Usando un proceso bacteriano innovador, científicos del Servicio de Investigación Agrícola ( ARS ) están preparando el camino para métodos nuevos, económicos y de gran escala para la eliminación del amoníaco de las aguas residuales de la producción del ganado.

En ensayos con anammox--una tecnología que usa bacterias anaerobias raras para convertir nitrato y amonio en dinitrógeno, el cual es un gas inocuo--científicos del suelo Matias Vanotti y Ariel Szogi del ARS han tenido resultados impresionantes. Ellos trabajan en el Centro de Investigación del Suelo, Agua y Plantas de las Praderas Costeras mantenido por ARS en Florence, Carolina del Sur.

Ellos son los primeros investigadores en aislar, de las aguas residuales de la producción de animales, las bacterias planctomycetes usadas en el proceso de anammox.

Ellos también han destacado el potencial comercial de anammox para eliminar el nitrógeno de las aguas residuales en tasas semejantes a aquellas obtenidas por métodos convencionales.

"Oxidación anaeróbia de amonio", abreviado anammox, fue descubierto en los Países Bajos durante los años noventa. El proceso usa menos energía que los sistemas tradicionales de eliminación de nitrógeno biológico porque sólo una parte del amonio en las aguas residuales necesita ser nitrificada, y elimina el amonio sin el gasto de aeración o aditivos.

En ensayos en Florence y en una granja de cerdos cerca de Kenansville, Carolina del Norte, Vanotti y Szogi lograron las tasas altas de eliminación de nitrógeno mejorando el ambiente de la bacteria para su reproducción. La multiplicación lenta de las bacterias hace difícil su cultivación.

El aislamiento de la bacteria de las aguas residuales por los científicos durante estos ensayos podría hacer posible tratamientos económicos para los residuos que contienen niveles altos de amoníaco, porque esto muestra que quizás no será necesario cultivar la bacteria en otro lugar.

Vanotti también dice que aunque los investigadores han usado anammox para eliminar hasta 500 gramos de nitrógeno por metro cúbico diariamente de las aguas residuales de la producción del ganado, su meta es triplicar esta tasa entre el próximo año.

Los científicos también han lanzado un proyecto cooperativo de tres años con EMBRAPA, la agencia de investigación agrícola de Brasil, para desarrollar un nuevo tratamiento económico basado en anammox para las aguas residuales de la producción del ganado. Vanotti dice que este tratamiento podría reducir los costos de tratamientos para la eliminación de nitrógeno por cuatro veces.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.

Aplicaciones comunes de las zeolitas

Las zeolitas son una familia de minerales aluminosilicatos hidratados altamente cristalinos, que al deshidratarse desarrollan, en el cristal ideal, una estructura porosa con diámetros de poro mínimos de 3 a 10 angstroms.

A las especies minerales de la familia de zeolitas pertenecen los aluminosilicatos hidratados de Na, K y Ca (±Ba, ± Sr y ± Mg) con casi 40 especies minerales. Todas las especies minerales de esta familia tienen la estructura tridimensional de armazón con cavidades voluminosas y comunicantes en las cuales se disponen grandes cationes, principalmente de Ca, Na, K, Sr, Ba y las moléculas de agua.

Formula general – (Na 2 K 2,Ca) [(Al,Si)O 2] n x H2O

Especificaciones

Las especificaciones depende de los usos de los productos de la zeolita y varía ampliamente debido a la gran gama de productos de zeolita natural y variedad en el mercado.

Aplicaciones

Las zeolitas naturales son vendidas como productos triturados y cribados, finalmente como pulverizados o micronizados a productos ultrafinos. El producto triturado y cribado de estos materiales es de bajo costo y es usado en aplicaciones simples como son: acondicionamiento de suelos o como vivienda de animales domésticos, que toleran un equitativo y amplio rango de tamaño de partícula. Muchas zeolitas son trituradas, pulverizadas y clasificadas en un rango de tamaño de –60 a +325 mallas. Micronizando productos tan finos de 5 a 10 m m y productos ultrafinos como de 1 m m los cuales son preparados para usos especiales ( papel filtro).

El desempeño de las zeolitas naturales puede incrementarse lavándose con ácido y solución de NaCl para subir los contenidos de iones de H + y Na + respectivamente. Los productos de clonoptilolita son particularmente incrementados en la capacidad de intercambio ionico por lavado para reemplazar los iones de K + por iones de Na + . En Bowi, Az, los productos de chabazita son usualmente aglomerados y ligeramente calcinados para reducir su friabilidad total.

