{"id":89995,"date":"2010-08-01T00:00:00","date_gmt":"2010-08-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2010\/08\/01\/cenizas-de-valor\/"},"modified":"2017-02-06T18:18:29","modified_gmt":"2017-02-06T20:18:29","slug":"cenizas-de-valor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/cenizas-de-valor\/","title":{"rendered":"Cenizas de valor"},"content":{"rendered":"

\"\"SILVIO RAINHO TEIXEIRA \/ UNESP<\/span>El acelerado crecimiento de la industria de az\u00facar y alcohol brasile\u00f1a durante los \u00faltimos a\u00f1os ha llevado al pa\u00eds a una posici\u00f3n destacada entre los fabricantes mundiales de combustibles alternativos. Alrededor de 27 mil millones de litros de etanol se producen por a\u00f1o en las centrales del pa\u00eds. El fortalecimiento de lesta actividad ha hecho crecer el volumen de bagazo de ca\u00f1a de az\u00facar que sobra en el proceso de producci\u00f3n. Casi la totalidad de ese material que se convirti\u00f3 en\u00a0 subproducto de valor agregado se quema en calderas, y el vapor se emplea para generar energ\u00eda el\u00e9ctrica en turbinas y generadores. Con la quema, surgi\u00f3 otro residuo, la ceniza del bagazo, cuyo volumen anual se estima en 4 millones de toneladas. Diversos estudios proponen un destino econ\u00f3mico y ambientalmente factible para este producto, tal como lo muestra el trabajo del f\u00edsico Silvio Rainho Teixeira, de la Facultad de Ciencia y Tecnolog\u00eda de la Universidad Estadual Paulista (FCT\/ Unesp), de Presidente Prudente, oeste paulista. Teixeira ha desarrollado al menos tres aplicaciones para el producto: la producci\u00f3n de briquetas, elaboradas con el polvo de carb\u00f3n de la ceniza prensado, que sirve como alternativa al carb\u00f3n vegetal com\u00fan, de fritas, un insumo utilizado para dar acabado final a piezas cer\u00e1micas, y de vitrocer\u00e1micas, materiales producidos con base en la cristalizaci\u00f3n controlada de materiales v\u00edtreos. Existen ollas y tapas de \u201cvidrio\u201d de hornos el\u00e9ctricos que constituyen ejemplos de utensilios vitrocer\u00e1micos transparentes. Uno de los primeros usos destinados a aprovechar las cenizas del bagazo consisti\u00f3 en arrojar ese material sobre los cultivos como abono complementario. Posteriormente, diversas pruebas dieron buenos resultados al incorporar el material en la fabricaci\u00f3n de hormig\u00f3n (lea en Pesquisa FAPESP<\/em> n\u00b0171<\/a>).<\/p>\n

Teixeira explica el primer paso para la formulaci\u00f3n de estos nuevos productos es la separaci\u00f3n de la fracci\u00f3n org\u00e1nica de la inorg\u00e1nica de las cenizas del bagazo. Las briquetas se fabrican a partir de la porci\u00f3n org\u00e1nica, mientras que las fritas y vitrocer\u00e1micas utilizan la parte inorg\u00e1nica, que es rica en di\u00f3xido de silicio (SiO2<\/sub>), la materia prima de los vidrios m\u00e1s comunes. El carb\u00f3n existente en la ceniza se presenta en dos formatos: peque\u00f1os pedazos, de m\u00e1s de un mil\u00edmetro, que inicialmente flotan y pueden separarse mec\u00e1nicamente, y una parte de carb\u00f3n en polvo fino, que se sedimenta junto con el material inorg\u00e1nico. La parte m\u00e1s gruesa se retira mediante el empleo de un colador, mientras que la fina es separada con un\u00a0 hidrocicl\u00f3n, un aparato que separa part\u00edculas en suspensi\u00f3n en un l\u00edquido basado en las densidades de esas mismas part\u00edculas. Una vez hecha la separaci\u00f3n, el polvo del carb\u00f3n se mezcla con una sustancia aglutinante \u2013 una especie de cola \u2013 y es compactado y transformado en peque\u00f1os cilindros o barras, los formatos m\u00e1s comunes de las briquetas. Tienen mayor densidad y un poder calor\u00edfico igual o superior al de carb\u00f3n de madera. Pueden tener aplicaci\u00f3n industrial o residencial. \u201cComo es dif\u00edcil compactar el carb\u00f3n puro para que adquiera una forma definitiva sin pulverizarse, usamos un aglutinante\u201d, dice Teixeira. Esta parte del estudio cuenta la coordinaci\u00f3n del profesor Algel Fidel Pe\u00f1a, de la Unesp.<\/p>\n

