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13.- Aplicaciones del Cromo.
Introducción:
cobaltina
== Mineral perteneciente al grupo de las espinelas.. Cristaliza en el sistema cúbico, y tiene una dureza de 5,5 y una densidad relativa entre 4,1 y 4,8. Se encuentra en granos o cristales octaédricos de color negro-castaño o negro. La cromita es la mena principal de cromo. Hay grandes yacimientos de cromita en Kazajstán, Turquía, Zimbabue y Austria
cobaltina
==
APLICACIONES
El cromo se utiliza principalmente en metalurgia para aportar resistencia a la
corrosión y un acabado brillante.
Es importante observar que estos aceros son normalmente producidos por la industria siderúrgica en estado recocido, con ductilidad razonablemente buena. Solamente después de templados serán muy duros y poco dúctiles. Pero es precisamente en esta condición (templados), que serán resistentes a la corrosión.
piezas cromadas
En aleaciones, por ejemplo, el acero inoxidable es aquel que contiene más de un 12% en cromo, aunque las propiedades antioxidantes del cromo empiezan a notarse a partir del 5% de concentración.
En pinturas cromadas se ultiliza como tratamiento antioxidante y se consigue aumentar la dureza y la resistencia a la corrosión.
Más de la mitad de la producción total de cromo se
destina a productos metálicos, y una tercera parte es empleada en refractantes.
El cromo regula el metabolismo del azúcar, se emplea para controlar el nivel de azúcar en sangre en personas con Diabetes del tipo II porque ayuda a distribuir la glucosa a las células.
Sus cromatos y óxidos se emplean en colorantes y pinturas. En general, sus sales se emplean, debido a sus variados colores, como mordientes
El cromo es un reactivo químico que se emplea en la limpieza de material de vidrio de laboratorio y, en análisis volumétricos, como agente valorante.
=
Es común el uso del cromo y de alguno de sus óxidos como catalizadores, por ejemplo, en la síntesis de amoníaco (NH3).etc...
El mineral cromita se emplea en moldes para la
fabricación de ladrillos (en general, para fabricar materiales refractarios).
En el curtido del cuero es frecuente emplear el denominado curtido al cromo en el que se emplea hidroxisulfato de cromo.
=
El cromo se utiliza en herramientas de corte de vidrio, ya que puede rallar y cortar este.
La alta dureza y la consecuente resistencia al desgaste, determinan las aplicaciones de este material, utilizado en cuchillería, discos de freno, equipos quirúrgicos, odontológicos y turbinas
El cromo también es utilizado en campanas por su capacidad para aumentar la sonoridad.
El dióxido de cromo (CrO2) se emplea para fabricar las cintas magnéticas empleadas en las casetes.
13.- Aplicaciones del Cromo.
Introducción:
cobaltina
== Mineral perteneciente al grupo de las espinelas.. Cristaliza en el sistema cúbico, y tiene una dureza de 5,5 y una densidad
relativa entre 4,1 y 4,8. Se encuentra en granos o cristales octaédricos de color negro-castaño o negro. La cromita es la mena principal de cromo. Hay grandes yacimientos de cromita en Kazajstán, Turquía, Zimbabue y Austria
cobaltina
==
APLICACIONES
El cromo se utiliza principalmente en metalurgia para aportar resistencia a la corrosión y un acabado brillante.
Es importante observar que estos aceros son normalmente producidos por la industria siderúrgica en estado recocido, con ductilidad razonablemente buena. Solamente después de templados serán muy duros y poco dúctiles. Pero es precisamente en esta condición (templados), que serán resistentes a la corrosión.
piezas cromadas
En aleaciones, por ejemplo, el acero inoxidable es aquel que contiene más de un 12% en cromo, aunque las
propiedades antioxidantes del cromo empiezan a notarse a partir del 5% de concentración.
En pinturas cromadas se ultiliza como tratamiento antioxidante y se consigue aumentar la dureza y la resistencia a la corrosión.
Más de la mitad de la producción total de cromo se destina a productos metálicos, y una tercera parte es empleada en refractantes.
El cromo regula el metabolismo del azúcar, se emplea para controlar el nivel de azúcar en sangre en personas con Diabetes del tipo II porque ayuda a distribuir la glucosa a las células.
Sus cromatos y óxidos se emplean en colorantes y pinturas. En general, sus sales se emplean, debido a sus variados colores, como mordientes
El cromo es un reactivo químico que se emplea en la limpieza de material de vidrio de laboratorio y, en análisis volumétricos, como agente valorante.
=
Es común el uso del cromo y de alguno de sus óxidos como catalizadores, por ejemplo, en la síntesis de amoníaco (NH3).etc...
El mineral cromita se emplea en moldes para la fabricación de ladrillos (en general, para fabricar materiales refractarios).
En el curtido del cuero es frecuente emplear el denominado curtido al cromo en el que se emplea hidroxisulfato de cromo.
=
El cromo se utiliza en herramientas de corte de vidrio, ya que puede rallar y cortar este.
La alta dureza y la consecuente resistencia al desgaste, determinan las aplicaciones de este material, utilizado en cuchillería, discos de freno, equipos quirúrgicos, odontológicos y turbinas
El cromo también es utilizado en campanas por su capacidad para aumentar la sonoridad.
El dióxido de cromo (CrO2) se emplea para fabricar las cintas magnéticas empleadas en las casetes.
Características Físico Químicas del Cromo
Características Fisico – Químicas del Cromo1.Introducción del Cromo2.Características Físicas y Químicas3.Cromo Trivalente y Hexavalente4.Usos Industriales del Cromo5.Límites de Cromo en Seres Humanos
Este elemento fue descubierto en 1797 por el químico francés Louis Nicolas Vauquelin, que lo denominó cromo (del griego chroma, 'color') debido a los múltiples colores de sus compuestos.
El cromo es un elemento común y ocupa el lugar 21 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Su masa atómica es 51,996; su punto de fusión es de 1.857 °C, y su punto de ebullición de 2.672 °C y su densidad 7,2 g/cm3.
El cromo puede reemplazar en parte al aluminio o al hierro en muchos minerales a los que da sus exclusivos colores. Muchas de las gemas preciosas deben su color a la presencia de compuestos de cromo. Los minerales aptos para su posterior manipulación son poco comunes; la cromita (FeCr2O4) es el más importante.
En las sales crómicas y en la cromita, el cromo tiene una valencia de +3. La mayoría de estos compuestos son de color verde, pero algunos son de color rojo o azul. El óxido de cromo (III) (Cr2O3) es un sólido verde. En cromatos y dicromatos, el cromo tiene una valencia de +6. El dicromato de potasio (K2Cr2O7) es un sólido rojo, soluble en agua; el cromato de plomo (PbCrO4) es un sólido insoluble, muy usado como pigmento, llamado amarillo de cromo. El verde cromo es una mezcla de amarillo de cromo y azul prusia.
Usos
Más de la mitad de la producción total de cromo se destina a productos metálicos, y una tercera parte es empleada en refractantes. El cromo está presente en diversos catalizadores importantes. Principalmente se utiliza en la creación de aleaciones de hierro, níquel o cobalto. Al añadir el cromo se consigue aumentar la dureza y la resistencia a la corrosión de la aleación. En los aceros inoxidables, constituye el 10% de
la composición final. Debido a su dureza, la aleación de cromo, cobalto y wolframio se emplea para herramientas de corte rápido de metales. Al depositarse electrolíticamente, el cromo proporciona un acabado brillante y resistente a la corrosión. Debido a ello se emplea a gran escala en el acabado de vehículos. El amplio uso de la cromita como refractante se debe a su alto punto de fusión, su moderada dilatación térmica y la estabilidad de su estructura cristalina
Trivalente y Hexavalente
La diferencia química radica en el estado de oxidación. El cromo trivalente tiene un estado de oxidación 3+, mientras el hexavalente, 6+, o, lo que es lo mismo, una valencia ante el oxígeno del mismo valor.Ambientalmente, su estado configura el comportamiento del elemento en distintos compartimentos. El Cr(VI) tiene un potencial de oxidación muy grande y se reduce rápidamente a Cr(III) en cuanto entra en solución con materia orgánica. El Cr(III) es menos soluble en agua, aunque también puede enlazarse con moléculas orgánicas lipofílicas, lo que lo vuelve biodisponible. No obstante, el Cr VI atraviesa mucho mejor las membranas celulares debido a su afinidad con los transportadores aniónicos de membrana para el sulfato y el fosfato.
