181625914004

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Revista CENIC. Ciencias Químicas
ISSN: 1015-8553
juan.araujo@cnic.edu.cu
Centro Nacional de Investigaciones Científicas
Cuba
Rojas Casaña, Jorge A.; Santos Cedeño, Katiuska; Apaceiro, Inoval
Efecto hidrodinámico de un composite nanoestructurado magnético sobre agua pura
Revista CENIC. Ciencias Químicas, vol. 35, núm. 1, enero-abril, 2004, pp. 13-15
Centro Nacional de Investigaciones Científicas
La Habana, Cuba
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Revista CENIC Ciencias Químicas, Vol. 35, No. 1, 2004.
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Recibido: 23 de junio de 2002. Aceptado: 15 de octubre de 2002.
Palabras clave: efecto hidrodinámico, agua pura, composite nanoestructurado, propiedades magnéticas.
Key words: hydrodinamic effect, pure water, nanostructured composite, magnetic propiertes.
Efecto hidrodinámico de un composite
nanoestructurado magnético sobre agua pura
Jorge A. Rojas Casaña,* Katiuska Santos Cedeño** e Inoval Apaceiro.*
*Centro Nacional de Investigaciones Científicas, Apartado Postal 6414, Playa, Ciudad de La Habana. **Centro Nacional de
Electromagnetismo Aplicado, Santiago de Cuba, Cuba.
COMUNICACION CORTA
se tomó una muestra para realizar
mediciones de pH (± 0,005), conduc-
tividad, elementos alcalinos, alca-
lino-térreos y hierro (mediante es-
pectrometría de absorción atómica
con límites de detección apropiados
para la prueba realizada). La mues-
tra obtenida del primer pase, se em-
pleó como medio para obtener la cur-
va de polarización de un testigo de
acero al carbono en régimen estáti-
co. Las mediciones fueron realizadas
inmediatamente después de ser to-
madas las muestras. Se obtuvieron
curvas de polarización inmediata-
mente después de ser tomadas las
muestras en el primer pase y al
cabo de las 24 h de tomada, momen-
to en el cual también se midió el pH.
Estas curvas de polarización se to-
maron a una velocidad de barrido de
60 mV/s sin fijar el potencial estacio-
nario del sistema.
Se pudo apreciar (Fig. 1) cómo
desde un valor de 6,2 el pH del agua
en función de los pases por la colum-
na (ciclos) se eleva inmediatamente
después del primer ciclo a 10,9. Lue-
go, se nota una deriva desde 10,9
hasta 10,0 en el último ciclo. La
muestra correspondiente a este
arrojó un pH = 9 al cabo de 24 h de
ser tomada. Se notó igualmente una
variación apreciable de la conducti-
vidad desde 0,06 µS/cm hasta un
máximo de 0,4 µS/cm sobre el ciclo
número dos (2) y luego, un descenso
hasta 0,08 µS/cm en el último (Fig. 2).
Estos efectos parecen estar relacio-
nados entre sí. En algunas publica-
En la literatura internacional se
ha referido desde la década de los
setenta la existencia de un conjunto
de alteraciones sobre diversas sus-
tancias, provocadas por efectos hi-
drodinámicos asociados con el cam-
po magnético.1-4 Especialmente el
agua o disoluciones acuosas han es-
tado dentro de los objetos de estu-
dio intensamente abordados.5-6 Se
han presentado varios trabajos en re-
vistas y foros internacionales, orien-
tados a esclarecer las acciones y me-
canismos relativos a estos efectos.7-9
El objetivo principal de este trabajo
es presentar los primeros resultados
obtenidos de observaciones experi-
mentales realizadas sobre la hidro-
dinámica del tratamiento de agua
pura con un composite nanoestruc-
turado con propiedades magnéticas,
formado por un copolímero de
estireno-divinilbenceno y nanopar-
tículas (1 a 17 nm) de γ-Fe2O3.
Se tomó una columna de vidrio
borosilicato de dimensiones d.i. =
2,5 cm y largo = 20 cm y se empa-
quetó con 100 mL del composite
WOH-1 preparado en el Centro Na-
cional de Investigaciones Científi-
cas.10 Esta columna debidamente
acondicionada, se conectó a un sis-
tema de recirculación impulsado por
una bomba peristáltica. El recipien-
te colector se dotó del dispositivo
apropiado para la toma de muestras
durante la prueba. Se realizaron diez
(10) pases cíclicos por la columna, a
razón de 1 L/h, de un litro de agua
desionizada y destilada, cuya conduc-
tividad estable por más de diez días
fue de (0,06 ± 0,001) µS/cm, a tempe-
ratura ambiente (28 oC). En cada pase
Fig. 1. Comportamiento del pH de agua pura durante el tratamiento con el composite
magnético WOH-1.
pH
Ciclos
5,5
6,5
7,5
8,5
9,5
10,5
11,5
0 2 4 6 8 10
Revista CENIC Ciencias Químicas, Vol. 35, No. 1, 2004.
