ES2252507T3 - Composicion de desengrasado util para el desengrasado y/o la descontaminacion de superficies solidas. - Google Patents
Composicion de desengrasado util para el desengrasado y/o la descontaminacion de superficies solidas.Info
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Abstract
Composición líquida de desengrasado, que comprende una solución acuosa de ácido nítrico, que contiene: - al menos un primer tensioactivo no iónico emulsionante constituido por un alcohol graso polietoxilado, y - al menos un segundo tensioactivo no iónico humectante constituido por un copolímero de óxido de etileno y óxido de propileno.
Description
Composición de desengrasado útil para el
desengrasado y/o la descontaminación de superficies sólidas.
La invención se refiere a una composición de
desengrasado, así como a un gel y una espuma de desengrasado que
comprenden dicha composición.
La invención se refiere igualmente a un
procedimiento de desengrasado y/o descontaminación de una superficie
utilizando dicha composición, dicho gel y/o dicha espuma de
desengrasado.
La presente invención encuentra aplicación, por
ejemplo, y sin limitación, en el desengrasado de superficies,
particularmente superficies metálicas como aparatos, componentes,
suelos, etc., de una instalación de regeneración de combustibles
nucleares irradiados. Estas superficies están o pueden estar en
contacto con una o varias sustancias grasas que pueden estar
contaminadas. Por tanto, es necesario limpiar regularmente estas
superficies con fines de saneamiento y/o descontaminación
radioactiva.
Por ejemplo, una de estas sustancias es un
disolvente denominado fosfato de tributilo (TBP) que es utilizado
en los ciclos de extracción de metales radioactivos como uranio y
plutonio. En el transcurso de estos ciclos de extracción, este
disolvente adquiere una actividad radioquímica particularmente
considerable, ya que puede contener hasta algunas decenas de gramos
de uranio y/o plutonio por litro. Este disolvente puede convertirse
entonces en un disolvente de elevada actividad (disolvente HA) o un
disolvente de muy elevada actividad (disolvente THA). La presencia
de estos disolventes HA y THA sobre ciertos componentes de las
instalaciones de regeneración de combustibles irradiados como
mezcladores-decantadores, columnas de extracción,
etc., conduce a menudo a la formación de superficies metálicas
particularmente organófilas que favorecen depósitos posteriores.
Estos depósitos grasos con casi insensibles a los aclarados por las
soluciones acuosas clásicas utilizadas en la regeneración y por
tanto necesitan un tratamiento específico.
Otras sustancias grasas susceptibles de
encontrarse sobre estas superficies son los productos de degradación
del TBP obtenidos por radiolisis del disolvente, como ácido
dibutilfosfórico (HDBP), ácido monobutilfosfórico (H_{2}MBP) y
sales y complejos de estos ácidos con metales como uranio, plutonio
y cationes metálicos susceptibles de estar presentes durante la
regeneración de desechos nucleares y, particularmente, de
combustibles irradiados. Estas superficies pueden estar igualmente
contaminadas por óxidos de uranio y plutonio así como por compuestos
nitrados de estos elementos.
Por tanto, es necesario descontaminar estas
superficies para retirar no solamente las sustancias grasas, sino
también los productos contaminantes, en particular los productos
radioactivos.
El documento
FR-A-2.781.809 [1] describe
composiciones de desengrasado que pueden ser utilizadas para
desengrasar una superficie metálica que ha estado en contacto con
un disolvente como TBP y/o sus derivados HDBP y H_{2}MBP y sus
sales y complejos, que comprenden un medio básico como sosa,
asociado a tensioactivos no iónicos.
Esta composición de desengrasado utiliza por
tanto un medio básico que favorece un ataque químico de las grasas
que van a ser eliminadas por la reacción clásica de saponificación.
La presencia en este medio de los dos tensioactivos permite
disminuir la concentración de sosa y mejorar la dilución de la
solución.
No obstante, el empleo de un medio básico
presenta el inconveniente, en el campo nuclear, de conducir a la
formación de hidróxidos de metales radioactivos, en particular
hidróxido de plutonio, lo que supone el riesgo de nuevos depósitos
sobre la superficie metálica. De hecho, es necesario realizar
tratamientos complementarios de solubilización de estos hidróxidos,
por ejemplo, por tratamientos ácidos.
Por otra parte, la presencia de sosa en los
efluentes conduce a una gestión delicada de éstos y a un aumento de
los volúmenes de solución necesarios para el saneamiento de las
instalaciones nucleares.