El límite en los seres humanos es de 5 microgramos por metro cúbico
Propiedades del cromo
Los metales de transición, también llamados elementos de transición es el grupo al que pertenece el cromo. En este grupo de elementos químicos al que pertenece el cromo, se encuentran aquellos situados en la parte central de la tabla periódica, concretamente en el bloque d. Entre las características que tiene el cromo, así como las del resto de metales de tansición se encuentra la de incluir en su configuración electrónica el orbital d, parcialmente lleno de electrones. Propiedades de este tipo de metales, entre los que se encuentra el cromo son su elevada dureza, el tener puntos de ebullición y fusión elevados y ser buenos conductores de la electricidad y el calor.
El estado del cromo en su forma natural es sólido. El cromo es un elmento químico de aspecto plateado metálico y pertenece al grupo de los metales de transición. El número atómico del cromo es 24. El símbolo químico del cromo es Cr. El punto de fusión del cromo es de 21,0 grados Kelvin o de 1856,85 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del cromo es de 29,5 grados Kelvin o de 2671,85 grados celsius o grados centígrados.
Usos del cromo
El cromo es el primer elemento en el Grupo 6 de la tabla periódica. Si alguna vez te has preguntado para qué sirve el cromo, a continuación tienes una lista de sus posibles usos:
La cinta magnética (utilizada en cassettes de audio y cintas de audio de gama alta) está hecha de un compuesto magnético de cromo.
El óxido de cromo (III) es un óxido de metal pulido mejor conocido como verde de cromo.
En los laboratorios de ciencias, el ácido crómico se utiliza para limpiar la cristalería si tiene trazas de compuestos orgánicos.
El cuero se curte usando iones de sales de cromo (III). Los diferentes compuestos de cromo se utilizan para hacer diferentes pigmentos
de color y tintes. Los autobuses escolares se suelen pintar utilizando amarillo de cromo. Actualmente, se utilizan debido alternativas debido a preocupaciones ambientales. El rojo cromo y el verde de cromo siguen siendo los colores más comunes.
La madera se conserva mediante el uso de sales de cromo (VI). El acero inoxidable, utilizado en muchas aplicaciones, se hace cuando se añade
cromo al hierro. Los cuchillos de acero inoxidable contienen cromo.
Las aleaciones de hierro, níquel y cromo son muy fuertes y soportan temperaturas muy altas. Se utilizan en motores a reacción y turbinas de gas.
El cromo es bastante duro y es resistente a la corrosión. Por este motivo, muchas cosas están revestidas de cromo. Un montón de cosas de metal que utilizamos a diario (cuchillos y tenedores por ejemplo) están recubiertas con cromo.
Propiedades atómicas del cromo
La masa atómica de un elemento está determinado por la masa total de neutrones y protones que se puede encontrar en un solo átomo perteneciente a este elemento. En cuanto a la posición donde encontrar el cromo dentro de la tabla periódica de los elementos, el cromo se encuentra en el grupo 6 y periodo 4. El cromo tiene una masa atómica de 51,9961 u.
La configuración electrónica del cromo es [Ar]3d54s1. La configuración electrónica de los elementos, determina la forma el la cual los electrones están estructurados en los átomos de un elemento. El radio medio del cromo es de 1,0 pm, su radio atómico o radio de Bohr es de 1,6 pm y su radio covalente es de 1,7 pm. El cromo tiene un total de 24 electrones cuya distribución es la siguiente: En la primera capa tiene 2 electrones, en la segunda tiene 8 electrones, en su tercera capa tiene 13 electrones y en la cuarta, 1 electrón.
Características del cromo
A continuación puedes ver una tabla donde se muestra las principales características que tiene el cromo.
CromoSímbolo químico CrNúmero atómico 24
Grupo 6Periodo 4Aspecto plateado metálicoBloque d
Densidad 7140 kg/m3Masa atómica 51.9961 uRadio medio 140 pm
Radio atómico 166Radio covalente 127 pm
Configuración electrónica [Ar]3d54s1Electrones por capa 2, 8, 13, 1Estados de oxidación 6,3,2
Óxido ácido fuerteEstructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo
Estado sólidoPunto de fusión 2130 K
Punto de ebullición 2945 KCalor de fusión 16.9 kJ/mol
Presión de vapor 990 Pa a 2130 KElectronegatividad 1,66
Calor específico 450 J/(K·kg)Conductividad eléctrica 7,74·106S/mConductividad térmica 93,7 W/(K·m)
Cromo
Elemento químico, símbolo Cr, número atómico 24, peso atómico 51.996; metal que es de color blanco plateado, duro y quebradizo. Sin embargo, es relativamente suave y dúctil cuando no está tensionado o cuando está muy puro. Sus principales usos son la producción de aleaciones anticorrosivas de gran dureza y resistentes al calor y como recubrimiento para galvanizados. El cromo elemental no se encuentra en la naturaleza. Su mineral más importante por abundancia es la cromita. Es de interés geoquímico el hecho de que se encuentre 0.47% de Cr2O3 en el basalto de la Luna, proporción que es de 3-20 veces mayor que el mismo espécimen terrestre.
Existen cuatro isótopos naturales del cromo, 50Cr, 52Cr, 53Cr, 54Cr, Se han producido diversos isótopos inestables mediante reacciones radioquímicas. El más importante es el 51Cr, el cual emite rayos gamma débiles y tiene un tiempo de vida media aproximadamente de 27 días. El cromo galvanizado y pulido es de color blanco azuloso brillante. Su poder reflejante es 77% del de la plata.
Sus propiedades mecánicas, incluyendo su dureza y la resistencia a la tensión, determinan la capacidad de utilización. El cromo tiene una capacidad relativa baja de forjado, enrollamiento y propiedades de manejo. Sin embargo, cuando se encuentra absolutamente libre de oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno es muy dúctil y puede ser forjado y manejado. Es difícil de almacenarlo libre de estos elementos.
El cromo forma tres series de compuestos con otros elementos; éstos se representan en términos de los óxidos de cromo: cromo con valencia dos, CrO, óxido de Cr(II) u óxido cromoso; con valencia tres, Cr2O3, óxido de Cr(III) u óxido crómico, y con valencia seis, CrO3, anhídrido de Cr(VI) o anhídrido de ácido crómico. El cromo es capaz de formar compuestos con otros elementos en estados de oxidación (II), (III) y (VI).
Se conocen también los peróxidos, ácido percrómico y percromatos. Los halogenuros (fluoruro, cloruro, yoduro y bromuro) de cromo son compuestos bastante comunes de este metal. El cloruro, por ejemplo, se utiliza en la producción de cromo metálico mediante la reducción del cloruro cromoso, CrCl2, con hidrógeno.
Efectos del Cromo sobre la salud
La gente puede estar expuesta al Cromo a través de respirarlo, comerlo o beberlo y a través del contacto con la piel con Cromo o compuestos del Cromo. El nivel de Cromo en el aire y el agua es generalmente bajo. En agua para beber el nivel de Cromo es
usualmente bajo como en el agua de pozo, pero el agua de pozo contaminada puede contener el peligroso Cromo (VI); Cromo hexavalente. Para la mayoría de la gente que come comida que contiene Cromo III es la mayor ruta de entrada de Cromo, como Cromo III ocurre naturalmente en muchos vegetales, frutas, carnes, levaduras y granos. Varias maneras de preparación de la comida y almacenaje pueden alterar el contenido de Cromo en la comida. Cuando la comida es almacenada en tanques de acero o latas las concentraciones de Cromo pueden aumentar. El Cromo III es un nutriente esencial para los humanos y la falta de este puede causar condiciones del corazón, transtornos metabólicos y diabetes. Pero la toma de mucho Cromo III puede causar efectos sobre la salud también, por ejemplo erupciones cutáneas.