Principales usos

• En la agricultura como acondicionador y fertilizante de suelos, permitiendo que las plantas crezcan más rápido, pues les facilita la fotosíntesis y las hace más frondosas.
  
  
• En la alimentación de animales.

  Da eficiencia en el desarrollo del ganado haciendo decrecer el agua amoniacal en el sistema digestivo. Se utiliza como suplemento alimenticio para ganado pues lo hace aprovechar más la comida.

  Para el Ganado porcino, vacuno, caprino y bovino funcionan como:
  -eficientizadores del alimento (menos alimento mejor produccion),
  -desintoxicantes de amoniaco y toxinas,
  -antidiarreicos.

  También se utiliza como un suplemento alimenticio para las aves, pues engordan de un 25% a un 29% más con respecto a las que no se les adiciona zeolita; la zeolita que permite esto es la clinoptilolita.

  Adicionalmente ofrece los siguientes beneficios para las Aves:
  -mejoradores en la calidad del cascaron de huevo:
  -eficientizadores del alimento (menos alimento mejor produccion),
  -desintoxicantes de amoniaco y toxinas,
  -antidiarreicos.

  La razón que hace que los animales cuyos alimentos son adicionados con zeolita engorden más es que la zeolita hace que los nutrimentos ingeridos queden retenidos por ella: se quedan un tiempo debido a los poros con los que cuenta la zeolita. Esto permite que la zeolita les haga aprovechar mucho más los alimentos.

• Acuacultura. Se utiliza como un ablandador de aguas, debido a su capacidad de intercambiar iones, y también se utiliza para hacer engordar más rápido a algunos peces, aunque el exceso puede ser mortal, por lo cual sólo se puede utilizar como un suplemento alimenticio. También fungen como removedores de amoniaco, sales y toxicos en pilas y peceras
  
• Catálisis y refinado del petróleo
  
• Gasificación del carbón
  
• Separación de gases y Purificación del gas natural. Las zeolitas, debido a sus poros altamente cristalinos, se considera un tamiz molecular, pues sus cavidades son de dimensiones moleculares, de modo que al pasar el gas, las moléculas más pequeñas se quedan y las más grandes siguen su curso.
  

Fosfatos Tricálcicos tiene a su disposición Zeolitas para todas sus aplicaciones y necesidades.

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Características

La sal químicamente es cloruro de sodio, tiene brillo vítreo, su coloración normalmente varía de incolora a blanca, ocasionalmente presenta color rojo, amarillo o azul. Entre sus características conviene resaltar que es altamente diatérmica, plástica, viscosa y fluye a grandes presiones, esto la habilita como sello en fracturas y fisuras de las rocas que la circundan. Puede contener otras sustancias como: sulfato de calcio, cloruro de calcio, sulfato de magnesio, cloruro de magnesio, sulfato de sodio, bicarbonato de calcio, cloruro de potasio y bromuro de magnesio.

VARIEDADES DE SALES

PRINCIPALES USOS DE LA SAL

a) Tratamiento de aguas

El contenido de carbonatos de calcio y magnesio determinan el grado de dureza del agua potable. En algunos casos, principalmente para la generación de vapor, se utilizan resinas para suavizar el agua mediante el intercambio de los iones de calcio y magnesio del agua por iones de sodio que contiene la resina.

La sal proporciona nuevos iones de sodio a las resinas para que sean reutilizables indefinidamente.

El cloro, como hipoclorito de sodio se emplea como desinfectante del agua.

b) Industria química

La industria del cloro-álcali es el mayor segmento del sector químico que usa sal para producir cloro y como subproducto hidróxido de sodio (comúnmente conocido como sosa cáustica o lejía). Para elaborar la sosa comercial sintética.

En plantas que elaboran clorato de sodio, sodio metálico y otros procesos que utilizan sal como materia prima. Es usada en la elaboración de cloruro de vinil, el cual es la base de las resinas polivinílicas de cloruro. La sal junto con ácido sulfúrico se utiliza para producir sulfato de sodio y ácido clorhídrico.

En jabones y detergentes en polvo, la sal se utiliza como agente de carga y como coagulante para la dispersión coloidal después del proceso de saponificación. La industria farmacéutica utiliza la sal como reactivo químico y electrolito en soluciones salinas.

c) Otras industrias

Exploración de petróleo y gas

Se usa como floculante y para aumentar la densidad de los fluidos de perforación, para evitar la disolución de horizontes salinos y para aumentar la velocidad de cementación del concreto utilizado en la perforación.

