Técnicas de caracterización

Abstract

En los tratamientos de agua es usual la utilización de materiales sólidos que forman parte en diversas operaciones importantes como la filtración, adsorción, catálisis, coagulantes y floculantes, entre otras. Por esto resulta fundamental la necesidad de conocer la estructura y propiedades fisicoquímicas de este tipo de materiales para poder comprender mejor cómo estos interactúan con los contaminantes presentes en el agua y cómo se pueden optimizar estos procesos en un tratamiento. A su vez, en la planificación de un tratamiento es muy importante conocer y estudiar los contaminantes presentes en un agua, desde su composición fisicoquímica hasta su concentración. Mediante lo que se conoce como ensayos o técnicas de caracterización, se busca obtener información relevante sobre distintas propiedades de una sustancia, a través de un procedimiento estandarizado y en condiciones controladas. El objetivo es obtener información tanto cualitativa como cuantitativa sobre un material sólido o un contaminante de interés, saber cómo está constituido en su masa (bulk) y superficie, y qué transformaciones sufre como consecuencia de un tratamiento determinado. Conocer ciertas propiedades fisicoquímicas de un material permite prever el comportamiento de los componentes utilizados en un tratamiento, estimar su vida útil y asegurar su resistencia y efectividad. La aplicación de estas técnicas en el análisis de aguas contribuye a mejorar la seguridad, controlar los procesos de tratamiento y garantizar el cumplimiento de las normativas regulatorias relacionadas con la calidad del agua. Las técnicas de caracterización nos aportan información cuali y cuantitativa sobre un material, que podemos resumirla en las siguientes categorías generales: - Información sobre la Composición Química y Estructural: Se refiere al estudio de las proporciones de fases y elementos presentes por unidad de masa del material, pudiéndose distinguir esta composición presente tanto en la masa del material (bulk) como en la superficie. También comprende aquellas técnicas que permiten el estudio de la naturaleza y proporciones de los grupos funcionales que pueden estar presentes. -Información sobre la Textura y Morfología: la morfología trata de la forma y tamaño de las partículas que componen un material ya sea referido a su estructura macroscópica como microscópica. Las propiedades texturales se refieren a la forma, tamaño y volumen de los poros que conforman una estructura, el área superficial total, la densidad, entre otras características. En el estudio y descripción de las propiedades de un material es importante resaltar la complementariedad e interdependencia de la información que obtenemos con cada técnica de caracterización. La información que nos aporta una técnica posiblemente nos permita inferir, relacionar y respaldar alguna propiedad observada mediante otra técnica distinta. De esta forma se logrará tener un panorama más detallado y completo sobre las propiedades fisicoquímicas de un material, lo que a su vez permite tomar mejores decisiones respecto de la idoneidad y performance de una operación determinada en un tratamiento de agua. En esta sección se explicarán en forma breve algunas de las técnicas de caracterización más relevantes en el estudio de materiales sólidos (Potencial Z, Isoterma de Adsorción, FTIR, XPS, DRX).