sern absorbidos por los
seres vivos,existen 4 opciones posibles para tratar estos lodos: incineracin,
encapsulamiento en clinker,vitrificacin o ceramizado y relleno en las vas
durante la elaboracin de capa asfltica.Una vez el residuo es transformado,
puede producir distintos combustibles industriales almezclarse con los
energticos tradicionales y comnmente empleados en la industria en
generalcomo son el ACPM y el fueloil, cumpliendo igualmente con las
especificaciones establecidas por laASTM 396.La cantidad mxima de aceite
usado tratado que puede ser mezclado con otros combustiblespesados, se
encuentra limitada por algunas especificaciones determinantes, como el
contenido decenizas (generalmente 0.1 % mx.) y principalmente por los
rangos de viscosidad, que varan deacuerdo con los diferentes equipos a los
cuales se destinen estos combustibles. [6]
4. BIODEGRADACIN
El trmino biodegradacin no indica la extensin en la que se ha alterado una
molcula, tampocoseala si en el proceso se genera energa. Quiz resulte
ms apropiado hablar debiotransformacin para referirse al proceso a travs
del cual un ser vivo modifica un compuesto sinllegar a mineralizarlo. En
algunos casos el producto resultante puede ser incluso ms txico yperjudicial
que la sustancia de partida.Los compuestos mineralizables se convierten en
CO
2, agua y formas inorgnicas por la accin delos seres vivos,
predominantemente por los microorganismos y como parte del constante
reciclajede los tomos de carbono. La mineralizacin de un compuesto implica
su alteracin estructural y laformacin de intermediarios metablicos que
pueden servir de elementos estructurales de la clulao de combustible al
oxidarse. Los intermediarios pueden convertirse en distintos
compuestosorgnicos antes de su combustin final. En el proceso detransformacin de un compuesto en otro,puede sufrir la prdida de uno o ms
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de sus elementos estructurales o slo una mera reordenacinde sus tomos.El
principal problema en la biodegradacin es la baja en la tasa de degradacin
cuando disminuyela concentracin de contaminantes (compuestos a degradar),
en la mayora de los casos esto esocasionado por la eliminacin de co-
sustratos necesarios para la degradacin de otroscontaminantes por medio del
co-metabolismo. sto lleva a disear procesos basados en
reactorescontrolados, para una correcta biodegradacin del aceite y no
simplemente agregar el inoculo a losaceites para degradarlos. [11]
4.1 HIDROCARBUROS
Hay dos mtodos usados en la degradacin de hidrocarburos, el primero se
basa en lascapacidades metablicas de las especies presentes en los
hidrocarburos, la degradacin seconsigue al modificar el sustrato, por aeracin
o aplicando un fertilizante, y en el segundo seadicionan poblaciones forneas
de microorganismos que son escogidos por sus capacidades dedegradar
hidrocarburos. El mtodo de siembra de microorganismos requiere que
se agregue unacantidad de inoculo mayor a la biomasa que esta presente en el
medio para asegurar lasupervivencia del inoculo, ste mtodo no es muy
rentable para la aplicacin en aceites usados, yaque debe competir con una
gran cantidad de microorganismos. La modificacin del sustrato es unmtodo
puede incrementar la degradacin de 0.03 g/m3 da que se tiene normalmente
en el aceitehasta 50g/m3 da, esto tiene el inconveniente de que es posible que
tambin aumente la tasa dedegradacin de sustancias que no se desean
degradar. [12]La degradacin, o catabolismo, de compuestos orgnicos por las
bacterias ha llamado la atencinde numerosos microbilogos, bioqumicos y
genticos de este siglo. El enfoque y el punto deinters han variado con la
naturaleza de la propia disciplina y en conjunto han contribuido adesentraarlas bases moleculares del metabolismo bacteriano.Es difcil exagerar la
importancia de la versatilidad metablica bacteriana y de las leyes que
regulansu funcionamiento. Las bacterias son organismos que gozan de una
enorme plasticidadbioqumica, se adaptan con facilidad a cambios ambientales
y son muy tolerantes a situacionesextremas en el medio donde habitan.