Pisos y a azulejos
\n<\/strong>La fabricaci\u00f3n de fritas y vitrocer\u00e1micas es un poco m\u00e1s compleja y requiere un alto gasto energ\u00e9tico, porque es necesario someter al material a un proceso de fusi\u00f3n a temperatura elevada. La materia prima b\u00e1sica para la formulaci\u00f3n de esos productos es la s\u00edlice existente en las cenizas del bagazo, que representan m\u00e1s del 80% de su peso, y otros \u00f3xidos \u2013 de hierro, aluminio, potasio, titanio, f\u00f3sforo \u2013 tambi\u00e9n presentes en el residuo. Como el punto de fusi\u00f3n de la s\u00edlice es muy alto, es necesario mezclarla con carbonatos de calcio y carbonatos de potasio y sodio para permitir que la fusi\u00f3n de la mezcla se haga a una temperatura m\u00e1s baja, de entre 1.300 y 1.450 grados Celsius. Luego de fund\u00edrsela, la mezcla, en forma l\u00edquida, se vierte en un recipiente con agua a temperatura ambiente. El resultado es un s\u00f3lido con\u00a0 la estructura at\u00f3mica propia de un l\u00edquido, porque el enfriamiento r\u00e1pido \u201ccongela\u201d al material y no permite que los \u00e1tomos se organicen para formar un s\u00f3lido cristalino. El material formado es un\u00a0 vidrio que se rompe en pedazos muy peque\u00f1os llamados fritas. Se emplea para hacer la capa vitrificada de piezas cer\u00e1micas: pisos, azulejos y jarrones, entre otras. Teixeira estima que por cada kilo del residuo es posible fabricar casi un\u00a0 kilo de frita.<\/p>\n

Con la frita es posible desarrollar piezas de vitrocer\u00e1micas, un producto m\u00e1s noble y de m\u00e1s alto valor agregado. A tal fin, la frita es triturada hasta que se convierte en un polvo muy fino y luego se la calienta lentamente, mediante el empleo de un aparato de an\u00e1lisis t\u00e9rmico. \u201cEste aparato acompa\u00f1a las reacciones que el vidrio va a sufrir durante el proceso. Cuando calentamos, suministramos la energ\u00eda para que los \u00e1tomos se organicen y se transformen en un material cristalino, con un patr\u00f3n de organizaci\u00f3n sim\u00e9trico. Es un proceso bastante conocido y empleado. En nuestro caso, la novedad es la utilizaci\u00f3n del residuo de la quema del bagazo de ca\u00f1a como materia prima\u201d, afirma Teixeira. \u201cDe acuerdo con la mezcla empleada \u2013 el tipo y la cantidad de carbonatos \u2013, se producen materiales cer\u00e1micos distintos, con propiedades diferentes. Pretendemos obtener materiales de revestimiento tales como pisos, azulejos y otros que puedan usarse en la construcci\u00f3n civil\u201d. Las cer\u00e1micas v\u00edtreas \u2013 o vitrocer\u00e1micas \u2013 tienen propiedades importantes, tales como la dureza, superior a la de las piedras naturales, absorci\u00f3n cero de agua y menor densidad. Por eso se las emplea como revestimiento interno y externo de edificaciones. Otra gran ventaja de este material en relaci\u00f3n con las piedras naturales es que permite la producci\u00f3n de grandes placas planas, curvas o con la forma que se desee para revestir columnas.<\/p>\n

\"\"EDUARDO CESAR<\/span>El desarrollo de la vitrocer\u00e1mica a base de cenizas de bagazo cont\u00f3 con la colaboraci\u00f3n de los investigadores espa\u00f1oles Jes\u00fas Mar\u00eda Rinc\u00f3n L\u00f3pez y Maximina Romero P\u00e9rez, del Instituto Eduardo Torroja de Ciencias de la Construcci\u00f3n de Madrid, expertos en vidrio y cristalizaci\u00f3n de residuos. Por ahora, ni el proceso ni los nuevos\u00a0 productos (briquetas, fritas y vitrocer\u00e1micas) han sido patentados, pero Teixeira eval\u00faa dicha posibilidad. Los resultados de las investigaciones han sido presentados en eventos nacionales e internacionales, como en el caso del Congreso Brasile\u00f1o de Cer\u00e1mica, y publicados en revistas cient\u00edficas. Seg\u00fan el investigador, despu\u00e9s de los buenos resultados obtenidos en laboratorio, habr\u00e1 que armar un proceso de producci\u00f3n en escala piloto y evaluar los costos de implantaci\u00f3n de una empresa, y contar con una precisa evaluaci\u00f3n de la factibilidad econ\u00f3mica de las innovaciones. Aunque no existen negociaciones en marcha con empresas privadas para la transferencia de la tecnolog\u00eda, Teixeira dice que fue sondeado por firmas de consultor\u00eda y empresarios del sector, interesados en conocer las innovaciones.<\/p>\n

