martes, 28 de febrero de 2012

Química y deporte: Materiales (y III)



Hemos dedicado dos entradas del blog de estas últimas semanas a plantear un acertijo con el que poca, muy poca gente se ha atrevido, pero que era solucionable... de hecho, ha habido alguna respuesta que se ha acercado mucho.

Preguntaba yo que qué tenía que ver la química con el algodón, el azufre (S), el aire (N2 + O2), el agua (H2O), la sal (NaCl) y el carbón de hulla y con el tiro al plato y planteaba un esquema de relaciones materias primas, empresas y productos, un tanto enmarañada.

Para poder disputar una competición olímpica de tiro al plato, además de buenos reflejos, puntería y una escopeta, hacen falta platos y cartuchos. Comentaba que, en esta página del diario El País había un pequeño error que consiste, básicamente, en que los platos de tiro no están hechos de arcilla sino de brea de hulla.

El primer fabricante nacional de platos de tiro de competición está en Zuera, una localidad a las afueras de Zaragoza, y se llama Corsivia. Su materia prima principal, con la que se elaboran los platos, es la brea de hulla (el producto nº 10 en el gráfico) que es la fase más pesada de la destilación del alquitrán de hulla (nº8) que, además de utilizarse como ingrediente de los champús anti-caspa es destilado en Bilbaína de Alquitranes, S.A., en Barakaldo (Bizkaia), extrayendo, entre otras fracción, la propia brea, el naftaleno (el nº12, más conocido como Naftalina, cuyo principal uso no es dar olor a los armarios de las abuelas sino fabricar aditivos para el fraguado rápido del hormigón mediante sulfonado y polimerizacíon en... bueno, ya lo contaré otro día) y la creosota (nº11, que se usa como protector de madera para uso a la intemperie en, por ejemplo, postes de teléfono, traviesas de ferrocarril o quitamiedos de madera, estos que se han puesto tan de moda en el entorno de los parques naturales...).

El alquitrán de hulla que destila Bilbaina de Alquitranes, no procede de allí pero, podría proceder, de Profusa, acrónimo de Productos de Fundición, S.A. que es una fábrica situada en Barakaldo también, dedicada a la producción de coque de hulla  (nº9) el combustible básico del alto horno, uno de los pilares de la revolución industrial, y que procede de dar un tratamiento con calor y presión al carbón de hulla, procedente de las minas, para extraer el agua que pueda contener y sus fases menos energéticas, de forma que incremente, ya en forma de coque, su capacidad calorífica. En las baterías de coque también se desprende el llamado "gas pobre" que, paradójicamente, es rico en hidrógeno (H2 - nº1), motivo por el que Sefanitro, histórica empresa de la química vasca, cerrada en 2006 se situó en las cercanías de las baterías de coque de Altos Hornos de Vizcaya, también desaparecidas... pero, esperen un momento, que ahora les cuento esa parte.

Además de los platos, necesitamos los cartuchos.

Como somos unos tiradores muy exigentes, no en vano vamos a los Juegos Olímpicos, solamente utilizamos Cartuchos Rio fabricados por Maxam Outdoors en Iruña de Oca (Álava). Los cartuchos, además de perdigones de plomo, acero o bismuto, llevan en su interior una carga de nitrocelulosa (nº4) o nitrato de celulosa, el llamado algodón-pólvora, que sustituyó hace más de un siglo a la pólvora negra en la fabricación de municiones por, entre otras cosas, no producir apenas humo en su detonación.

La nitrocelulosa es fabricada por otra fábrica del propio grupo Maxam y para ello se mezcla algodón, el mismo con el que se elabora la ropa, con una parte de ácido nítrico (HNO3 - nº3) y tres partes de ácido sulfúrico (H2SO4 - nº2). En realidad, la celulosa del algodón solamente se "nitra" pero sucede que esa reacción química (3HNO3+ C6H10O5 → C6H7(NO2)3O5 + 3H2O) produce agua que debe ser extraída del producto final y para ello se utiliza el efecto secante del sulfúrico.


El ácido nítrico que se usa en Maxam nunca procedió de Sefanitro, dado que esta empresa utilizaba toda su producción de ácido para fabricar fertilizantes nitrogenados... pero podría haber procedido de allí.


Sefanitro se ubicó desde 1941 a 2006 en Lutxana, Barakaldo (Bizkaia) por su proximidad a la fuente de su materia prima esencial, el  hidrógeno (H2 - nº1) que, como ya hemos dicho, eran las baterías de coque de Altos Hornos de Vizcaya.

