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Ingeniería química

Menos residuos

Recuperan el cobre y el níquel descartados en el revestimiento de piezas metálicas

Un aparato proyectado y desarrollado por investigadores de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp) para la recuperación de metales encontrados en el agua utilizada en los procesos de galvanoplastía – un sistema de recubrimiento metálico de piezas de automóviles y de joyas de fantasías, por ejemplo – resultó en menor cantidad del desechos finales en forma de lodo, en el agua. Asimismo, se registró un sustancial ahorro de agua utilizada en los baños de limpieza. “Un proceso electroquímico transforma los residuos metálicos nuevamente en metales”, dice Christiane de Arruda Rodrigues, docente de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), campus de Diadema, y coordinadora del proyecto financiado por la FAPESP en la modalidad Programa Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (Pipe). El desarrollo del equipamiento ocurrió en la Facultad de Ingeniería Mecánica (FEM) de la Unicamp, en alianza con la empresa Super Zinco, de Campinas.

El proyecto tuvo inicio a partir de una consulta de la empresa, en 1999, que buscó la universidad para saber si había alguna tecnología para remover los metales de las aguas utilizadas en los baños. “Como desde 1997 el profesor Rodnei Bertazzoli, de la FEM, estaba desarrollando un proyecto en ese sentido y yo también estaba involucrada en la construcción de un equipamiento en escala piloto, decidimos entrar con el Pipe para evaluar si el proceso era factible dentro de las condiciones de la industria”, relata Christiane. Los resultados mostraron que sí. En la época la empresa tenía niveles muy altos de metales pesados, llegaba a hasta 1 gramo por litro. Después de alteraciones hechas en el proceso industrial, la concentración de metales fue reducida para alrededor de 100 miligramos por litro. “Con esa cantidad, el proceso se hizo factible para la tecnología que habíamos desarrollado”, relata la investigadora.

Inicialmente fue hecha la prueba con el equipamiento en el agua de lavado del cobre, más fácil de ser monitoreada. En una segunda fase los investigadores concluyeron que sería necesario instalar cuatro equipamientos, uno para cada metal depositado en las piezas durante el proceso de recubrimiento metálico. Los procesos de electrodeposición inician con el níquel. Luego, la pieza pasa por el agua para retirar el exceso de metal. La próxima etapa es el recubrimiento con cobre, y un nuevo baño. A continuación ella es recubierta con níquel, y se hace un nuevo lavado. Por último tiene lugar el cromado.

En el proceso tradicional, el agua corriente entra limpia y sale contaminada con los metales. Al final del proceso sobra un caldo que, cuando el volumen es reducido, se vuelve lodo. “El equipamiento proyectado funciona como un filtro, que retiene el metal”, explica Christiane. Él posee básicamente ánodos y cátodos, que son electrodos de carga eléctrica positiva y negativa que hacen, por ejemplo, una batería funcionar, además de una membrana polimérica, que ayuda en la optimización del proceso.

Los ánodos son placas de titanio revestidas con óxidos metálicos nobles y los cátodos son esponjas de carbono poroso, que presentan una excelente conductividad eléctrica. “La esponja de carbono vítreo funciona como una superficie cargada negativamente para atraer los iones (elementos con pérdida de electrones) de cobre y níquel y los retiene”, dice Christiane. Conforme el agua pasa dentro de esa esponja, el metal se queda adherido a ella.  “Con el tratamiento electroquímico, hubo una economía de 46 mil litros de agua limpia en solamente uno de los tanques de lavado de las piezas.”

El Proyecto
La producción de equipamientos para la remoción electroquímica de iones metálicos de efluentes acuosos (nº 00/12754-0); Modalidad Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (Pipe); Coordinadora Christiane de Arruda Rodrigues – Unicamp/Super Zinco; Inversión 342.999,98 reales (FAPESP)

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