LAS ARCILLAS MODIFICADAS DE LOS PERGAMINOS SANTA ROSA

LAS ARCILLAS MODIFICADAS DE LOS PERGAMINOS SANTA ROSA. MÉTODOS DE ACONDICIONAMIENTO Y APLICACIÓN. ESCRITOS PARA RECICLADORA EL ROSARIO POR LOS INGENIEROS QUÍMICOS CARLOS MANUEL GÓMEZ ODIO Y ANACATALINA SOTO ARAYA. artículo # I LAS ARCILLAS UTILIZADAS.

ESTRUCTURA DE LOS FILOSILICATOS

Como veremos, las propiedades de las arcillas son consecuencia de sus características estructurales. Por ello es imprescindible conocer la estructura de los filosilicatos para poder comprender sus propiedades.
Las arcillas, al igual que el resto de los filosilicatos, presentan una estructura basada en el apilamiento de planos de iones oxígeno e hidroxilos. Los grupos tetraédricos (SiO)44- se unen compartiendo tres de sus cuatro oxígenos con otros vecinos formando capas, de extensión infinita y fórmula (Si2O5)2-, que constituyen la unidad fundamental de los filosilicatos. En ellas los tetraedros se distribuyen formando hexágonos. El silicio tetraédrico puede estar, en parte, sustituido por Al3+ o Fe3+. Estas capas tetraédricas se unen a otras octaédricas de tipo gibbsita o brucita. En ellas algunos Al3+ o Mg2+, pueden estar sustituidos por Fe2+ o Fe3+ y más raramente por Li, Cr, Mn, Ni, Cu o Zn. El plano de unión entre ambas capas está formado por los oxígenos de los tetraedros que se encontraban sin compartir con otros tetraedros (oxígenos apicales), y por grupos (OH)- de la capa brucitica o gibsitica, de forma que, en este plano, quede un (OH)- en el centro de cada hexágono formado por 6 oxígenos apicales. El resto de los (OH)- son reemplazados por los oxígenos de los tetraedros .
Una unión similar puede ocurrir en la superficie opuesta de la capa octaédrica. Así, los filosilicatos pueden estar formados por dos capas: tetraédrica más octaédrica y se denominan bilaminares, 1:1, o T:O; o bien por tres capas: una octaédrica y dos tetraédricas, denominándose trilaminares, 2:1 o T:O:T. A la unidad formada por la unión de una capa octaédrica más una o dos tetraédricas se la denomina lámina. Si todos los huecos octaédricos están ocupados, la lámina se denomina trioctaédrica (Mg2+ dominante en la capa octaédrica). Si solo están ocupadas dos tercios de las posiciones octaédricas y el tercio restante está vacante, se denomina dioctaédrica (el Al3+ es el catión octaédrico dominante). En algunos filosilicatos (esmectitas, vermiculitas, micas…) las láminas no son eléctricamente neutras debido a las sustituciones de unos cationes por otros de distinta carga. El balance de carga se mantiene por la presencia, en el espacio interlaminar, o espacio existente entre dos láminas consecutivas, de cationes (como por ejemplo en el grupo de las micas), cationes hidratados (como en las vermiculitas y esmectitas) o grupos hidroxilo coordinados octaédricamente, similares a las capas octaédricas, como sucede en las cloritas. A éstas últimas también se las denomina T:O:T:O o 2:1:1. La unidad formada por una lámina más la interlámina es la unidad estructural. Los cationes interlaminares más frecuentes son alcalinos (Na y K) o alcalinotérreos (Mg y Ca). Las fuerzas que unen las diferentes unidades estructurales son más débiles que las existentes entre los iones de una misma lámina, por ese motivo los filosilicatos tienen una clara dirección de exfoliación, paralela a las láminas.Físicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y superficie lisa. El diámetro de las partículas de la arcilla es inferior a 0,002 mm. En la fracción textural arcilla puede haber partículas no minerales, los fitolitos. Químicamente es un silicato hidratado de alúmina, cuya fórmula es:Al2O3 · 2SiO2 · H2O