Esos microorganismos constituyen, adems, un sistema idealpara el desarrollo
de modelos biolgicos que no encuentra parangn en otros sistemas vivos.Loscambios evolutivos que se producen en las bacterias ocurren de manera
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constante, debido a quese multiplican rpidamente, permiten el estudio de esos
cambios, su control y su imitacin en ellaboratorio.Muchos investigadores se
han mostrado escpticos ante la posibilidad de que las bacterias y
otrosmicroorganismos del suelo crezcan a expensas de hidrocarburos como
nica fuente de energa,aunque esa capacidad parece plenamente
comprobada: a lo largo de miles de aos, los
microorganismos se han visto expuestos a compuestos aromticos naturales
que se han formadopor pirolisis de compuestos orgnicos naturales. El tipo de
aromtico que se forme depender de latemperatura de pirolisis, as, a
temperaturas elevadas (2000 grados Celsius) se producen,preferentemente,
hidrocarburos policclicos no sustituidos, a temperaturas intermedias (800
gradosC), hidrocarburos con sustituciones alqulicas, y, a bajas temperaturas
(150 grados C), lospetrleos.La estrategia seguida por los microorganismos
consista en desestabilizar el anillo aromticomediante la introduccin de dos
grupos hidroxilo. As, el compuesto pasa a ser susceptible deataque enzimtico
para rendir formas asimilables del carbono.Desde el punto de vista
termodinmico, y en las condiciones actuales de la tierra, todos loscompuestos
orgnicos son inestables y tienden a su forma ms estable, que es el
anhdridocarbnico (CO2) en situacin aerobia o el metano (CH4) en un
ambiente anaerobio, o carente deoxgeno.Un compuesto recalcitrante es txico
para los microorganismos, presenta estructuras qumicasmuy estables y
resistentes al ataque biolgico o posee elementos estructurales que raramente
seencuentran en la naturaleza. En general, la resistencia de un compuesto
aromtico al ataque por los seres vivos aumenta con el nmero de
sustituyentes que tenga, cualquiera que sea sunaturaleza qumica. La
degradacin de aromticos ocurre en dos fases: la primera consiste enlaactivacin del anillo mediante la introduccin de dos grupos hidroxilo, la
segunda, en la fisin oruptura del anillo activado. El ejemplo ms sencillo de
activacin del anillo aromtico lo constituyela oxidacin del benceno por la
benceno oxigenasa para producir un dihidrodiol, queposteriormente se oxida a
catecol, ste ltimo compuesto es la verdadera forma activada del anillo.Un
mismo compuesto puede sufrir distintos tipos de ataque que conduzcan a la
forma activada.[11]En algunos casos, los compuestos naturales presentan yaun grupo hidroxilo en su molcula.Acontece eso con el fenol, el cual se oxida a
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catecol por accin de un fenol hidroxilasa. En estoscasos, la preparacin del
anillo para su rotura no slo implica su activacin, sino ambin laeliminacin de
la sustitucin.Uno de los aspectos ms interesantes del metabolismo de los
aromticos lo ofrece la fisin delanillo aromtico, una vez que lleva
incorporados los dos sustituyentes hidroxilo. La rotura del anilloest siempre
catalizada por una dioxigenasa, se denomina fisin orto (tambin, fisin
intradiol),cuando ocurre entre los carbonos 1 y 2 del anillo aromtico, y fisin
meta (fisin extradiol), si seproduce entre los carbonos dos y tres del anillo
aromtico. Los productos que se forman tras lafisin del anillo se transforman
luego, a travs de varios pasos, en compuestos que entran en elmetabolismo
central de la bacteria. [13]Los microorganismos producen una variedad de
biosurfactante, ya sea como parte integral de susuperficie celular o como
molculas liberadas de forma extracelular al medio, estas biosurfactantepueden
mejorar la remocin de hidrocarburos.Los surfactantes qumicos tienen el
potencial de mejorar el acceso de los microorganismos asustratos hidrofbicos,
aunque en algunas ocasiones pueden llegar a inhibirlos. Una de
laspropiedades de los surfactantes qumicos que puede influenciar su eficacia
es la concentracincrtica de micelas (cmc), esta es la concentracin de
surfactante a la cual la tensin superficialalcanza un mnimo y los monmeros
de surfactante se agregan en micelas, el valor del cmc esmuy importante
porque es el valor de surfactante que se debe agregar para obtener
unabiodegradacin mxima. La determinacin de ste valor para un cultivo
mixto es muy compleja, por lo cual se prefiere estudiar el comportamiento de
cultivos puros. [14]La degradacin de aceites normalmente se hace usando la
