Sepa Cómo Instalarjunio 25, 2020
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Se trata de los nanocristales de celulosa, un material abundante y de origen vegetal, que para sorpresa de los investigadores tiene la fuerza del acero gracias a la compleja estructura presente en las plantas.

El sector de la construcción se lleva prácticamente siglos utilizando materiales minerales. De hecho, si se habla de una referencia milenaria, entonces habría que indicar que el barro es uno de los más explotados. Incluso hoy, en comunidades indígenas de buena parte de Latinoamérica, continúa siendo muy utilizado.

El concreto es el más comercializado, dada su resistencia y durabilidad a lo largo de los años.

Actualmente existen obras en el mundo construidas desde el año de 1900 en donde éste material sigue igual de firme a cuando fue utilizado para construir desde una biblioteca a un auditorio, hasta una sala de proyección de cine o un estadio. Sin embargo, de acuerdo a una investigación desarrollada por científicos de la Universidad de Purdue de Indiana, la era de este material, al igual que otros del mismo calibre de resistencia, podría estar a punto de llegar a su fin.

Y no se habla precisamente de que se estén agotando los minerales y los ingredientes químicos que existen para producirlo. No, la era del cemento y el acero, como productos de construcción podría legar a su fin, tras el uso del uso de nanocristales de celulosa que son tan comunes y abundantes en las propiedades de origen vegetal.

Los nanocristales de celulosa son subproductos generados por el papel, la bioenergía, la agricultura y la industria de la pulpa. Debido a toda la estructura genética que existe en las plantas, se puede percibir que su densidad y resistencia es mucho más integra que la del acero. Estos nanocristales se presentan como una fantástica alternativa, no solo por toda la resistencia y garantías que pueden ofrecer, sino también porque se convertiría en un producto renovable que aportaría a la salud del planeta.

Por lo pronto se piensa en que una vez se cree una forma de explotar estos nanocristales, se empiece a instrumentar con los materiales tradicionales.

Pero, ¿en serio es tan resistente?

Sí, los investigadores lograron probar que un conjunto de 500 nanómetros puede representar una rigidez comparable a los 206 gigapascales; esto quiere decir, la misma dureza que puede percibirse en el acero. Y resulta comprensible que germine la duda de si es posible que un material proveniente de las plantas sea tan útil, teniendo en cuenta lo “elemental” que éstas son.

Pero sí, dentro de la estructura atómica, genética y natural de un cactus, como el de una planta de olivo o la corteza de un árbol, existe toda la una estructura de millones de partículas que dan resistencia a su razón de ser. Y en medio de todas esas partículas, toman protagonismo los nanocristales de probada resistencia.

Su impacto no solo sería en el sector de la construcción

El equipo de investigación del señor Pablo D. Zavattieri, dejó en claro que al utilizar estos biomateriales se está dando un gran paso para fortalecer la industria de la construcción, aunque también se considera que es un recurso altamente útil para el desarrollo de automóviles y maquinaria pesada.

A todo esto se le agrega que el costo de producción de los nanocristales es realmente económico, en relación a lo que implica la elaboración de otros materiales. Un solo nanocristal, cuenta con una dimensión de 3 nanómetros de nacho, por 500 nanómetros de largo; esto es equivalente a una milésima parte de lo que es el tamaño de un grano de arena. En esta investigación también aportaron profesionales como Fernando L. Dri, Louis G. Hector Jr. Y Robert J. Moon; los tres son considerados expertos muy respetables en el mundo de la biología, botánica e ingeniería nanotecnológica.

El futuro de la construcción y los nanocristales

La cuestión de fondo aquí es que aunque todo resulte muy maravilloso, aun pasará un buen tiempo hasta que esto se logre instrumentar en la industria. Una industria donde las cementeras llevan una larga tradición en el mercado y donde no les será nada fácil ceder a esta nueva alternativa.

Como siempre lo ecológico y lo funcional entre en coche con los intereses políticos y económicos que supondría la introducción de los nanocristales a este sector que mueve miles de millones de dólares al año en todo el mundo.

Los nanocristales vegetales tienen mucho contra lo cual competir, pero de lograr posicionarse harán una revolución tremenda en el mundo de la construcción.

Otra alternativa de los nanocristales es el fortalecimiento del concreto: combinados con éste podrían producirse artículos hechos con concreto más delgados y livianos a la vez que conservan la misma resistencia con un posible beneficio secundario de la disminución del dióxido de carbono liberado a la atmósfera.

Las plantas de cemento representan aproximadamente el 8 por ciento de las emisiones mundiales de dióxido de carbono, una de las principales causas del cambio climático.

Los nanocristales de celulosa hacen que el concreto sea más resistente a través de una reacción química que aumenta la hidratación de las partículas de cemento, haciendo que el concreto sea más resistente, dicen los investigadores.

