Análisis de la Universidad de Girona | UDG
epf1) Reproducción de las condiciones experimentales para registrar el comportamiento de la urna Nilo Assets S.A. en ambiente terrestre y marino simulado.
En fecha 04/04/2011 se han recibido 4 urnas funerarias de la empresa EPF (Especialidades Profesionales Funerarias S.L.) de Terrassa (Barcelona). Las urnas, fabricadas por Nilo Assets S.A.se han clasificado como URNA LIMONES de color marrón, URNA LUNA de color blanco, URNA SENA de color ocre-rojizo y URNA DUNA de color arena.
El día 5 de abril de 2011 las urnas se han preparado para analizar la cinética de degradación y dispersión en ambiente terrestre y marino. En la bolsa de material degradable contenida en el interior de cada urna con la finalidad de contener las cenizas del difunto,se han puesto 1000 g de arena de cuarzo fina (diámetro <50 μm) para simular el contenido en cenizas que puede variar entre 550 y 1500 g.
A continuación se ha sellado la tapa de las urnas LUNA y DUNA en tres puntos con silicona para asegurar una cierta resistencia en el momento de hundimiento en el mar.Las urnas LIMONES y SENA no se han sellado dado que destinadas a enterramiento en el suelo
Fotografía 1. Preparación de las urnas en el invernadero de la Universidad de Girona.
Degradación de la urna en agua de mar.
El día 05/042011a las 15:30 horas se han puesto las urnas LUNA y DUNA con 1000 g de arena de cuarzo en un contenedor de 350 L de agua de mar.El seguimiento presencial de la cinética de hundimiento ha permitido observar que las urnas se quedan flotando inicialmente y al cabo de 5-10 minutos se inclinan unos 45º permitiendo al agua de fluir en el interior.
En el cuerpo de las urnas se crea un efecto de succión debido a la entrada del agua y al cabo de pocos minutos las urnas se hunden (secuencia de fotografíes 2-8 urna LUNA).
En las primeras 4 fotos (fases de hundimiento) de la urna LUNA en agua de mar se observa como la urna tiene la facultad de flotar durante unos minutos mientras lentamente se va hundiendo de forma vertical hasta que se inclina en el lado izquierdo unos 30º.
En una segunda fase la urna se inclina hasta 45º, se hunde y durante el proceso de hundimiento recupera la posición horizontal.
Fotografíes2-8. Proceso de hundimiento de la urna LUNA en agua de mar.
Las fotografías 9-12 (primera fase de hundimiento de la urna DUNA en agua de mar) muestran su facultad de flotar durante unos minutos.
Fotografías 9-16. Proceso de hundimiento de la urna DUNA en agua de mar.
Sucesivamente (unos 5-10 minutos) se inclina en el lado derecho unos 30º-45º, la tapa se desprende y la urna DUNA se hunde.Durante el proceso de hundimiento recupera la posición horizontal que mantenía cuando inmergida en el agua.
A las 16:00 horas las urnas LUNA y DUNA hundidas empiezan a deshacerse. El agua de mar va entrando progresivamente en los poros del material, creando alteración en la capa de pintura que contribuye a una mayor inestabilidad y produce su degradación.La bolsa de material degradable que contiene la arena sale entre dos aguas y empieza a degradar se rápidamente mostrando una apariencia gelatinosa que progresivamente se diluye en el agua hasta su degradación total al cabo de unas horas cuando las urnas están totalmente aflojadas y dispersas(secuencia de fotografíes 17-20).
Fotografíes 17-20. Urnas LUNA y DUNA parcialmente degradadas.
A las 10:00 del día 06/04/2011 las urnas presentan un estado de desintegración parcial, con fracciones del material de pocos mm (casi polvo) hasta piezas de pocos cm de longitud. El pigmento de la urna no se ha desprendido completamente y las tapas (especialmente la de la urna LUNA) parecen mes resistentes. A las 17:00 horas las urnas presentan un estado de desintegración casi total, y se aprecia en el fondo del contenedor el material mineral componente las urnas desecho en partículas muy finas
Mientras que el pigmento parece resistirla degradación y mantiene una mayor consistencia en formas de hojas de unos 15-20 cm de diámetro equivalente.El cuerpo de la urna se ha aflojado y totalmente y se está deshaciendo. En las fotografías 21 y 22 las urnas están desechas y las partículas de arcilla que se desprenden continuamente de su estructura entran en suspensión y van recubriendo lo que queda de la urna que todavía mantiene algo de resto de pintura.
