¿Qué son los Analizadores de Carbono total (TOC)?

Gran parte de los sólidos en suspensión y de los sólidos filtrables de las aguas residuales de concentración media son de naturaleza orgánica. Los compuestos orgánicos están formados normalmente por combinaciones de carbono, hidrógeno y oxígeno, con la presencia, en determinados casos, de nitrógeno. También pueden estar presentes otros elementos cono azufre, fósforo o hierro. Los principales grupos de sustancias orgánicas presentes en el agua residual son las proteínas (40-60%), hidratos de carbono (25-50%) y grasas y aceites ( 10%).

Es posible medir el contenido de materia orgánica en las aguas residuales, para determinar el tipo de tratamiento que requieren. Para aguas negras, que tienen una composición más o menos constante, se emplea la cantidad de carbono presente en las mismas, ya sea directamente, midiendo el carbono orgánico total, COT, o TOC en inglés, o indirectamente, midiendo la capacidad reductora del carbono existente en dichas aguas. Estas últimas son la Demanda Química de Oxígeno, DQO, y la Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO.

Estas técnicas permiten determinar la cantidad de materia orgánica presente en el agua contaminada.

La demanda de oxígeno de un agua residual es la cantidad de oxígeno que es consumido por las sustancias contaminantes que están en ese agua durante un cierto tiempo, ya sean sustancias contaminantes orgánicas o inorgánicas. Las técnicas basadas en el consumo de oxígeno son la demanda química de oxígeno, DQO, la demanda bioquímica del oxígeno (DBO) y el carbono orgánico total, COT o TOC.

La Demanda Química de Oxígeno, DQO, es la cantidad de oxígeno en mg/l consumido en la oxidación de las sustancias reductoras que están en el agua. Se emplean oxidantes químicos, como el dicromato potásico. El ensayo de la DQO se emplea para medir el contenido de materia orgánica tanto de las aguas naturales como de las residuales. En el ensayo, se emplea un agente químico fuertemente oxidante en medio ácido para la determinación del equivalente de oxígeno de la materia orgánica que puede oxidarse.

La Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO, es la cantidad de oxígeno en mg/l necesaria para descomponer la materia orgánica presente mediante acción de los microorganismos aerobios presentes en el agua. Normalmente se emplea la DBO 5 , que mide el oxígeno consumido por los microorganismos en cinco días. Resulta el parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado. La determinación del mismo está relacionada con la medición del oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica.

Para medir el TOC o COT, Carbono Orgánico Total, se emplean aparatos que usan la oxidación en fase gaseosa. Se inyecta una cantidad conocida de muestra en un horno de alta temperatura. En presencia de un catalizador, el carbono orgánico se oxida a anhídrido carbónico, la producción de la cual se mide cuantitativamente con un analizador de infrarrojos.

La aireación y la acidificación de la muestra antes del análisis elimina los posibles errores debidos a la presencia de carbono inorgánico.

Si se conoce la presencia de compuestos orgánicos volátiles en la muestra, se suprime la aireación para evitar su separación.

El ensayo puede realizarse en muy poco tiempo, y su uso se está extendiendo muy rápidamente. No obstante, algunos compuestos orgánicos presentes pueden no oxidarse, lo cual conducirá a valores medidos del COT ligeramente inferiores a las cantidades realmente presentes en la muestra.

Hay dos métodos de medición de TOC. Uno es el método diferencial y el otro es el método directo.

En el método diferencial se mide tanto el Carbono total (TC) como el Carbono Inorgánico (CI) de forma separada y el Carbono Orgánico total (TOC) se calcula restando al TC el CI. Este método es útil en muestras en que el CI es menor al TOC o al menos de tamaño similar.

En el método directo el CI es removido de la muestra purgando la muestra acidificada con un gas purificador y después el TOC se determina midiendo el TC e igualándolo al TOC. Este método también se conoce como NPOC (Non-purgeable Organic Carbon) dado que el POC (Purgeable Organic Carbon) como el benceno, tolueno, ciclohexano o cloroformo puede ser removido de la muestra.