También pertenecen a este grupo de minerales la sepiolita y la paligorskita, a pesar de presentar diferencias estructurales con el resto de los filosilicatos. Estructuralmente están formadas por láminas discontinuas de tipo mica. A diferencia del resto de los filosilicatos, que son laminares, éstos tienen hábito fibroso (figura siguiente), ya que la capa basal de oxígenos es continua, pero los oxígenos apicales sufren una inversión periódica cada 8 posiciones octaédricas (sepiolita) o cada 5 posiciones (paligorskita). Esta inversión da lugar a la interrupción de la capa octaédrica que es discontinua.La superficie específica o área superficial de una arcilla se define como el área de la superficie externa más el área de la superficie interna (en el caso de que esta exista) de las partículas constituyentes, por unidad de masa, expresada en m2/g.
Las arcillas poseen una elevada superficie específica, muy importante para ciertos usos industriales en los que la interacción sólido-fluido depende directamente de esta propiedad. A continuación se muestran algunos ejemplos de superficies específicas de arcillas:

Paligorskita 100-200 m2/g .Un caolín es una roca que contiene una cierta proporción de minerales del grupo de caolín, que puede ser económicamente extraída y concentrada. Se trata, generalmente, de una arcosa o arena caolínifera, granito o gneis caolinitizado, que es necesario procesar para enriquecer en minerales del grupo del caolín. La arcilla caolinífera es también un caolín en sentido amplio. Igualmente, se trata de una arcilla compuesta, fundamentalmente, de minerales del grupo del caolín. Esta no se procesa, se usa tal cual, e inicialmente los porcentajes en minerales del grupo del caolín son más altos que en el caolín (>50%). Cuando el caolín se usa para cerámica blanca recibe la denominación de China Clay. El caolín, tal como se obtiene en una explotación mineral (caolín bruto/todo uno) posee un contenido variable de caolinita y/o halloysita que, a veces no llega al 20 %, además suele tener cuarzo, feldespatos, micas, y, dependiendo de la roca madre otro tipo de minerales accesorios. Para concentrar el mineral es preciso someterlo a diferentes procesos que eleven el contenido en filosilicatos por encima del 80 %. El producto final, generalmente, recibe el nombre de caolín lavado. Como la caolinita tiene un tamaño de partícula muy pequeño, el lavado de las fracciones groseras conduce a un material con alto contenido en caolinita. Es evidente que cuanto mayor sea el contenido en fracciones finas del caolín bruto, mayor será también el porcentaje en caolinita. Un caolín comercial de alta calidad a penas deberá tener partículas superiores a las 20mm, lo que garantizaría una riqueza en caolinita superior al 80%. Otro término utilizado para arcillas especiales, con un indudable significado industrial, es el de arcillas refractarias: Arcillas caoliníferas utilizadas para la fabricación de materiales cerámicos refractarios. Dentro de este grupo pueden incluirse las denominadas ball-clays, o arcillas caoliníferas plásticas y dispersables en agua, que son grises o negras pero que cuecen blanco. Son los materiales más interesantes para la fabricación de cerámica blanca de gran calidad. Las fire-clays o arcillas refractarias propiamente dichas, suelen tener óxidos de hierro, lo que hace que no cuezan blanco. Las flint-clays o arcillas caoliníferas duras, carentes de plasticidad se utilizan fundamentalmente para la fabricación de refractarios silicoaluminosos. Por último las Tonsteins (Underclays), son muy similares a las flint-clays, son niveles volcánicos.
En ocasiones se procede a someter a las bentonitas a procesos físicos y químicos que tienen por objeto potenciar algunas de sus propiedades para determinadas aplicaciones industriales. Desde el punto de vista industrial tienen gran importancia los procesos destinados bien a modificar las propiedades de superficie del mineral mediante tratamientos de distinta natualeza (tratamiento ácido, térmico, o de pilarización) o bien a modificar el quimismo del espacio interlaminar. El tratamiento ácido produce la destrucción del mineral por disolución de la capa octaédrica, generando silice amorfa procedente de la capa tetraédrica lo cuan conlleva un considerable incremento de la superficie específica. Así mismo, aumentan la capacidad de intercambio iónico y la actividad catalítica. Las variaciones en el tipo de arcilla (granulometría y mineralogía) y en el tipo y grado de acidulación (tipo de ácido, temperatura, tiempo de contacto, proporción de arcilla, etc.) darán lugar a diferentes productos con diversas propiedades.Si los cationes de cambio inorgánicos de una esmectita son sustituidos por cationes orgánicos de cadena larga tipo compuestos tetraamonio o alkilamina, a esta arcilla se la denomina arcilla organofílica. Las arcillas naturales son organofóbicas; sin embargo, cuando son modificadas orgánicamente presentan afinidad por las moléculas orgánicas; por ello tienen importantes aplicaciones como adsorbentes de residuos orgánicos. Además son hidrofóbicas, adecuadas para su empleo en la fabricación de pinturas, como gelificantes de líquidos orgánicos, en lubricantes, etc.

