TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES Y SUS AVANCES CIENTFICOSPrincipio del formulario La importancia del agua para el ser humano es conocida por todos, sus usos son de todo tipo: domestico, agrcola, industrial, diversin, entre otros. La industria en particular requiere para la mayora de sus procesos altas cantidades de agua con el agravante de que despus de ser usada en tales procesos muchos la disponen sin hacerle algn tratamiento de descontaminacin, generando una grave problemtica ambiental que conlleva a la aparicin de enfermedades, produccin de malos olores, mala disposicin de contaminantes altamente txicos y cancergenos de tipo qumico como compuestos aromticos, metales pesados, colorantes, compuestos pesados de la industria petroqumica, etc. Las tecnologas convencionales de descontaminacin de aguas industriales ms usadas incluyen tratamientos qumicos, fsicos y biolgicos. Muchos de estos tratamientos son efectivos dependiendo del tipo de contaminante que se vaya a tratar. Sin embargo, algunas desventajas se hacen evidentes a la hora de implementar tales tratamientos, algunos de ellos son muy costosos, otros requieren altos tiempos de reaccin para lograr una ptima disminucin del contaminante, algunos como el caso de los adsorbentes retienen contaminantes pero despus deben ser llevados a sitios como rellenos sanitarios y lo nico que hacen es traspasar el contaminante de una fase a otra. Debido a estas desventajas que presentan las tecnologas convencionales se han intensificado las investigaciones en el desarrollo de nuevas tecnologas de tratamiento de aguas residuales industriales que sean simples, econmicas y degraden por completo las molculas contaminantes.Entre estas tecnologas se destacan los procesos avanzados de oxidacin (AOPs por su sigla en ingls), los cuales se caracterizan por los cambios profundos que se producen en la estructura qumica de los contaminantes presentes, generando productos con un efecto contaminante mucho menor, por medio de la generacin de especies transitorias los cuales poseen una alta efectividad para oxidar la materia orgnica. Estas especies transitorias, tales como el radical hidroxilo HO, son generadas por medios fotoqumicos o no fotoqumicos (Esplugas et al.). Los AOPs presentan ventajas muy atractivas, tales como mineralizacin completa del contaminante a tratar (conversin del contaminante en CO2y H2O), oxidacin de contaminantes en concentraciones muy bajas, la generacin de productos mucho ms amigables con el medio ambiente, una mejora notable en las propiedades organolpticas del agua tratada y el consumo mnimo de energa, en comparacin con otros mtodos, (Forero et al.).En particular, nuestro grupo de investigacin en Materiales, catlisis y medio ambiente de la Universidad Nacional de Colombia, se ha concentrado en el desarrollo de catalizadores y foto-catalizadores capaces de degradar de una manera eficiente, diferentes contaminantes encontrados en las aguas residuales industriales (Ramrez et al.). Enfocndonos en la utilizacin de catalizadores de tipo natural como minerales naturales o en el uso de materiales residuo de diferentes industrias como del carbn, del cemento, de las industrias generadoras de energa, entre otras. Dando as solucin a problemticas como bajar los costos de produccin de catalizadores, re-utilizar residuos que pueden contaminar y usar estas para el tratamiento de aguas residuales.Este tipo de tecnologas han dado un giro importante al tratamiento de aguas residuales pues se ha logrado tratar aguas que antes no se podan, como las aguas residuales de la industria farmacutica que presenta los conocidos contaminantes recalcitrantes (difciles de degradar) y que se sabe presentan efectos nocivos para la salud humana. ReferenciasESPLUGAS, S. et al. Water Research 36 (2002) 10341042.FORERO, J. E. et al. Ciencia, Tecnologa y Futuro - Vol. 3 Nm. 1 Dic. 2005. 97 109.RAMIREZ, J. H. et al. Applied Catalysis B: Environmental 75 (2007) 312323. El profesor Ramrez es Ingeniero qumico de la Unviersidad Nacional de Colombia sede Manizales con Maestra en Ingeniera Qumica en la Universidad de Sao Paulo (Brasil) y doctorado en la misma rea de la Universidad de Porto (Portugal). Actualmente se desempea como ProfesorInvestigador del Departamento de Ingeniera Qumica y Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia sede Bogot. El profesor Ramrez cuenta con mltiples artculos cientficos a nivel nacional e internacional. Dentro de sus reas de investigacin se destaca elDesarrollo, preparacin, caracterizacin y aplicacin de nuevos materiales basados en arcillas, carbones zeolitas y slices, y sntesis y uso de estos materiales en el tratamiento de aguas residuales.

