Distribución de radionúclidos naturales (7Be y 210Pb) y antropogénicos (137Cs y 239,240Pu) en el Océano Ártico

La distribución de los radionúclidos (7Be, 137Cs, 210Pb y 239,240Pu) en los diferentes compartimentos (columna de agua, sedimentos del fondo y hielo) depende no sólo de las propiedades fisicoquímicas del propio radionúclido, sino también de los procesos que tienen lugar en el Océano Ártico. El hielo marino desempeña un papel relevante en la dispersión de los radionúclidos desde las áreas de formación del hielo a lo largo del Ártico debido a la liberación de éstos durante su tránsito o definitivamente en las áreas de ablación, especialmente en el Estrecho de Fram. Además, el hielo durante su deriva incorpora radionúclidos debido a la deposición atmosférica. Los radionúclidos conservativos (137Cs) permanecen disueltos en la columna de agua, mientras que los reactivos (210Pb e isótopos de Pu) se hallan predominantemente en los sedimentos de las plataformas continentales. En cambio, en las cuencas árticas centrales la mayor parte se encuentran en la columna de agua debido a la limitación en el arrastre por parte de las partículas (scavenging). En el Estrecho de Fram, como resultado de la liberación masiva de sedimentos se activa el proceso de scavenging y se observa como los inventarios de todos los radionúclidos estudiados en sedimentos aumentan en comparación con los valores de las cuencas centrales árticas. El inventario de radionúclidos en sedimentos del hielo (SIS) presenta valores inferiores a los otros compartimentos pero no es despreciable por la relevancia de la dispersión.

Estudio de diferentes estrategias de operación en la reacción entre dihidroxiacetona fosfato y Z-S-alaninal catalizada por Rhamnulosa-1-fosfato aldolasa

Proyecto de investigación realizado a partir de una estancia el grupo de Biotecnología e Ingeniería de Bioprocesos del Imperial College London entre abril y julio del 2007. La catálisis enzimática es una tecnología en continua expansión en el campo de la síntesis y producción de compuestos enantioméricamente puros con actividad biológica. Concretamente las aldolasas son enzimas de gran interés industrial como biocatalizadores en síntesis asimétrica de compuestos quirales ya que catalizan la formación de enlaces C-C mediante reacciones de adición aldólica con una alta regio y estereoespecíficidad. Uno de los compuestos es el precursor de iminociclitoles, que son moléculas de gran potencial terapéutico en el tratamiento de un amplio rango de enfermedades debido a su actividad como inhibidores de glicosidasas y glicosiltransferasas. Sin embargo, para conseguir esta reacción existen problemas de solubilidad de los reactivos y productos en medios homogéneos. Una posible solución es el empleo de medios bifásicos en biorreactores de membrana. Se ha estudiado el potencial de un Biorreactor de Membrana para Biotransformaciones desarrollado en dicha reacción y, a la vez, diferentes estrategias de operación que lleven al máximo rendimiento de producto y/o faciliten su purificación tras la reacción.

Estudi de les alteracions en la capacitat neuroprotectora dels astròcits reactius en l'envelliment

En el periodo 2005-2008 hemos publicado tres artículos sobre las alteraciones de los astrocitos reactivos en el cerebro durante el envejecimiento. En el primer estudio, evaluamos la capacidad neuroprotectora de los astrocitos en un modelo experimental in vitro de envejecimiento. Los cambios en el estrés oxidativo, la captación del glutamato y la expresión proteica fueron evaluados en los astrocitos corticales de rata cultivados durante 10 y 90 días in vitro (DIV). Los astrocitos envejecidos tenían una capacidad reducida de mantener la supervivencia neuronal. Estos resultados indican que los astrocitos pueden perder parcialmente su capacidad neuroprotectora durante el envejecimiento. En el segundo estudio el factor neurotrófico derivado de la línea glial (GDNF) fue probado para observar sus efectos neurotróficos contra la atrofia neuronal que causa déficits cognitivos en la vejez. Las ratas envejecidas Fisher 344 con deficiencias en el laberinto de Morris recibieron inyecciones intrahippocampales de un vector lentiviral que codifica GDNF humano en los astrocitos o del mismo vector que codifica la proteína fluorescente verde humana como control. El GDNF secretado por los astrocitos mejoró la función de la neurona como se muestra por aumentos locales en la síntesis de los neurotransmisores acetilcolina, dopamina y serotonina. El aprendizaje espacial y la prueba de memoria demostraron un aumento significativo en las capacidades cognitivas debido a la exposición de GDNF, mientras que las ratas control mantuvieron sus resultados al nivel del azar. Estos resultados confirman el amplio espectro de la acción neurotrófica del GDNF y abre nuevas posibilidades de terapia génica para reducir la neurodegeneración asociada al envejecimiento. En el último estudio, examinamos cambios en la fosforilación de tau, el estrés oxidativo y la captación de glutamato en los cultivos primarios de astrocitos corticales de ratones neonatos de senescencia acelerada (SAMP8) y ratones resistentes a la senescencia (SAMR1). Nuestros resultados indican que las alteraciones en cultivos del astrocitos de los ratones SAMP8 son similares a las detectadas en cerebros enteros de los ratones SAMP8 de 1-5 meses de edad. Por otra parte, nuestros resultados sugieren que esta preparación in vitro es adecuada para estudiar en este modelo murino el envejecimiento temprano y sus procesos moleculares y celulares.