  • Fabricación del pergamino modificado sobre superficies genéricas.

El principal consumidor de caolín es la industria papelera, utilizando más del 50 % de la producción. En esta industria se usa tanto como carga, como para proporcionarle al papel el acabado superficial o estucado. Para que pueda ser destinado a este uso las especificaciones de calidad requeridas son muy estrictas, tanto en pureza como en color o tamaño de grano. Las arenas de moldeo están compuestas por arena y arcilla, generalmente bentonita, que proporciona cohesión y plasticidad a la mezcla, facilitando su moldeo y dándole resistencia suficiente para mantener la forma adquirida después de retirar el moldeo y mientras se vierte el material fundido. La proporción de las bentonitas en la mezcla varia entre el 5 y el 10 %, pudiendo ser ésta tanto sódica como cálcica, según el uso a que se destine el molde. La bentonita sódica se usa en fundiciones de mayor temperatura que la cálcica por ser más estable a altas temperaturas, suelen utilizarse en fundición de acero, hierro dúctil y maleable y en menor medida en la gama de los metales no férreos. Por otro lado la bentonita cálcica facilita la producción de moldes con más complicados detalles y se utiliza, principalmente, en fundición de metales no férreos.
La bentonita tiene una doble misión: actúa como promotor del crecimiento y como atrapador de toxinas. Esto se debe a que el alimento mezclado con bentonita, debido a su gran capacidad de adsorción, permanece más tiempo en la zona intestinal, la arcilla adsorbe el exceso de agua, y hace que los nutrientes permanezcan más tiempo en el estómago, siendo mayor su rendimiento (mayor producción). Por otro lado adsorben toxinas, no pudiendo éstas, por tanto, atravesar las paredes intestinales. La mayor adsorción de agua de los nutrientes, además, hace que los excrementos sean menos húmedos, así los lechos permanecen más tiempo limpios y se reduce la probabilidad de epidemias y la proliferación de moscas y parásitos. Las aves que comen este tipo de alimentos excretan un 26 % más de toxinas y adsorben un 42 % más de proteínas. LAS PROTEINAS DEL PERGAMINO.