“La fuerza de las escamas de concreto con el grado de hidratación. Por lo tanto, cuanto más hidratado está, más fuerte es”, dijo Jeffrey Youngblood, profesor de Purdue de ingeniería de materiales.

“Así que uno pensaría que si agrega más agua sería más fuerte. El problema es que el agua agrega poros que la debilitan, pero los nanocristales de celulosa mejoran la hidratación con menos agua, lo que hace que el concreto sea más resistente”.

Con información de: noticias.arq.com.mx


Sepa Cómo Instalarjunio 18, 2020
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Por: Eduardo Souza | www.plataformaarquitectura.cl

La cantidad total de agua en nuestro planeta es, teóricamente, la misma desde su formación. Es posible que el vaso de agua que tomaste hace unas horas contenga partículas que han circulado por el río Ganges, algunas que han pasado por el sistema digestivo de un dinosaurio y otras que han enfriado un reactor nuclear. Por supuesto, antes de calmar su sed, se evaporó y cayó como lluvia millones de veces.

El agua puede ser contaminada, desperdiciada, mal utilizada, pero nunca creada o destruida. Según un estudio de la UNESCO, se estima que la Tierra contiene aproximadamente 1386 millones de kilómetros cúbicos de agua. Sin embargo, el 97.5% de esta cantidad es agua salina y solo el 2.5% es agua dulce. De esto, la mayor parte (68.7%) se encuentra en forma de hielo y nieve permanente en la Antártida, el Ártico y en las regiones montañosas. Luego, el 29.9% existe como agua subterránea. Solo el 0.26% de la cantidad total de agua dulce en la Tierra está disponible en lagos, embalses y cuencas, fácilmente accesibles para las necesidades económicas y vitales del mundo. Con el aumento de la población, especialmente en las zonas urbanas, varios países ya tienen graves problemas para ofrecer la cantidad de agua potable a sus poblaciones.

Del mismo modo, una cantidad considerable de agua potable se pierde por fugas, desperdicios y mal uso. En los hogares, estudios muestran que entre un 40% y 50% del consumo de agua no necesitaría realizarse con agua potable, es decir, con agua apta para el consumo humano. Esto incluye el agua utilizada en el riego, la limpieza, el lavado de la ropa, o en sanitarios – alrededor del 40%. Por supuesto, esto no significa que sea agua sucia o contaminada.

El agua de la lluvia, por ejemplo, puede aprovecharse para tales usos. Es una alternativa barata y ambientalmente responsable, que, cada vez más, debe ser alentada por los gobiernos. Países como Australia ya están mucho más desarrollados en términos de uso del agua de lluvia, sin embargo, en muchos otros países todavía no es una realidad. Para incluir esta tecnología en tu próximo proyecto de arquitectura, es importante seguir algunas consideraciones.

Además de reducir el consumo de agua potable, la captación del agua de la lluvia ayuda a evitar la sobrecarga de la infraestructura de drenaje urbano. El sistema es bastante simple. El área de captación es generalmente la losa o el techo del edificio, pero también es posible extraer agua de otras superficies, como una carretera o una plaza, por ejemplo. A partir de ahí, esta agua se dirige a las canaletas y tuberías hasta llegar al depósito. Este es el componente más costoso de todo el sistema, y ​​su dimensionamiento correcto es vital para aprovechar de manera satisfactoria el potencial del agua de lluvia, sin desperdiciar recursos ni espacio.

Entre los factores que influyen en el volumen de los tanques se encuentran las dimensiones del área de captación, la demanda de agua en la propiedad y, principalmente, la precipitación promedio del lugar, que debe determinarse a través de bases de datos históricas. Existen algunas opciones para calcular el volumen de los depósitos de agua de lluvia que pueden ayudar a elegir el volumen del tanque. Pero siempre es importante consultar a un especialista o proveedor para tomar las decisiones más apropiadas para cada situación. Por ejemplo, un lugar con precipitaciones frecuentes y bien distribuidas durante todo el año puede necesitar de cisternas más pequeñas. Un lugar con una estación lluviosa y una estación seca, debe tener un depósito más grande, para abastecer los meses sin precipitaciones.

Otra recomendación importante es siempre desechar los primeros litros de agua de lluvia. Son las aguas las que lavan las superficies de captación, como el techo o la losa, y también concentran la mayor cantidad de contaminantes tóxicos presentes en la atmósfera de las ciudades. Existen en el mercado productos y tanques filtrantes diseñados para este fin, que desechan automáticamente los primeros litros de lluvia. También es importante considerar filtros para los tubos verticales de modo que las hojas y otros materiales puedan llegar a los tanques. Para un buen funcionamiento, es vital limpiar las canaletas periódicamente y mantenerlas en buen estado, al igual que el interior de los tanques.