bacteria Rhodococcus sp.strain I72,esta bacteria posee la facultad de degradar
correctamente tanto aceites nuevos como aceitesusados. Las bacteriasadaptadas a un medio particular deberan tener una mayor eficiencia en
ladegradacin de dicho medio que una que no esta habituada a dicho medio,
por esto es necesarioestudiar por separado el efecto de los microorganismos
en los aceites nuevos y los usados. [13]
4.2 ACEITES NUEVOS
En estos aceites por lo general se encuentran las siguientes gneros de
bacterias: Nocardia,Acinetobacter, Pseudomonas, Ralstonia, Gordono,
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Rhodococcus, Agrobacterium y Debaryomyces.Los microorganismos tienen
capacidad de degradar la mayora de los componentes dehidrocarburos
naturales, especialmente: alcanos saturados e insaturados, monoaromticos
ehidrocarburos aromticos de bajo peso molecular. Los microorganismos
deben estar en contactodirecto con el sustrato para poder degradar el
compuesto orgnico, esto se ve dificultado por lanaturaleza insoluble de la
mayora de las molculas de hidrocarburos. Los mtodos ms comunesde
degradacin se realizan por la adhesin de los microorganismos a gotas de
aceite emulsificado(pseudosolubilizado). Todo intento de mejorar la
degradacin del aceite debe incluir estrategiaspara mejorar el acceso de los
microorganismos a las molculas insolubles. [13]
4.3 ACEITES USADOS
Los microorganismos presentes en los aceites nuevos son muy similares a los
que se encuentranen los aceites usados, estos ltimos presentan una mayor
resistencia a los metales pesados lo quese traduce en una menor capacidad de
degradar los compuestos orgnicos [13]. La forma ms fcilde degradar
completamente estos hidrocarburos es usar degradacin secuencial con
diferentesmicroorganismos. La degradacin secuencial consiste en usar
microorganismos distintos paradegradar el aceite, usando primero de ellos,
luego el producto de ellos se usa como sustrato parael siguiente [15]. La
biodegradacin se determina mediante el uso de TLC-FID, usando hopano
(unhidrocarburo de 30 C) como el estndar interno [16].
4.4 CROMO Y PLOMO
Los metales pesados a concentraciones excesivas tienen un gran impacto en la
estructura de unacomunidad microbiana, su actividad y biomasa. Los efectos
adversos de metales pesados sereflejan en: reducciones en la biomasa y laactividad de los microorganismos, estas bajas en labiomasa y en la actividad
microbiana limitan la descomposicin de compuestos orgnicos por partede los
microorganismos. Una reduccin en la actividad microbiana puede estar
originada por uncambio en la estructura despus de una exposicin a largo
plazo a metales pesados. La presenciade mltiples contaminantes puede
presentar problemas al momento de degradarlos, puesto que
losmicroorganismos resistentes a los contaminantes poseen una habilidadrestringida para degradar contaminantes orgnicos.La relacin entre la
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composicin de la comunidad microbiana y el Plomo y el Cromo, se
realizamediante un anlisis con cido graso fosfolipido (PLFA). Los anlisis por
PLFA muestran que noexiste diferencia en la actividad microbiana para
diferentes concentraciones de Cr o Pb (paraconcentraciones mayores a 2.5mM
y 0.01mM respectivamente). La resistencia de losmicroorganismos a la
presencia del Cr es mucho mayor que al Pb, en el Cr se ha
obtenidocrecimiento de bacterias a 10 mM de Cr mientras que en el Pb el
mximo obtenido es enconcentraciones de 150
M. La presencia de contaminantes con Pb(NO3)2 en adicin al Pb y Cr tiene un
incremento en la actividad microbiana con relacin a Pb y Cr solos, las bases
fisiolgicasde esto son an desconocidas, aunque se sabe que no es debido a
la presencia del nitrgeno.[17]
4.5 PCB
Los bifeniles policlorados se sintetizan por cloracin del bifenil, siendo posibles
209 posibles tiposde PCB. Debido a su naturaleza fsica y qumica
(alta resistencia trmica, inertes qumicamente,)
han sido ampliamente usados industrialmente, y su misma naturaleza ha
llevado a unaacumulacin de estas sustancias, causando problemas de salud
en los organismos contaminados.La mayora de las bacterias que degradan
PCB pertenecen al gnero de las pseudomonas, y todasson obligatoriamente
aerobias.El bifenil es el sustrato ms usado para el desarrollo de las bacterias
que degradan PCBs debido aque tiene una ruta metablica muy similar a la de
los PCBs. Se han usado otros sustratos para elcultivo de los microorganismos,
debido a la naturaleza txica del bifenil, entre estos sustitutos seencuentra el