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ciones11-13 se han reportado efectos
diversos sobre el pH de aguas some-
tidas a campos magnéticos. Sin em-
bargo, no hay coincidencia de crite-
rios14 en cuanto a las causas que
pueden motivarlos. La variación
presentada en uno de ellos fue de
0,4 unidades de pH o menos y la ten-
dencia fue hacia la disminución ini-
cial de este. Es decir, aun las eviden-
cias experimentales son mayormen-
te divergentes.
En el caso que se presenta en este
trabajo, se determinaron en las
muestras de agua, los contenidos de
metales alcalinos y alcalino-térreos
con el objetivo de descartar la posi-
bilidad de incorporación de impure-
zas iónicas al agua durante los pa-
ses cíclicos por la columna (Tabla 1).
Hay que considerar en el análisis
que las muestras tomadas en cada
ciclo acumulan el efecto del anterior.
Se pudo notar de estos resultados
que la incorporación de iones al agua
no es suficiente como para producir
alteraciones en el pH y la conducti-
vidad en cada ciclo. Además, de la
medición de pH realizada al cabo de
las 24 h se pudo notar cómo el efecto
tiene cierta reversibilidad con un no-
table efecto "memoria". La conduc-
tividad medida al cabo de las 24 h
sobre la muestra tomada en el segun-
do pase arrojó un valor de 0,08 µS/
cm, lo cual permite inferir que el
efecto es simultáneo sobre el pH y
la conductividad del agua.
Algo semejante se pudo apreciar
en cuanto a este efecto sobre las cur-
vas de polarización registradas para
la muestra tomada en el primer pase
(Fig. 3). Puede notarse la variación
que experimenta el potencial esta-
cionario del electrodo de acero al car-
bono en contacto con el agua inme-
diatamente después del primer ciclo
(curva B, E = �0,526 V) con respecto
al potencial del electrodo en contac-
to con agua destilada sin tratamien-
to magnético (curva A, E = �0,268 V) y
el agua al cabo de 24 h del primer ciclo
(curva C, E = �0,452 V).
Aunque obtenido en condicio-
nes de equilibrio termodinámico,
el diagrama de Pourbaix (pH - Po-
tencial estacionario) para el siste-
ma hierro -agua permite hacer
consideraciones de las zonas in-
mune/act ivo /pasivo: inmune
(mayores o iguales que �0,8 V),
activa (entre �0,8 y �0,4 V) y pasiva
(menores o iguales que �0,2 V) y em-
plear estos valores como referencia
para un análisis de la tendencia del
potencial del sistema. Si se observa
el desplazamiento de los potenciales
en el experimento, se nota una ten-
dencia hacia la zona activa con el
primer ciclo y luego, otra hacia la pa-
sividad al cabo de las 24 h del trata-
miento. Se puede observar que la
corriente catódica incrementa apre-
ciablemente al pasar de una mues-
tra de agua sin tratar al agua después
de 24 h de tratada con la columna.
Fig. 2. Comportamiento de la conductividad de agua pura durante el tratamiento
con el composite magnético WOH-1.
Tabla 1. Contenidos de metales alcalinos, alcalino-térreos y hierro en muestras
del agua sometida al tratamiento magnético en varios ciclos.
solciC )Lm/gm(iL aN K *aC *gM *eF
0 500,0±01,0 520,0±5,0 510,0±3,0 1,0< 1,0< 1,0<
1 500,0±01,0 530,0±7,0 20,0±4,0 1,0< 1,0<1,0<
5 5400,0±90,0 30,0±56,0 20,0±4,0 1,0< 1,0< 1,0<
01 500,0±01,0 530,0±7,0 20,0±4,0 1,0< 1,0< 1,0<
* Límite de detección.
log I (mA/cm2)
E (V)
Fig. 3. Curvas de polarización de un testigo de acero al carbono en contacto con agua
tratada con el composite magnético WOH-1.
Conductividad (µS/cm)
Ciclos
0,0
0,2
0,3
0,4
0,1
0 42 6 8 10
A E = −0,268 V
B E = −0,526 V
C E = −0,452 V
B
A
C
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-1,5 -1,0 -0,5 -0,0 1,00,5
Revista CENIC Ciencias Químicas, Vol. 35, No. 1, 2004.
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De estos resultados se puede in-
ferir, en general, que el agua después
del tratamiento con la columna car-
gada con el composite magnético, se
activa en el sentido de su agresivi-
dad como disolvente. Podría pen-
sarse en términos de una polariza-
ción eléctrica de las moléculas so-
metidas a este régimen, como una
posible explicación de esta feno-
menología. Ello concuerda con la
práctica hasta el momento descri-
ta de la acción antincrustante de
las aguas tratadas magnéticamen-
te.
Es evidente la existencia de efec-
tos hidrodinámicos ejercidos por el
composite magnético nanoestructu-
rado WOH-1, sobre agua pura duran-
te un tratamiento en régimen diná-
mico.
Se nota un cierto efecto "memo-
ria" en los parámetros medidos al
agua tratada mediante este procedi-
miento, que es persistente por al
menos 24 h .
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