La gelatina es una proteína compleja, es decir, un polímero compuesto por aminoácidos. Como sucede con los polisacáridos, el grado de polimerización, la naturaleza de los monómeros y la secuencia en la cadena proteica determinan sus propiedades generales. Una notable propiedad de las disoluciónes de esta molécula es su comportamiento frente a temperaturas diferentes: son líquidas en agua caliente y se solidifican en agua fría.
Al ser proteína en estado puro, ésa es su mayor propiedad nutritiva: proteína (84-90%), sales minerales (1-2%) y agua (el resto). La gelatina se utiliza en la fabricación de alimentos para el enriquecimiento proteínico, para la reducción de hidratos de carbono y como sustancia portadora de vitaminas
PIGMENTOS Son sustancias con color, insolubles, en forma de polvo y que están dispersas en agua o solventes orgánicosLos pigmentos por su naturaleza pueden ser inorgánicos u orgánicos.
Los pigmentos inorgánicos son básicamente óxidos metálicos; tienen matices menos brillantes, un buen poder cubriente y son más sólidos a la luz.
Los orgánicos son derivados de ftalocianinas y sus sales; sus colores son más intensos, pero menos cubrientes y presentan menor solidez a la luz.
El poder colorante en los inorgánicos es bastante bajo, y el poder curtiente es a la inversa. En colores, tendremos muchos rojos, burdeos, azules, verdes.
La aplicación de pigmentos orgánicos logra un tipo de acabado mucho más transparente que en donde intervienen típicos representantes inorgánicos, como ser el blanco (dióxido de titanio) que es la base. Prácticamente cualquier tipo de terminación incluye una mezcla de pigmentos. Es muy difícil sacar el color con un solo pigmento.PIGMENTOS EN LOS COLOIDES.SU MÉTODO DE UNIÓN.
Un pigmento es un material que cambia el color de la luz que refleja como resultado de la absorción selectiva del color. Este proceso físico es diferente a la fluorescencia, la fosforescencia y otras formas de luminiscencia, en las cuales el propio material emite luz. Muchos materiales selectivamente absorben ciertas ondas de luz, dependiendo de su longitud de onda. Los materiales que los seres humanos han elegido y producido para ser utilizados como pigmentos por lo general tienen propiedades especiales que los vuelven ideales para colorear otros materiales. Un pigmento debe tener una alta fuerza teñidora relativa a los materiales que colorea. Además debe ser estable en forma sólida a temperatura ambiente.
Los pigmentos son utilizados para teñir pintura, tinta, plástico, textiles, cosméticos, alimentos y otros productos. La mayoría de los pigmentos utilizados en la manufactura y en las artes visuales son colorantes secos, usualmente en forma de polvo fino. Este polvo es añadido a un vehículo o matriz, un material relativamente neutro o incoloro que actúa como adhesivo. Para aplicaciones industriales, así como artísticas, la permanencia y la estabilidad son propiedades deseadas. Los pigmentos que no son permanentes son llamados fugitivos. Los pigmentos fugitivos se desvanecen con el tiempo, o con la exposición a la luz, mientras que otros terminan por ennegrecer. VARIABLES DEL PROCESO.

  1. Control de temperatura.- Si uno llega a una temperatura estable de 40°C antes de haber atravesado el tanino al cuero de lado a lado, se produce una degradación, se transforma en gelatina la parte del medio. La temperatura se eleva normalmente por la propia rotación y frotamiento de las pieles en el fulón con los productos curtientes. Pero la temperatura no es mala, porque baja la densidad del coloide, disminuye la viscosidad de los jugos curtientes (como se trata de jugos curtientes a 14 o 12 Bé, al bajarles la viscosidad facilita la penetración del tanino) Es un tema de equilibrios.
  2. Control de penetración de los taninos.- Para que se pueda elevar la temperatura a unos 40-45°C es necesario primero que esté totalmente atravesada la piel con el tanino.. Entonces se hacen cortes, cada tanto crupones se toma uno, se le realiza un corte con una trincheta tratando de no perforar la flor, para no desmerecerlo del otro lado, del lado que uno va a mirar. Allí se va controlando la penetración del tanino.
  3. Control de densidad.- Si se establece que el sistema de curtición es a 14°Bé , si en el baño que normalmente se reciclan, porque para llegar a 14°Bé probablemente haya que utilizar cantidades superiores al 35% sobre el peso tripa en taninos. Además del golpe, por el sistema mecánico que genera el fulón, se penetra por densidad de Bomé, por presión osmótica. El líquido exterior puede tener hasta 14° Bé. Cada curtidor decide dentro de un máximo y un mínimo que se puede establecer entre 7 y 14 °Bé.
  4. Control de acidez del baño.- Una buena suela se curte en un pH 4,5 a 5. Si se acidula habría que tratar de contornarlo y que no se curta en más de ese pH tampoco. Porque así como la temperatura disminuye el tamaño del coloide y lo deja menos denso, los pH a medida que se van para el lado de los aniónico, que suben de 4,5 ,5 más van tiñendo de colorado, el tanino se comporta como si fuera un indicador colorimétrico y va tomando un color rojizo, sumamente desagradable. Nadie quiere pergaminos rojisos.
    Los curtientes son sumamente livianos y si se suministraran totalmente puros habría que utilizarlos en cantidades totalmente moderadas, entonces son cargados con sales para que le den peso y estas sales que pueden ser de diferente naturaleza cuando se calcina; se toma por ejemplo 10 gramos o 5 gramos de un curtiente se lo quema, la sal no se quema, la sal permanece. En cuanto que el curtiente como materia orgánica desaparece, se volatiliza, queda ceniza o se transforma en gas. Entonces se puede determinar analíticamente, en el laboratorio la cantidad de tanantes que tiene y la cantidad de no tanantes. Es muy importante esto a los efectos de conducir bien un curtido porque la precurtición en fosa por ejemplo tiene que tener gran cantidad de no tanante y poca cantidad de tanante a los efectos de que no astrinja.