El Cromo (VI) es un peligro para la salud de los humanos, mayoritariamente para la gente que trabaja en la industria del acero y textil. La gente que fuma tabaco también puede tener un alto grado de exposición al Cromo. El Cromo (VI) es conocido porque causa varios efectos sobre la salud. Cuando es un compuesto en los productos de la piel, puede causar reacciones alérgicas, como es erupciones cutáneas. Después de ser respirado el Cromo (VI) puede causar irritación del nariz y sangrado de la nariz. Otros problemas de salud que son causado por el Cromo (VI) son;
Erupciones cutáneas Malestar de estómago y úlceras Problemas respiratorios Debilitamiento del sistema inmune Daño en los riñones e hígado Alteración del material genético Cáncer de pulmón Muerte
Efectos ambientales del Cromo
Hay varias clases diferentes de Cromo que difieren de sus efectos sobre los organismos. El Cromo entra en el aire, agua y suelo en forma de Cromo (III) y Cromo (VI) a través de procesos naturales y actividades humanas.
Las mayores actividades humanas que incrementan las concentraciones de Cromo (III) son el acero, las peleterias y las industrias textiles, pintura electrica y otras aplicaciones industriales del Cromo (VI). Estas aplicaciones incrementarán las concentraciones del Cromo en agua. A través de la combustión del carbón el Cromo será también emitido al agua y eventualmente se disolverá.
El Cromo (III) es un elementos esencial para organismos que puede interferir en el metabolismo del azúcar y causar problemas de corazón, cuando la dosis es muy baja. El Cromo (VI) es mayoritariamente tóxico para los organismo. Este puede alterar el material genético y causar cáncer.
Los cultivos contienen sistemas para gestionar la toma de Cromo para que está sea lo suficientemente baja como para no causar cáncer. Pero cuando la cantidad de Cromo en el suelo aumenta, esto puede aumentar las concentraciones en los cultivos. La acidificación del suelo puede también influir en la captación de Cromo por los cultivos. Las plantas usualmente absorben sólo Cromo (III). Esta clase de Cromo probablemente
es esencial, pero cuando las concentraciones exceden cierto valor, efectos negativos pueden ocurrir.
No es conocido que el Cromo se acumule en los peces, pero altas concentraciones de Cromo, debido a la disponibilidad de metales en las aguas superficiales, pueden dañar las agallas de los peces que nadan cerca del punto de vertido. En animales el Cromo puede causar problemas respiratorios, una baja disponibilidad puede dar lugar a contraer las enfermedades, defectos de nacimiento, infertilidad y formación de tumores.
Read more: http://www.lenntech.es/periodica/elementos/cr.htm#ixzz2Ek7JJSFI
Ingeniería de fabricación CromadoIngeniería de fabricación/CromadoSaltar a: navegación, buscar
Llanta cromada
El cromado es un galvanizado, basado en la electrólisis, por medio del cual se deposita una fina capa de cromo metálico sobre objetos metálicos e incluso sobre material plástico. El recubrimiento electrolítico con cromo es extensivamente usado en la industria para proteger metales de la corrosión, mejorar su aspecto y sus prestaciones.
El llamado cromo duro son depósitos electrolíticos de espesores relativamente grandes ( 0,1 mm) que se depositan en piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste. Se realizan este tipo de depósitos especialmente en asientos de válvulas, cojinetes cigüeñales ejes de pistones hidráulicos y en general en lugares donde se requiera bastante dureza y precisión.
El cromo brillante o decorativo son finas capas de cromo que se depositan sobre cobre, latón o níquel para mejorar el aspecto de algunos objetos. La grifería doméstica es un ejemplo de piezas cromadas para dar embellecimiento.
El cromo tiene poco poder de protección, menos aun si las capas que se depositan son tan delgadas como una micra. Por ello las superficies a cubrir deben estar bien pulidas, brillantes y desengrasadas. El cromo se aplica bien sobre el cobre, el níquel y el acero, pero no sobre el zinc o la fundición.
Procedimiento de cromado Externo e interno
En un baño electrolítico de cromo se disuelve ácido crómico en agua en una proporción de 300 gramos por litro y se añade 2 gramos por litro de ácido sulfúrico. Se emplea como ánodo un electrodo de plomo o grafito. El plomo sirve como ánodo porque se forma una placa de oxido de plomo que es conductor pero que impide que se siga corroyendo por oxidación anódica. Al contrario que en otros baños como los del níquel el cromo que se deposita en el cátodo procede del ácido crómico disuelto y no del ánodo, por lo que poco a poco se va empobreciendo en cromo la solución. Con el uso el cromo se va agotando y hay que reponerlo añadiendo más ácido crómico.
Cromado para superficies plásticas
El cromo hexavalente (Cr(VI)) es el material más utilizado por la mayoría de empresas dedicadas al metalizado, concretamente al cromado. Una de las grandes desventajas que presenta este material es su potencial cancerígeno. Se está desarrollando un nuevo proceso basado en una tecnología de auto-ensamblaje molecular (SAM – self assembly methodology) mediante el uso de nano-partículas, lo que permitirá evitar el uso de este material. Esta técnica ya ha sido desarrollada a escala de laboratorio en España. Los principales objetivos del proyecto son:
Desarrollar un proceso de cromado integrado de superficies plásticas. Dicho proceso será de bajo coste y medioambientalmente sostenible eliminando el uso de: ácido crómico, catalizadores de paladio y depósitos electroquímicos de níquel.
Reducir el tiempo y número de tanques (de cromado y enjuague) necesarios en el proceso (esto implica una reducción en el consumo de agua y residuos).
Ofrecer flexibilidad en el tipo de materiales plásticos a utilizar. El nuevo sistema de cromado se podrá aplicar a ABS, PP, PET y PVC.
Incrementar la estabilidad del proceso comparado con el clásico proceso de metalización química.
LanguageNoticias Contacto Mapa InicioProductosAplicacionesMercadosCompañíaRegiones
Electrónica Galvanotecnia General (GMF) Recubrimientos para Electrónica Industrial Semiconductores
Pretratamiento Metalizado Decorativo Metalizado de Plásticos Recubrimientos Electrónicos Funcionales Recubrimientos de Protección contra la Corrosión Cromo Funcional Níquel Químico Paint Support Technologies (PST) Tecnología de Producción
HEEF® GravurChrome® Fumetrol® 21 LF Ferroplate®
Gama de Procesos HEEF® de Atotech – Avanzada Tecnología de Cromo DuroProporciona excelente dureza y alta protección contra la corrosión
Con Cromo Duro HEEF® se puede mejorar la resistencia a la corrosión y desgaste en las piezas. Las propiedades superficiales requeridas se pueden modificar ampliamente por medio de cambios controlados de los parámetros electrolíticos y de deposición. Atotech ha experimentado una excelente aceptación en el mercado desde el lanzamiento de HEEF® 25 hace 20 años – la base de los procesos HEEF®. Atotech ha llegado a ser el número uno a nivel internacional en ventas de productos químicos para cromado.
Gama Proceso HEEF® Aplicaciones Caracerísticas
HEEF® - Aplicaciones estandar Los depósitos obtenidos con
25
- Piezas de automóvil (amortiguadores, ejes, pistones de freno)- Productos agrícolas- Motores de locomotora- Rodillos de todo tipo (incluido equipo de minería)
HEEF® 25 con valores de microdureza de aproximadamente 1.050 HV0.1 son los de mayor dureza obtenidos a día de hoy.
HEEF® KR
- Aplicaciones de más alta resistencia a la corrosión- Aplicaciones hidráulicas- Aplicaciones estandar- Componentes de automoción (ver HEEF® 25)- Productos agrícolas
Mejoras sobre HEEF® 25:Los depósitos HEEF® KR proporcionan más y más pequeñas microfisuras dando lugar a una mayor resistencia a la corrosión
HEEF® PR
- Segmentos de fundición- Cilindros de motores diesel de coches y trenes
Muy baja velocidad de ataque químico en el material de fundición expuesto
HEEF® FC
- Aplicaciones estándar- Componentes de automoción (ver HEEF® 25)
Máxima productividad – con este proceso se puede depositar a unas densidades de corriente muy superiores a las que se hacía anteriormente.
