INVESTIGADORA:
Lic. Maricruz Vargas C.
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FECHA DE INICIO Y FINALIZACIÓN: El proyecto inicio oficialmente el 01 de Julio de 2004 para finalizar el 31 de diciembre del mismo año.
FINANCIAMIENTO: El proyecto fue un trabajo conjunto entre ITCR, Universidad de Costa Rica y la empresa Extralum S.A.
RESUMEN:
Según un estudio en este campo, se logró identificar un total de 43800 ton/año de lodos industriales de distintos sectores industriales de nuestro país, distribuidos en una muestra de 80 empresas en la gran área metropolitana, aunque existen algunas iniciativas de acopio, recolección y transporte de este tipo de residuo, en algunos casos los lodos industriales no son tratados convenientemente en la fuente de generación, no reciben un tratamiento o disposición adecuada y muchos terminan en los rellenos, botaderos municipales o en vertederos clandestinos.
Dentro de este sector industrial se encuentra la empresa Extralum S.A, que es una industria dedicada a la manufactura de aluminio crudo, anodizado y lacado para uso arquitectónico. En su proceso de anodinado las piezas de aluminio son inicialmente sometidas a una limpieza alcalina o enjuague con el objetivo de eliminar residuos de aceites, grasas, polvo y suciedad en general, adheridas a éstas por la manipulación propia del proceso. A este proceso se le llama decapado y durante el mismo parte del aluminio se disuelve en el medio básico. Al mezclar las aguas básicas y ácidas provenientes de estos procesos para neutralizarlas produce un precipitado, el cual se pasa a través de un filtro prensa generando un lodo blanco.
La empresa produce alrededor de 90 toneladas al mes de este material, el cual ya ha sido caracterizado y se ha encontrado que es rico en óxidos de aluminio hidratados, en la actualidad este material está siendo desechado en rellenos sanitarios.
Actualmente se utilizan n mayor proporción los cementos artificiales, de los que existe un considerable número, de ellos el más importante y de mayor utilización es el cemento Pórtland, que consiste en un polvo fino usualmente de color gris, compuesto principalmente por óxidos de calcio, silicio, aluminio y hierro.
El objetivo general de este trabajo, fue estudiar el lodo residual de la Empresa Extralum S.A., como material alternativo para la fabricación de cementos especiales a través de su uso como relleno.
PARTE EXPERIMENTAL
Preparación de la muestra:
Para el trabajo de investigación se utilizó aproximadamente 400 kg de lodos residuales húmedos (aprox. 80% de humedad), se llevaron a sequedad en estufa a 110 °C por 24 horas, tiempo suficiente para eliminar el agua de hidratación. Se obtuvo alrededor de 85 kilogramos de material seco, el cual se molió en un molino de martillos con malla de 5 mm, posteriormente se tamizó con un tamizador eléctrico utilizando una malla #100 (150 µm), se logró obtener alrededor de 35 kg de material.
Se obtuvo un traslape en tamaños de partícula que oscilan entre los 1,5 µm y 90 µm, con lo que el lodo podría tener un tamaño similar a un cemento grueso. Las determinaciones del tamaño de partícula se realizaron en un equipo de análisis de tamaño de partículas láser. Se preparó además una muestra de granulometría denominada gruesa, en donde aproximadamente el 67% de la masa retenida corresponde a tamaños entre 425 y 150 micrómetros. El contenido final en la muestra de lodo de aluminio expresado como Al2O3 fue de (47,63 ± 0,04) % m/m y de sulfatos (4,27 ± 0,02) % m/m.
Se prepararon mezclas cementantes modificados con lodo de acuerdo a l cuadro 1.
Cuadro 1:
PROPORCIONES DE CEMENTO/LODO PARA EL ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DEL MATERIAL
MEZCLA % DE CEMENTO % DE LODO % Al2O3 (*)
1 100 0 4,14
2 75 25 15,01
3 50 50 25,89
4 25 75 36,75
(*) Cálculo en base al dato reportado por la empresa HOLCIM para el cemento de uso general y el análisis de aluminio del lodo de trabajo.
Las pruebas realizadas a las diferentes mezclas demuestra que el lodo incorporado al cemento, modifica sus características iniciales, acelerando los tiempos de fragua, aumentando la porosidad del material, condición que afectó negativamente la resistencia del cemento, pero aumentó su capacidad aislante, adicionalmente el análisis termogravimétrico demuestra que el lodo es un material con cualidades refractarias.
Dentro de los usos potenciales que presenta el cemento modificado es en el desarrollo de ladrillos refractarios, materiales aislantes y por la alta porosidad que presentaron los cementos modificados, se podría emplear como aditivo en sistemas que se requiera la permeabilidad por ejemplo en concretos para carreteras.
APORTES Y ALCANCES
El aporte mas importante de esta investigación es la interacción Universidad- Industria, en donde la universidad colabora con el sector productivo del país en la solución de problemas, los cuales por las actuales estructuras y factores económicos de nuestro sector productivo, muy pocos tienen la posibilidad de realizar investigación. Este campo debe ser desarrollado a través del trabajo conjunto Universidad- Industria y conjuntamente tratar de encontrar soluciones propias a nuestros problemas locales.
Considero que esta investigación está dentro de este perfil antes mencionado, en donde se trató de darle un uso al lodo residual de la Empresa Extralum .S.A, que siendo este un material rico en óxidos de aluminio se está disponiendo en un relleno sanitario implicando esto no solamente el desaprovechamiento de un material con potencialidades sino también, el uso de un espacio físico, que por sus características debemos de tratar de optimizar su uso, como lo son los rellenos sanitarios.
En cuanto al alcance de esta investigación considero que cumplieron todos los objetivos planteados, sin embargo sería interesante realizar una segunda fase en la cual se realizaran los ajustes mencionados en las conclusiones finales y recomendaciones.
BIBLIOGRAFÍA
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· Bravo, M. “Minimización de Residuos”. Seminario Internacional CYTED, Costa Rica, 1999.
· Carranza, C. “Alternativas para la Reducción y Aprovechamiento de los Lodos Residuales de Extralum.S.A”, Tesis, Universidad de Costa Rica, 2002.
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· Carranza, C. Montero, M. Tecnología en Marcha, ITCR, 2002, Vol 15, No 3, p53.