Además, la sosa presenta el inconveniente de ser
poco compatible con las matrices vítreas de acondicionamiento de
los desechos finales procedentes de la regeneración de combustibles
nucleares.
La presente invención tiene precisamente por
objeto una composición de desengrasado que permite eliminar los
inconvenientes anteriormente mencionados, gracias a la utilización
de un medio ácido.
Según la invención, la composición líquida de
desengrasado comprende una solución acuosa de un ácido inorgánico,
que contiene:
- al menos un primer tensioactivo no iónico
emulsionante constituido por un alcohol graso polietoxilado, y
- al menos un segundo tensioactivo no iónico
humectante constituido por un copolímero de óxido de etileno y
óxido de propileno.
Por tanto, la originalidad de esta composición
consiste en la utilización de un ácido inorgánico, disolvente que
es poco o nada empleado en detergencia.
En esta composición, se utiliza ácido nítrico que
forma parte de los ácidos utilizados en las instalaciones de
regeneración de combustibles nucleares. La concentración de ácido
nítrico en la solución acuosa es escogida de forma que pueda
disolver en esta en cantidades suficientes el primer y segundo
tensioactivos no iónicos. Generalmente, la concentración de ácido
nítrico en la solución acuosa es de 0,1 a 5
moles\cdotl^{-1}.
Los tensioactivos utilizados son solubles en la
solución de ácido nítrico y son escogidos de forma que permitan una
solubilización elevada de TBP, conduciendo siempre a una solución
que tenga una temperatura de turbidez apropiada y un efecto
espumante controlado.
El primer tensioactivo no iónico emulsionante es
un alcohol graso polietoxilado, que responde, por ejemplo, a la
fórmula:
R^{1}-(OCH_{2}CH_{2})_{n}-OH
en la que n es un número entero de
2 a 20 y R^{1} es una cadena hidrocarbonada, saturada o
insaturada, que tiene 9 a 18 átomos de
carbono.
Preferentemente, n es número entero de 6 a 15 y
R^{1} es un grupo alquilo de 11 a 13 átomos de carbono.
Como ejemplo de tensioactivo de este tipo, se
puede citar el producto comercializado por la empresa Goldschmidt
(Francia) carbonado que comprende estadísticamente 11 a 13 átomos de
carbono. Este tensioactivo no iónico posee un índice de balance
hidrófilo-lipófilo (HLB) elevado, de 12,5.
En medio nítrico 5 M, su solubilidad es de varias
decenas de gramos a 25ºC, por ejemplo de aproximadamente 10
g\cdotl^{-1}.
El segundo tensioactivo no iónico humectante
utilizado en la composición de la invención, permite reducir la
formación de espuma del sistema tensioactivo y aumentar la capacidad
de formación de micelas del sistema tensioactivo; es escogido entre
el grupo de copolímeros de bloques de óxido de etileno y óxido de
propileno. Estos tensioactivos no iónicos son conocidos por sus
buenas propiedades humectantes y presentan además un punto de
turbidez que permite fijar una temperatura de turbidez más allá de
la cual el sistema se hace completamente no espumante, ajustando su
concentración en la composición. Esta propiedad es interesante en
términos de seguridad, ya que suministra un medio sencillo de
controlar la formación de espuma indebida durante una aplicación a
escala industrial.
El desengrasado de una superficie consiste
particularmente en solubilizar en las micelas formadas por la
asociación de los tensioactivos en la solución acuosa la(s)
sustancia(s) presente(s) sobre la superficie que va a
ser desengrasada. Estas micelas se forman particularmente con el
alcohol graso, saturado o insaturado, polietoxilado y contienen
la(s) sustancia(s) grasa(s)
solubilizada(s).
Las micelas son partículas dinámicas que se
forman y se desagregan sin cesar en la solución. Cuando la
concentración de uno de los tensioactivos de la composición según
la invención es demasiado baja, particularmente con respecto a la
cantidad de sustancia(s) grasa(s) que va(n) a
ser disuelta(s), las micelas se pueden disociar y liberar
la(s) sustancia(s) grasa(s) que se
vuelve(n) a depositar seguidamente sobre las superficies
desengrasadas. La disociación de las micelas es visible y se plasma
en la formación de una turbidez en la solución. Esta disociación
puede producirse cuando la composición según la invención está
saturada de sustancia(s) grasa(s) y/o a partir de una
cierta temperatura.
La saturación de la composición según la
invención por una sustancia grasa puede ponerse de manifiesto por
una medida del "punto de turbidez" de esta composición. El
punto de turbidez es expresado en grados Celsius (ºC). El punto de
turbidez de un tensioactivo no iónico corresponde a una
deshidratación parcial de la cadena hidrófila, y esto se plasma, si
se alcanza la temperatura del punto de turbidez, en la separación de
fases; es decir, la separación del tensioactivo.