En Sefanitro, con el hidrógeno, convertían el nitrógeno (N2) del aire en amoniaco (NH3 - nº5)  mediante el proceso Haber-Bosch  que se convertía en dióxido de nitrógeno utilizando oxígeno (O2) del aire, en una reacción catalizada con platino, y que, en sus torres de absorción, se hacía circular hacia arriba contra una corriente de agua (H2O) dando lugar al buscado ácido nítrico (HNO- nº3) con la siguiente reacción: 2 NO2  + 2 H2O → 2 HNO3 + H2   3NO2 + H2O → 2HNO3  + NO


Otra fuente alternativa para la producción de hidrógeno, que en este acertijo lo puse un poco para despistar, podría haber sido Electroquímica de Hernani, ubicada, obviamente, en el municipio de Hernani (Gipuzkoa) y que produce hidrógeno (H2 - nº1), cloro (Cl2 - nº6) y sosa, o hidróxido de sodio (NaOH - nº7) mediante electrólisis del agua (H2O) con sal, o cloruro de sodio (NaCl)  (proceso cloro-álcali)


Por último, el  ácido sulfúrico (H2SO4 - nº2) se fabrica en Befesa Valorizacion de Azufre, empresa del grupo Befesa ubicada en Zierbena, en uno de los diques del puerto de Bilbao (Bizkaia). La materia prima principal de Befesa es el azufre (S) procedente de la desulfuración de los combustibles en las refinerías de petróleo, por ejemplo la de Petronor en Muskiz (Bizkaia).


Para convertir el azufre en sulfúrico, primero se oxida con el  oxígeno (O2) del aire, lo que da lugar a dióxido de azufre (SO2) y este, es oxida de nuevo, esta vez en una reacción catalizada con pentóxido de vanadio (V2O5), para producir trióxido de azufre (SO3que, combinado con agua (H2O), da lugar al  ácido sulfúrico (H2SO4 - nº2)  


Y, se preguntarán ustedes, ¿todo esto para qué?... pues, ya se lo decía, para que se puedan celebrar competiciones de tiro al plato en los juegos olímpicos... entre otras muchas cosas.

No sé si les ha gustado esta entrada... es posible que estas cosas solamente me gusten a mí, que ya saben que soy un poco "friki". Si les ha parecido interesante y quieren que les contemos otras historias parecidas que tenemos en AVEQ-KIMIKA díganoslo, no se corten, en los comentarios.


Estamos trabajando en un proyecto de comunicación muy chulo en esta línea y vamos a necesitar apoyo, en forma de público interesado. para poder ponerlo en marcha. 


Cuento con ustedes.


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3 comentarios:

Anónimo dijo...

A mi me encantan estas cosas y este artículo me ha parecido buenísimo. Un soplo de aire fresco en el árido mundo de la química.
otro día nos puedes contar algo de las prótesis PIP, que dicen que llevan un aditivo para carburantes o de los cosméticos en tiempos de los romanos, que llevaban plomo y provocaban envenenamientos...

Anónimo dijo...

Hola Luis,

No he podido verlo enterito todo hasta ahora, pero te puedo decir que está todo muy bien hecho, me ha gustado.

Sólo una pequeña modificación respecto de una de las reacciones químicas. El óxido de nitrógeno NO2 reacciona con el agua para formar ácido nítrico, pero en la reacción NO se forma hidrogeno, es decir, en la reacción tienes que quitar el H2 en la parte derecha.

La reacción correcta de reacción de óxido de nitrógeno con el agua es complicada, ya que son varias reacciones que ocurren simultáneamente. A efectos didácticos, se puede simplificar de la forma siguiente, a partir del NO2 que es el óxido más común, denominado óxido de nitrógeno (IV):

3 NO2 + H2O = 2 HNO3 + NO

Y el óxido de nitrógeno(II), NO, se oxida posteriormente a NO2:

2 NO + O2 = 2 NO2

De nuevo el NO2 participa en la primera reacción para formar más HNO3 y de nuevo más NO.

Con esta modificación, la historia completa de deporte-quimica-materiales queda perfectamente enlazada, has tenido una buena idea en poner todo en relación “química”, ENHORABUENA ¡

Un abrazo,

Jose M.

Luis Blanco Urgoiti dijo...

Muchas gracias a ambos por los comentarios.

Gracias por las sugerencias... aunque no sé si me atrevería a tanto. Por ahora con contar las cosas que se hacen en las fábricas que conozco...

Respecto a la aportación de José M: muchas gracias. Ya he corregido la reacción en la entrada.

Ya iré poniendo más historias de este tipo...