El agua recolectada se utiliza generalmente para usos no potables, como el riego, la limpieza e incluso para la descarga del inodoro. Para estos usos por lo general no es necesario un mayor cuidado en la purificación, basta con la filtración para eliminar las principales impurezas. Sin embargo, también existe la posibilidad de utilizar el agua de lluvia para el consumo humano, para bañarse y cocinar alimentos. En este caso, se recomienda utilizar tratamientos más complejos, como la desinfección con luz ultravioleta o la ósmosis inversa. Si esa es la intención, es esencial buscar asistencia técnica calificada.

Se trata de una inversión de rápido retorno con bajos costos de mantenimiento y operación. Pero considerarlo desde el principio del proceso de diseño asegura que el sistema esté bien dimensionado para las demandas de cada proyecto. El uso del agua de lluvia es algo muy antiguo; algunas investigaciones señalan que ya se utilizaban cisternas en el período Neolítico. En Pompeya, por ejemplo, el almacenamiento de agua de lluvia en el techo era común antes de la construcción del acueducto en el siglo I a.C. Cada vez más, la arquitectura debe aprender del pasado para enfrentar los problemas contemporáneos. Así como el aprovechamiento de la luz natural, el sol y los vientos en proyectos de arquitectura está cada vez más presente, el uso del agua de lluvia es un acto de sentido común extremo y una excelente manera de conservar este recurso preciado e indispensable para nuestras vidas.


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En lugar de agregar baterías a los edificios para convertirlas en centrales eléctricas virtuales, ¿qué pasaría si pudiéramos utilizar el edificio para almacenar electricidad? Ese es el pensamiento detrás de la investigación en la Universidad de Lancaster en el Reino Unido que ha creado un «cemento inteligente» que puede almacenar de manera rentable la electricidad generada por energía solar para usarla cuando sea necesario.

Hecho de flyash y soluciones químicas, los nuevos composites de potasio geopolimétrico (KGP) son más baratos que el cemento ordinario de Portland, que es actualmente el material de construcción más utilizado. Son fáciles de producir y, debido a que la conductividad se logra mediante iones de potasio que saltan a través de la estructura cristalina, no necesita ningún aditivo complejo o costoso.

El equipo de investigación, dirigido por el profesor Mohamed Saafi , creó compuestos KGP basándose en la difusión de iones de potasio dentro de la estructura para almacenar energía eléctrica y detectar tensiones mecánicas. Cuando esté totalmente optimizado, las mezclas de «cemento inteligente» de KGP podrían almacenar y descargar tanto como 200 y 500 vatios por metro cuadrado.

«Hemos demostrado por primera vez que las mezclas de cemento KGP se pueden utilizar para almacenar y entregar energía eléctrica sin la necesidad de aditivos caros o peligrosos», dijo el profesor Saafi en una entrevista reciente.

Si, por ejemplo, el exterior de una casa se construyera usando KGP y se conectara a una fuente de energía como paneles solares, sería fácilmente capaz de almacenar energía durante el día cuando está desocupada y luego descargar su energía durante las horas de la tarde cuando los ocupantes están casa. Las paredes interiores de la partición dentro de una casa podrían usarse en su lugar o además para crear un exceso de energía, que luego podría venderse a la red.

No solo las casas podrían beneficiarse con el nuevo material, solo considere todas las formas en que actualmente usamos cemento. Los postes de luz hechos de cemento inteligente, por ejemplo, podrían usarse para quitar el alumbrado público completamente fuera de la red. Una farola típica usa 700 vatios cada noche, lo que significa que una farola de 6 metros de altura fabricada con KGP mantendría suficiente energía renovable para alimentarse durante toda la noche. El pavimento KGP o las aceras podrían almacenar energía para alimentar los sensores inteligentes de la calle que monitorean el tráfico, el drenaje y la contaminación, creando nuevas posibilidades para Internet a nivel de calle de las cosas en las ciudades inteligentes.

«Estas mezclas rentables podrían usarse como partes integrales de edificios y otras infraestructuras como una forma económica de almacenar y entregar energía renovable, alimentar el alumbrado público, semáforos y puntos de carga de vehículos eléctricos», agregó el profesor Saafi.

Una gran cantidad de estructuras grandes como puentes, túneles, estacionamientos y pasos elevados podrían hacerse con KGP también podría ser utilizado para crear grandes cantidades de energía con el fin de equilibrar la red en nuestras ciudades cada vez más hambrientas de poder. Esto, sin duda, sería bienvenido por los servicios públicos que podrían administrar estos nuevos depósitos de energía para responder rápidamente a las demandas de electricidad sin la necesidad de una generación adicional.