Negro de humo
\n<\/strong>Las posibilidades de uso de la ceniza de bagazo tambi\u00e9n recaen sobre la producci\u00f3n de un material importante para la industria qu\u00edmica, llamado negro de humo, un insumo presente en pinturas, barnices, neum\u00e1ticos, art\u00edculos de goma y abono, entre otros productos. Una soluci\u00f3n org\u00e1nica de ese material elaborada con ceniza del bagazo fue creada por el ingeniero qu\u00edmico paulista Leonardo Glidiz. \u00c9ste dice haber desarrollado el material cuando investigaba por cuenta propia las cenizas de bagazo y algunos compuestos de carbono con el objetivo de desarrollar un posible fertilizante, cuando, accidentalmente, derram\u00f3 en el suelo, sobre su ropa y en el material de estudio algunos compuestos s\u00f3lidos. \u201cEnfadado, me fui a tomar un caf\u00e9. Cuando regres\u00e9 a limpiar, observ\u00e9 que el compuesto hab\u00eda dejado marcas impregnadas, que no sal\u00edan\u201d, recuerda. \u201cRepar\u00e9 que el resultado de lo que parec\u00eda ser un desastre era a decir verdad un nuevo producto. Con\u00a0 la ayuda de dos amigos, llev\u00e9 muestras a una empresa para realizar un ensayo inicial y, para mi alegr\u00eda, surgi\u00f3 el negro de humo org\u00e1nico.\u201d<\/p>\n

Glidiz no revela qui\u00e9nes son sus amigos, ni mucho menos los compuestos s\u00f3lidos empleados en la experiencia. Tudo forma parte del secreto de la f\u00f3rmula. El pedido de patente, tanto del producto como del proceso y de la marca \u201cBio Carbon Black\u201d, fue requerido en 2007 en el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (INPI). Glidiz lleg\u00f3 a hacer una pasant\u00eda en el hotel de proyectos de Supera, la Incubadora de Empresas de Base Tecnol\u00f3gica de Ribeir\u00e3o Preto, para abrir una empresa, pero desisti\u00f3 y resolvi\u00f3 armar una organizaci\u00f3n socioambiental y cient\u00edfica llamada Centro Avanzado de Investigaci\u00f3n y Desarrollo en Bionanotecnolog\u00eda, una\u00a0 instituci\u00f3n sin fines de lucro cuyo objetivo es desarrollar negro de humo org\u00e1nico y otros productos. A\u00fan sin una sede definitiva, el centro aguarda la instalaci\u00f3n del Parque Tecnol\u00f3gico de Ribeir\u00e3o Preto para solicitar la ocupaci\u00f3n de una plaza.<\/p>\n

\u201cEl negro de humo org\u00e1nico que desarrollamos es la \u00fanica alternativa de reemplazo del actual producto derivado de petr\u00f3leo\u201d, asegura Glidiz, quien obtuvo el segundo lugar en el \u00e1rea de biotecnolog\u00eda en la Olimp\u00edada de la Agencia de Innovaci\u00f3n de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) en 2008. Mediante un proyecto de la Coordinaci\u00f3n de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior (Capes), aprobado en el marco de la convocatoria P\u00fablica MEC\/ MCT\/ MDIC que re\u00fane a los ministerios de Educaci\u00f3n, Ciencia y Tecnolog\u00eda e Industria y Comercio, Glidiz realiz\u00f3 su proyecto en el campus de la Facultad de Filosof\u00eda, Ciencias y Letras de Ribeir\u00e3o Preto de la USP. Tambi\u00e9n llamado holl\u00edn o negro de carbono (del ingl\u00e9s carbon black<\/em>), el negro de humo es un polvo negro que se caracteriza por que es la forma qu\u00edmica del carbono libre de impurezas. Empez\u00f3 a fabricarse en escala industrial en 1870. Su primer destino fue la industria de pinturas. Durante las primeras d\u00e9cadas del siglo XX, este insumo cobr\u00f3 importancia debido al descubrimiento de sus propiedades de resistencia, al mezcl\u00e1rselo con el caucho en el proceso de vulcanizaci\u00f3n empleado en la fabricaci\u00f3n de neum\u00e1ticos, desarrollado por el norteamericano Charles Goodyear. Sucede que el negro de humo no se produce en la naturaleza y su proceso productivo afecta al medio ambiente. La sustancia industrial utilizada es fabricada por pir\u00f3lisis, una reacci\u00f3n de descomposici\u00f3n que ocurre debido a la acci\u00f3n de altas temperaturas o a la quema incompleta de materiales derivados de petr\u00f3leo. Los gases residuales del proceso incluyen mon\u00f3xido de carbono y metano. Seg\u00fan Glidiz, se estima que se producen en Brasil alrededor de 500 mil toneladas anuales de negro de humo. El mercado mundial es evaluado en 11,7 millones de toneladas, con una evoluci\u00f3n anual promedio superior al 4%.<\/p>\n

