Metodos de extraccion de metales pesados, metodos de purificacion de agua

¿Es posible producir uranio y otros metales críticos a partir de una planta de desalinización de agua de mar? Y ¿utilizando energías renovables?

Karen Bonilla, Odalys Heredia, Cristopher Celorio, Eugenio Andrade, Cristian Zambrano, Carolyn Rosales, Leonardo Corella, Slendy Yepez

Análisis de laboratorios blancos.

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Mapa Mental 1 Laboratorio UNAM y sus colaboradores

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Mapa Mental 2 Laboratorio de la universidad de Sydney y sus colaboradores

Introducción.

En el mioceno, hace casi 23 millones de años atrás, la región amazónica fue parte del océano. Aunque parezca una idea descabellada, existen evidencias sedimentológicas y palinológicas que lo demuestran (Jaramillo, 2012). El colombiano Carlos J, investigador del Instituto Smithsonian de Panamá, encontró fósiles que respaldan la entrada del agua marina que se dio por el Caribe y la zona norte de Suramérica. Existieron dos inundaciones marinas, una hace 18 millones y la otra hace 14 millones de años, es decir, ocurrieron antes del surgimiento del río amazonas, considerando que el mismo tiene tan solo 10 millones de años (UVA, 2017). Estas inundaciones variaron en duración, desde 200.000 años hasta 3.7 millones de años (Wade, 2012). Según Jaramillo estas inundaciones podrían haber sido causadas por el crecimiento de los Andes, desplazando el resto del continente y dejando pasar los sedimentos y el agua hasta formar la cuenca.

     La amazonia occidental es una de las zonas con mayor biodiversidad del mundo, incluye parte de Perú, Ecuador, Colombia y el noroeste de Brasil, sin embargo, tras la historia evolutiva, aún existen interrogantes científicas sobre cómo surgió tanta biodiversidad (Wade, 2012).  Para esto una de las teorías seria la unión de dos entornos totalmente diferentes, el océano y la selva, creando un mar interior de corta vida que impulsó la evolución de nuevas especies y de igual forma que las sales disueltas del agua de mar sean parte de los grandes afluentes que existen en la región amazónica (Wade, 2012).

     El ecuador se ubica geográficamente en el cinturón tropical de la amazonía, está zona es afectada por diferentes sistemas atmosféricos de presión, perturbaciones de la cuenca amazónica, las depresiones de terreno en los países cercanos, las zonas secas y lluviosas del sector (INAMHI, 2013). La Amazonía ecuatoriana es conocida como las zonas con mayor humedad con relación a otras áreas, sin embargo, también tiene variaciones dependiendo de la época del año y la ubicación dentro de cada provincia amazónica.

     El oriente ecuatoriano consta de seis provincias; Pastaza, Orellana, Sucumbíos, Napo, Zamora Chinchipe y Morona Santiago, con altitudes, temperatura y frecuencia de lluvias que son variables, para lo cual se identificará la base de datos climatológica de la capital de cada provincia (INAMHI, 2016).

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Ilustración 1 Altitud de las capitales: El coca, 255m; Nueva Loja, 300m; Puyo, 927m; Zamora, 941m; Macas, 1028m; Tena, 512m. Temperatura máxima: El coca, 24.8 ºC; Nueva Loja, 24.7 ºC; Puyo, 21.3 ºC; Zamora, 21.9 ºC; Macas, 21.6 ºC; Tena, 23.3 ºC.

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Ilustración 2 Variación de la temperatura en las seis capitales de las provincias amazónicas

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Ilustración 3 Caída de lluvia anual (mm) en las seis capitales de las provincias amazónicas

En la cuenca amazónica hay varios tipos de aguas, varían desde su acidez hasta su alcalinidad, clasificándose en aguas blancas, aguas negras y aguas claras, los ríos que pasan por el norte de Sudamérica (Ecuador, límite de Perú y Colombia), son de aguas blancas y aguas negras (Aguas amazónicas, 2017). Los afluentes de aguas blancas contienen grandes cantidades de sedimentos que vienen desde los Andes con niveles altos de pH y rica en nutrientes. Los ríos de aguas negras no contienen ningún sedimento en suspensión, son transparentes, pero de color oscuro a causa de la lixiviación de material de humus (Vital, 2000).

Los ríos con aguas blancas, por lo regular son turbias, debido a los sedimentos que se encuentran en estos, los ríos blancos que se encuentran en la región ecuatoriana son: el rio morona, el Río Zamora, Pastaza, Tigre que son descargados del río Marañon; el río napo con su efluente mayor la coca; el río aguarico descargado en el río napo (FOA, 2017).