NUEVA TECNOLOGA PERMITE LIMPIAR AGUA DE DESCARTE DE LA MINERADurante los ltimos 468 aos los granjeros y campesinos que trabajan la tierra en el Cerro Potos de Bolivia han tenido que lidiar con un serio problema: la explotacin minera de plata y la contaminacin que los residuos de sta producen.El desorden ambiental causado por la contaminacin con metales a raz del funcionamiento de las minas ha sido noticia durante aos. Decenas de minerales txicos producto de los relaves son expulsados de las minas y pozos, y descargados en las aguas residuales de la regin, incluyendo 161 toneladas de zinc, 157 toneladas de hierro y ms de dos toneladas de arsnico, que, segn estimaron cientficos, fluyen fuera de una sola rea de estudio cada ao.Los mineros pueden esperar vivir slo 40 aos, la pobreza es elevada y est en sintona con la contaminacin general de los habitantes de la ciudad. Los campesinos, adems, riegan sus cultivos con aguas muy contaminadas producto de los escurrideros ya que la precipitacin media anual de esta regin rida es de escasas 16 pulgadas.La limpieza de las aguas residuales de la minera que estn contaminadas es un gran trabajo y desafo. A menudo en los sistemas de tratamiento activo se utilizan productos qumicos industriales y electricidad para conducir la filtracin, pero no es algo que se haya podido alcanzar en un lugar pobre como Potos.Pero Robert Nairn de laUniversidad de Oklahoma, profesor de Ingeniera Ambiental y Director delCentro de Restauracin de Ecosistemas y Cuencas, y su equipo estn cambiando esta situacin.Segn un artculo de Txchnologist, ellos construyeron un sistema de tratamiento pasivo que aprovecha los mecanismos del entorno para limpiar las descargas de la minera.El sistema funciona mediante la recopilacin de las aguas residuales en pequeos estanques de filtrado revestidos con arcilla, cada uno con diferentes condiciones para promover las etapas del tratamiento. El agua se mueve a travs del sistema por una pendiente de tierra por debajo. Esto significa que toda la operacin no requiere de electricidad o requiere de muy poca, que puede ser suministrada por energa solar o elica.Lo ms importante aqu es que estamos promoviendo procesos naturales para hacer el trabajo, no organismos de ingeniera o nuevos productos qumicos, cuenta Nairn. Es un intento por combinar ecologa con ingeniera y diseo, agrega.Las caractersticas de cada unidad del sistema estn diseadas para persuadir a determinados metales de los efluentes de la mina. Algunos estanques estn hechos para no contener oxgeno, mientras que otros s. Uno de ellos, llamado biorreactor de flujo vertical enva el agua a travs de abono orgnico, donde los microorganismos capturan algunos contaminantes. Otro, denominado drenaje de piedra caliza anxica, utiliza el mineral para aumentar el Ph y ayudar a otros metales a precipitar fuera de la solucin. Los humedales artificiales son el ltimo paso en esta cadena, filtrando los elementos slidos para mejorar la calidad del agua.Hay una serie de mecanismos que contribuyen a la retencin de contaminante en estos estanques, dice Nairn. Cuando el agua llega al ltimo estanque, el agua ha pasado de tener un aspecto naranja al color del lodo, para finalmente llegar a ser agua clara.

Origen del proyecto y resultadosEl sistema que el equipo de Oklahoma est utilizando ha sido desarrollado a lo largo de las ltimas dcadas. Surge a partir de la creciente conciencia de la necesidad de terminar con el dao que sufren los sitios mineros histricos, ya sea en aguas subterrneas o de la superficie.La tecnologa ha avanzado considerablemente al punto que podemos identificar los mecanismos especficos que estamos tratando de promover y disear para igualar el proceso, dice Nairn.Su grupo ya ha demostrado con xito el sistema de tratamiento pasivo en seis proyectos que se ejecutan en los Estados Unidos. Por ejemplo, enOklahomase estn limpiando aguas residuales que se haban declarado daadas irremediablemente por la minera. El diseo, la ingeniera y la construccin de este proyecto cost 1,2 millones de dlares y permite procesar 250 galones de agua contaminada por minuto.

