La hidroxiapatita es un material cerámico estratégico para purificar el agua de los acuíferos argentinos contaminados con fluoruro. Los huesos animales son una fuente no convencional y renovable de hidroxiapatita que permite resolver un problema local con un recurso natural autóctono.Hydroxyapatite is a ceramic material that is strategic for the purification of water from Argentine aquifers polluted with fluoride. Animal bones are a nonconventional and renewable source of hydroxyapatite which allows solving a local problem with a native natural resource.Fil: Arnal, Pablo Maximiliano. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica; ArgentinaFil: Pantaleo, Cecilia. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica; Argentin

Arnal, Pablo Maximiliano

Pantaleo, Cecilia

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CERAMICA Y CRISTAL 145 - ABRIL 2012 ISSN 0325 0229  www.ceramicaycristal.com36La hidroxiapatita (HA) es un material cerámico estratégico para puri-ficar el agua de los acuíferos argentinos contaminados con fluoruro.Algunos acuíferos extendidos por amplias regiones de nuestro paísempleados como fuente de agua de consumo poseen una concen-tración de fluoruro tóxica (Fig.1). Una investigación de laOrganización Mundial de la Salud señala que la ingesta continua deagua cuya concentración de fluoruro supera los 1,5 mg/L es insalu-bre [1]. La ingesta habitual de aguas con una concentración de fluorurosuperior a los 1,5 mg/L produce fluorosis dental y fluorosis esquelé-tica [1-4]. En la fluorosis dental, los dientes presentan primero man-chas blancas que luego viran a marrón. En la fluorosis esquelética,los huesos aumentan su densidad y calcificación. A mayor exposi-ción, mayor perjuicio. Los trastornos varían desde alteraciones ape-nas perceptibles en radiografías hasta un marcado engrosamientode la corteza de los huesos largos o calcificación de ligamentos,tendones, e inserciones óseas de los músculos. La ingesta excesi-va también altera el funcionamiento de la glándula tiroidea, de losriñones, y retrasa el crecimiento. La intoxicación aguda con fluoruroproduce fluorosis esquelética invalidante.La HA es un cerámico cristalino con fórmula química Ca10(PO4)6(OH)2que en contacto con agua contaminada reduce la concentración defluoruro. La HA posee una estructura cristalina hexagonal [5] forma-da por aniones fosfato (PO43-), cationes calcio (Ca2+), y anioneshidroxilo (HO-) con una interesante propiedad: los aniones hidroxilotienden a intercambiarse por aniones halogenuros (X- = F-, Cl-, Br-)en medio acuoso, siendo el intercambio con fluoruro irreversible encontacto con aguas naturales.La HA es un componente accesorio (cristales microscópicos) enrocas ígneas de nuestro país. Sin embargo, esta fuente natural nose utiliza en un proceso industrial local para obtener la HA. Esto sededuce de la ausencia de la HA de la lista de 19 productos de ori-gen mineral disponibles a escala industrial en nuestro país segúnuna publicación del 2011 del Servicio Geológico Minero Argentino(SEGEMAR) [6].La HA también puede obtenerse por vía química. La vía químicaprincipal consiste en ensamblar el cerámico cristalino en medioacuoso a partir de los iones fosfato, calcio e hidroxilo. Estos ionespueden incorporarse al medio acuoso por disolución de ácidos,bases o sales [7]. De estos precursores, sin embargo, sólo el car-bonato de calcio constituye una materia prima elaborada a escalaindustrial en la Argentina [6]. Así, la vía química resulta intransitablea partir de recursos naturales autóctonos.Una fuente de materia prima no convencional