Contenido de metales pesados y composición química de los cementos hidráulicos de uso general comercializados en Costa Rica

• Autores: Jimmy Venegas Padilla, Bryan Calderón Jiménez, José Pablo Sibaja Brenes, Jorge Salazar Delgado, Ellen Rodríguez Castro
• Localización: Ingeniería: Revista de la Universidad de Costa Rica, ISSN-e 2215-2652, ISSN 1409-2441, Vol. 27, Nº. 1, 2017, págs. 75-79
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Content of heavy metals and chemical composition of the hydraulic cement marketed in Costa Rica
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    El presente estudio tuvo como objetivo determinar el contenido de los metales pesados, específicamente el contenido de plomo (Pb), cromo (Cr) y mercurio (Hg), y la composición química (CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 entre otros) del cemento hidráulico de uso general comercializado en Costa Rica. Los parámetros físicos de densidad y finura confirmaron que los cementos analizados presentaron suficiente homogeneidad para evaluar el contenido de los constituyentes químicos y de los metales pesados. Los constituyentes químicos se determinaron mediante XRF. Los cementos presentaron fracciones en masa en el ámbito de (61,22 - 63,12) % de CaO, (18,10 - 26,14) % de SiO2, (3,70-6,05) % Al2O3, (2,57 - 3,36) % Fe2O3 y (0,6 - 4,09) % de MgO. Otros compuestos minoritarios tales como MgO, TiO2, K2O, P2O5, Mn2O3 y Na2O se encontraron en fracciones, promedio en masa, inferiores al 1 %. El contenido de metales pesados se determinó por medio FAAS, ETAAS y CVAAS. El estudio demostró que el Pb se encontró en concentración variable desde los (2,45 ± 0,72) mg kg-1 hasta los (8,95 ± 1,34) mg kg-1, el Cr presentó concentraciones de hasta (10,69 ± 0,92) mg kg-1. Se determinó que el Hg se encontraba en concentraciones inferiores a los (0,141 ± 0,021) mg kg-1. Los resultados del contenido de los metales pesados expuestos en este estudio brindarán información sustancial para los futuros estudios en las áreas de toxicológica, ecotoxicológica, normalización y en la reglamentación nacional. 

  • English

    The present study aims to quantify the concentration of heavy metals, specifically lead (Pb), chromium (Cr), and mercury (Hg), and also the chemical composition (CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 among others) of the hydraulic cement marketed in Costa Rica. The physical parameters of density and fineness confirmed the homogeneity of the samples to determinate accurately the content of the major components and heavy metals in the cements. The mineralogical constitution was determined by X-ray Fluorescence (XRF). Specifically, the cements showed a mass fraction in the range of (61.22 – 63.12) % of CaO, (18.10 – 26.14) % of SiO2, (3.70 – 6.05) % of Al2O3, (2.57 – 3.36) % Fe2O3 and (0.60 – 4.09) % de MgO. Other components such as MgO, TiO2, K2O, P2O5, Na2O and Mn2O3 were found on an average mass fraction lower than 1%. Moreover, using the ignition test results and assuming a complete decomposition of the limestone, it was possible to estimate (indirectly) the content of CaCO3 and CaO given by the raw materials. The metal content of the heavy metals was determined using Flame Atomic Absorption Spectroscopy (FAAS), Electrothermal Atomic Absorption Spectroscopy (ETAAS), and Cold Vapor Atomic Absorption Spectroscopy (CVAAS). The analysis demonstrated that the Pb in cements is present in different concentrations ranging the (2.45 ± 0.72) mg kg-1 to the (8.95 ± 1.34) mg kg-1. Chromium (Cr) was presented in higher concentrations of (10.69 ± 0.92) mg kg-1. The Hg concentration was below 0.141 ± 0.021 mg kg-1. In general terms, the hydraulic cements marketed and used in Costa Rica have a suitable chemical composition compared with some cements marketed in Germany. The results of the content of heavy metals presented in this study provide significant information for future studies in the area of toxicology, ecotoxicology, standardization and national regulation.