\u201cLa innovaci\u00f3n que proponemos consiste en transformar las cenizas generadas en la quema del bagazo de ca\u00f1a de az\u00facar en negro de humo org\u00e1nico, un producto alternativo con ventajas ambientales, econ\u00f3micas y sociales\u201d. La etapa inicial de fabricaci\u00f3n de este producto, seg\u00fan Glidiz, consiste en un estudio previo de las cenizas residuales del bagazo en centrales asociadas, a los efectos de desarrollar un sistema de recolecci\u00f3n. Posteriormente, el residuo es transportado hasta la empresa licenciada para el tratamiento, donde se separan las impurezas y se selecciona el tama\u00f1o de las part\u00edculas en coladores vibratorios. El material final va luego a mezcladores con compuestos reactivos para formar el negro de humo alternativo.<\/p>\n

El objetivo del investigador es licenciarles la tecnolog\u00eda a empresas interesadas, y no montar una unidad propia para producir el insumo y vend\u00e9rselo a terceros. \u201cYa cuento con empresas de cuatro segmentos industriales distintos \u2013 construcci\u00f3n civil y cer\u00e1mica, automovil\u00edstico, pl\u00e1stico y pol\u00edmeros \u2013 interesadas en el proceso\u201d, dice Glidiz. La inversi\u00f3n para el montaje de una unidad de procesamiento con\u00a0 capacidad de mil toneladas anuales es de aproximadamente 500 mil reales, incluyendo el valor del terreno, las maquinarias y la compra de cenizas. El estudio de factibilidad econ\u00f3mica realizado por el investigador apunta que el retorno econ\u00f3mico se concretar\u00e1 al cabo de dos a\u00f1os. Como parte del \u201csecreto industrial\u201d, se les suministrar\u00e1 un compuesto reactivo a las empresas licenciadas para su adici\u00f3n al proceso.<\/p>\n

Los an\u00e1lisis y pruebas de ingenier\u00eda de materiales realizados hasta el momento con\u00a0 el producto, de acuerdo con el investigador, fueron prometedores y tuvieron resultados positivos. \u201cPara la confecci\u00f3n de productos que no dependen de certificaci\u00f3n, la inserci\u00f3n del negro de humo org\u00e1nico en el mercado es inmediata. Sin embargo, para algunas aplicaciones industriales, tales como neum\u00e1ticos, es necesario desarrollar y ensayar con prototipos durante tres a cinco a\u00f1os, de acuerdo con la legislaci\u00f3n\u201d, dice Glidiz.<\/p>\n

El proyecto<\/strong>
\nDesarrollo de material vitrocer\u00e1mico por vitrificaci\u00f3n y cristalizaci\u00f3n de ceniza de bagazo de ca\u00f1a (n\u00ba 08\/04368-4<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Auxilio Regular a Proyecto de Investigaci\u00f3n;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Silvio Rainho Teixeira \u2013 Unesp; Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 5.566,00 y US$ 37.892,50 (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nTEIXEIRA, S.R. et al<\/em>. Briquetting of charcoal from sugar-cane bagasse fly ash (scbfa) as na alternative fuel<\/a>. Waste Management<\/strong>. v.30, n.5, p. 804-07. mai. 2010.
\nTEIXEIRA, S.R. et al.<\/em> Sugar-cane bagasse ash as a potential quartz replacement in red ceramic<\/a>. Journal of the American Ceramic Society<\/strong>. v. 91, n. 6, p.1.883-87. 2008.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Se emplean residuos en la elaboraci\u00f3n de productos de alto valor agregado","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[312,328],"coauthors":[116],"class_list":["post-89995","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-innovacion","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89995","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=89995"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/89995\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=89995"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=89995"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=89995"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=89995"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}