La estruvita ( fosfato de magnesio y amonio ) es un mineral de fosfato con la fórmula: NH4MgPO4 · 6H2O . La estruvita cristaliza en el sistema ortorrómbico como cristales piramidales de color blanco a amarillento o blanco parduzco o en formas laminares similares a la mica . Es un mineral blando con una dureza de Mohs de 1,5 a 2 y tiene una gravedad específica baja de 1,7. Es poco soluble en condiciones neutras y alcalinas, pero fácilmente soluble en ácido.
Los cálculos y cristales urinarios de estruvita se forman fácilmente en la orina de animales y humanos infectados con organismos productores de amoníaco . Su formación se ve potenciada por la orina alcalina y la excreción elevada de magnesio (dietas ricas en magnesio y basadas en plantas). También se ve potenciada por una proteína urinaria específica en los gatos domésticos.
Aunque la estruvita fue mencionada brevemente en la Micrografía de Hooke, [5] fue descrita por primera vez en detalle en 1845 por el químico alemán Georg Ludwig Ulex (1811-1883), quien encontró cristales de estruvita en lo que supuso que alguna vez había sido un basurero medieval en Hamburgo , Alemania ; nombró al nuevo mineral en honor al geógrafo y geólogo Heinrich Christian Gottfried von Struve (1772-1851) de Hamburgo. [6] [3]
La estruvita se forma fácilmente en condiciones alcalinas donde están presentes sus iones constituyentes. En la naturaleza, se forma principalmente en áreas asociadas con la descomposición de materia orgánica, incluidos depósitos de guano , cuevas basálticas y pantanos . Se encuentran condiciones similares cuando las vejigas humanas están infectadas por bacterias productoras de ureasa , cuando se tratan aguas residuales, etc. [7]
La estruvita se encuentra ocasionalmente en mariscos enlatados, donde su apariencia es la de pequeñas astillas de vidrio, algo objetable para los consumidores por razones estéticas pero que no tiene consecuencias para la salud. [8] Una prueba sencilla puede diferenciar la estruvita del vidrio. [9]
Los cálculos renales de estruvita también se conocen como cálculos de triple fosfato (fosfato de calcio, magnesio y amonio), debido a la presencia de apatita carbonatada que precipita para acompañar a la estruvita a un pH alto. [10] [11] [12] La estruvita y la apatita carbonatada precipitan en la orina alcalina , formando cálculos renales. [10] [11] La estruvita es el mineral más común que se encuentra en los cálculos del tracto urinario en perros, [13] y también se encuentra en los cálculos del tracto urinario de gatos y humanos. Los cálculos de estruvita se potencian por una infección bacteriana que hidroliza la urea a amonio y eleva el pH de la orina a valores neutros o alcalinos. Los organismos que descomponen la urea incluyen Proteus , Xanthomonas , Pseudomonas , Klebsiella , Staphylococcus y Mycoplasma . [ cita requerida ]
Incluso en ausencia de infección, la acumulación de cristales de estruvita en la vejiga urinaria es un problema que se observa con frecuencia en los gatos domésticos , con síntomas que incluyen dificultad para orinar (que puede confundirse con estreñimiento ) o sangre en la orina ( hematuria ). Recientemente se ha descubierto que la proteína cauxina , una proteína excretada en grandes cantidades en la orina de gato que actúa para producir una feromona felina, causa la nucleación de cristales de estruvita en un sistema modelo que contiene los iones necesarios para formar estruvita. Esto puede explicar parte del exceso de producción de estruvita en los gatos domésticos. [14] En el pasado, se ha requerido cirugía para eliminar los urolitos de estruvita en los gatos; hoy en día, se pueden utilizar dietas especiales acidificantes bajas en magnesio para disolver los cálculos de estruvita estériles. [15]
Los cálculos del tracto urinario superior que afectan la pelvis renal y se extienden a al menos dos cálices se clasifican como cálculos coraliformes . [ cita requerida ] Aunque todos los tipos de cálculos urinarios pueden formar cálculos coraliformes, aproximadamente el 75 % están compuestos de una matriz de estruvita-carbonato-apatita. [ cita requerida ]
_-_Str%C3%BCvit_kristalleri_(idrar)_-_01.png/1280px-Struvite_crystals_(urine)_-_Str%C3%BCvit_kristalleri_(idrar)_-_01.png)
_-_Str%C3%BCvit_kristalleri_(idrar)_-_02.png/1280px-Struvite_crystals_(urine)_-_Str%C3%BCvit_kristalleri_(idrar)_-_02.png)
La estruvita es un mineral común que se encuentra en los enterolitos (concreciones intestinales) de los caballos . [16]
La estruvita puede ser un problema en el tratamiento de aguas residuales y cloacales, en particular después de que los digestores anaeróbicos liberen amonio y fosfato del material de desecho. La estruvita puede formar incrustaciones en las líneas y correas, en las centrífugas y bombas, obstruir las tuberías del sistema y otros equipos, incluido el propio digestor anaeróbico. La estruvita, también conocida como MAP, se forma cuando hay una proporción mol a mol a mol (1:1:1) de magnesio, amoníaco y fosfato en las aguas residuales. El magnesio se puede encontrar en el suelo, el agua de mar y el agua potable. El amoníaco se descompone a partir de la urea en las aguas residuales y el fosfato, que se encuentra en los alimentos, jabones y detergentes. Con estos elementos en su lugar, es más probable que la estruvita se forme en un entorno de pH alto, donde hay mayor conductividad, temperaturas más bajas y mayores concentraciones de magnesio, amoníaco y fosfato. La recuperación de fósforo de corrientes de desechos en forma de estruvita y el reciclaje de esos nutrientes en la agricultura como fertilizante parece prometedor, en particular en plantas de tratamiento de estiércol agrícola y aguas residuales municipales .
La presencia de incrustaciones de estruvita en un sistema de tratamiento de aguas residuales puede provocar una gran ineficiencia en la planta o en la operación debido a la obstrucción de las tuberías, bombas y equipos. Existen algunas opciones para resolver este problema, como reemplazar las tuberías o usar un hidrojet o una trituradora mecánica para limpiarlas. Pero muchas líneas pueden ser subterráneas y cualquiera de estas opciones implica un tiempo de inactividad y una mano de obra considerables. En la actualidad, se utiliza predominantemente la limpieza química para limpiar los sistemas de estruvita. Se han desarrollado productos de limpieza química para eliminar y prevenir la estruvita con un tiempo de inactividad mínimo. Incluso se ha desarrollado y probado con éxito un método eléctrico sin productos químicos para eliminar y prevenir la estruvita en plantas de tratamiento de aguas residuales de los EE. UU. La onda sinusoidal electrónica que produce se envía a través del agua en la tubería y, por lo tanto, también es eficaz en las tuberías subterráneas. [17] [18] [19]
El uso de la estruvita como fertilizante agrícola se describió por primera vez en 1857. Contiene fósforo y nitrógeno, dos de los tres principales macronutrientes de las plantas , y el magnesio también es un macronutriente menor. La estruvita se puede producir a partir de la orina ajustando el pH (a menudo simplemente esperando a que las bacterias productoras de ureasa actúen) y agregando magnesio. [20] Existe un interés considerable en la utilidad de la estruvita derivada de la orina como fertilizante en situaciones austeras. [21] [22]