Luego considere edificios, estructuras que podrían utilizar enormes cantidades de cemento y grandes cantidades de almacenamiento de energía. Actualmente, los sistemas de baterías estacionarias instaladas en o alrededor de los edificios están permitiendo que esas instalaciones acumulen energía solar en la azotea para liberarla durante la noche.

Los edificios construidos con KGP podrían acumular el exceso de energía almacenada para vender a los vecinos o volver a la red, transformando esencialmente los edificios en centrales eléctricas virtuales rentables, pero sin el espacio o la inversión financiera generalmente asociados con el almacenamiento de energía.

KGP no es solo un cemento con capacidades de almacenamiento de energía, sin embargo. Otro beneficio clave es que la mezcla es estructuralmente «auto sensible». Los cambios en el estrés mecánico, causados ​​por cosas como grietas, altera el mecanismo de salto de iones a través de la estructura y, por lo tanto, la conductividad del material. Estos cambios significan que la salud estructural de los edificios puede monitorearse automáticamente, midiendo la conductividad, sin la necesidad de sensores adicionales.

Actualmente, la salud estructural de edificios, puentes y otras construcciones se controla con controles visuales de rutina basados ​​en datos históricos y tecnología de sensores externos. Las estructuras que incluyen secciones hechas de KGP en puntos críticos de estrés proporcionarían alertas instantáneas precisas cuando ocurran defectos estructurales, como grietas.

«Estas mezclas rentables podrían usarse como partes integrales de edificios y otras infraestructuras como una forma económica de almacenar y entregar energía renovable, alimentar alumbrado público, semáforos y puntos de carga de vehículos eléctricos», dijo el profesor Saafi, del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Lancaster. «Además, las propiedades inteligentes del concreto lo hacen útil para ser utilizado como sensores para monitorear la salud estructural de edificios, puentes y carreteras» agregó.

La investigación se describe en el documento «Compuesto cementicio geopolimétrico inherentemente multifuncional como almacenamiento de energía eléctrica y material estructural de autodetección» que se publicará en la revista ‘Composite Structures’. el 1 de octubre de 2018. Los investigadores ahora están realizando estudios en profundidad para optimizar el rendimiento de las mezclas de KGP y también están estudiando la impresión 3D como una forma de utilizar el cemento para crear diferentes formas arquitectónicas.

Si se desarrolla aún más, no es inconcebible que podamos ver un futuro en el que todas las viviendas estén construidas con KGP u otros materiales inteligentes que puedan almacenar electricidad. De hecho, como señala el profesor Saafi, incluso los edificios existentes podrían tener los paneles KGP retroajustados para proporcionar funciones básicas, cosméticas, de almacenamiento energético y de control estructural de la salud, y podemos estar seguros de que nuestras ciudades se vuelven inteligentes cuando incluso el cemento se vuelve inteligente!

Con información de: www.secureweek.com


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Las universidades Carlos III de Madrid (UC3M), la Pontificia de Comillas y la de Oporto han desarrollado un corcho magnético que, entre otras aplicaciones, podría eliminar del agua las partículas contaminantes, explican fuentes de la UC3M.

El corcho magnético, que ha sido patentado, se ha elaborado mediante un proceso de coprecipitación de óxidos de hierro a través del que se obtiene magnetita. Este mineral es adsorbido al momento sobre la superficie del corcho.

“La patente surge de la necesidad de hacer uniones adhesivas que sean graduadas. Leyendo sobre las distintas técnicas que hay para hacer uniones graduadas y acerca del corcho, se me ocurrió que podíamos conseguir que el corcho fuera magnético mediante el proceso que actualmente se usa para obtener magnetita”, apunta Juana Abenojar, investigadora del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Química de la UC3M.

Con la magnetización del corcho, a las ventajas inherentes del material, como su bajo peso y resistencia al impacto, se añade la facilidad de captación de partículas con la ayuda de un imán, que permite posicionarlas en un lugar determinado para, por ejemplo, modificar polímeros rígidos cuando se necesita que una zona sea más dúctil que el resto porque va a estar sometida a impacto.

De este modo, explican fuentes universitarias, utilizando el imán, se sitúan mayor número de partículas de corcho magnético en un lugar determinado para conseguir mayor flexibilidad.

Absorber metales pesados del agua

Además, también tendría aplicación para retirar de un medio líquido los contaminantes que capten esas partículas. “Una de las aplicaciones sería su uso para absorber metales pesados en el agua. Es decir, para eliminar contaminantes en el agua”, señala Abenojar, aunque puntualiza que esta aplicación todavía está en estudio.

Actualmente se está probando la magnetización de otros materiales polímeros y cerámicos, como el carburo de silicio o el carburo de boro, que podrían ser utilizados como sensores.