de HA son los huesosanimales. El principal componente de estos huesos es la HA (65-70%) [8]. Es más, los huesos animales provenientes de frigoríficosCIENCIA Y TECNOLOGÍAFUENTE NO CONVENCIONAL Y RENOVABLE DE HIDROXIAPATITAPARA PURIFICAR AGUA CONTAMINADA CON FLUORURODr. Pablo M. Arnal , Ing. Cecilia PantaleoCentro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica (CETMIC), CIC - CONICET. La Plata, Cno. Centenario y 506, CC 49, M. B. Gonnet - Pcia. Buenos Aires, ARGENTINAResumen La hidroxiapatita es un material cerámico estratégico para purificar el agua de los acuíferos argentinos contaminados con fluo-ruro. Los huesos animales son una fuente no convencional y renovable de hidroxiapatita que permite resolver un problema localcon un recurso natural autóctono.Palabras clave: hidroxiapatita, hueso animal calcinado, fluoruro, agua.AbstractHydroxyapatite is a ceramic material that is strategic for the purification of water from Argentine aquifers polluted with fluoride.Animal bones are a nonconventional and renewable source of hydroxyapatite which allows solving a local problem with a nativenatural resource.Keywords: hydroxyapatite, calcined animal bone, fluoride, water.Distribución geográfica del con-tenido de fluoruros en aguas desegunda napa en la RepúblicaArgentina.Figura 1. Distribución de concentraciones de fluoruro en aguas de segundanapa. ‹ 1 mgF/L1-3 mgF/L› 3 mgF/LCERAMICA Y CRISTAL 145 - ABRIL 2012 - ISSN 0325 0229  www.ceramicaycristal.com 37(subproducto industrial), del consumo familiar y de animales muer-tos en el campo son la materia prima del único fosfato fabricado enel país [9].Este fosfato obtenido de huesos animales encuentra diversos usos.Por un lado, las cenizas de hueso se emplean para corregir posiblesdeficiencias de calcio en la alimentación de ganado bovino [10]. Porotro, los huesos animales se utilizan como fuente de fósforo naturalpara suministrar a los suelos de plantaciones con protección bio-tecnológica, ya que permite combatir los fitopatógenos causantesde la putrefacción de la corona y la caída de las plantas, mejorandotambién su resistencia natural [11]. Pero un uso de la HA poco explorado hasta ahora es la remoción deaniones fluoruros de aguas. Si bien el uso de la HA obtenida a par-tir de huesos animales para remover fluoruro de aguas es objeto deestudio a nivel mundial [12-14], la investigación se encuentra aún enuna etapa inicial. Jiménez y Solache [13], por ejemplo, pudieronpreparar una HA capaz de remover 4,7 mg de fluoruro por gramo dematerial usado.Cabe destacar que la HA proveniente de los huesos bovinos faena-dos en nuestro país alcanza en principio para resolver el problemalocal de la contaminación de aguas con fluoruros. Según un informede la Oficina Nacional de Control Comercial Agropecuario, en el año2010 se faenaron 11.882.706 cabezas de ganado bovino en laRepública Argentina [16]. Considerando que un novillo promedioposee unos 50 kg de huesos [17], podemos concluir que sólo el sec-tor bovino de la industria cárnica produjo unos 600.000.000 kg dehuesos en 2010. O, lo que es lo mismo, un promedio de 15 kg dehueso por habitante de nuestro país. Los huesos animales pueden convertirse en HA mediante un pro-ceso simple y escalable. Los huesos se calcinan en un horno a unatemperatura inferior a 1000 ºC. En estas condiciones, la materiaorgánica de los huesos se descompone químicamente formandoespecies volátiles que se evacuan del horno, mientras que en elhorno permanece el componente mineral del hueso. Al finalizar elproceso, la masa remanente es aproximadamente la mitad de lamasa de huesos utilizada.En conclusión, los huesos animales son una fuente no convencio-nal y renovable de HA que podría usarse para evitar el daño quesobre la salud humana produce el consumo de aguas con concen-traciones demasiado elevadas de fluoruro. Así, un problema localpuede resolverse con un recurso natural autóctono. Agradecimientos Bibliografía[1] Organization, W.H., Guidelines for Drinking-Water Quality - Recommendations -Addendum. 