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Cromo Duro
En Autocromes™ aplicamos el revestimiento con cromo duro para piezas nuevas y para piezas reparadas, de tal forma que si usted necesita reparar una pieza, ya sea por desgaste, golpes, oxidación etc. nosotros podemos encargarnos de la completa restauración de la misma, y si no fuese posible, también podemos encargarnos de gestionar la fabricación de una nueva pieza con las mismas características y propiedades que la original, cumpliendo los plazos de entrega de forma precisa y evitando parar la producción de sus máquinas el menor tiempo posible.
Si bien nuestra empresa no dispone de talleres de rectificación y mecanizado propios, sí disponemos de acuerdos comerciales importantes con otras empresas que nos aportan estos servicios, ofreciendole de esta manera el servicio completo que en muchas ocasiones trastorna de forma considerable los tiempos de respuesta.
Trabajamos para muy diferentes sectores de producción aplicando cromo duro; Eólico, Construcción, Naval, Maderero, Hostelería, Automoción y otros sectores industriales donde el esfuerzo y el desgaste, son factores de influencia muy importantes sobre la vida útil de las piezas.
CromoSaltar a: navegación, búsqueda Para otros usos de este término, véase Cromo (desambiguación).
Vanadio ← Cromo → Manganeso
24Cr
Tabla completa • Tabla ampliada
Plateado metálico
Información general
Nombre, símbolo, número Cromo, Cr, 24
Serie química Metales de transición
Grupo, período, bloque 6, 4, d
Masa atómica 51,9961 u
Configuración electrónica [Ar]3d54s1
Dureza Mohs 8,5
Electrones por nivel 2, 8, 13, 1 (imagen)
Propiedades atómicas
Radio medio 140 pm
Electronegatividad 1,66 (Pauling)
Radio atómico (calc) 166 pm (Radio de Bohr)
Radio covalente 127 pm
Radio de van der Waals Sin datos pm
Estado(s) de oxidación 6,3,2
Óxido Ácido fuerte
1.ª Energía de ionización 652,9 kJ/mol
2.ª Energía de ionización 1590,6 kJ/mol
3.ª Energía de ionización 2987 kJ/mol
4.ª Energía de ionización 4743 kJ/mol
5.ª Energía de ionización 6702 kJ/mol
6.ª Energía de ionización 8744,9 kJ/mol
Propiedades físicas
Estado ordinario Sólido
Densidad 7140 kg/m 3
Punto de fusión 2 130 K (1 857 °C)
Punto de ebullición 2 945 K (2 672 °C)
Entalpía de vaporización 344,3 kJ/mol
Entalpía de fusión 16,9 kJ/mol
Presión de vapor 990 Pa a 2130 K
Varios
Estructura cristalina Cúbica centrada en el cuerpo
N° CAS 7440-47-3
N° EINECS 231-157-5
Calor específico 450 J/(K·kg)
Conductividad eléctrica 7,74·106 S/m
Conductividad térmica 93,7 W/(K·m)
Velocidad del sonido 5940 m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículo principal: Isótopos del cromo
iso AN Periodo MDEd
PDMeV
50Cr 4,345% > 1,8·1017 a εε - 50V51Cr Sintético 27,7025 d ε 0,753 51V52Cr 83,789% Estable con 28 neutrones53Cr 9,501% Estable con 29 neutrones54Cr 2,365% Estable con 30 neutrones
Valores en el SI y condiciones normales de presión y temperatura, salvo que se
indique lo contrario.
El cromo es un elemento químico de número atómico 24 que se encuentra en el grupo 6 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Cr. Es un metal que se emplea especialmente en metalurgia. Su nombre "cromo" (derivado del griego chroma, "color") se debe a los distintos colores que presentan sus compuestos.
Índice 1 Características principales 2 Aplicaciones 3 Historia 4 Compuestos 5 Papel biológico 6 Abundancia y obtención 7 Precauciones 8 Referencias
9 Enlaces externos
Características principales
Cromo puro
El cromo es un metal de transición duro, frágil, gris acerado y brillante. Es muy resistente frente a la corrosión.
Su estado de oxidación más alto es el +6, aunque estos compuestos son muy oxidantes. Los estados de oxidación +4 y +5 son poco frecuentes, mientras que los estados más estables son +2 y +3. También es posible obtener compuestos en los que el cromo presente estados de oxidación más bajos, pero son bastante raros.
Aplicaciones
El cromo se utiliza principalmente en metalurgia para aportar resistencia a la corrosión y un acabado brillante.
o En aleaciones, por ejemplo, el acero inoxidable es aquel que contiene más de un 12% en cromo, aunque las propiedades antioxidantes del cromo empiezan a notarse a partir del 5% de concentración. Además tiene un efecto alfágeno, es decir, abre el campo de la ferrita y lo fija.
o En procesos de cromado (depositar una capa protectora mediante electrodeposición). También se utiliza en el anodizado del aluminio.
o En pinturas cromadas como tratamiento antioxidante Sus cromatos y óxidos se emplean en colorantes y pinturas. En general, sus sales
se emplean, debido a sus variados colores, como mordientes. El dicromato de potasio (K2Cr2O7) es un reactivo químico que se emplea en la
limpieza de material de vidrio de laboratorio y, en análisis volumétricos, como agente valorante.
Es común el uso del cromo y de alguno de sus óxidos como catalizadores, por ejemplo, en la síntesis de amoníaco (NH3).
El mineral cromita (Cr2O3·FeO) se emplea en moldes para la fabricación de ladrillos (en general, para fabricar materiales refractarios). Con todo, una buena parte de la cromita consumida se emplea para obtener cromo o en aleaciones.
En el curtido del cuero es frecuente emplear el denominado "curtido al cromo" en el que se emplea hidroxisulfato de cromo (III) (Cr(OH)(SO4)).
Para preservar la madera se suelen utilizar sustancias químicas que se fijan a la madera protegiéndola. Entre estas sustancias se emplea óxido de cromo (VI) (CrO3).
Cuando en el corindón (α-Al2O3) se sustituyen algunos iones de aluminio por iones de cromo se obtiene el rubí; esta gema se puede emplear, por ejemplo, en láseres.
El dióxido de cromo (CrO2) se emplea para fabricar las cintas magnéticas empleadas en las casetes, dando mejores resultados que con óxido de hierro (III) (Fe2O3) debido a que presentan una mayor coercitividad.
Historia
Óxido de cromo.
En 1761 Johann Gottlob Lehmann encontró en los Urales un mineral naranja rojizo que denominó plomo rojo de Siberia; este mineral se trataba de la crocoíta (PbCrO4), y se creyó que era un compuesto de plomo con selenio y hierro.
En 1770 Peter Simon Pallas estuvo en el mismo lugar que Lehmann y encontró el mineral, que resultó ser muy útil en pinturas debido a sus propiedades como pigmento. Esta aplicación se extendió con rapidez, por ejemplo, se puso de moda un amarillo brillante, obtenido a partir de la crocoíta.
En 1797 Louis Nicolas Vauquelin recibió muestras del mineral. Fue capaz de producir óxido de cromo (CrO3) mezclando crocoíta con ácido clorhídrico (HCl). En 1798
descubrió que se podía aislar cromo metálico calentando el óxido en un horno de carbón. También pudo detectar trazas de cromo en gemas preciosas, como por ejemplo, en rubíes y esmeraldas. Lo llamó cromo (del griego chroma, "color") debido a los distintos colores que presentan sus compuestos.
El cromo se empleó principalmente en pinturas y otras aplicaciones hasta que, a finales del siglo XIX, se empleó como aditivo en aceros. Este uso no se extendió hasta principios del siglo XX, cuando se comenzó a obtener cromo metálico mediante aluminotermia. Actualmente en torno a un 85% del cromo se utiliza en aleaciones metálicas.