Esta patente ha dado lugar a la solicitud de otra por parte de la Universidad de Oporto bajo el título Methodology and apparatus to manufacture functionally graded joints using magnetized micro particles (número de solicitud: PAT354/2019). “Además, se está pidiendo la patente europea y la americana para poder transferirlo a alguna empresa que lo gestione”, puntualiza Abenojar.

Con información de: innovadores.larazon.es


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En la Universidad de Swinburne (Australia) han conseguido producir un hormigón más sostenible que el tradicional y que puede llegar a doblarse. Se trata de un nuevo material, que cuenta con una patente, que han desarrollando empleando productos de desechos industriales, en concreto han empleado cenizas de centrales térmicas de carbón a las que han añadido pequeñas fibras poliméricas.

El hormigón es el segundo elemento más empleado del mundo tras el agua, dicen desde la universidad. Pero en su producción se consume mucha energía y se genera una gran huella de carbono debido a la calcinación de la piedra caliza para producir su ingrediente clave, el cemento.

Con este nuevo sistema, los investigadores han logrado un producto más sostenible: emplea aproximadamente un 36% menos de energía y emite hasta un 76% menos de dióxido de carbono, en comparación con el hormigón convencional.

Además, las fibras poliméricas le proporcionan elasticidad, tanta que incluso puede doblarse al aplicar fuerza sobre él, como ocurriría en caso de huranes, terremotos o el impacto de una explosión, explican en la publicación en Construction and Building Materials.

Esta funcionalidad le convierte así en un material ideal para construir en zonas propensas a terremotos o huracanes, porque es 400 veces más flexible que el hormigón tradicional, aunque tiene una resistencia similar.

Con información de: innovadores.larazon.es

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Pei Dong, Profesor Asistente, Ingeniería Mecánica, Volgenau School of Engineering, y Yingchao Yang, Profesor Asistente de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Maine, están trabajando para desarrollar un enfoque holístico de la tecnología verde para la desalinización y purificación del agua para satisfacer las demandas sociales.

Están trabajando para probar la hipótesis de que la biomasa podría adaptarse a nuevos materiales para facilitar el tratamiento del agua con eficiencia energética. Para hacer eso, completarán tres pasos.

Primero, diseñarán y sintetizarán nanomateriales de carbono 3D a partir de biomasa con tamaños de poro controlables. Estos materiales serán mecánicamente robustos y altamente conductores de electricidad.

En segundo lugar, investigarán el rendimiento de un dispositivo de desalinización capacitiva utilizando nanomateriales de carbono poroso 3D sintetizados convertidos con biomasa.

En tercer lugar, estudiarán el rendimiento de los nanomateriales carbonizados e híbridos en la purificación del agua mediante la eliminación de contaminantes orgánicos y metales pesados.

Los investigadores prevén su trabajo ayudando a reducir el impacto negativo de la biomasa y ayudando a proporcionar agua limpia a las comunidades. También prevén su trabajo ayudando a reducir el costo de la desalinización del agua.

Dong y Yang recibieron $ 150,000 del Departamento del Interior de los Estados Unidos para este proyecto. La financiación comenzó en marzo de 2020 y finalizará a fines de marzo de 2022.

Con información de: www.worldenergytrade.com


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El nuevo sistema de tratamiento de aguas residuales, Life Algaecan, propone un modelo de tratamiento sostenible de efluentes generados en el procesamiento de frutas y verduras (PFV) que combina el cultivo rentable de microalgas heterótrofas, capaces de depurar el agua residual, con su posterior recolecta. Se obtiene así, un producto de interés comercial como materia prima para la producción de biofertilizantes, pienso animal, etc., a la vez que se resuelve el problema de la contaminación que dichos efluentes generan, ya que la calidad final del efluente obtenido permite su reutilización como agua de riego o para la limpieza de equipos e instalaciones. La instalación está alimentada con energías renovables (energía solar y biomasa), lo que minimiza la huella de carbono y los costes operativos del proceso.

Tratamiento con microalgas

Las microalgas son microorganismos fotosintéticos provechosos para la humanidad con diversas aplicaciones industriales, como la alimentación, la agricultura, los piensos, los productos farmacéuticos, los cosméticos, el tratamiento de aguas residuales, etc. Asimismo, pueden generar energía limpia y biocombustibles de segunda generación, contribuyendo con ello al desarrollo de la economía circular.

Pueden crecer de manera autótrofa o heterotrófica. En la primera emplean la luz solar como fuente de energía y CO2 como fuente inorgánica de carbono, consumiendo nutrientes y produciendo oxígeno; mientras que en el modo de crecimiento heterótrofo la única fuente de energía o de carbono son los compuestos orgánicos [5].