Center for Restoration of Ecosystems and WatershedsEl proyecto de Potos, cuyo costo ha sido de 75 mil dlares hasta el momento (diseo, ingeniera y construccin) an se encuentra en su fase piloto. Pero los resultados iniciales estn demostrando que el agua cargada con metales pesados que pasa por el sistema sale con concentraciones significativamente ms bajas de stos y se vuelve ms aceptable para el riego de cultivos.El sistema retiene metales como hidrxidos y sulfuros, por lo que en unos 20 o 30 aos deber ser limpiado para que funcione correctamente. Sabemos que tendremos que volver, pero lo que Potos obtiene de este sistema es varias dcadas de tratamiento de aguas contaminadas a un bajo costo dice Nairn.Qu opinas sobre este nuevo mtodo?

TECNOLOGAS PARA FUNDICIN Y REFINADO DE METALES PRECIOSOS A PARTIR DE MENAS

Molienda y separacinLas menas excavadas o detonadas de las minas se muelen en un polvo fino en un proceso de molienda de etapas mltiples. Los mineralesse lavan repetidamente a lo largo del proceso para eliminar los contaminantes. Las menas se tamizan para eliminar grandes trozos de roca y luego se envan a travs de un proceso hmedo esclusa, que separa la grava ms ligera y componentes de la arena, dejando el oro y otros metales pesados se laven a travs de un tanque de acumulacin. Las menas que contienen azufre o carbono se asan durante la exposicin al aire, lo que descompone las sustancias ofensivas y prepara la mena para el siguiente paso. El autoclave utiliza vapor a presin dentro de una cmara sellada para iniciar una reaccin de oxidacin que quema el azufre. Se requiere menos calor que los tradicionales "tostados" y se logra el mismo resultado.LixiviacinLa lixiviacin se utiliza para aislar el oro, la plata y otros metales preciosos de las menas. Despus de la molienda y el lavado, el mineral se coloca sobre una superficie grande drenada y se roca con una sustancia qumica que disuelve el metal deseado. Para el oro, se usa una solucin de cianuro de sodio. Extraer plata de menas de zinc requiere cido sulfrico. Los productos qumicos disuelven el metal precioso, que se drena hacia fuera a travs de la parte inferior del aparato y se recoge. El proceso puede tomar varias semanas para el oro. El cinc se aade luego a la solucin de cianuro de oro, que hace que el oro se caiga, como un subproducto de la reaccin. El oro es recogido, se eliminan las impurezas, y que se funde en lingotes de colada o moldes. Las menas de platino y paladio tambin son sometidas a un proceso de lixiviacin, el cual involucra agua regia, que es una mezcla de cido ntrico y clorhdrico.ElectrlisisLa plata generalmente se encuentra en la mena junto con otros metales, comnmente plomo o cobre. La plata es eliminada de mineral de cobre colocando la mena en una celda electroqumica, que separa el cobre de todos los otros materiales. El cobre puro se une al terminal negativo de la clula, mientras que las impurezas, incluyendo la plata, caen al fondo y forman un depsito sucio. Este "lodo" se retira y se calienta, quemando todo, excepto los metales preciosos. El metal se conforma entonces en barras que se colocan en su propia celda electroqumica, que se llena con nitrato de plata y cobre. Este proceso produce plata con pureza superior al 99por ciento.Proceso de ParkesLa plata se encuentra con ms frecuencia en las menas que contienen plomo, y mediante el proceso de Parkes se puede extraer. Las menas de plomo que han sido molidas y lavadas se cocinan y luego se funden. Esto hace un lingote de plomo que por lo general contiene antimonio, arsnico, estao y plata. El zinc se mezcla en el plomo fundido, donde reacciona rpidamente con la plata (u oro) y forma un compuesto que flota en la parte superior del tanque de procesamiento. Esto se desnata, y la mezcla se coloca en un horno de vaco a baja temperatura, donde se elimina el zinc. El residuo restante de plomo, oro y plata se calienta a una temperatura muy alta de alrededor de 1.450 grados Fahrenheit (787 grados Celsius) en un ambiente rico en oxgeno. Esto "quema" el plomo, dejando slo la plata y el oro.