Según un estudio arqueológico sobre las armas que usó el ejército de Qin, datadas hacia los años 210 a. C. , se descubrió que estaban recubiertas de cromo. Aunque probablemente se trate de una simple contaminación con minerales naturales de cromo tras estar enterrados tantos siglos, algunos investigadores piensan que los chinos desarrollaron las tecnologías suficientes como para producir un baño de cromo sobre algunos metales.1
Compuestos
El dicromato de potasio, K2Cr2O7, es un oxidante enérgico y se utiliza para limpiar material de vidrio de laboratorio de cualquier resto orgánico que pueda contener.
El "verde de cromo" (es el óxido de cromo (III), Cr2O3) es un pigmento que se emplea, por ejemplo, en pinturas esmaltadas y en la coloración de vidrios. El "amarillo de cromo" (es un cromato de plomo, PbCrO4) también se utiliza como pigmento.
También el cromo se encuentra en el dicromato de hierro (II) FeCr2O7, en estado mineral.[cita requerida]
No se encuentran en la naturaleza ni el ácido crómico ni el dicrómico, pero sus aniones se encuentran en una amplia variedad de compuestos. El trióxido de cromo, CrO3, el que sería el anhídrido del ácido crómico, se vende industrialmente como "ácido crómico". Empleado como uno de los componentes del proceso de los baños de cromado.
Papel biológico
En principio, se considera al cromo (en su estado de oxidación +3) un elemento esencial, aunque no se conocen con exactitud sus funciones. Parece participar en el metabolismo de los lípidos, en el de los hidratos de carbono, así como otras funciones.
Se ha observado que algunos de sus complejos parecen participar en la potenciación de la acción de la insulina, por lo que se los ha denominado "factor de tolerancia a la glucosa"; debido a esta relación con la acción de la insulina, la ausencia de cromo provoca una intolerancia a la glucosa, y esta ausencia provoca la aparición de diversos problemas.
No se ha encontrado ninguna metaloproteína con actividad biológica que contenga cromo y por lo tanto no se ha podido explicar cómo actúa.
Por otra parte, los compuestos de cromo en el estado de oxidación +6 son muy oxidantes y son carcinógenos.
La cantidad diaria recomendada para el cromo es de 50-200 μg/día.2
Abundancia y obtención
Se obtiene cromo a partir de la cromita (FeCr2O4). La cromada se obtiene comercialmente calentando a la cromadora en presencia de aluminio o silicio (mediante un proceso de reducción). Aproximadamente la mitad de las cromadas se extrae de Sudáfrica. También se obtiene en grandes cantidades en Kazajistán, India y Turquía
Los depósitos aún sin explotar son abundantes, pero están geográficamente concentrados en Kazajistán y el sur de África.
Aproximadamente se produjeron en 2000 quince millones de toneladas de cromita, de la cual la mayor parte se emplea para aleaciones inoxidables (cerca de un 70%), por ejemplo para obtener ferrocromo (una aleación de cromo y hierro, con algo de carbono, los aceros inoxidables dependen del cromo, y su oxido protector). Otra parte (un 15% aproximadamente) se emplea directamente como material refractario y, el resto, en la industria química para obtener diferentes compuestos de cromo.
Se han descubierto depósitos de cromo metal, aunque son poco abundantes; en una mina rusa (Udachnaya) se producen muestras del metal, en donde el ambiente reductor ha facilitado la producción de diamantes y cromo elemental.
Se han caracterizado 19 radioisótopos, siendo el más estable el cromo-50 con un periodo de semidesintegración de más de 1,8 × 1017 años, seguido del cromo-51 con uno de 27,7025 días. El resto tiene periodos de semidesintegración de menos de 24 horas, la mayoría de menos de un minuto. Este elemento también tiene dos metaestados.
El cromo-53 es el producto de decaimiento del manganeso-53. Los contenidos isotópicos en cromo están relacionados con los de manganeso, lo que se emplea en geología. Las relaciones isotópicas de Mn-Cr refuerzan la evidencia de aluminio-26 y paladio-107 en los comienzos del Sistema Solar. Las variaciones en las relaciones de cromo-53/cromo-52 y Mn/Cr en algunos meteoritos indican una relación inicial de 53Mn/55Mn que sugiere que las relaciones isótópicas de Mn-Cr resultan del decaimiento in situ de 53Mn en cuerpos planetarios diferenciados. Por lo tanto, el 53Cr da una evidencia adicional de procesos nucleosintéticos justo antes de la coalescencia del Sistema Solar.
El peso atómico de los isótopos del cromo va desde 43 uma (cromo-43) a 67 uma (cromo-67). El primer modo de decaimiento antes del isótopo estable más abundante, el cromo-52, es la captura electrónica, mientras que después de éste, es la desintegración beta
Precauciones
Generalmente, no se considera que el cromo metal y los compuestos de cromo (III) sean especialmente un riesgo para la salud; se trata de un elemento esencial para el ser humano, pero en altas concentraciones resulta tóxico.
Los compuestos de cromo (VI) son tóxicos si son ingeridos, siendo la dosis letal de unos pocos gramos. En niveles no letales, el Cr (VI) es cancerígeno. La mayoría de los compuestos de cromo (VI) irritan los ojos, la piel y las mucosas. La exposición crónica a compuestos de cromo (VI) puede provocar daños permanentes en los ojos.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda desde 1958 una concentración máxima de 0,05 mg/litro de cromo (VI) en el agua de consumo. Este valor ha sido revisado haciendo nuevos estudios sobre sus efectos en la salud, pero ha permanecido constante.
CromoGeneralidades Usos Evitación
Generalidades
Es una de las causas más frecuentes de sensibilización profesional en dermatitis de contacto, particularmente en hombres. El cromo en contacto con la piel y debido al sudor se transforma en una sal que puede producir sensibilización.
Usos Ocupacional: Construcción (cemento húmedo), industria metalúrgica (aceites
de cortes), fabricación de televisiones, galvanizados, fundición (añadido a arena para fabricar ladrillos), textil (impresión y teñido verde militar, tejidos impermeables), cromadores, pirotecnia, fibra de vidrio, fotografía (revelados de color), fotograbación, fotoimpresión, imprenta, litografía, oficina (papel de fotocopias), joyería, laboratorios químicos, industria del automóvil, madera (conservadores), tintorería, curtidos de piel, cerámica artística e industrial (arcillas), biología, peletería, pintura (anticorrosivo tipo minio), soldadura, pruebas lácteas…
Prendas de vestir: Ropa de cuero y curtidos con cromo (especialmente calzado, guantes, correas de relojes, cinturones…)
Objetos y materiales de casa y de uso personal: detergentes y blanqueadores (lejía), cenizas de madera del hogar, pegamentos, vidrios, abrillantadores de muebles, sprays de limpieza, betunes, tintas, ciertas pinturas naranjas y amarillas, esmaltes, adhesivos, sprays lubrificantes, tinta de bolígrafos, cerillas de seguridad, pilas eléctricas secas y deterioradas, mesas de juego y de billar.
Cosméticos: espuma de afeitar y lociones, sombras y máscaras de ojos (pigmento de óxido de cromo)
Material sanitario: Implantes ortopédicos y dentales, suplementos vitamínicos, picolinato de cromo (tratamientos y dietas de adelgazamiento), suturas (catgut cromado).
Tatuajes minerales
Evitación Evite el contacto con las fuentes de exposición descritas anteriormente. Si presenta problemas en relación con su trabajo informe a su servicio médico de
empresa. Solicite información sobre las fichas de los materiales empleados. Protéjase adecuadamente:
o Uso de guantes, evitando guantes de cuero (material). o Existen cementos especiales en que la exposición al cromo está
disminuida por la adición de un quelante (sulfato ferroso).o Uso de cremas barrera que contengan sustancias que reduzcan el cromo:
ácido ascórbico, EDTA, ditionato, ácido tartárico, metabisulfito sódico… En la dermatitis del calzado evite los calzados de piel o use aquellos alternativos
con curtidos vegetales sin cromo. El uso de calcetines, la hidratación de los pies y la evitación del sudor pueden disminuir la dermatitis presentada en estos pacientes.