El proceso integrado de cultivo de microalgas a través del tratamiento de aguas residuales se considera favorable desde el punto de vista ambiental. Las microalgas heterótrofas tienen una extraordinaria capacidad de absorción de carbono orgánico y nutrientes sin necesidad de luz solar, lo que permite que el tratamiento pueda realizarse prácticamente en cualquier tanque cerrado, disminuyéndose en gran medida la superficie de tratamiento a utilizar. Este ahorro de superficie, así como el fácil mantenimiento, hacen que el proceso sea atractivo también desde el punto de vista económico.

Los efluentes PFV son una materia prima ideal para el cultivo de microalgas ya que su carga contaminante es menor que la de otros efluentes industriales y son muy ricos en nutrientes como nitrógeno y fósforo.

Pruebas laboratorio

Las primeras pruebas de laboratorio estudiaron el crecimiento heterótrofo de las especies Chlorella sp, y una mezcla de varias especies que contenía diferentes cepas de Chlorella, Scenedesmus, etc. provenientes de la instalación de estanques de algas para el tratamiento del digestato de la planta de biogás utilizado en el proyecto AlgaeBioGas [6-8] resultando ser esta mezcla la mejor adaptada al medio y con mayor capacidad de crecimiento.

Tras estos ensayos, se demostró la complejidad de mantener el cultivo en concentraciones muy altas de nutrientes y carga orgánica debido a las infecciones bacterianas y de levadura. Se llegó a la conclusión de que era necesario realizar un primer crecimiento autótrofo para conseguir un inóculo de microalgas con la suficiente concentración, capaz de realizar el tratamiento en condiciones heterótrofas a escala piloto. Este crecimiento solamente es necesario en la puesta en marcha del proceso.

Tecnología prototipo Life Algaecan

El nuevo sistema de tratamiento desarrollado en el marco del proyecto Life Algaecan demuestra la viabilidad de un innovador proceso de tratamiento in situ de los efluentes PFV, que aborda los problemas ambientales relacionados con su actual gestión utilizando el cultivo de microalgas heterótrofas como tecnología de tratamiento. De esta manera, se obtiene un efluente limpio que podrá utilizarse como agua de riego o para la limpieza de equipos o instalaciones, y una corriente semisólida de microalgas que, tras su concentración y secado por pulverización, sirve como materia prima para la producción de biofertilizantes, piensos, etc. Esta tecnología es adecuada para ser replicada, transferida o integrada en cualquier lugar y utiliza 100% de energías renovables, solar y biomasa.

Descripción del proceso

El prototipo de sistema de tratamiento se compone de tres etapas principales:

  1. Un sistema de cultivo de microalgas en dos fases, que consume la materia orgánica y los nutrientes contenidos en el efluente.
  2. Una etapa de separación por centrifugado para recuperar el agua limpia.
  3. Una etapa de secado por pulverización para recuperar las microalgas secas.

Este sistema está dispuesto en dos contenedores marítimo de 40 pies para facilitar su transporte. La energía solar y la biomasa proporcionan energía a todo el sistema y su capacidad de tratamiento es de 2 m3 de agua residual al día.

Equipos y operación

En la etapa 1 de crecimiento, el inóculo es cultivado en un fotobiorreactor abierto (raceway) con el mismo agua residual que posteriormente se introduce en los reactores aerobios de cultivo heterótrofo durante aproximadamente 3-5 días de tiempo de residencia. El aporte de aire necesario lo realiza una soplante que mantiene una mezcla suave en su interior permitiendo el crecimiento de las microalgas.

La etapa 2 de separación se realiza con la ayuda de una centrífuga vertical, la cual separa el efluente tratado reutilizable de la biomasa de algas.

La biomasa de microalgas en la etapa 3 es rociada dentro de la torre de secado por pulverización con aire a contracorriente a, aproximadamente, 180 °C. La humedad se evapora rápidamente de la superficie de las microalgas y las partículas secas se recogen en un sistema de almacenamiento, mientras que la corriente de aire caliente (a unos 90 °C) se conduce al cabezal del proceso para que el calor sobrante se reutilice. El aire de atomización del producto entra en el equipo a través de su boquilla y es suministrado por un compresor.

La energía utilizada en el proceso es suministrada por un sistema fotovoltaico instalado según la orientación ideal al sol para obtener la máxima energía de uso en las condiciones de ubicación y una caldera de biomasa en apoyo, por si fuera necesario.

Para la validación del correcto funcionamiento de la planta, se monitorearon los siguientes indicadores de las aguas residuales utilizadas para el cultivo de las algas y del agua de salida tratada: Temperatura, pH, conductividad, DQO, densidad óptica, Nitrógeno y Fósforo.