    Entre los no curtientes se encuentran las sales, pero las sales son solubles y también hay sustancias no solubles.

    Lo que hay que tener en cuenta cuando uno organiza un sistema de curticiòn vegetal, uno lo arma como la estructura de un edificio, primero tiene que entrar en los baños de precurtición o en los baños iniciales con mucha cantidad de no tanino y poca cantidad de tanino, a los efectos de que no astrinja, no arrugue la flor, pero la gran cantidad de no tanino favorecen la penetración del tanino. Ahora, entre los no taninos hay sustancias solubles y sustancias insolubles.

    El contenido de tanino puro de un curtiente, respectivamente de una solución curtiente se determina mediante una “curtición de prueba sobre polvo de piel”. Existen dos métodos: el de agitación directa que en esencia consiste en mezclar la solución con polvo de piel en un erlemmeyer y el método de filtro que la solución de tanino atraviesa una campana que contiene polvo de piel. Este último método es quizás el más utilizado ya que proporciona un contenido de tanino superior en un 2% al método de agitación directa.
    Estos pigmentos están formados principalmente por óxido ferroso, óxido férrico y óxido férrico anhídrido: FeO, Fe2O3, Fe2O3.3H2O, Fe3O4, FeOOH. Posiblemente los óxidos de hierro sean los pigmentos de mayor uso en la historia de la humanidad, los colores naturales varían del rojo al amarillo pasando por los tonos pardos al negro de acuerdo al grado de conjunción con otros minerales, tales como, alumino-silicatos, manganesos y micas. Se encuentran en la naturaleza como hematitas (rojo), limonita (amarillo) y magnetitas (negros), goetita (café), la coloración se debe en gran parte a las trazas de otros minerales tales como alumino-silicatos, manganesos y el grado de hidratación; generalmente se obtienen de depósitos naturales y dependiendo de la región el pigmento recibe el nombre.
    La mayor parte de los pigmentos de hierro naturales de hoy en día carecen de la transparencia de los pigmentos del pasado, de los cuales conservan el nombre, principalmente porque los depósitos sea han agotado; y la producción sintética esta destinada a usar las tierras como abrasivos y en la elaboración de pinturas cubrientes. Sin embargo, las nueva técnicas de hidratación de los óxidos de hierro sintéticos (tierras de marte) producen pigmentos con un grado de transparencia aceptable para llevar a cabo técnicas pictóricas.