Evite aquellos cosméticos que indiquen en su composición que contienen dicromato potásico o alguno de sus sinónimos.
Advierta a sus médicos y dentistas que es alérgico a este producto.
El Cromo como Tóxico AmbientalLic. Iara Rocchetta: rocchetta @ bg.fcen.uba.ar
La contaminación de sistemas acuáticos, en la actualidad, por lo general es consecuencia de la rápida expansión y muchas veces sin planificación previa de las áreas urbanas y del asentamiento de numerosas industrias, desde donde se vierten aguas residuales. Nuestro país no es una excepción a este hecho, habiéndose realizado numerosos trabajos relacionados con este tema.
Podríamos definir contaminación ambiental como el proceso por el cual se producen alteraciones de las propiedades físicas, químicas y biológicas del aire, el agua y el suelo, por acción de procesos naturales o artificiales.
En el caso de la industria, produce contaminación del aire por emisión de humos, y del suelo y el agua por vertidos líquidos y sólidos. Además, por la infiltración de los contaminantes atmosféricos, que caen solos o arrastrados por la lluvia. Entre los aportes realizados por las industrias, es de destacar la gran cantidad de metales pesados contenidos en ellos (arsénico, cadmio, mercurio, cromo, plomo, zinc). El término metal pesado se aplica para aquellos elementos que tienen una densidad mayor a cinco, denominándose a los de densidad inferior, metales ligeros.
El cromo es sumamente importante en los cuerpos de agua, en su forma iónica Cr (III) poco soluble y muy estable por ser un elemento traza esencial y como Cr (VI) menos estable pero más soluble, por ser un contaminante ambiental tóxico, cancerígeno. Es esencial para mantener los niveles correctos del metabolismo de la glucosa, lípidos y proteínas, entre 50 y 200 µg Cr (III) /día.
Los problemas ecológicos con el Cr (VI) están relacionados con el desarrollo industrial en general y con la industria de cromo en particular. Esta forma del cromo, puede alterar seriamente el equilibrio biológico causando efectos tóxicos tanto en plantas como en animales, ya que es rápidamente absorbido por las membranas biológicas.
Las industrias relacionadas con el cromo (curtiembres, galvanoplastías, metalúrgicas, producción de pigmentos, fertilizantes e incineración de productos industriales como aceites y cueros) son consideradas contaminantes para el suelo y las aguas superficiales.
Estudios realizados en trabajadores expuestos a compuestos de Cr(VI) en procesos de soldadura de aceros, en la producción de pigmentos y otras ocupaciones industriales, revelaron su poder mutagénico, pudiendo producir lesiones en la piel, enfermedades pulmonares y varias formas de cáncer. Sin embargo, este problema no está restringido únicamente a los operarios de la industria del cromo. Durante el proceso de producción una gran cantidad de este elemento es liberada la atmósfera, suelos y ríos, pudiendo el Cr(III), forma menos tóxica, oxidarse a Cr(VI) por acción de la materia orgánica, convirtiéndose en una amenaza para el resto de la población.
El agua potable generalmente contiene los mismos niveles de cromo que las aguas superficiales y subterráneas, de las cuales se extrae. En nuestro país los niveles máximos de cromo en agua (en la forma de Cr (VI)), establecidos por el Código Alimentario Nacional, son de 50 µg/l para agua potable.
Los problemas de contaminación de aguas y suelos por acción del cromo han llevado a los países de América Latina a encarar proyectos de evaluación y tratamientos de los recursos deteriorados y a desarrollar políticas para su recuperación. Se deberían implementar sistemas de control y tratamientos de emisiones gaseosas y de efluentes industriales a fin de disminuir la contaminación debida al cromo y otros metales pesados.
El cromo se utiliza como catalizador en la sintesis del amoniacoEnviado por egomezmesa
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1. Tecnologías para tratar el cromo y otras sustancias peligrosas 2. Tratamiento Biológico convencional de residuos líquidos. 3. Sistemas Tecnológicos para tratar los efluente contaminado con sustancias
peligrosas4. Tratamiento físicos Químico. 5. Comparación entre los diferentes sistemas de tratamiento. 6. BIBLIOGRAFÍA
El cromo se utiliza como catalizador en la síntesis del amoniaco, en la fabricación de aceros al cromo y aceros inoxidables, en aleaciones con cromo y en el cromado galvanizado.
Los complejos orgánicos encuentran aplicación como colorantes de revelado en la fotografía color, los compuestos inorgánicos del cromo se utilizan como pigmentos para pinturas. Las sales de cromo VI se utilizan ampliamente para la preservación de la madera y para el curtido de cueros.
El cromo se encuentra en la naturaleza casi exclusivamente en forma de compuesto. El mineral de cromo es la cromita (cromoferrita, pirita crómico). El cromo puro se obtiene por reducción del oxido de cromo(III) con aluminio (procedimiento aluminotermico), mediante electrolisis o a través del yoduro crómico..
El cromo es soluble en ácido sulfúrico y ácido clorhídrico diluidos. Su presión de vapor es de 10-6 Pa a 844oC, con un punto de ebullición de 2672 oC y de fusión de 1872oC. Los nombres comerciales en que se puede encontrar en el mercado son: Bicromato de potasio, oxido de cromo(VI), trióxido de cromo y oxido crómico.
Debido a su insolubilidad, el cromo metálico no es toxico en el agua. Los diversos compuestos del cromo hexavalente representan la mayor amenaza, especialmente debido a sus efectos genéticos. Los compuestos del cromo (VI) actúan en casi todos los sistemas de ensayo diseñados para determinar sus efectos mutagénicos. El hecho comprobado de que atraviesa la placenta significa un alto riesgo, para los embriones y fetos.
El efecto carcinogénico de los compuestos del cromo (VI) no solo ha sido demostrado experimentalmente con animales, sino también ha sido confirmado por los resultados de estudios epidemiológicos realizados a grupos humanos expuestos ha estas sustancias en su lugar de trabajo.
El periodo de latencia correspondiente oscila entre 10 y 27 años. Contrariamente a lo que ocurre con los compuestos del cromo(VI), no fue posible demostrar en forma concluyente el efecto carcinogénico de los compuestos del cromo III.
Las intoxicaciones agudas con compuestos de cromo VI se manifiestan en lesiones renales, mutaciones en el tracto gastrointestinal así como acumulaciones en el hígado, en el riñón, en la glándula tiroides y en la medula ósea. El índice de eliminación es muy lento.
En las plantas se conocen, entre otras, lesiones en el sistema radicular, las raíces no desarrollan bien y las hojas se mantenían angostas, tomando una coloración pardo rojiza con aparición de pequeñas manchas neuróticas.
En los sistemas acuáticos, la toxicidad de los compuestos solubles del cromo varia según la temperatura, PH y dureza del agua y según las especies de organismos que los pueblan. Los compuestos del cromo VI se disuelven con facilidad, pero en condiciones naturales y en presencia de materia orgánica oxidable se reducen rápidamente a compuestos cromo III, que es más estable y menos hidrosolubles.
En los suelos la movilidad del cromo en la pedosfera solamente puede evaluarse si se consideraran la capacidad de absorción y reducción de los suelos y de los sedimentos.
El cromo VI, aun en concentraciones relativamente bajas, ya resulta toxico, siendo el PH del suelo un factor fundamental. El uso de abonos fosfatados incrementa el ingreso de cromo al suelo.
Los compuestos de cromo III asimilados juntos con los alimentos resultan relativamente inocuos, los compuestos del cromo VI en cambio tienen efectos altamente tóxicos. Tanto los animales como los seres humanos solo incorporan a sus organismos cantidades relativamente pequeñas de cromo por inhalación, la mayoría de las sustancias que contienen cromo ingresan al organismo a través de los alimentos y del agua que se bebe.
Tecnologías para tratar el cromo y otras sustancias peligrosas
Las tecnologías que emplean microorganismos naturales para la destrucción de compuestos orgánicos han sido históricamente, las tecnologías de tratamiento mas utilizadas por su bajo coste frente a los métodos físicos y químicos. Estas tecnologías son menos costosas porque las reacciones de degradación, medidas por la actividad biocatalitica natural, se producen a velocidades rápidas a temperatura ambiente.