Fotografías 21 y 22. Las urnas LUNA y DUNA degradadas.
En fecha 19 y 28 de abril 2011 se ha procedido a la agitación del agua de mar en el contenedor simulando condiciones marinas. El resultado ha sido que el material mineral se ha disuelto completamente así como la bolsa de material degradable que esta preparada para contener las cenizas.Sin embargo se observa que el pigmento continúa troceado en pequeñas fracciones que van adquiriendo progresivamente un tamaño mas reducido hasta su completa dispersión. Una vez sedimentado todo el material se mantiene esta característica y se identifican piezas del pigmento mezcladas al sedimento que se deshacen completamente al tacto. Se da por hecho que el pigmento,siendo principalmente de procedencia vegetal irá degradándose con el tiempo progresivamente hasta su completa dispersión en el ambiente marino.De producirse estos ensayos en condiciones reales con corrientes frecuentes y presiones superiores a las atmosféricas (profundidades de más de 50 m) los resultados serán los mismos pero mucho más rápidos y las urnas pueden resultar totalmente degradadas en menos de una semana.
Degradación de la urna en el suelo
Entierro de las urnas SENA Y LIMONES en un suelo natural para registrar sus comportamientos cuando es depositada en este ambiente.
En fecha 05/04/2011 se han preparado las urnas SENA (color ocre rojizo) y LIMONES (color marrón) para analizar la cinética de degradación y dispersión en el suelo. En la bolsa de material degradable presente en el interior de cada urna,con la finalidad de contener las cenizas del difunto, se han puesto 1000 g de arena de cuarzo fina (diámetro
Fotografía 23. Conjunto de la parcela donde se han ensayado los procesos de degradación de las urnas SENA y LIMONES.
En la secuencia fotográfica 24-27 se observa la urna SENA colocada en uno de los dos huecos y los momentos de su entierro hasta tres cuartas partes para controlar visualmente el proceso de degradación.Sobre de ella se pone una pieza de metacrilato trasparente para seguir su comportamiento en el suelo quedando visible una parte de ella. Para forzar el proceso de degradación se ha aumentado el contenido de humedad del suelo con riego mediante mecanismo regante a ducha con el objetivo de incrementar el contenido hídrico del suelo entorno al 40%-50%, parecido a lo que ese obtiene con una tasa de riego a manta en un suelo arenoso-limoso,120 mm de agua
En las fotografía se nota que después de la aportación de agua, al cabo de 3 horas la tapa de la urna se agrieta y el pigmento colorante se vuelve mas blando casi a punto de deshacerse.
Fotografías 24-27. Secuencia del ensayo y respuesta inmediata de la urna SENA al recibir el suelo la cantidad de agua convenida.
Contrariamente, la urna LIMONES se coloca en el hueco con el objetivo de enterrarla totalmente y regar la superficie para sucesivamente, al cabo de unos días, evaluar su estado de degradación (secuencia fotografíes 28-31).
Fotografías 28-31. Secuencia del ensayo y con la urna LIMONES totalmente enterrada recibiendo el suelo la cantidad de agua convenida.
Los días siguientes fueron bastante lluviosos, así que no fue necesario regar. Al visitar el efecto directo de la lluvia (Girona cayeron una media de entre 20 y 60 l/m2 durante algunos días) las urnas presentaban el siguiente aspecto (fotografías 32-35).
Comentario: Se puede observar que la urna SENA, parcialmente descubierta para resaltar los efectos del agua en su degradabilidad, ha sido prácticamente destruida en pocos días después de los varios episodios de lluvia natural.
Asimismo, el impacto de las gotas de agua sobre el suelo y la saturación del suelo han contribuido al colapse de la urna LIMONES, que, como se puede observar, mezcla el material del que esta compuesta con material edáfico. La casi nula consistencia al tacto del material que compone la urna deja prever que su degradación total se producirá en pocas horas.
Fotografías 32-35. Efectos de descomposición prácticamente total de las urnas SENA y LIMONES en el suelo después de una lluvia natural.
2) Análisis de laboratorio
Urnas Ecológicas Biodegrdables
Se ha procedido a determinar los siguientes parámetros:2.1 Resistencia mecánica de muestras de urnas integras en presencia de agua de mar (kg/cm2).