Procesado de metales

En fundiciones, refinerías y fábricas de metales ferrosos y no ferrosos. La sal se utiliza en los procesos de manufactura de aluminio, berilio, cobre, acero y vanadio y en el proceso de concentración de uranio.

Celulosa

Para blanquear o decolorar la pulpa de madera.

Textiles y colorantes

Es utilizada en forma de soluciones saturadas (salmueras) para separar contaminantes orgánicos en las fibras; se mezcla con los colorantes para estandarizar los concentrados y favorece la absorción de los colorantes en las telas.

Curtidurías

En estas industrias la sal es usada para inhibir la acción microbiana en el interior de las pieles, así como para restarles humedad.

Huleras

La salmuera y el ácido sulfúrico se utilizan como coagulantes del látex, lo que la hace necesaria para la elaboración de algunos tipos de hules (neopreno y hule blanco).

d) Consumo humano

La sal se agrega a los alimentos para resaltar el sabor; como preservativo, aglutinante y aditivo para controlar la fermentación; para dar textura, desarrollar color y como agente deshidratador, ablandador e inhibidor de enzimas.

En forma particular, es usada en:

Carnes

La sal se agrega a las carnes procesadas para desarrollar el color en tocinos, jamones y otros productos. Inhibe el crecimiento de bacterias en los alimentos. Actúa como aglutinante en embutidos formando una gelatina constituida por carne, grasa y líquidos. Acentúa los sabores y ablanda las carnes.

Pan

Para controlar el grado de fermentación de las masas de los panes, para fortalecer el gluten (proteína elástica) y para mejorar el sabor.

Lácteos

La sal se añade a los quesos, mantequillas y cremas para controlar la fermentación, color y textura y para mejorar los sabores.

Harinas

Este sector incluye tanto a los molinos de trigo y arroz como a los fabricantes de cereales y harinas especiales para repostería para realzar los sabores.

Otros alimentos

En la fabricación de alimentos para consumo humano (papas fritas, botanas, etc.) y de animales (perros y gatos), en estos casos la sal es utilizada para realzar los sabores y como sazonador.

e) Control de hielo y estabilización de carreteras

Para controlar el deshielo en calles y carreteras.  Durante la construcción de carreteras la sal se utiliza para dar firmeza al terreno.

f) Pecuario

Es utilizado en los alimentos para ganado, fertilizantes, pesticidas y químicos agrícolas.

Producción química

El cloro, principal salida para el cloruro de sodio es un barómetro confiable para la actividad económica en la cual es una materia prima básica para otros productos químicos y plásticos. Los métodos de producción están cambiando donde la conversión a células membrana repite la fase-salida de mercurio-base de las unidades de producción. Las disminuciones de la actividad económica tuvieron un importante impacto a la baja en la producción de cloro en 2001. El PVC continúa siendo su principal y único uso final, sumando el 35%. Aparte de los cambios del PVC, los censuradores de la industria del cloro han cuestionado también las emisiones de mercurio. La proporción de células del mercurio ha caído en los últimos cinco años de 64% a 53%. Según Euro Chlor, seguirán a la baja "con el compromiso de ir logrando 1.0g Hg (mercurio) por tonelada de cloro por diciembre de 2007". Además de este movimiento hacia el desarrollo sustentable que pavimenta el camino hacia el reemplazo progresivo por las células membranas, muchos productores europeos de cloro operan complejos integrados donde altos niveles de reciclaje pueden ser alcanzados. Más del 35% del cloro se recicla actualmente dentro de procesos químicos.

El precio de la electricidad es el costo principal en la producción de cloro. La cogeneración, que está desarrollando, parece ser una respuesta apropiada. El cambio acelerado a células membrana (23% de la capacidad actual) es esperado por los proveedores de sal cristalizada, y es empujado por un número de compradores de los productos de cloro-álcali. Por referencia a las capacidades instaladas en la Unión Europea (siguiente cuadro), la oferta de electrólisis dependiendo de la sal cristalizada representa en teoría alrededor de 13 millones de toneladas al año. Un volumen significativo para la sal usada en cloro-álcali (y no sólo sal en salmuera) se basa en el abasto cautivo. El aumento de la capacidad en electrólisis de diafragma no debe ser excluido. Los pronósticos de crecimiento para la sal cristalizada son algo difíciles en este sector.

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