3 ed. Vol. 1. 2008, Genova.B[2] Fawell, J., K. Bailey, et al., Fluoride in Driking-water. 2006, Padstow, Cornwall, UK:World Health Organization.[3] Ingallinella, A.M., . , Procesos ARSIS-UNR para la Remoción de Arsénico y Flúor enAguas Subterráneas: una experiencia de aplicación. 2011, Centro de Ingeniería Sanitaria,Fac. Cs. Exactas, Ing. Y Agrimensura, UNR,: Rosario, Santa Fe, Argentina. [4] Ryczel, M.E., Flúor y Agua de Consumo - Su relación con la salud - Controversias sobrela necesidad de fluorar el agua de consumo. Boletín del ATA, 2006. 20(72): p. 21-26.[5] Kay, M.I., R. A. Young, et al. , Crystal Structure of Hydroxyapatite. 1964. 204(4963): p.1050-1052.[6] Argentino, S.G.M.[7] Mostafa, N.Y., Characterization, thermal stability and sintering of hydroxyapatite powdersprepared by different routes. Materials Chemistry and Physics, 2005. 94(2-3): p. 333-341.[8] Antonio J. Salgado, O.P.C., Rui L. Reis, Bone Tissue Engineering: State of the Art andFuture Trends. Macromol. Biosci, 2004. 4: p. 743-765.[9] D.J., M., Ceniza de Huesos y Otros Fosfatos en Relación con la EEB, INTA, Editor. 2005.[10] J., M.D., El Calcio en la Alimentación del Ganado Bovino para Carne, in Noticias yComentarios, INTA, Editor. 2002: Mercedes, Corrientes.[11] E., S., Reciclaje y revalorización de sustrato de huesos para la protección y nutriciónde cultivos respetuosos con el medioambiente, proyecto a cargo de Terra Humana CleanTechnology Development, Engineering and Manufacturing Ltd.[12] V. E. Badillo-Almaraz, J.A.F., H. Arriola, F. A. López, L. Ruiz-Ramirez, Elimination offluoride ions in water for human consumption using hydroxyapatite as an adsorbent.Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2007. Vol. 271, No.3.[13] M. Jiménez-Reyes, M.S.-R., Sorption behavior of fluoride ions from aqueous solutionsby hydroxyapatite. 2010. 180(1-3): p. 297-302.[14] C. Sairam Sundaram, N.V., S. Meenakshi, Uptake of fluoride by nano-hydroxyapati-te/chitosan, a bioinorganic composite. 2008. 99(17): p. 8226-8230.[15] Fan, X., Parker D.J., Smith, M.D., Adsorption kinectics of fluoride on low cost materials. 2003.[16] Agropecuario, O.N.d.C.C.[17] Garríz, C., Subproductos ganaderos: huesos. Buenos Aires (Argentina). 2000, Institutode Promoción de la Carne Vacuna Argentina (IPCVA). ?CIENCIA Y TECNOLOGÍAMuflado, Capacidad: 2.20m3. Dimensiones interiores: Alto 1240 mm, Ancho 880mm, Profundidad 2040 mm. Temperatura máxi-ma de trabajo: 1100º C. Equipado con dos vagonetas,  un transportador y 16 quemadores de  llama ascendente para una correc-ta distribución del calor. Sólida construcción de acero con frente deacero inoxidable.Posee un ingenioso sistema de control, ya que todo el sistema funcio-na con 12v alimentado por una batería; lo que asegura un contínuo fun-cionamiento ante cortes de energía eléctrica.Las dos vagonetas tienen una estructura refractaria hecha a medidapor la firma “ Acme Marls Limited” de Inglaterra. Confeccionadas  encordierita de tal forma que permiten intercalar placas para aprovechar inte-gramente el volumen interior del horno.HORNO "MORETTI" ITALIANO A GAS PARA COCCIÓN DE CERÁMICA. Ariel  Vacca, Tel.: (54-11) 47091752  |  ventas@vapahc.com.arU$S 17.000-¡Oportunidad!E L E C P O R  S . A .FABRICACION DE PORCELANA ELECTRICA PARA ILUMINACION (HASTA 60 AMP)AISLADORES E INTERCEPTORESFab.: Ruta 25 Nº 2782 y Víctor Maro  -  Adm. y Vta.: Venecia  5641625 BELEN DE ESCOBAR -Telefax:(03488) 421969 - e-mail: fatel@cotelnet.com.ar´

