Los subproductos y la Ley 22/2011 de residuos (I)

1. Walther Nernst (Alemán. Química 1920); 2. Robert Goldschmidt (Belga. Física); 3. Max Planck (Alemán. Física 1918) ; 4. Marcel Brillouin (Francés. Física); 5. Heinrich Rubens (Alemán. Física); 6. Ernest Solvay (Belga. Química industrial. Patrocinador del congreso); 7. Arnold Sommerfeld (Alemán. Física); 8. Hendrik Antoon Lorentz (Holandés. Física 1902); 9. Frederick Lindemann (Británico. Física); 10. Maurice de Broglie (Francés. Física); 11. Martin Knudsen (Danés. Física); 12. Emil Warburg (Alemán. Física); 13. Jean Perrin (Francés. Física 1926); 14. Friedrich Hasenöhrl (Austriaco. Física); 15. Georges Hostelet (Belga. Química industrial. Colaborador de E. Solvay); 16. Edouard Herzen (Belga. Química. Colaborador de E. Solvay); 17. James Hopwood Jeans (Británico. Física); 18. Wilhelm Wien (Alemán. Física 1911); 19. Ernest Rutherford (Neozelandés/británico. Química 1908); 20. Marie Curie (Polaca/francesa. Física 1903. Química 1911) ; 21. Henri Poincaré (Francés. Física y matemásticas); 22. Heike Kamerlingh Onnes (Holandés. Física 1913); 23. Albert Einstein (Alemán/suizo/estadounidense. Física 1921); 24. Paul Langevin (Francés. Físico).

Todos, o casi todos, aquellos que hayan estudiado química, física o incluso cualquiera de las especialidades de la ingeniería habrán visto en alguna ocasión esta fotografía.

Fue tomada en la primera edición del Congreso Solvay celebrado en Bruselas en 1911 y que pudo celebrarse gracias al mecenazgo de Ernest Solvay, fundador de la empresa del mismo nombre.

El plantel es impresionante, desde luego. Entre paréntesis, junto a la nacionalidad, aparece la especialidad de cada uno de los asistentes y, en su caso, el año en el que fueron galardonados con el premio Nobel.

Quizás es aún más impresionante la foto del 5º Congreso, celebrada también en Bruselas en 1927 donde diecisiete de los veintinueve asistentes eran o llegaron a ser ganadores de Premio Nobel, incluyendo también a Marie Curie, que había ganado dos premios Nobel en dos disciplinas científicas diferentes. Pero a dicha Conferencia no pudo asistir su promotor porque murió en 1922.

Ernest Solvay nunca ganó el premio Nobel pero había patentado un sistema de producción del carbonato de sodio (Na2CO3), un producto fundamental de la química inorgánica para la fabricación de vidrio, detergentes o la metalurgia, conocido de hecho como “soda Solvay” y fundado la compañía Solvay que aún sigue siendo una de las empresas químicas más importantes del mundo.

A mediados del siglo XIX, el producto ya tenía una importante demanda pero se fabricaba siguiendo el método ideado por el químico francés Nicolás Leblanc hacia 1791 y que implicaba las siguientes reacciones químicas:

Reacción de la sal común con el ácido sulfúrico:

2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2 HCl

Reacción de calcinación del Na2SO4 con caliza y carbón:

Na2SO4 + CaCO3 + 2 C → Na2CO3 + CaS + 2 CO2

Los principales problemas de este proceso eran la producción previa del ácido sulfúrico, la contaminación atmosférica que producían las emanaciones ácidas de ácido clorhídrico (HCl) y las grandes cantidades de residuos de sulfuro de calcio (CaS) que se generaban.

Solvay revolucionó la química industrial al repensar el proceso completo:

Haciendo pasar amoníaco y dióxido de carbono (ambos gaseosos) por una solución saturada de agua salada (cloruro de sodio) se forma carbonato ácido de sodio y cloruro de amonio (ambos solubles en agua):

NaCl + NH3 + CO2 + H2O →  NaHCO3 + NH4Cl

El carbonato ácido de sodio se separa de la solución por filtración y se transforma en carbonato de sodio por calcinación:

2 NaHCO3  →  Na2CO3 + H2O + CO2

El cloruro de amonio obtenido se hace reaccionar con óxido de calcio y se recupera amoníaco  necesario para la primera reacción:

2 NH4Cl + CaO  →  2 NH3 + 2 H2O + CaCl2

El óxido de calcio se produce en la misma fábrica por calcinación de carbonato de calcio (piedra caliza) y así se produce el dióxido de carbono necesario en la primera reacción:

CaCO3 → CaO + CO2

Es decir, el proceso solamente consumía piedra caliza y sal común. Ambos productos abundantes y baratos y aprovechaba los subproductos generados en el mismo proceso como materias primas, salvo el cloruro de calcio (CaCl2) que tiene muchas aplicaciones (y que incluso se come…) En resumen, una gran idea que hoy en día se sigue aplicando en, por ejemplo, la fábrica de Solvay de Torrelavega (Cantabria).

Fue la inteligencia del diseño en el aprovechamiento de los subproductos lo que hizo del proceso Solvay un éxito absoluto. Lo que permitió la existencia de las reuniones del Congreso Solvay y que con ellos avanzara una generación de oro de la historia de la ciencia.

Mañana les cuento a qué viene todo esto. 


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