A lo largo del ultimo siglo, el desarrollo de tecnologías basadas en microorganismos para el tratamiento de aguas residuales urbanas ha proporcionado excelentes procesos para la destrucción de los constituyentes fácilmente biodegradable s en condiciones aerobias. Por lo tanto, el tratamiento de muchas aguas residuales y peligrosas se han aplicado con éxito procesos similares a los utilizados para el tratamiento convencional de aguas residuales urbanas.
Sin embargo, el diseño estándar clásico de los sistemas de tratamientos de aguas residuales no consigue degradar muchos de los productos químicos que se han inventado en el siglo xx y que ahora aparecen en las aguas residuales industriales y domesticas.
Tratamiento Biológico convencional de residuos líquidos.
El principal objetivo en el tratamiento biológico de aguas residuales domesticas ha sido la reducción de la demanda biológica de oxigeno (DBO), de forma que el liquido tratado se pueda admitir al ambiente con un impacto mínimo sobre la ecología local. En las EDARUs estas tareas se suelen llevar a cabo mediante procesos en serie de tratamiento primario y secundario.
Limitaciones de los procesos biológicos convencionales.
La EPA ha establecido una lista de compuestos peligrosos que presentan riesgos para el ecosistema o para la salud publica entre los cuales se encuentra el cromo VI debido a su peligrosidad.
El éxito de los tratamientos convencionales en la degradación de estos compuestos peligrosos depende del destino final del compuesto en la instalación de tratamiento. En el mercado existen varios procesos que procuran un destino final de estos compuestos.
Biodegradación. El compuesto se destruye al menos parcialmente.
Evaporación. Los compuestos volátiles pueden salir de la instalación cuando se encuentran en el decantador primario, en el biorreactor o en el decantador secundario, mediante la evaporación a la atmósfera.
Absorción a sólidos y precipitación. Los compuestos orgánicos que se dividen o seccionan preferentemente pasando desde el agua a los sólidos en el biorreactor, al final saldrán de la instalación en la evacuación de los fangos.
Escape. Los compuestos que no se biodegradan completamente, volatilizan o se absorben, saldrán del biorreactor en el flujo del efluente liquido, descargándose posiblemente al ambiente en aguas superficiales o marinas.
El destino de un compuesto que entre en una planta, también dependa e de los parámetros operativos de la instalación, como son la tasa de aireación, el tiempo de retención del liquido y otros.
El destino principal de muchos productos químicos peligrosos es la biodegradación, estas tasa es mas rápida que la tasa de evaporación o de absorción a sólidos en un reactor optimizado.
Los impactos ambientales de estos destinos de compuestos peligrosos en instalaciones convencionales de tratamiento son los siguientes.
En la biodegradación no hay impacto alguno y los resultados son favorables, en la evaporación la emisión a la atmósfera de compuestos volátiles, la exposición a seres humanos a cancerigenos, contribuye a la degradación de la capa de ozono,
En la absorción los compuestos van al vertedero junto con los fangos y pueden provocar contaminación de las aguas subterráneas, lo que amenazaría el suministro de agua potable,
En el escape la emisión de compuestos tóxicos a las aguas superficiales, puede contaminar fuentes de agua potable, dañar el ecosistema local.
La discusión anterior pone de relieve las limitaciones del tratamiento convencional respectos de muchos de los compuestos peligrosos, por lo que las plantas de tratamientos municipales o industriales, que no puedan tratar de forma satisfactoria estos residuos se deben de modificar de modo que se pueda evitar una emisión ilegal o poco ética al ambiente. Estas modificaciones se deben integral a instalaciones nuevas para que permitan tratar sustancias peligrosas.
Sistemas Tecnológicos para tratar los efluente contaminado con sustancias peligrosas
Se han desarrollados muchos sistemas biológicos para apoyar o sustituir el tratamiento convencional con el fin de eliminar los residuos peligrosos. Estos sistemas emplean asociaciones microbiológicas extraídas de las instalaciones de tratamientos convencional, estos organismos se inoculan directamente en el biorreactor. A continuación se examinan cada una de estas tecnologías.
Digestión anaerobia de fangos.
En muchas plantas de tratamiento, el fango efluente de los tratamientos primario y secundario se lleva a un biorreactor anaerobio denominado digestor anaerobio, para reducir la DBO residual de los fangos. Las condiciones anaerobias dan lugar a la degradación a la degradación biológica metanogénica de la DBO, dejando a los fangos aptos para su evacuación en el vertedero.
Los parámetros típicos para el digestor anaerobio son: tiempo de retención de entre 10 y 20 días para líquidos y sólidos y una temperatura de 35oC. El metano producido se debe quemar para ayudar al calentamiento del biorreactor.
Proceso PACT
El proceso de tratamiento con carbono activado en polvo(proceso PACT), implica la adición continua de carbono activo, en forma de polvo al biorreactor de fangos activados con el fin de absorber los compuestos orgánicos tóxicos y evitar así destinos no deseados para estos compuestos. El carbono activado absorbe orgánicos de todo tipo, por lo tanto el proceso PACT permite que las plantas puedan operar con un caudal afluente mayor y ayuda a estabilizar las cargas de DBO en el afluente. La mezcla de fango-carbono se puede incinerar, se puede oxidar por aire húmedo, y se puede tratar por medio de digestión anaerobia.
Absorción CAG/estabilización anaerobia
Es una variante del proceso PACT, que ofrece una mayor flexibilidad operativa, es un proceso de tratamiento de adsorción por carbono activado granular (CAG)/estabilización anaerobia. Este proceso se aplica especialmente al tratamiento de aguas residuales peligrosas. Este proceso implica dos proceso unitarios: (1) un tanque de mezcla CAG/agua residual, en el cual el afluente de un pretratamiento secundario pasa a través de un lecho CAG para separar los compuestos orgánicos solubles mediante adsorción y (2) un biorreactor anaerobio, donde se coloca el CAG del tanque de mezcla para permitir la regeneración anaeróbica del mismo. El carbono regenerado sustituye al carbono gastado en el tanque de mezcla e idealmente las perdidas de CAG en la manipulación serán limitadas.
Reactor biopelículas anaerobios
Los procesos microbianos anaerobios presentan varias ventajas importantes frente a los aerobios como son: baja tasa de producción de fangos, operatividad con una mayor DBO afluente y mayores niveles de tóxicos, ningún costo asociado con el suministro de combustible al reactor y generación de un producto secundario útil, el metano. Sin embargo presentan mayores gastos de inversión y operación que los aerobios, ya que deben permanecer cerrados y calientes.
La tasa intrínseca de destrucción biológica de los organismos peligrosos en los sistemas anaerobios es mas lenta que en los proceso aerobios, sin embargo esta tasa se puede maximizar mediante la inmovilización de la biomasa sobre un medio soporte. Habitualmente, se utiliza un medio plástico muy poroso en un lecho compacto o un CAG en una columna fluidizada.
El Reactor anaerobio CAG con lecho expandido se ha demostrado ideal para el tratamiento de residuos que contienen mezclas de compuestos orgánicos fácilmente biodegradable y biológicamente refractarios. La característica de adsorción del CAG permite la retención de los organismos de biodegradación lenta. Se ha demostrado que el CAG proporciona una resistencia a las cargas de choque y facilita la puesta en marcha de un sistema.
Tratamiento físicos Químico.
Las plantas de tratamientos de residuos tóxicos y peligrosos son instalaciones donde los residuos deben ser sometidos a un tratamiento fisco-químico, como puede ser la oxidación, reducción, neutralización, filtración, estabilización, etc., para disminuir la peligrosidad, incluyendo cuando sea posible, la recuperación de algunos de sus constituyentes para su reutilización.
La tendencia actuar es diseñar las plantas de manera que los e instalaciones, donde se realice un determinado proceso común al tratamiento de varios residuos sean únicos.
Una línea general de tratamiento constaría de los siguientes procesos:
Homogenización de residuos.
