El ácido sulfúrico es un componente clave en muchos procesos químicos industriales, desde la fabricación de fertilizantes hasta el procesamiento de aguas residuales y la síntesis química.
La mayor parte del azufre del mundo se encuentra en el suelo, a partir de minerales como la pirita (sulfuro de hierro) y otros compuestos de sulfuro o disulfuro. Sin embargo, más que una extracción directa de la tierra, más del 80% del azufre utilizado industrialmente es un producto de desecho, eliminado durante el refinado de los combustibles fósiles para evitar las emisiones de dióxido de azufre.
El azufre es el quinto elemento más abundante en la tierra.
Con la tendencia hacia fuentes de energía limpias y renovables que se ciernen sobre la industria de los combustibles fósiles, ¿hay un futuro para el ácido sulfúrico tal como lo conocemos?
¿Qué es el ácido sulfúrico?
Más del 85 % del azufre que usamos se convierte en ácido sulfúrico, un ácido ampliamente utilizado en la industria química en el procesamiento y la producción de cientos de compuestos diferentes. Es un ácido mineral altamente corrosivo con la fórmula molecular H2SO4, también conocido como 'aceite de vitriolo'.
Es un líquido viscoso incoloro a ligeramente amarillo, soluble en agua en todas las concentraciones. A veces, puede encontrarlo de color marrón oscuro, ya que a menudo se tiñe durante los procesos de producción industrial para alertar a las personas sobre su naturaleza peligrosa. El ácido sulfúrico es un ácido diprótico y puede mostrar diferentes propiedades dependiendo de su concentración. Al ser un ácido fuerte, el ácido sulfúrico es corrosivo para metales, piedras, piel, ojos, carne y otros materiales. También puede carbonizar la madera (pero no provocará un incendio). Estos efectos se pueden atribuir principalmente a su fuerte naturaleza ácida y, si se concentra, a sus fuertes propiedades deshidratantes y oxidantes.
El ácido sulfúrico se puede encontrar en varias situaciones: es un componente de la lluvia ácida y del ácido de las baterías, e incluso se puede formar cuando algunos limpiadores de baños se mezclan con agua. El ácido sulfúrico se usa con mayor frecuencia en la producción de fertilizantes fosfatados. También encuentra usos en la fabricación de explosivos, otros ácidos, colorantes, pegamentos, conservantes de madera y baterías de automóviles. También se utiliza en la purificación del petróleo, el decapado de metales, la fundición de cobre, la galvanoplastia, el trabajo del metal y la producción de rayón y películas.
¿Cuál es el impacto de las tecnologías verdes?
Con la creciente crisis del cambio climático y el impulso para reemplazar los combustibles fósiles con fuentes de energía renovable, la industria tal como la conocemos tendrá que cambiar. La industria se ha adaptado a las demandas del petróleo y el gas tratando de reducir los desechos y maximizar la eficiencia, incluida la reutilización de subproductos e impurezas, como el azufre, que de otro modo causarían daños ambientales.
La desulfuración de los combustibles fósiles no solo se convirtió en un método viable de producción de azufre, sino que también eliminó la entrada de contaminantes nocivos y corrosivos en el aire, el suelo y los sistemas de agua.
El azufre suele estar presente en los combustibles fósiles en aproximadamente un 1-3 % en peso, lo que representa el 80 % de los más de 80 millones de toneladas de suministro mundial anual de azufre. Sin embargo, el cambio hacia la energía renovable es inminente y, con él, una revisión de procesos químicos cruciales y una pérdida de reactivos clave como el ácido sulfúrico en las escalas que tenemos actualmente. Se pronostica que la demanda superará la oferta de azufre entre un 40 y un 130 % para 2040, dependiendo de la extensión de la infraestructura de energía renovable.
¿Qué se puede hacer?
Una de las soluciones más obvias es extraer azufre de los amplios depósitos minerales de sulfuro y sulfato dentro de la superficie de la Tierra, ya que era la principal fuente de azufre a mediados del siglo XX. Sin embargo, la minería en su estado actual también tiene grandes costos para el medio ambiente y para las personas, debido a la exposición a partículas y metales pesados que idealmente deberían evitarse.
La reducción de la cantidad total de azufre necesaria en toda la industria podría lograrse mediante prácticas de reciclaje más cuidadosas y es una opción potencial para frenar la demanda. Reciclar los desechos de fertilizante contribuiría en gran medida a reducir la cantidad de roca de fosfato en bruto que necesita ser tratada con ácido para crear nuevo fertilizante. Además, el reciclaje de los subproductos de la sal de sulfato provocados por los procesos químicos del ácido sulfúrico podría ayudar a recuperar porciones significativas de azufre. Sin embargo, el producto más viable de este proceso de reciclaje es el gas tóxico de sulfuro de hidrógeno, por lo que se necesita más investigación para desarrollar esta idea.
Reemplazar el ácido sulfúrico con alternativas podría ser posible en algunos aspectos. Se ha sugerido que el ácido nítrico es un ácido capaz de procesar rocas a un nivel similar al ácido sulfúrico; sin embargo, las aguas residuales producidas específicamente en la extracción de fosfato para fertilizantes son radiactivas. El ácido sulfúrico también se usa en las baterías de iones de litio, por lo que una mejor infraestructura de reciclaje de baterías o encontrar formas alternativas de almacenamiento de energía podría ser de gran ayuda.
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