Aplicación web para la gestión de contenidos del grupo GENOCOV

El proyecto que se presenta va dirigido al grupo GENOCOV (Grupo de Tratamiento Biológico de Efluentes Líquidos y Gaseosos. Eliminación de Nutrientes. Olores y Compuestos Orgánicos Volátiles) perteneciente al Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) y consiste en el desarrollo de una aplicación web para el manejo de la información de material bibliográfico de consulta, reactivos químicos y el currículum vitae del grupo de investigación.

Precipitacion de plata en efluentes electroliticos

La recuperación de plata contenida en efluentes electrolíticos es atractiva por su alto valor económico. Estos efluentes son catalogados como residuos tóxicos y no pueden ser evacuados a cauces públicos sin un tratamiento previo de detoxificación. Una de las vías propuestas para recuperar plata de este tipo de efluentes es la precipitación química utilizando ditionito de sodio, borohidruro de sodio o monohidrato de hidracina. En este trabajo, se discuten los aspectos más signifícativos de la utilización de estos reactivos para el citado objetivo. Se presentan resultados de la precipitación de plata con ditionito de sodio en efluentes base tiosulfato, sin eliminación de otras especies presentes. Se pone de maniflesto la capacidad de este reactivo de cumplir los objetivos de alcanzar una precipitación, prácticamente total, de la plata, dejando el metal en el efluente a niveles de menos de 1 ppm, sin introducir substancias extrañas al sistema.

Planta para la producción de caprolactama

El proyecto realizado consiste en la producción de Caprolactama mediante los procesos de amoximación y transposición de Beckmann. El proceso de amoximación consiste en la oximación catalítica de la ciclohexanona, mediante un catalizador de zeolitas, TS1. En la transposición de Beckmann, la ciclohexanona oxima, formada en la amoximación, reacciona con ácido sulfúrico para producir la Caprolactama, al neutralizar el corriente de proceso con amoníaco. Para realizar estos procesos en la planta de Caprolactama, se requiere un reactor catalítico para la amoximación y cuatro reactores para la transposición de Beckmann. Junto a la Caprolactama, en esta planta, se obtiene un subproducto, el sulfato de amonio. También serán necesarias ocho columnas para las separaciones, dos para las extracciones y seis para las destilaciones. Además, se requiere de dos cristalizadores para la obtención del sulfato amónico. Debido a la naturaleza de los compuestos manipulados, es necesario tomar ciertas medidas de seguridad especiales en toda la planta, especialmente para la purificación de la Caprolactama, que utiliza benceno, un disolvente orgánico cancerígeno e inflamable. Este proceso utiliza un sistema de control muy preciso, debido a la complejidad de las reacciones. En el proceso se intenta optimizar tanto el consumo de recursos (reutilización de los disolventes, el tolueno y el benceno) como el consumo energético (aprovechamiento de flujos calientes para precalentar otros fríos, generación de vapor en el reactor y a lo largo del proceso con corrientes que requieren de enfriamiento de caudales elevados a altas temperaturas). A pesar de esto, no se consiguen beneficios económicos, considerándolo así económicamente inviable. Este ha sido el resultado del estudio del flujo de caja de cada año que siempre ha resultado negativo debido a los elevados costes de producción. Todo y que se pueden realizar mejoras en el proceso, el precio de los reactivos y los productos son tan parecidos que estas mejoras no garantizan beneficios para la planta: (1) Utilizar una materia prima de menor coste, como el benceno; (2) Optimizar el proceso incrementando el precio del inmovilizado para disminuir el coste de la producción; (3) Usar otros procesos de producción parecidos o modificar algunos parámetros de los procesos utilizados, por ejemplo, realizar el proceso del Beckmann en fase gas.

Lixiviacion de concentrados de cobre utilizando NaCl y el cobre soluble aportado por el propio concentrado.