Fuente no convencional y renovable de hidroxiapatita para purificar agua contaminada con fluoruro

LAReferencia - Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas Latinoamericanas

CERAMICA Y CRISTAL 145 - ABRIL 2012 ISSN 0325 0229  www.ceramicaycristal.com36La hidroxiapatita (HA) es un material cerámico estratégico para puri-ficar el agua de los acuíferos argentinos contaminados con fluoruro.Algunos acuíferos extendidos por amplias regiones de nuestro paísempleados como fuente de agua de consumo poseen una concen-tración de fluoruro tóxica (Fig.1). Una investigación de laOrganización Mundial de la Salud señala que la ingesta continua deagua cuya concentración de fluoruro supera los 1,5 mg/L es insalu-bre [1]. La ingesta habitual de aguas con una concentración de fluorurosuperior a los 1,5 mg/L produce fluorosis dental y fluorosis esquelé-tica [1-4]. En la fluorosis dental, los dientes presentan primero man-chas blancas que luego viran a marrón. En la fluorosis esquelética,los huesos aumentan su densidad y calcificación. A mayor exposi-ción, mayor perjuicio. Los trastornos varían desde alteraciones ape-nas perceptibles en radiografías hasta un marcado engrosamientode la corteza de los huesos largos o calcificación de ligamentos,tendones, e inserciones óseas de los músculos. La ingesta excesi-va también altera el funcionamiento de la glándula tiroidea, de losriñones, y retrasa el crecimiento. La intoxicación aguda con fluoruroproduce fluorosis esquelética invalidante.La HA es un cerámico cristalino con fórmula química Ca10(PO4)6(OH)2que en contacto con agua contaminada reduce la concentración defluoruro. La HA posee una estructura cristalina hexagonal [5] forma-da por aniones fosfato (PO43-), cationes calcio (Ca2+), y anioneshidroxilo (HO-) con una interesante propiedad: los aniones hidroxilotienden a intercambiarse por aniones halogenuros (X- = F-, Cl-, Br-)en medio acuoso, siendo el intercambio con fluoruro irreversible encontacto con aguas naturales.La HA es un componente accesorio (cristales microscópicos) enrocas ígneas de nuestro país. Sin embargo, esta fuente natural nose utiliza en un proceso industrial local para obtener la HA. Esto sededuce de la ausencia de la HA de la lista de 19 productos de ori-gen mineral disponibles a escala industrial en nuestro país segúnuna publicación del 2011 del Servicio Geológico Minero Argentino(SEGEMAR) [6].La HA también puede obtenerse por vía química. La vía químicaprincipal consiste en ensamblar el cerámico cristalino en medioacuoso a partir de los iones fosfato, calcio e hidroxilo. Estos ionespueden incorporarse al medio acuoso por disolución de ácidos,bases o sales [7]. De estos precursores, sin embargo, sólo el car-bonato de calcio constituye una materia prima elaborada a escalaindustrial en la Argentina [6]. Así, la vía química resulta intransitablea partir de recursos naturales autóctonos.Una fuente de materia prima no convencional de HA son los huesosanimales. El principal componente de estos huesos es la HA (65-70%) [8]. Es más, los huesos animales provenientes de frigoríficosCIENCIA Y TECNOLOGÍAFUENTE NO CONVENCIONAL Y RENOVABLE DE HIDROXIAPATITAPARA PURIFICAR AGUA CONTAMINADA CON FLUORURODr. Pablo M. Arnal , Ing. Cecilia PantaleoCentro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica (CETMIC), CIC - CONICET. La Plata, Cno. Centenario y 506, CC 49, M. B. Gonnet - Pcia. Buenos Aires, ARGENTINAResumen La hidroxiapatita es un material cerámico estratégico para purificar el agua de los acuíferos argentinos contaminados con fluo-ruro. Los huesos animales son una fuente no convencional y renovable de hidroxiapatita que permite resolver un problema localcon un recurso natural autóctono.Palabras clave: hidroxiapatita, hueso animal calcinado, fluoruro, agua.AbstractHydroxyapatite is a ceramic material that is strategic for the purification of water from Argentine aquifers polluted with fluoride.Animal bones are a nonconventional and renewable source of hydroxyapatite which allows solving a local problem with a nativenatural resource.Keywords: hydroxyapatite, calcined animal bone, fluoride, water.Distribución geográfica del con-tenido de fluoruros en aguas desegunda napa en la RepúblicaArgentina.Figura 1. Distribución de concentraciones de fluoruro en aguas de segundanapa. ‹ 1 mgF/L1-3 mgF/L› 3 mgF/LCERAMICA Y CRISTAL 145 - ABRIL 2012 - ISSN 0325 0229  www.ceramicaycristal.com 37(subproducto industrial), del consumo familiar y de animales muer-tos en el campo son la materia prima del único fosfato fabricado enel país [9].Este fosfato obtenido de huesos animales encuentra diversos usos.Por un lado, las cenizas de hueso se emplean para corregir posiblesdeficiencias de calcio en la alimentación de ganado bovino [10]. Porotro, los huesos animales se utilizan como fuente de fósforo naturalpara suministrar a los suelos de plantaciones con protección bio-tecnológica, ya que permite combatir los fitopatógenos causantesde la putrefacción de la corona y la caída de las plantas, mejorandotambién su resistencia natural [11]. Pero un uso de la HA poco explorado hasta ahora es la remoción deaniones fluoruros de aguas. Si bien el uso de la HA obtenida a par-tir de huesos animales para remover fluoruro de aguas es objeto deestudio a nivel mundial [12-14], la investigación se encuentra aún enuna etapa inicial. Jiménez y Solache [13], por ejemplo, pudieronpreparar una HA capaz de remover 4,7 mg de fluoruro por gramo dematerial usado.Cabe destacar que la HA proveniente de los huesos bovinos faena-dos en nuestro país alcanza en principio para resolver el problemalocal de la contaminación de aguas con fluoruros. Según un informede la Oficina Nacional de Control Comercial Agropecuario, en el año2010 se faenaron 11.882.706 cabezas de ganado bovino en laRepública Argentina [16]. Considerando que un novillo promedioposee unos 50 kg de huesos [17], podemos concluir que sólo el sec-tor bovino de la industria cárnica produjo unos 600.000.000 kg dehuesos en 2010. O, lo que es lo mismo, un promedio de 15 kg dehueso por habitante de nuestro país. Los huesos animales pueden convertirse en HA mediante un pro-ceso simple y escalable. Los huesos se calcinan en un horno a unatemperatura inferior a 1000 ºC. En estas condiciones, la materiaorgánica de los huesos se descompone químicamente formandoespecies volátiles que se evacuan del horno, mientras que en elhorno permanece el componente mineral del hueso. Al finalizar elproceso, la masa remanente es aproximadamente la mitad de lamasa de huesos utilizada.En conclusión, los huesos animales son una fuente no convencio-nal y renovable de HA que podría usarse para evitar el daño quesobre la salud humana produce el consumo de aguas con concen-traciones demasiado elevadas de fluoruro. Así, un problema localpuede resolverse con un recurso natural autóctono. Agradecimientos Bibliografía[1] Organization, W.H., Guidelines for Drinking-Water Quality - Recommendations -Addendum. 