Además de estos análisis, se realizaron exámenes en microscopio óptico pudiéndose observar la presencia de microalgas en el reactor raceway.

Resultados

La planta demostración Agaecan ha estado operando durante seis meses en las instalaciones de la empresa Huercasa, en Sanchonuño (Segovia), realizando el tratamiento de su agua residual del lavado y procesamiento de verduras y consiguiendo el crecimiento de microalgas heterótrofas en tanques cerrados.

Se ha tratado aproximadamente 2 m3 al día obteniendo un efluente final de alta calidad, que es reutilizado y descargado en los cursos de agua. Los niveles de DQO, Nitrógeno y Fósforo alcanzados con este tratamiento cumplen con los límites de vertido establecidos por la localidad donde está instalada la planta de demostración, lo que se traduce en una buena opción como tratamiento para empresas con este tipo de efluentes y su posible escalado a nivel industrial.

El subproducto obtenido de microalgas tiene un buen contenido en NPK que sirve como materia prima en la formulación de biofertilizantes.

FUENTE: www.interempresas.net


Sepa Cómo Instalarmarzo 11, 2020
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Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han desarrollado un método de tratamiento de las cenizas volantes procedentes de incineradoras de residuos sólidos urbanos, para ser usado como materia prima secundaria, como el cemento, hormigón, materiales cerámicos o pavimentos.

El Grupo Análisis y Caracterización Óptica de Materiales de la ETSIDI de la UPM han realizado un proyecto cuyo objetivo ha sido tratar las cenizas volantes de las incineradoras de residuos sólidos urbanos, para prepararlas para usos posteriores. El tratamiento disminuye el carácter peligroso de estas cenizas, consideradas por la legislación europea como residuos tóxicos y peligrosos, debido al alto contenido en sales solubles, como cloruros y sulfatos, y metales pesados.

¿Cual es el proceso?

El método desarrollado consiste en tratar las cenizas volantes con carbonato sódico como agente estabilizante, y presenta una doble función en una única etapa: separación de los cloruros de las cenizas e inmovilización de los metales pesados en las cenizas tratadas. El proceso consigue eliminar el 97% de los iones cloruro, y la reacción de carbonatación consigue una reducción significativa de la movilidad de metales tales como plomo, zinc, cobre y cadmio, que quedan retenidos en las cenizas tratadas en un porcentaje superior al 87%.

Según los investigadores el método presenta ventajas sobre otros procesos de carbonatación al trabajar en fase líquida, con un tiempo de reacción muy corto, condiciones de temperatura y presión ambiente, y el bajo coste del carbonato sódico utilizado como reactivo. Por tanto, el tratamiento resulta una opción atractiva para la estabilización de cenizas volantes reduciendo sus características peligrosas y facilitando su reutilización como materia prima, especialmente para aplicaciones tales como cemento, hormigones, materiales cerámicos o pavimentos.

Por: www.construible.es


Sepa Cómo Instalarfebrero 14, 2020
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Desde la Queen’s University Belfast (Irlanda) dieron a conocer recientemente los resultados de un trabajo llevado a cabo por uno de sus investigadores, y publicado en la revista Journal of Chemical Technology and Biotechnology, que ha permitido desarrollar una técnica de bajo costo para convertir la cebada sobrante de la industria cervecera en biocarbón para utilizar en estufas o barbacoas. Antes, otras investigaciones e incluso procesos industriales habían encontrado utilidad a estos residuos para producir biogás y biocarburantes.

La nota de prensa de la Queen’s University Belfast hace una curiosa comparación para afirmar que “las fábricas de cerveza en la Unión Europea generan cada año alrededor de 3,4 millones de toneladas de granos de cereal sin darles uso, un peso equivalente a 500.000 elefantes”. Las cuentas salen siempre que se elija a los ejemplares más grandes del mayor mamífero terrestre, el elefante africano de sabana.

La misma universidad echa mano de otro símil para comprobar el rendimiento del carbón activado que se obtiene durante el proceso que ha ideado el doctor Ahmed Osman, de la facultad de Ingeniería Química: “con un kilogramo de granos se consigue suficiente carbón activado para extenderlo a través de cien campos de fútbol”.

El propio investigador explica que “se trata de un proceso con pocos pasos dentro de un enfoque innovador y de bajo costo”. A continuación detalla dicho proceso: “secar el grano, realizar un tratamiento químico y térmico en dos etapas con ácido fosfórico y luego un lavado con hidróxido de potasio”.

Osman asegura que tanto el ácido fosfórico como el hidróxido de potasio son dos productos químicos que ofrecen soluciones con bajos costos. “Esto nos deja con carbón activado y nanotubos de carbono (otro de los bioproductos que se derivan del proceso), materiales de alto valor que tienen mucha demanda”.

