Resumen

Las membranas impermeables de polietileno de alta densidad (HDPE) se utilizan como revestimiento en tanques de almacenamiento de vinaza (lixiviado de la caña de azúcar). El lixiviado se bombea a los tanques a temperaturas de 80-90 °C. Debido a estas altas temperaturas y a la acidez de los residuos, estas membranas pueden degradarse, agrietarse y perder la función para la que han sido diseñadas. Esto puede provocar la contaminación del suelo y de las aguas subterráneas. Este estudio evaluó el efecto de la vinaza en las membranas de HDPE tras 4 meses de exposición en un entorno controlado. También se utilizó un líquido agresivo de pH alcalino (hidróxido de sodio). El objetivo era evaluar la resistencia de la membrana en contacto con residuos ácidos y alcalinos. 

Para determinar la degradación de las membranas poliméricas tras la inmersión química se utilizaron pruebas físicas y mecánicas, la medición del contenido de negro de humo y el análisis termo gravimétrico (TGA). Mientras que el hidróxido de sodio provocó sólo cambios menores en las propiedades físicas, la vinaza indujo un cambio de espesor del 7,8%. Con la inmersión en vinaza, se midió una disminución media de la resistencia y la deformabilidad (rendimiento) del 34% y el 23,5%, respectivamente. La rigidez aumentó un 7,8% (media) y la resistencia al desgarro disminuyó un 2,7% (media).

INTRODUCCIÓN

Las membranas poliméricas se utilizan extensamente en aplicaciones de ingeniería, especialmente en sistemas de impermeabilización de vertederos y otras obras medioambientales, donde actúan como barreras efectivas contra líquidos y vapores debido a su baja permeabilidad, que puede ser tan baja como 10-11 cm/s[1-3]. Las membranas más comúnmente utilizadas en tales sistemas son las de polietileno de alta densidad (HDPE), apreciadas por su alta resistencia química. Sin embargo, debido al contacto directo con productos químicos en aplicaciones de contención ambiental, estas membranas pueden ver afectadas sus propiedades de resistencia y rendimiento, comprometiendo la estanqueidad del sistema en su conjunto.

La exposición química puede alterar la composición del material y modificar sus propiedades mecánicas, especialmente bajo condiciones de altas temperaturas y tensiones mecánicas prolongadas[4]. Cuando múltiples agentes agresivos actúan simultáneamente, la membrana puede experimentar un mayor nivel de degradación, reduciendo su resistencia efectiva. Por lo tanto, es crucial verificar la compatibilidad química de las membranas al inicio de cualquier proyecto. 

• Materias:Propiedades mecánicas Propiedades fisicoquímicas Degradación Análisis térmico
• Subjects:Mechanical properties Chemicophysical properties Degradation Thermal analysis
• Palabras claves:Membranas de HDPE; Propiedades físicas y mecánicas; Negro de carbono; Análisis térmico (TGA)
• Keywords:HDPE membranes; Physical and mechanical properties; Carbon black; Thermal analysis (TGA)