Gaarso Ingenieros Ofrece una amplia gama de equipos para medición de calidad del agua, entre ellos los Analizadores de Carbono Total en línea.

Para saber más de los Analizadores de Carbono total en línea contáctenos haciendo click aquí.

Para saber más de Gaarso Ingenieros y su amplia gama de equipos haga click aquí.

Metalocenos: Ayudan y qué Costo

En los últimos años el acontecimiento más notable dentro del mundo de las poliolefinas ha sido sin duda el advenimiento de los "metalocenos", resinas que han adoptado el nombre del tipo de catalizador utilizado para producirlas durante la polimerización de alfaolefinas (etileno o propileno) en presencia de un co-polímero.

La mayoría de lo que se ha escrito al respecto ha venido de los productores, quienes ensalzan sus productos.

Pero, ¿qué es lo que realmente hacen estos materiales, y realmente justifican su precio?

1. ¿Qué traen los metalocenos a la mesa?

- Su gran variedad en densidades, les permite lograr cualidades de impacto y sello, que de otra forma no se lograrían. En mezclas controladas pueden afectar el impacto en piezas inyectadas, así como el desgarre en piezas
Extruídas: obviamente estos materiales tienen una tenacidad menor.

- Son más transparentes. La mayoría de estos materiales (exceptuando algunos con densidades en el rango de 0.916-0.923) mejoran la transparencia de las mezclas. En los casos de las densidades aquí mencionadas, sus niveles de transparencia son mejores que sus contrapartes basados en buteno, hexeno u octeno.

- En general permiten mezclarse con todas las poliolefinas sin afectar adversamente las propiedades de la resina base. Como excepción tenemos algunos basados en hexeno, cuyo comportamiento es bastante parecido a los "súper-hexenos", los cuales no ayudan y más bien producen contaminación. Éstos deben ser utilizados solos.

- Mejoran el 'hot-tack' a niveles de costo mucho menores que los ionómeros, y no tienen el olor de los co-polímeros de 'EVA'.

2. Precios vs. costos

Sus precios son relativamente altos, pero si su utilización logra que se baje el calibre y mantener las propiedades básicas de las películas, esto se traduce en ahorros. En general, en las mezclas (ojo, no olvidemos la tenacidad que se pierde) podremos reducir calibres y no tener problemas de rasgado, impacto al dardo y selle.

Parecería que estos materiales son la solución a todos nuestros problemas, pero no en todos los casos, ni en todas las mezclas. Hay productos para los que quisiéramos mejorar impacto, pero no se puede permitir la pérdida de módulo de flexión, aquí tendremos problemas. No es que los metalocenos no sean apropiados, sino que el no saber elegir bien, nos traería como consecuencia más problemas que beneficios.

Por lo tanto, antes de decidir si estos materiales son para nosotros o no, es necesario tomar en cuenta los siguientes criterios:

- Propiedad mecánica más importante para el producto final
- Temperatura de uso continuo
- Brillo natural del producto terminado
- ¿Qué tipo de impacto va a resistir el producto, si debemos medirlo con base en
   Izod, o en Gardner?
- Si es película, ¿qué tenacidad vs. impacto al dardo necesitamos?
- ¿Qué temperatura de inicio de selle queremos lograr?
- ¿Qué temperatura mínima va a resistir este empaque?

Contestando estas preguntas de antemano, podremos ver, si realmente los metalocenos son para nosotros o no.

En todo caso hay ayuda técnica disponible, así como grandes ensayos realizados, y dado que existen por lo menos cinco productores diferentes de estos materiales, hoy por hoy se tienen suficientes alternativas de suministro.

En conclusión, estos materiales nos ofrecen ventanas de oportunidad y procesamiento, que hasta hace poco eran únicamente logradas con base en ionómeros o co-polímeros, bastante costosos, o con problemas organolépticos profundos. Por todo lo anterior, podemos decir con confianza que los metalocenos están aquí para quedarse.

Cortesía del Ing. José R. Angulo (Natar of Houston)

Para ponerse en contacto con el autor, por favor haga click aquí.