MÁS QUE UNA CASCARILLA DE ARROZ

Los tesistas Lucas Sebastián Rodriguez Calvi y Barrientos Arnez Raysa Alejandra de la Universidad mayor de San Simón, están liderando el proyecto de silicato de sodio a partir de la cascarilla de arroz, para ello utilizaron materiales reciclados que son el resultado de algún proceso industrial previo, que de no ser aprovechados serían quemados y desechados con la posibilidad de terminar contaminando el medio ambiente o siendo acumulados en algún vertedero municipal.

El Sílice cristalino

Es un componente químico que se puede obtener a través de la calcinación de residuos orgánicos como la cáscara de frutas, verduras, hortalizas, cítricos y cereales como es el caso de la cascarilla de arroz.

La presencia de sílice o silicio dentro de la estructura de la cascarilla de arroz se conoce desde 1938. No obstante, desde 1934 científicos japoneses ya habían observado que el compuesto es benéfico para el crecimiento normal del arroz.

El contenido de sílice presente en diferentes partes de la planta (raíz, tallo, hojas, cáscara o vaina) varía entre 2,63 y 13,3%, presentándose en mayor cantidad con respecto a la parte orgánica en la cáscara del grano de arroz. La cascarilla de arroz al ser sometida a calcinación (proceso en el que con una temperatura elevada se calientan sustancias) produce una alta cantidad de ceniza, entre 13 y 29% del peso inicial, la cual está compuesta principalmente por sílice en un 87-97%, y pequeñas cantidades de sales inorgánicas. Estas sales inorgánicas son impurezas que pueden ser eliminadas utilizando reflujos en medio ácido. Además, la cascarilla de arroz contiene alrededor de un 85% de material orgánico conformado por carbohidratos, azúcar cristalino blanco que se encuentra en la madera y pajas, y pequeñas cantidades de leche de mamíferos.

Base en estudios de la sílice

Obtenida de diferentes plantas y diatomeas (organismos microscópicos unicelulares también considerados algas), Lanning llegó a la conclusión de que la sílice resultante de la calcinación de la cascarilla de arroz no es exactamente igual al gel de sílice y que ésta se debe clasificar como sílice opalina.

Dado el fino tamaño de partícula y la alta reactividad de la sílice, la ceniza obtenida de la calcinación de la cascarilla se usa en la industria del cemento y como fuente para la preparación de compuestos de silicio como carburo de silicio, nitruro de silicio y zeolitas; también se ha empleado en la producción de sílice activada, silicato de sodio y silicato de potasio. (Claudia Andrea Arcos, Diego Maciaz Pinto, Jorge Enrique Rodriguez Páez, 2007)

La investigación busca reutilizar desechos agroindustriales como la cascarilla de arroz para darles un propósito convirtiéndose en el ingrediente principal para obtener el Silicato de sodio a partir de procesos químicos.

El 1er paso para obtener el sílice es la calcinación de la cascarilla de arroz es lavar la cascarilla con agua para posteriormente ser secado y llevarlo a calcinar en la mufla a 600°C por aproximadamente 6 horas. de esto se deben obtener cenizas con un color cblanquecino.

2do paso se realizaron cálculos de los reactivos.

3er paso se preparó la solución con los 3 reactivos: hidróxido de sodio, sílice y agua destilada. Los 3 se introdujeron en la autoclave.

4to paso se cierra la autoclave para llevar a la mufla durante 1 hora a 150°C.

5to paso se deja enfriar y filtrar al vacío.

6to paso en el papel filtro quedo la sílice no reaccionada.

Concluyendo con todos los pasos se obtiene la solución de silicato de sodio que contiene agua y debe ser evaporada, para esto se traspasa la solución del matraz de filtración (recipiente de vidrio que sirve para los procedimientos de separación de partículas líquidas y sólidas) a un recipiente de acero inoxidable. Evaporar a 240°C (Temperatura del agitador magnético) hasta obtener el Silicato de sodio en presentación líquida.

Bioquímica

A través de esta investigación lograron reducir gastos económicos comparando los precios de la Sílice prefabricada a comparación de la sílice que se obtiene de la ceniza de la cascarilla de arroz que es un desecho orgánico. Si bien no produce el mismo rendimiento en la reacción igualmente logran darle uso y sacar beneficios para obtener el Silicato de sodio que es un ingrediente principal para varios artículos de uso cotidiano de la población ya que se encuentra presente en todos los tipos y formas de detergentes, talco, papel, maderas entre otras artículos que la sociedad utiliza, compra y se vende diario, también es un residuo fibroso que se produce después del procesamiento del arroz. Dicho residuo se compone principalmente de sílice, el cual puede ser extraído y tratado para producir silicato de sodio utilizando técnicas como la calcinación.

El método de la calcinación es un proceso que se lleva a cabo con la ayuda de una mufla que es un contenedor donde se introduce el producto o desecho orgánico en este caso la cascarilla de arroz para ser desintegrado con ayuda del calor a 600° c durante 6 horas.

Demuestran que hay desechos orgánicos que para la sociedad es basura y no darse la oportunidad de conocer si esta puede llegar a servir y aportar en la misma sociedad. La producción de silicato de sodio a partir de la cascarilla de arroz, en comparación con la producción tradicional a partir de la arena, ofrece varias ventajas económicas y ambientales. En primer lugar, la cascarilla de arroz es un residuo abundante y a menudo desechado o quemado, lo que contribuye a la contaminación ambiental. La producción de silicato de sodio a partir de este residuo es una alternativa sostenible y rentable para su reutilización. Entre sus aplicaciones se encuentra la fabricación de productos químicos y detergentes, así como en la producción de vidrio, cerámica y cemento. Además, el silicato de sodio también se utiliza como agente aislante para materiales de construcción y como aditivo (sustancia añadida) para el tratamiento de aguas residuales.

Uno de los beneficios del silicato de sodio es que es un producto respetuoso con el medio ambiente, ya que es biodegradable y no tóxico. Además, es un agente económico y eficiente para la eliminación de contaminantes en el tratamiento de aguas residuales, ya que puede reducir los niveles de materia orgánica y metales pesados.

En el sector de la construcción, el silicato de sodio se ha utilizado recientemente como un agente estabilizador de suelos y como sustituto de los productos químicos tóxicos para la impermeabilización de paredes y techos. Es un compuesto químico versátil que tiene muchas aplicaciones en la industria y la construcción, una alternativa sostenible y eficiente para la gestión de residuos y la protección del medio ambiente.