Si el punto de turbidez se produce a temperatura
ambiente, esto puede suponer un nuevo depósito de la sustancia
grasa sobre las superficies desengrasadas, a temperatura ambiente.
Por tanto, es preferible que el punto de turbidez de la composición
sea superior a la temperatura utilizada para el desengrasado, por
ejemplo aproximadamente 20ºC, cuando el desengrasado es efectuado a
temperatura ambiente o una temperatura superior a 20ºC. Por tanto,
un punto de turbidez elevado se plasma en una capacidad elevada de
disolución de una sustancia grasa. La medida del punto de turbidez
permite por tanto en particular medir la eficacia de desengrasado de
la composición según la invención. Esta eficacia de desengrasado
puede ser medida igualmente por una medida de la humectabilidad de
esta superficie.
Según la invención, se escoge la concentración
del segundo tensioactivo humectante de la composición para obtener
un punto de turbidez superior a la temperatura a la que se efectúa
el desengrasado.
Según la invención, el segundo tensioactivo
humectante está constituido preferentemente por un copolímero de
bloques de óxido de etileno y óxido de propileno que comprende de 1
a 8 restos de óxido de etileno y de 3 a 12 restos de óxido de
propileno.
Como ejemplo de un copolímero de bloques de este
tipo utilizable en la invención, se puede citar el producto
comercializado por la empresa Rhodia bajo la denominación ANTAROX FM
33. Este presenta una solubilidad en ácido nítrico concentrado (15
M) a 20ºC de 3,0 a 3,5 g\cdotl^{-1}.
En la composición de desengrasado de la
invención, la proporción de cada uno de los tensioactivos se
determina en función de los siguientes criterios:
- la temperatura de turbidez de la
composición,
- la humectabilidad de la composición, y
- la capacidad de solubilización de TBP.
Además de ello, se escogen preferentemente
concentraciones tales que la concentración total de tensioactivo en
la composición se sitúe en el intervalo de 1 a 20
g\cdotl^{-1}.
Es igualmente preferible que la cantidad del (o
de los) primero(s) tensioactivo(s) sea superior a la
del (o de los) segundo(s) tensioactivo(s).
Generalmente, la relación en peso del (o de los) primero(s)
tensioactivo(s) emulsionante(s)
a (o a los) segundo(s) tensioactivo(s) humectante(s) es de 2 a 10, preferentemente de aproximadamente 4. Preferentemente, en este caso el segundo tensioactivo humectante preferido está presente a 2 g/l y el primer tensioactivo emulsionante está presente a 8 g/l.
a (o a los) segundo(s) tensioactivo(s) humectante(s) es de 2 a 10, preferentemente de aproximadamente 4. Preferentemente, en este caso el segundo tensioactivo humectante preferido está presente a 2 g/l y el primer tensioactivo emulsionante está presente a 8 g/l.
En ciertos casos, se pueden añadir a la
composición de desengrasado de la invención y tercer tensioactivo
constituido, por ejemplo, por un éster fosfórico, con el fin de
disminuir la humectabilidad del sistema tensioactivo.
Este éster fosfórico puede responder a la fórmula
C_{5}H_{17}OOP(OR^{2})_{2} en la que R^{2}
es un grupo hidrocarbonado de 4 a 10 átomos de carbono.
Como ejemplo de tercer tensioactivo de este tipo,
se puede citar el producto comercializado por la empresa Quarré
Chim bajo la denominación VICTAWET 12. Puede estar presente en la
composición a una concentración de 0,1 a 3 g\cdotl^{-1}, por
ejemplo de 0,5 g\cdotl^{-1}.
De acuerdo con la invención, se puede también
disminuir la humectabilidad del sistema tensioactivo añadiendo a la
composición 0 a 0,5 g\cdotl^{-1} de fosfato de tributilo (TBP)
para aprovechar el poder antiespumante elevado debido a la
hidrofobicidad de la molécula de TBP.
Efectivamente, el efecto antiespumante máximo del
TBP se observa para valores muy inferiores a la concentración
máxima de TBP solubilizable en la composición de la invención.
Por tanto, se puede utilizar TBP a
concentraciones muy bajas como agente antiespumante para
aplicaciones muy puntuales asociadas a la formación perjudicial de
espuma durante la aplicación del tratamiento, particularmente
durante la transferencia de las composiciones líquidas en los
órganos de bombeo de la instalación. Igualmente, puede ser
integrado desde la fabricación de la composición. Esta solución
presenta la ventaja, en el caso de una aplicación de regeneración
nuclear, de no necesitar la adición de un aditivo químico de
composición diferente a las ya presentes en las instalaciones.