Los ríos de aguas negras están relacionados directamente con zonas arenosas, el rio Negro es el mayor afluente del Amazonas y el más grande de los ríos de aguas negras. Los suelos arenosos carecen de micro organismos para descomponer el humus (partículas inorgánicas) en productos químicos (Harris, R., et al, 2011). El color se deriva de los compuestos vegetales disueltos como taninos, cafeínas y fenoles Prieto (Piraquive, 2000).

En base a resultados geoquímicos de sedimentos en el fondo de rio amazonas zona sur, donde presentaron tendencia a enriquecimiento de Cr, Mn, Rb, Sr, Zr, Cs, Ba y Hf. Siendo Cu, Zn, Rb, Cs, Ba y Sn minerales arcillosos mientras que Y, Zr, Hf, Th y U son minerales pesados (Vital, 2000).

En la actualidad han surgido diversos procesos de desalinización de agua de mar, con el único fin de proveer de agua potable a la sociedad, sin embargo, al aplicar dichos procesos se está desechando las sales extraídas, aumentando el índice de contaminación. Para esto se ha ido optimizando diversos procesos y así evaluar la utilidad, entre estos tenemos: evaporación solar, electro dyalisis, destilación por membrana y desorción.

Estado del arte

Mining valuable minerals from seawater: a critical review

Paripurnanda Loganathan, Gayathri Naidu and Saravanamuthu Vigneswaran

Introducción

 Innumerables necesidades humanas pueden ser satisfechas a partir de elementos químicos que se encuentran en los mares y océanos, sin embargo, su extracción implica una gran cantidad de contaminación. Entonces ¿Cómo obtenerlos de forma amigable con el ambiente? Aproximadamente, de las  toneladas del agua mundial, el 3.3% contienen sales disueltas, es decir, existe un total de  toneladas de agua con sales disueltas en su contenido, lo que es mayor a los minerales disponibles en la corteza terrestre.     [pic 6][pic 7]

        De forma general existen cinco factores que benefician la explotación comercial de minerales de agua de mar: el aumento de la demanda de agua potable, el precio asequible que tendrá dicho mineral, la disminución de yacimientos mineros terrestres, leyes que restringen la explotación minera terrestre por efectos contaminantes y finalmente nuevos avances en los métodos de extracción para la extracción de minerales valiosos del agua de mar. Algunos métodos de extracción de minerales a partir del agua de mar son: evaporación solar, electro diálisis, destilación y cristalización por membrana y el proceso de absorción /desorción.

Análisis

Evaporación solar

1. Mecanismo básico

Este método desde hace miles años ha sido empleado con el fin de conseguir sal a partir de agua de mar. Además, este método es usado principalmente en extensas regiones áridas con altas tasas de evaporación y debido a la magnitud de los estanques que contienen al agua del mar, se logra la evaporación con ayuda del sol, obteniendo un concentrado de la solución salina y finalmente cuando la sal llega a los puntos exactos de saturación se consigue la cristalización de la misma.

1. Extracción de sal proveniente de concentrado salino

Dos casos de extracción se presentan en Goa (India) y Trapani (Italia) donde el agua-mar pasa por varios estanques con el fin de recolectar el agua-sal en marea alta e ir subiendo gradualmente la temperatura y la concentración de los minerales con ayuda de la luz solar y así obtener los cristales. En el segundo caso en Trapani se denota que la concentración de NaCl paso de 3.7% a 25.7%, en la cual la disolución se sobresaturo y comenzó el proceso de cristalización.

1. Limitaciones

Los tres principales limitantes de los estanques son: el tiempo, la contaminación y la extensión del proceso. Para evitar la contaminación del agua subterránea, es necesario que los estanques sean revestidos con materiales de: arcilla, polivinilo, polietileno 59,60 o construidos con hierro galvanizado. Además, necesitan ser de tamaño pequeño para evitar que la acción de las olas se convierta en un problema.

1. Investigaciones recientes

Se han dado dos avances significativos en este método. El primer avance por Abdulsalam, quien fabricó estanques con hierro galvanizado y acero inoxidable con un sistema de aislamiento que hizo efectiva la transferencia de calor y el aumento de tasa de evaporación. También, se usó pintura negra que tiene la capacidad de absorber calor en mayor cantidad. El segundo avance por Gilron, quien crea estructuras verticales con un área superficial significativa, debido al grosor mínimo que al estar paralelas a la dirección del viento permiten una tasa de evaporación 10 veces mayor a la de un estanque ordinario. Es decir, mejoro la técnica de evaporación a partir del uso de la energía eólica para secar superficies de tejido hidrófilo.

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