El carbón de huesos ( en latín : carbo animalis ) es un material granular, negro y poroso que se produce carbonizando huesos de animales . Su composición varía según cómo se elabora; sin embargo, se compone principalmente de fosfato tricálcico (o hidroxiapatita ) en un 57-80 %, carbonato de calcio en un 6-10 % y carbono en un 7-10 %. [1] Se utiliza principalmente para filtración y decoloración.
Producción
El carbón de huesos se elabora principalmente a partir de huesos de ganado vacuno y de cerdo; sin embargo, para evitar la propagación de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob , ya no se utilizan el cráneo ni la columna vertebral . [2] Los huesos se calientan en un recipiente sellado a una temperatura de hasta 700 °C (1292 °F); la concentración de oxígeno debe mantenerse baja mientras se hace esto, ya que afecta la calidad del producto, en particular su capacidad de adsorción . La mayor parte del material orgánico de los huesos se elimina con el calor y, históricamente, se recolectaba como aceite de Dippel ; lo que no se elimina permanece como carbón activado en el producto final. Calentar los huesos en una atmósfera rica en oxígeno produce cenizas de hueso , que son químicamente bastante diferentes. [ aclaración necesaria ] [ cita requerida ]
El carbón óseo usado se puede regenerar lavándolo con agua caliente para eliminar las impurezas, seguido de un calentamiento a 500 °C (932 °F) en un horno con una cantidad controlada de aire.
Usos
Tratamiento de agua
El fosfato tricálcico presente en el carbón de huesos se puede utilizar para eliminar el fluoruro [3] y los iones metálicos del agua, lo que lo hace útil para el tratamiento de los suministros de agua potable. El carbón de huesos es el agente de desfluoración del agua más antiguo conocido y se utilizó ampliamente en los Estados Unidos desde la década de 1940 hasta la de 1960. [4] Como se puede generar de forma económica y local, todavía se utiliza en ciertos países en desarrollo, como Tanzania . [5]
Los carbones de huesos suelen tener áreas de superficie inferiores a los carbones activados , pero presentan altas capacidades de adsorción para ciertos metales, en particular los del grupo 12 ( cobre , zinc y cadmio ). [6] También se pueden eliminar otros iones metálicos altamente tóxicos, como los de arsénico [7] y plomo [8] . El ejemplo práctico del uso del carbón de huesos en la purificación del agua se demuestra mediante el uso de nanofiltración en Tanzania. [9]
Refinación de azúcar
Azúcares (en el sentido de las agujas del reloj desde la parte superior izquierda): blanco refinado, sin refinar, azúcar de caña sin procesar, azúcar moreno.
Históricamente, el carbón de huesos se utilizaba a menudo en el refinado de azúcar como agente decolorante y descensificante, particularmente en el azúcar de caña, ya que contiene más impurezas coloreadas.
El carbón de hueso posee una baja capacidad de decoloración y debe usarse en grandes cantidades [10], sin embargo, también es capaz de eliminar varias impurezas inorgánicas, principalmente sulfatos y los iones de magnesio y calcio. La eliminación de estos es beneficiosa, ya que reduce el nivel de incrustaciones más adelante en el proceso de refinación, cuando se concentra la solución de azúcar [11] . Las alternativas modernas al carbón de hueso incluyen carbón activado y resinas de intercambio iónico . Sin embargo, un pequeño número de empresas siguen dependiendo total o parcialmente del carbón de hueso para el refinamiento de azúcar.
Pigmento negro
Édouard Manet, Música en las Tullerías , 1862
El carbón de hueso también se utiliza como pigmento negro para la pintura de artistas , grabados, tintas caligráficas y de dibujo, así como otras aplicaciones artísticas debido a su profundidad de color y su excelente poder colorante. El negro de hueso y el negro de marfil son pigmentos de artistas que se han utilizado desde tiempos históricos, tanto por los viejos maestros como Rembrandt y Velázquez como por pintores más modernos como Manet y Picasso . Los vestidos negros y los sombreros altos de los caballeros en La música en las Tullerías de Manet están pintados en negro marfil. [12] [13]
El negro de marfil se obtenía antiguamente moliendo marfil carbonizado en aceite . Hoy en día, el negro de marfil se considera sinónimo de negro de hueso. El marfil real ya no se utiliza debido a su coste y a que los animales que son fuentes naturales de marfil están sujetos a control internacional por ser especies en peligro de extinción .
En los siglos XVIII y XIX, los soldados utilizaban carbón de hueso mezclado con sebo o cera (o ambos) para impregnar el equipo de cuero militar, tanto para aumentar su vida útil como para ser la forma más sencilla de obtener pigmento para artículos de cuero negro. Los militares y los civiles lo utilizaban como betún y conservante para zapatos, incluso en los zapatos con el lado "áspero" hacia afuera. En los materiales de referencia de la época, se lo conoce como "bola negra".