Las urnas se trocearon en pequeños fragmentos que se sumergieron en capsula Petri llenas de agua de mary durante un periodo de 196 horas se analizó la resistencia mecánica a la penetración con un con un penetrómetro de bolsillo Terzaghi.
Resultados medios. Error estadístico inferior al 10%. De cada urna sehicieron cincorepeticiones de varias partes del material.
2.2 pH de muestras de urnas trituradas a 0-2 mm diámetro equivalente.
Se pesan 5 g de material tamizados a 0-2 mm y se depositan en un vaso de precipitados con 25 ml de agua destilada. Las muestras se agitan durante 15 minutos. Transcurrido este tiempo se dejare posar 15 minutos más. A continuación se procede a la lectura con un pH metro Crison precedentemente calibrado con soluciones valoradas de pH conocido,teniendo en cuenta la temperatura.
Resultados medios. Error estadístico inferior al 10%. De cada urna se hicieron cincorepeticiones de varias partes del material.
2.3 Materia orgánica (%) de muestras de urnas trituradas 0-2 mm diámetro equivalente
Se pesa 1 g del material que compone las urnas tamizados a 0-2 mm y se procede a determinar el porcentaje de materia orgánica.A cada muestra se añade10 ml de dicromato potásico 1 N y 20 ml de ácido sulfúrico concentrado (98%). Se dejareposar 30 minutos y pasado este tiempo se añade100 ml de agua y 10 ml de ácido ortofosfórico concentrado (85%). A continuación se añaden unas gotas de indicador de Urna
epf) Tiempo(horas) 01/21361224487296120196 Kg/cm2 (1)LIMONES 4,03,02,81,71,41,11,01,00,90,90,80,6 (2) LUNA4,83,82,51,61,51,51,11,21,10,60,50,5 (3)SENA 3,12,82,82,31,81,41,11,10,90,60,50,4 (4)DUNA 3,73,43,42,21,61,71,11,20,70,80,60,6 difenilamina y se valora el exceso de dicromato con una solución de sal de Mohr (hierro amonio sulfato)0.5 N.
Para obtener el contenido de materia orgánica (MO) se multiplica el % de carbono oxidable (Cox) por 1,724.
Resultados medios. Error estadístico inferior al 10%. De cada urna se hicieron cincorepeticiones de varias partes del material.
2.4 Nitrógeno total (%) de muestras de urnas trituradas 0-2 mm diámetro equivalente
Se pesa 1 g del material que compone las urnas tamizados a 0-2 mm y se procede a determinar el porcentaje de Nitrógeno total.Cada muestra se coloca en un tubo digestor añadiéndose dos pastillas de selenio para catalizar la reacción oxidativa. En cada tubo se añadieron 10 ml de H2SO4concentrado (96%).
Después dichos tubos se ubicaron en un bloque digestor durante 1hora a 175ºC y 1 hora y 30 minutos a 370ºC. Este proceso de mineralización permite que las diferentes formas de nitrógeno se transformen en nitrógeno amoniacal.
Terminada la digestión,se dejan enfriar los tubos a temperatura ambiente y se añade a cada tubo 25 ml de agua destilada y se coloca en el aparato destilador Kjeldhal. A continuación automáticamente se añade NaOH al 40% hasta alcanzar un volumen aproximado de 50 ml en el tubo. El NaOH es una base fuerte que sirve para neutralizar el ácido y permitir que el amoníaco pueda evaporarse para ser destilado.
Tras añadir NaOH, el aparato destilador empieza ainyectar vaporen la muestra que empiezaa evaporarse. Cuando el vapor de la muestra pasa a través de una serpentina refrigeradora y se recogen 100 ml de destilado en un erlenmeyer en el que previamente se ha añadido unos 25 ml de ácido bórico al 4% y unas gotas de azul de metilo. El ácido bórico permite fijar el NH3 destilado e impedir que se evapore.
Una vez destilados unos 100 ml se valora la solución con H2SO40.2N hasta que cambia de color verde claro a rojizo y se anota los ml H2SO4 consumidos. Para el cálculo del% de nitrógeno total se parte de los gramos de material utilizado sal principio y los ml de H2SO4 consumido.
Resultados medios. Error estadístico inferior al 10%. De cada urna se hicieron cinco repeticiones de varias partes del material.