3 ed. Vol. 1. 2008, Genova.B[2] Fawell, J., K. Bailey, et al., Fluoride in Driking-water. 2006, Padstow, Cornwall, UK:World Health Organization.[3] Ingallinella, A.M., . , Procesos ARSIS-UNR para la Remoción de Arsénico y Flúor enAguas Subterráneas: una experiencia de aplicación. 2011, Centro de Ingeniería Sanitaria,Fac. Cs. Exactas, Ing. Y Agrimensura, UNR,: Rosario, Santa Fe, Argentina. [4] Ryczel, M.E., Flúor y Agua de Consumo - Su relación con la salud - Controversias sobrela necesidad de fluorar el agua de consumo. Boletín del ATA, 2006. 20(72): p. 21-26.[5] Kay, M.I., R. A. Young, et al. , Crystal Structure of Hydroxyapatite. 1964. 204(4963): p.1050-1052.[6] Argentino, S.G.M.[7] Mostafa, N.Y., Characterization, thermal stability and sintering of hydroxyapatite powdersprepared by different routes. Materials Chemistry and Physics, 2005. 94(2-3): p. 333-341.[8] Antonio J. Salgado, O.P.C., Rui L. Reis, Bone Tissue Engineering: State of the Art andFuture Trends. Macromol. Biosci, 2004. 4: p. 743-765.[9] D.J., M., Ceniza de Huesos y Otros Fosfatos en Relación con la EEB, INTA, Editor. 2005.[10] J., M.D., El Calcio en la Alimentación del Ganado Bovino para Carne, in Noticias yComentarios, INTA, Editor. 2002: Mercedes, Corrientes.[11] E., S., Reciclaje y revalorización de sustrato de huesos para la protección y nutriciónde cultivos respetuosos con el medioambiente, proyecto a cargo de Terra Humana CleanTechnology Development, Engineering and Manufacturing Ltd.[12] V. E. Badillo-Almaraz, J.A.F., H. Arriola, F. A. López, L. Ruiz-Ramirez, Elimination offluoride ions in water for human consumption using hydroxyapatite as an adsorbent.Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 2007. Vol. 271, No.3.[13] M. Jiménez-Reyes, M.S.-R., Sorption behavior of fluoride ions from aqueous solutionsby hydroxyapatite. 2010. 180(1-3): p. 297-302.[14] C. Sairam Sundaram, N.V., S. Meenakshi, Uptake of fluoride by nano-hydroxyapati-te/chitosan, a bioinorganic composite. 2008. 99(17): p. 8226-8230.[15] Fan, X., Parker D.J., Smith, M.D., Adsorption kinectics of fluoride on low cost materials. 2003.[16] Agropecuario, O.N.d.C.C.[17] Garríz, C., Subproductos ganaderos: huesos. Buenos Aires (Argentina). 2000, Institutode Promoción de la Carne Vacuna Argentina (IPCVA). CIENCIA Y TECNOLOGÍAMuflado, Capacidad: 2.20m3. Dimensiones interiores: Alto 1240 mm, Ancho 880mm, Profundidad 2040 mm. Temperatura máxi-ma de trabajo: 1100º C. Equipado con dos vagonetas,  un transportador y 16 quemadores de  llama ascendente para una correc-ta distribución del calor. Sólida construcción de acero con frente deacero inoxidable.Posee un ingenioso sistema de control, ya que todo el sistema funcio-na con 12v alimentado por una batería; lo que asegura un contínuo fun-cionamiento ante cortes de energía eléctrica.Las dos vagonetas tienen una estructura refractaria hecha a medidapor la firma “ Acme Marls Limited” de Inglaterra. Confeccionadas  encordierita de tal forma que permiten intercalar placas para aprovechar inte-gramente el volumen interior del horno.HORNO "MORETTI" ITALIANO A GAS PARA COCCIÓN DE CERÁMICA. Ariel  Vacca, Tel.: (54-11) 47091752  |  ventas@vapahc.com.arU$S 17.000-¡Oportunidad!E L E C P O R  S . A .FABRICACION DE PORCELANA ELECTRICA PARA ILUMINACION (HASTA 60 AMP)AISLADORES E INTERCEPTORESFab.: Ruta 25 Nº 2782 y Víctor Maro  -  Adm. y Vta.: Venecia  5641625 BELEN DE ESCOBAR -Telefax:(03488) 421969 - e-mail: fatel@cotelnet.com.ar´

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