INSTRUMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE EXTRACCIÓN DE COMPUESTOS ORGÁNICOS EN REFLUJO POR MICROONDAS

Abstract

Los Hidrocarburos Aromáticos Polic??clicos (HAPs) y Bifenilos Policlorados (PCBs) son compuestos orgánicos con un alto potencial cancer??geno. En el laboratorio de qu??mica ambiental de la Universidad Técnica Federico Santa Mar?á, se evalúa la concentración de estos peligrosos compuestos en el aire del centro de Santiago de Chile. La estación de muestreo consiste en cartridges que succionan y filtran el aire. Los HAPs y PCBs particulados se atrapan en filtros de teflón. Para evaluar la concentración de HAPs y PCBs particulados, se realizan diversos procesos, que primero extraen y luego concentran la muestra. Posteriormente se mide la concentración de los HAPs y PCBs mediante un cromatógrafo. El sistema que actualmente es utilizado para la extracción de los HAPs y PCBs desde los filtros se basa en una manta calefactora donde se coloca un balón de destilación con el filtro en su interior y conectado a un sistema de reflujo para recondensación del solvente. Este sistema presenta los siguientes inconvenientes: su operación es totalmente manual; prolongado tiempo de espera para llegar al punto de ebullición del solvente (30 minutos) y para el reflujo (1 hora); largo periodo de tiempo para enfriamiento de la muestra (1 hora); calentamiento no homogéneo; ineficiencia por pérdida de energ?á. Con el propósito de optimizar el actual ?Sistema de extracción de filtros de compuestos orgánicos?, se desarrolla la presente memoria. De esta manera se disea y construye un prototipo de Éxtractor de filtros de compuestos orgánicos?, basado en el calentamiento por microonda, técnica de gran desarrollo en los últimos aos, y que se utiliza en diversos procesos de la qu??mica debido a su gran eficiencia. El prototipo diseado tiene las siguientes caracter??sticas: Generador de microondas de 2,45 Ghz 800 W; gu?á de ondas enfocada directamente al balón de destilación; una tapa atenuadora de ondas para impedir que la microonda salga al exterior ya que el sistema es abierto, debido a que el balón posee un sistema de reflujo que hace que los gases que se evaporan vuelvan al balón; microcontrolador AVR AT90S8515 o atmega8515 de ATMEL para programación de procesos automatizados de extracción con interfaz usuario máquina (mediante un LCD y botonera de operación) y sistemas de seguridad de la máquina. Este prototipo presenta las siguientes ventajas comparativas, frente al antiguo sistema: Rapidez para llegar al punto de ebullición del solvente (2 minutos); sistema programable de extracción y calentamiento; sistema de enfriamiento programable y de cortos periodos de tiempo (5 a 15 minutos); y elevados estándares de seguridad.