    Tierras pardas (marrones)

    Este tipo de tierra varia en tonalidades desde el café amarillento hasta café oscuro con tonalidades rojizas, los tonos se obtienen al deshidratar los óxidos por calor y el grado de impurezas.
    Las formas sintéticas de los pigmentos de las tierras de sombras son óxidos de hierro parcialmente o completamente calcinados.
    Índice de color de las tierras pardas PBr7. La nomenclatura Br denota el término pardo o marrón del inglés “brownindio
    LOS ROJOS. Tierra natural opaca de minerales de hierro con un tinte rojo purpura, en la antigüedad provenía de la India, Persia y Asia Menor, de ahí derivan los nombres de rojo indio, o rojo persa, con los cuales es conocido el pigmento. También se le conoce también como Caput Mortum o Purpura Cardinal, pues con él se preferían pintar e imitar los símbolos reales e imperiales de los personajes asirio babilónicos, egipcios, griegos y romanos. Si bien la piedra purpura (pórfido) es y era el material genuino por excelencia para tal fin, es demasiado dura para reducirla a polvo. APLICACIONES SOBRE EL SUSTRATO DESDE SU INTERIOR A SU SUPERFICIES. .

    pergamino es uno de los más antiguos soportes utilizados por el hombre para escribir o realizar diferentes tipos de inscripciones, dejar mensajes y expresarse de manera escrita. Antiguamente, el pergamino era uno de los elementos más utilizados para escribir cuando todavía el papel no había sido descubierto. El mismo es básicamente la piel de algún animal estirada y tensada de modo de volverse completamente lisa y permitir así la escritura suave y cómodamente

    Desde Definicion ABC: http://www.definicionabc.com/general/pergamino.php#ixzz2FdNnyKdm

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    ·CELULOSA

    La celulosa es un hidrato de carbono polimérico que se encuentra en las paredes de las células de las plantas.
    El algodón es celulosa casi pura, y en la madera se encuentra combinada con otras sustancias.
    – La celulosa se obtiene de la madera, el algodón, el lino, el yute, el cáñamo, la paja, y de plantas de crecimiento rápido.
    En las plantas, la celulosa suele aparecer combinada con sustancias leñosas, grasas o gomosas. Salvo algunos insectos, ningún animal tiene en los tejidos verdadera celulosa. Los microorganismos del aparato digestivo de los herbívoros descomponen la celulosa en compuestos absorbibles.
    La celulosa es insoluble en todos los disolventes comunes y se separa fácilmente de los demás componentes de las plantas.
    – La celulosa se usa en la fabricación de papel, celofán, rayón, viscosa, película fotográfica, productos químicos (Ej.: explosivos),…
    – En el proceso de la elaboración, los troncos se hacen pasar por una desfibradora para obtener la pasta.
    Esta pasta se reduce por procedimientos químicos y mecánicos: trozos de serrín con licor acuoso de cocción que suele contener un alcalimetal sulfito, y un alcalimetal bisulfito. Después se realizan diferentes tratamientos químicos

Los pergaminos, al igual que otros materiales utilizados antes de la imprenta, eran útiles para realizar todo tipo de manuscritos, pudiéndose escribir en ellos así como también realizar grabados, dibujos y otras decoraciones. Con la invención de la imprenta moderna, el pergamino caería en desuso aunque el mismo ya estaba en decadencia al aparecer el papel, un material mucho más fino y delicado.
Uno de los problemas del uso del pergamino es que éste podía verse seriamente afectado por la temperatura o el clima al no estar cubierto con tintura (como sí lo está el cuero). Además, no era a prueba de agua por lo cual la información vertida en él podía fácilmente perderse. Sin embargo, uno de sus beneficios es que, con la debida técnica, podía reescribirse arriba de información previa, por lo cual podía usarse y reusarse una y otra vez

Desde Definicion ABC: http://www.definicionabc.com/general/pergamino.php#ixzz2FdPUti8K. PARA MAYOR INFORMACIÓN, SÍRVASE ESCRIBIR A PAPELERA SANTA ROSA EN http://www.santarosapapelbanano.jimdo.com/ SEA CONSCIENTE,CONSUMA RESPONSABLEMENTE.

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