Biocarbón cervecero local frente al pélet de Estados Unidos

Con esta tecnología defiende también el carácter local de la materia prima, frente a “las formas líquidas de carbono (refiriéndose al petróleo) que se envían al Reino Unido desde el Medio Oriente, y el biocarbón sólido, en forma de pélets de madera, que llega desde Estados Unidos y otros lugares”. Añade que “además se reducen las emisiones vinculadas al sector agrícola y creamos un producto de alto valor”.

Osman va a explorar las oportunidades para la comercialización del proceso y para ello la Queen’s University lo presentará entre el 26 y el 28 de febrero de 2020 en la conferencia Engineering the Energy Transition Conference que se celebrará en Belfast. El proyecto fue financiado por el Engineering and Physical Sciences Research Council  y The Bryden Center en Queen’s.

Los residuos de la industria cervecera tienen una larga tradición de investigaciones y escalado industrial para convertirlos en biocombustibles. La Universidad de Valladolid estudia el aprovechamiento del bagazo de la cerveza para producir biobutanol. La Universidad de Cádiz investigó el uso de los residuos de la industria cervecera para producir biocombustibles, alimentos funcionales y cosméticos. Por último, son varias las compañías cerveceras que ya emplean estos residuos para generar biogás.

Por: Javier Rico / www.energias-renovables.com


Sepa Cómo Instalarfebrero 12, 2020
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La versatilidad del poliuretano lo hace imprescindible en el aislamiento térmico y en el acústico, además de en la impermeabilización (poliureas), en la decoración y en la fabricación de otros elementos, como la perfilería de ventanas.

El poliuretano lleva más de 80 años con nosotros, desde que el Dr. Otto Bayer presentó la patente en el año 1937. A pesar de su hallazgo, se encontró con serias dificultades para desarrollar el producto. No fue hasta pasada la Segunda Guerra Mundial cuando se comenzó a comercializar el poliuretano, así como a registrarse las primeras marcas fabricantes.

Una década después aparecen los primeros paneles sándwich, y se comienza a utilizar espuma de poliuretano en asientos de coches, muebles y en la industria frigorífica. En el año 1971 se introduce la técnica del moldeo por inyección con reacción (RIM), que posibilita crear piezas de gran tamaño. Ya en los 90 se generaliza el uso del poliuretano, hasta llegar al protagonismo de nuestros días en el aislamiento, la construcción sostenible y en todo tipo de industrias (agroalimentaria, farmacéutica, médica, transporte, etc.).

Diferentes usos del poliuretano en la construcción

La versatilidad del poliuretano lo hace imprescindible en el aislamiento térmico y en el acústico, además de en la impermeabilización (poliureas), en la decoración y en la fabricación de otros elementos, como la perfilería de ventanas.

Un gran aliado en el aislamiento y la rehabilitación de edificios

El poliuretano es el material de aislamiento óptimo por su gran capacidad de sellado y por su versatilidad, que le permite adaptarse a cualquier necesidad. Proyectado o inyectado, en forma de planchas o de paneles sándwich, su aplicación es rápida y eficiente, los resultados duraderos y la inversión muy rentable.

El poliuretano en la construcción aporta una importante mejora el aislamiento térmico de la fachadas, muros y paredes, así como en la envolvente de los edificios, eliminando puentes térmicos y grietas.

Por otro lado, el aislamiento del ruido con poliuretano es muy eficaz, dado que absorbe sonidos e insonoriza. Se puede emplear en paredes, muros, saneamientos, puertas y ventanas para conseguir este objetivo.

La impermeabilización con poliureas

Se aplican para impermeabilizar y proteger superficies de muy distinto tipo, con un recubrimiento continuo y homogéneo (sin juntas), de alta adherencia, que se adapta a irregularidades y formas diferentes. El resultado ofrece gran resistencia, durabilidad y flexibilidad.

El poliuretano en la decoración

Sus múltiples acabados pueden imitar el aspecto de materiales tan distintos como la madera, el mármol o la piedra, por lo que sirve para fabricar vigas vistas, paredes de baño y paneles decorativos. Además, los elementos de decoración hechos con poliuretano se pueden instalar tanto en interior como en exterior.

La perfilería de ventanas hecha con poliuretano

Los perfiles de para ventanas son otro buen ejemplo del relevante papel del poliuretano en la construcción. En la búsqueda de edificaciones más sostenibles y eficientes, las ventanas juegan un papel crucial. Los perfiles de impiden fugas de calor, con su eficaz tarea de sellado. Las ventanas con perfilería de poliuretano resultan fundamentales para reducir las pérdidas energéticas a través de la envolvente y así disminuir las necesidades de climatización, evitando gasto innecesario y emisiones.

FUENTE: www.construnario.com



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