cido linoleico. [18]La degradacin de los PCB es un ejemplo de cmo lapolucin por compuestos fabricados por elhombre puede ser manejada por los
microorganismos, y de la increble habilidad de estos deadaptarse a cambios
en el entorno.Una bacteria anaerobia aislada de la baha de Charleston cataliza
la biodegradacin de PCBs, stabacteria es de coloracin negra y textura
gelatinosa. Dichas bacterias son las primeras que se hanencontrado capaces
de romper los enlaces de cloro en posicin otro- de los bifeniles, la
distincinyace en el potencial de una completa degradacin de desechos conPCBs.El crecimiento de estas bacterias se monitorea midiendo el cambio en la
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densidad ptica a 600nm,y se mide el crecimiento de alcohol usando un
cromatgrafo de gases.La presencia de bromo-sulfuro de etano (BES),
neomicina, estreptomicina y amficilina inhibe elcrecimiento de la bacteria,
aunque el 2, 3, 4, 5- cloro-bifenil se degrada en presencia de
pequeascantidades de BES. [19]
4.6 MEZCLA DE MICROORGANISMOS
Los productos de los aceites minerales pueden ser degradados por el uso de
microorganismos. Lapseudomonas putida y el geotrichium candidum puestos
en una proporcin de 5:1 hasta 1:1degradan aceites usados provenientes de
bases lubricantes minerales. La mezcla de estosmicroorganismos no es toxica,
ni patolgica para los humanos.La pseudomonas putida es un contaminante
comn del suelo, el agua y las plantas. Se encuentracon frecuencia en las
cercanas de los hospitales. Es gram negativa, de forma alargada y
demetabolismo aerobio.El geotrichium candidum es un contaminante comn de
la leche y de las aguas negras.La mezcla de microorganismos se prepara en
un liquido con una concentracin de 1g/L 10g/L deuna mezcla de
pseudomonas putida y geotrichium candidum en proporcin de 5:1 hasta 1:1,
elliquido debe contener adems del medio de cultivo necesario la presencia de
nitrgeno y fsforo.ste liquido constituye el inoculo, despus de preparar la
mezcla se procede a poner el inoculo encontacto con el aceite usado en una
proporcin de 1:1, la solucin debe tener un pH entre 4.5 y7.5, la
biodegradacin debe realizarse en un rango de temperaturas entre 5 C y 35
C, durante elproceso se debe alimentar constantemente nitrgeno, cuidando
que la relacin de carbononitrgeno no supere 100:1 ni sea inferior a 10:1. La
biodegradacin requiere de aproximadamenteuna semana. Si sea desean
obtener productos intermedios (diferentes al dixido de carbono) sedeberealizar la curva de calibracin pertinente. La efectividad del mtodo aumenta
con el aumentodel tiempo de incubacin, con efectividades mayores al 80% de
aceite degradado para periodosmayores de 90 das. [20]
4.7 BIOLIXIVIACIN
Es un proceso en el cual se emplean microorganismos para recuperar metales
como cobre y orodesde los minerales que los contienen. El vanadio y sus
derivados se encuentran presentes en elaceite usado debido a impurezasprovenientes del combustible o posible aceite quemado. Lasbacterias
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Acidithiobacillus [21] y Shewanella oneidensis [22] tienen la capacidad de
reducir anaerobiamente el vanadio, incrementando su solubilidad. La bacteria
Acidithiobacillus es una
bacteria que oxida el sulfuro el cual reacciona con el vandanio (V) y ste se
reduce a vanadio (IV).Al reducirse el vanadio su toxicidad disminuye y su
solubilidad en el aceite aumenta, mientras quela Shewanella oneidensis reduce
el vanadio directamente. [21, 22]
5. CONCLUSIONESPrevio a la realizacin de una biodegradacin de aceites es necesario la
caracterizacin del tipo deaceite que se va a emplear, porque los
contaminantes presentes en el aceite dependen de diversosfactores y no sern
iguales en todos los casos, por lo cual puede que se requiera algn paso
extraen la biodegradacin.Los mtodos de biodegradacin de aceites son poco
usados de forma industrial debido a lasdificultades de trabajar en continuo con
una gran diversidad de microorganismos, esto podrasolucionarse combinandolos mtodos fsico-qumicos y los biolgicos, de esta forma es posibletrabajar
con una sola clase de microorganismos y as evitar los inconvenientes de
trabajar con unagran cantidad de estos.Los mtodos de biodegradacin en
serie [14] a pesar de tener rendimientos similares a los demezcla de
microorganismos, son ms recomendables debido a que en ellos no se
presentacompetencia, ni ninguna otra relacin entre los microorganismos.
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