Se ha estudiado la lixiviación de concentrados de cobre mediante cloro-complejos cúpricos, generados in situ por la reacción entre el Cu(II) procedente del cobre soluble del concentrado y cloruro de sodio en medio ácido. Se utilizaron concentrados de cobre provenientes de faenas mineras de Antofagasta, Chile. Se ha efectuado una caracterización química y mineralógica de los concentrados originales. Se ha estudiado el efecto de las siguientes variables, durante la lixiviación: concentración de cloruro, concentración de cobre soluble, tiempo de lixiviación, porcentaje de sólidos y temperatura. Se han caracterizado los residuos sólidos por DRX y microscopia electrónica. Los resultados experimentales indican que es posible obtener disoluciones con contenidos de cobre entre 15 y 35 g/l y de 2 a 5 g/l de acidez libre, con características adecuadas para entrar a la etapa de extracción por solventes. El procedimiento utiliza, solo, reactivos comunes y de muy bajo costo, como NaCl y ácido sulfúrico diluido. La ventaja de este procedimiento consiste en recuperar, a muy bajo coste, la totalidad del cobre soluble y entre 10 y 15% del cobre de sulfuros. El residuo final podría pasar a la pirometalurgia convencional

Lixiviacion de concentrados de cobre con alto contenido en arsenico en medio cloro-cloruro

Se ha estudiado la lixiviación de concentrados de cobre con alto contenido de arsénico (hasta 2,5 %), mediante un proceso de oxidación con cloro formado 'in situ', por la reacción entre hipoclorito de sodio y ácido sulfúrico. El objetivo de estas experiencias es producir una solución de lixiviación, de características adecuadas para entrar a la etapa posterior de extracción por solventes (SX), es decir, entre 4 a 6 g/1 de cobre y 5 a 7 g/1 de ácido residual. Esta disolución, además, deberá contener cantidades mínimas de arsénico y cloruro. Las lixiviaciones se realizaron por agitación en un reactor de acrílico diseñado para tal efecto, a temperatura ambiente y a presión atmosférica. Se utilizaron concentrados de cobre de explotaciones mineras de Antofagasta (Chile). Se estudiaron algunas variables típicas de la lixiviación, como son: la concentración de agente lixiviante, el tiempo de lixiviación, el porcentaje de sólidos y la temperatura. La caracterización de algunos residuos sólidos, producto de las lixiviaciones, se realizó por DRX (Difracción de Rayos X) y EDS (Barrido de Energía Dispersiva de Rayos X). El cobre y arsénico en las disoluciones se analizaron mediante Espectroscopia de Absorción Atómica. Los resultados experimentales indican que es posible obtener soluciones de las características deseadas con este procedimiento, que utiliza reactivos comunes y de relativo bajo costo.

Desarrollo de un cemento de base silicatada a partir de rocas volcanicas vitreas alcalinas: interpretacion de los resultados preindustriales basada en la composicion quimico-mineralogica de los precursores geologicos.

El proyecto GEOCISTEM intentó hallar un substituto vítreo alcalino natural, económico y viable industrialmente, a los reactivos químicos empleados en un cemento silicatado patentado. Se realizó una completa prospección de los recursos consistentes en rocas volcánicas vítreas ricas en álcalis (Na2O+K2O > 10 %, K>>Na), preferentemente fragmentarias (piroclásticas) en diferentes regiones volcánicas europeas (Italia, Grecia, España). Unas 100 muestras fueron analizadas (elementos mayores mediante FRX; caracterización, petrográfica y mediante DRX) y 10 fueron empleadas en la fabricación (en laboratorio y escala semiindustrial) del cemento silicatado. Se obtuvo toda una familia de cementos (diez) con alta resistencia a la compresión (50-60 MPa a los 28 días), resistentes a la corrosión y que no desarrollan reacción alcalina-agregados, muy adecuados para el encapsulado de residuos especiales; todo ello con una notable reducción del consumo de energía en el proceso de fabricación y en el consumo de silicato de K (hasta 1/3-1/4 del requerido en la patente original). El estudio químico-mineralógico desarrollado demuestra que la formulación original del cemento era excesivamente restrictiva, y que la mineralogía producida en los procesos de desvitrificación naturales controla estrictamente el rendimiento de estos nuevos recursos durante el proceso de fabricación del cemento. Las rocas anhidras con feldespatos alcalinos y fases silíceas cristalinas predominantes obtenidas a temperaturas inferiores a las magmáticas (desvitrificación) son más interesantes que las zeolitizadas naturalmente, ya que no requieren calcinación previa con el consiguiente ahorro energético.