2.5Contenido en elementos tóxicos (Co, Zn, Mn, Pb, Cd en mg/kg)
En este caso se haseparado la fase mineral del pigmento y se han triturado separadamente.
Concentración total del metal: 1 g de muestras de parte mineral y pigmento trituradas 0-2 mm diámetro equivalente se han puesto en un vaso de precipitados y se añade 30 ml de mezcla HCL+HNO3.
A continuación ambas fases (mineral y pigmento)se han disuelto separadamente en un baño de arena caliente a 100ºC. Cuando toda la muestra se ha disuelto (tres horas) se filtra en matraz de 50 ml y se prepara para las mediciones.
Concentración soluble del metal en agua de mar:1 g de muestras de parte mineral y pigmento trituradas 0-2 mm diámetro equivalente se han puesto en un vaso de precipitados y se añade 30 ml deagua de mar agitando durante 1 día.Se filtray se prepara para las mediciones.
Este último procedimiento se lleva a cabo para determinar el aporte inmediato del material de estos elementos que pueden ser solubles al degradarse la urnaen el mar.Muestras disueltas en solución ácida analizadas por espectrometríade plasma. Limite de Detección (LD) 0,0001 mg/kg.
Muestras disueltas en agua de maranalizadas por espectrometríade plasma. Limite de detección 0,0001 mg/kg.
LD: Por debajo del límite de detección.Resultados medios.
Error estadístico inferior al 10%. De cada urna se hicieron cinco repeticiones de varias partes del material.
3)Interpretación de los resultados
Los resultados que se indican al punto 2.1 están relacionados con la resistencia del material de las urnas a la penetración es decir su resistencia a los impactos. Los valores se muestran bajos a partir del primer día de ensayos tal como se define un material de consistencia dura pero frágil, blando y fácilmente destructible en su contacto con el agua. Se piense que un suelo arcilloso seco puede dar valores de 12 hasta 20 kg/cm2y ser fácilmente disgregable al adsorber importantes cantidades de agua. Al cabo de 196 horas (8 dias) los valores son extremadamente bajos y las muestras muestran una resistencia muy blanda ala punta del penetrometrosiendo el material disperso al contacto con el aparato. Estas indicaciones confirman la capacidad de estos materiales de disgregarse y disolverse fácilmente en ambiente marino especialmente después de un cierto tiempo de hundimiento. Esta capacidad será mucho mayor en condiciones reales de presión y corrientes.Los resultados del punto 2.2 se refieren al valor de pH. Todos los valores son ligeramente alcalinos el que demuestra que tanto el material mineral de que esta compuesta la urna como el pigmento no pueden producir alteraciones del medio marino siendo el valor de pH del agua de mar muy similar.Por lo que se refiere a los resultados de los puntos 2.3 y 2.4 se demuestra que el material de que está compuesta la urna (fase mineral y pigmento) tiene un contenido importante de materia orgánica y nitrógeno que, como se ha evidenciado en pruebas preliminares está concentrado en el pigmento dado que el contenido de materia orgánica y nitrógeno en la fase mineral es casi nulo. Estos contenidos se justifican con el hecho que la fase pigmento está formada por colágeno y pigmentos naturales que están enriquecidos de materia orgánica y nitrógeno. Por lo que se refiere al mar, estos valores no son suficientes para perjudicar la calidad de las aguas y pueden ser importantes a nivel nutricional para los organismos marinos. Cabe destacar también que en el suelo un contenido del 3% de materia orgánica y de un 1% de nitrógeno esta considerado normal por lo tanto no se puede descartar una acción beneficiosa para el suelo en el caso que las urnas sean enterradas. Al deshacerse con el tiempo pueden enriquecer el medio edáfico con elementos nutritivos.Por lo que se refiere al punto 2.5 los valores de metales tóxicos (concentraciones totales obtenidas por disolución ácida) son muy bajos y no representan una aportación importante al ser liberados en el agua durante la fase de descomposición y desintegración de las urnas. Además los valores detectados en las muestras disueltas en agua de mar están por debajo del límite de detección en todos los casos. Considerando un tiempo de disgregación continuo, la aportación de metales al medio es prácticamente insignificante.
Giovanni Pardini Girona, 4 de Mayo de 2011
Doctor en Ciencias Geológicas