Eliminación de sólidos en suspensión.
Separación de aceites, hidrocarburos y taladrinas.
Eliminación de cromo hexavalente.
Neutralización y ajustes de pH.
Eliminación de metales.
Eliminación de compuesto de azufre.
Eliminación de fenoles.
Eliminación de lodos.
Comparación entre los diferentes sistemas de tratamiento.
No puede afirmarse, que exista un sistema de tratamiento, que pueda ser considerado como el mejor. De existir este sistema seria absurdo, intentar introducir en el mercado cualquier otro sistema.
La realidad es que los residuos peligrosos no pueden ser tratado en su conjunto por un único sistema, lo que obliga a la agrupación de residuos por sistemas de tratamiento.
Las ventajas e inconvenientes de estos sistemas son los siguientes:
Incineración.
Ventajas:
Reducción del volumen de residuos.
Algunos residuos únicamente pueden ser incinerados.
Ubicación en cualquier polígono industrial.
Creación de puestos de trabajo.
Instalación temporal.
Es un sistema corrector del vertido anárquico.
Soluciona problemas puntuales.
Puntos débiles
Emisión a la atmósfera de contaminantes.
Oposición de la población.
Impacto visual, si no esta en un polígono industrial.
Eliminación de escorias y cenizas.
Coste elevado de inversión y explotación.
Existencia de riesgos de accidente.
Planta de tratamiento Físico-Químico
Ventajas:
Tamaño reducido.
Ubicación en cualquier polígono industrial o área industrial.
Costes reducidos de inversión y explotación.
Permite reciclar algunos residuos.
Algunos residuos únicamente deben ser tratados en estas plantas.
Instalación temporal.
Desventajas:
Su vertido, debe ser tratado en plantas de tratamientos de aguas residuales.
Los lodos generados deben ser llevados a depósitos de seguridad.
No pueden ser instalados sin disponer de un deposito de seguridad o llevar incluida una planta de solidificación – inertización.
Tecnologías mas usadas para el tratamiento de residuos peligrosos.
Recuperación por evaporación
Recuperación electrolítica
Intercambio de iones
Osmosis inversa
Las menos usadas son:
Sistemas de membrana para purificar las soluciones del proceso
Sistemas de resina para regenerar los ácidos contaminados
Electrodiálisis
Cristalización
Adsorción por carbón
Recuperación por evaporación
La evaporación del agua de los procesos que se realizan a temperaturas elevadas puede ser importante y aumentar drásticamente a medida que la temperatura de la solución sobrepase los 1400F. Es común que se utilicen evaporadores en las soluciones galvanoplásticas de cromo decorativas, en las soluciones para electro deposición de níquel y en las operaciones de electro deposición de cobre con cianuro, aunque su uso no se limita necesariamente a estos. Estos se clasifican en dos categorías: atmosféricos y al vació.
Los evaporadores atmosféricos rocían el flujo de desecho diluido por encima de un medio de empaque, una malla o placas y hacen pasar el aire de la planta sobre el empaque para realizar la evaporación, El bajo costo y la sencillez de mantenimiento son las ventajas de estos evaporadores, su desventaja radica en que no pueden evaporar cuando los niveles de humedad del aire se aproximan al 80 o 90%.
Los evaporadores al vació, existen en el mercado una serie de diseños de evaporadores al vació diferentes. A mayor vació, menor será la temperatura a la que hervirá el agua. Al hacer que el agua hierva a temperaturas menores(110-130oF), los evaporadores del vació protegen algunos ingredientes delicados de la soluciones de procesamiento que podrían descomponerse a temperatura altas. Las ventajas de este sistema son: la recuperación tanto del concentrado como el agua condensada y la capacidad de operar en cualquier condición climática. Las desventajas se incluyen altos costos de energía y mantenimiento, así como la formación de espuma en algunas soluciones de proceso.
Recuperación electrolítica.
Es una tecnología que necesita de equipo especial de galvanoplastia a fin de disminuir la concentración de metales disueltos en los enjuagues de solución arrastrada y en los tanques de enjuague concentrado. Sus ventajas son la reducción en la generación de sedimentos, la destrucción electrolítica parcial del cianuro y la reutilización o venta del metal de desecho. Sus desventajas se encuentran la recuperación incompleta, tendencia a la combustión espontánea del metal electro depositado y los costos de energía.
Intercambio de Iones
Este proceso se ha usado en la industria del acabado metálico desde hace décadas, un sistema común en el acabado metálico cuenta con un lecho fijo de resina capaz de intercambiar o retirar de las aguas residuales cationes o aniones de los cromatos. Los iones bivalentes y trivalentes son mas fáciles de retirar mediante el intercambio iónico que los iones monovalentes. La ventaja principal de este sistema es que puede seleccionar lo que debe retirar. Tienen la desventajas de carecer de la instrumentación adecuada para avisar cuando la resina se satura, otra desventaja es que incluyen la necesidad de equipo de tratamiento adicional para modificar el flujo regenerante por una química adecuada para la reutilización en casos selectos.
El intercambio iónico es muy usado para retirar iones específicos del agua de enjuague en el tanque de enjuague.
Osmosis Inversa
Se emplea para separar el agua de las sales inorgánicas a través de una membrana que permite el paso del agua pero impide el paso de las sales. Trabaja con presiones de entre 400-800 psi, generadas por bombas, a fin de impulsar el agua para que pase a través de la membrana y deje tras si un liquido residual. Las membranas están hechas de acetato de celulosa. El costo de las membranas puede representar el 50% o mas del costo del equipo. Aparte de los problemas de ensuciamiento, los sistemas de osmosis inversa son muy sensibles a la temperatura.
Electrodiálisis
Es un proceso que emplea una pila de membranas selectoras de iones separadas por espacios muy pequeños a través de las cuales los materiales iónicos se transfieren o rechazan de manera selectiva. La fuerza que impulsa a los iones a migrar dentro de la pila es un potencial eléctrico que un rectificador aplica a dos electrodos.
El equipo para Electrodiálisis es muy costoso e implica el mismo grado de ensuciamiento de las membranas y los mismos problemas de costo de reemplazo que los sistemas de osmosis inversa.
Otros sistemas
Existe una serie de otros esquemas de recuperación y reciclado a los que puede recibir la industria de acabado metálico. Un proceso patentado especial es un sistema a base de resina para purificar el ácido contaminado con metales pesados. La resina retiene el ácido y permite que el metal pesado pase a través de ella. Una vez que el ácido ha sido sometido a retrolavado, es liberado de la resina y devuelto al proceso.
También se cuenta con sistemas de cristalizadores o de secado por congelación que utilizan en una serie de compañías manufactureras que cuentan con instalaciones de electrodeposición.
La U. S Bureau of Mines(Oficina de Minas de los Estados Unidos) en Rolla, Missouri, creo un proceso para recuperar y reciclar metales pesados y ácidos crómico de las soluciones a base de ácido para desprender el cobre.
Otro proceso que se puede utilizar para el tratamiento del cromo es por vía de la reducción usando los agentes reductores como son el dióxido de azufre, bisulfito o metabisulfito de sodio o sulfato ferroso. En donde en la primera etapa del tratamiento conviene mantener un pH bajo adicionando ácido sulfúrico en donde se reduce el cromo hexavalente en un residuo residual que para que esta reacción funcione en 100% dependerá del tiempo de reacción, el pH de la reacción, concentración y el tipo de agente reductor.
En la segunda etapa del tratamiento se realiza la reacción contraria que consiste en elevara el pH del liquido próximo a 9.0 el cual es el punto optimo para la precipitación de cromo trivalente.
BIBLIOGRAFÍA
-Estudio de la contaminación y su control. Instituto de Investigaciones ecológicas de España 1996 UICN. 2-Biotratamiento de residuos tóxicos y peligrosos Morris Levin, Michael A. Gealt- Mc Graw Hill-1997. 3-Guía de protección ambiental Tomo III Ministerio Federal de Cooperación Económica y Desarrollo(BMZ)(GTZ) 1996. 4-Manual de Prevención de la Contaminación
Harry Freman- Mc Graw Hill-1997