El satélite Solar Orbiter de la ESA y la NASA utiliza una forma refinada de carbón de hueso que se aplica a su escudo térmico de titanio. Esto lo protege contra el resplandor y el calor del sol. El recubrimiento fue desarrollado por la empresa irlandesa Embio y utiliza su técnica 'CoBlast', desarrollada originalmente para recubrir implantes médicos de titanio. [14]
Esta fotografía muestra el Solar Orbiter con su escudo térmico recubierto de carbón de hueso negro.
En la cultura popular
La producción de hueso carbonizado apareció en la serie de televisión Dirty Jobs de Discovery Channel , en el episodio 19 de la temporada 5, "Bone Black", transmitido originalmente el 9 de febrero de 2010. [2]
El carbón de huesos humanos, conocido como "carbón de huesos", se menciona en la novela de Thomas Pynchon El llanto de Lot 49. Los huesos proceden de soldados estadounidenses que murieron en combate durante la Segunda Guerra Mundial y fueron enterrados en un lago en Italia, y el carbón se utiliza para filtros de cigarrillos.
El carbón de huesos humanos, llamado "carbón de huesos", se menciona en la novela de Jaroslav Hašek El buen soldado Švejk . La obra contiene una referencia a que los soldados no mueren en vano porque sus huesos se utilizarán para hacer carbón de huesos (" spodium ") para las refinerías de azúcar, y el protagonista es disciplinado por su comandante por preguntarse si el carbón de los huesos de los oficiales se vende a las refinerías a un precio más alto que el que se produce con los huesos de los soldados rasos comunes.
^ Fawell, John (2006). Fluoruro en el agua potable (1.ª edición). Ginebra: OMS. pág. 47. ISBN 9241563192.
^ ab "Guía de episodios de Dirty Jobs: Temporada 5, episodio "Bone Black"". Archivado desde el original el 13 de noviembre de 2010.
^ Medellín-Castillo, Nahum A.; Leyva-Ramos, Roberto; Ocampo-Pérez, Raúl; García de la Cruz, Ramón F.; Aragón-Piña, Antonio; Martínez-Rosales, José M.; Guerrero-Coronado, Rosa M.; Fuentes-Rubio, Laura (diciembre de 2007). "Adsorción de fluoruro de una solución acuosa en carbón óseo". Investigación en química industrial y de ingeniería . 46 (26): 9205–9212. doi :10.1021/ie070023n.
^ Horowitz, HS; Maier, FJ; Law, FE (noviembre de 1967). "Desfluoración parcial de un sistema de abastecimiento de agua comunitario y fluorosis dental". Public Health Reports . 82 (11): 965–72. doi :10.2307/4593174. JSTOR 4593174. PMC 1920070 . PMID 4964678.
^ Mjengera, H.; Mkongo, G. (enero de 2003). "Tecnología de desfluoración apropiada para su uso en áreas fluoróticas en Tanzania". Física y química de la Tierra, partes A/B/C . 28 (20–27): 1097–1104. Bibcode :2003PCE....28.1097M. doi :10.1016/j.pce.2003.08.030.
^ Ko, Danny CK; Porter, John F.; McKay, Gordon (diciembre de 2000). "Correcciones optimizadas para la adsorción en lecho fijo de iones metálicos sobre carbón de hueso". Chemical Engineering Science . 55 (23): 5819–5829. Bibcode :2000ChEnS..55.5819K. doi :10.1016/S0009-2509(00)00416-4.
^ Chen, Yun-Nen; Chai, Li-Yuan; Shu, Yu-De (diciembre de 2008). "Estudio de la adsorción de arsénico(V) en carbón de hueso de una solución acuosa". Journal of Hazardous Materials . 160 (1): 168–172. Bibcode :2008JHzM..160..168C. doi :10.1016/j.jhazmat.2008.02.120. PMID 18417278.
^ Deydier, Eric; Guilet, Richard; Sharrock, Patrick (julio de 2003). "Uso beneficioso de los residuos de la combustión de harina de carne y huesos: "un material eficiente y de bajo costo para eliminar el plomo de los efluentes acuosos"". Revista de materiales peligrosos . 101 (1): 55–64. Código Bibliográfico :2003JHzM..101...55D. doi :10.1016/S0304-3894(03)00137-7. PMID 12850320.
^ "Nanofiltro de agua". gongalimodel.com .
^ Asadi, Mosen (2006). Manual del azúcar de remolacha . Hoboken: John Wiley & Sons. pág. 333. ISBN9780471790983.
^ Chung Chi Chou, ed. (2000). Manual de refinación de azúcar: manual para el diseño y operación de instalaciones de refinación de azúcar . Nueva York: Wiley. págs. 368–369. ISBN9780471183570.
^ Bomford D, Kirby J, Leighton, J., Roy A., El arte en ciernes: el impresionismo . National Gallery Publications, Londres, 1990, págs. 112-119
^ Édouard Manet, 'La música en los jardines de las Tullerías', ColourLex
^ "Pigmento prehistórico de una cueva para proteger la sonda Solar Orbiter de la ESA". ESA.int .
.jpg/1280px-MANET_-_M%C3%BAsica_en_las_Tuller%C3%ADas_(National_Gallery,_Londres,_1862).jpg)