La composición líquida de desengrasado de la
invención es particularmente interesante ya que permite asegurar la
solubilización simultánea de las grasas (TBP, HDBP, H_{2}MBP así
como, a priori, los complejos de U y Pu de DBP y MBP) y los
óxidos, en particular los óxidos de uranio o plutonio así como los
compuestos nitrados procedentes de estos elementos e insolubles en
un medio de sosa. Ello permite también asegurar la solubilización
de los productos eventuales de corrosión de la superficie metálica,
realizando el tratamiento en una sola etapa.
La composición líquida de desengrasado de la
invención puede ser utilizada en esta forma y ser aplicada de
diversas maneras, por ejemplo, en la forma de baños de inmersión por
aspersión.
Se puede utilizar también la composición líquida
de desengrasado de la invención en la forma de una espuma en
asociación con una fase gaseosa. En este caso, se puede añadir a la
espuma uno o varios aditivos escogidos entre los descritos en el
documento FR-A-2.679.458 [2]. Tanto
la espuma como el líquido de desengrasado pueden ser utilizados
para el desengrasado y/o la descontaminación de una superficie,
poniendo en contacto la superficie con la espuma o el líquido para
extraer en este los productos que contaminan esta superficie.
La formulación puede ser utilizada en forma de
espuma y ser puesta en circulación para la limpieza del recinto.
Igualmente, puede ser pulverizada por medio de un aplicador, por
ejemplo, un cañón de espuma. La formulación propuesta así como las
proporciones indicadas son compatibles con una utilización del
producto en forma de espuma. No obstante, se situará en los valores
superiores de las concentraciones indicadas para los dos
tensioactivos principales. La capacidad de formación de espuma del
sistema puede ser igualmente reforzada o alterada mediante la
adición de terceros productos como, por ejemplo, los descritos en la
referencia [2]. Por tanto, podrá obtenerse una desestabilización
mediante la adición de Amonyl 675 SB comercializado por la empresa
SEPPIC (sulfobetaína) hasta 1,5% en peso. Inversamente, la
estabilidad de la espuma puede ser reforzada mediante la adición de
un agente de viscosidad, por ejemplo, goma de xantano en
proporciones en peso inferiores a 0,2%. La aplicación de la espuma
puede ser realizada también como se describe en las referencias [2]
y [3].
En el caso de una espuma, la puesta en contacto
se puede realizar poniendo en circulación la espuma en el recinto.
Se puede también pulverizar la espuma por medio de un aplicador, por
ejemplo, un cañón de espuma, o incluso utilizar las técnicas
descritas en los documentos
FR-A-2.679.458 [2] y
FR-A-2.773.725 [3] para generar y
aplicar la espuma.
Según la invención, se puede utilizar incluso la
composición de desengrasado en forma de gel, añadiéndole un agente
de viscosidad inorgánico apropiado como alúmina o sílice.
En este caso, el gel puede ser aplicado sobre la
superficie que va a ser descontaminada por medio de un aplicador,
por ejemplo, un pincel o por pulverización por medio de un
propulsor. Se pueden utilizar también las técnicas de
descontaminación descritas en los documentos
FR-A-2.695.839 [4],
FR-A-2.656.949 [5] y
FR-A-2.717.709 [6].
Por tanto, se puede aplicar el gel sobre la
superficie que va a ser descontaminada por proyección con pistola,
por inmersión y escurrido, por inclusión o incluso por medio de un
pincel. Puede ser seguidamente eliminado de la superficie
despegándolo por un simple aclarado con agua, por ejemplo, por medio
de un chorro de agua. Preferentemente, se aplica el gel por
proyección con pistola, por ejemplo, bajo una presión (compresor
AIRLESS) al nivel del inyector de 500 a 1000 N\cdotcm^{-2}.
También, la invención tiene igualmente por objeto
un procedimiento de descontaminación y/o desengrasado de una
superficie, que consiste en poner en contacto la superficie con una
composición líquida, una espuma o un gel de acuerdo con la
invención, para extraer de esta composición, esta espuma o este gel
los productos que contaminan esta superficie.
Estos productos contaminantes pueden ser uno o
varios de los productos siguientes: fosfato de tributilo (TBP),
ácido dibutilfosfórico (HDBP), ácido monobutilfosfórico (H_{2}MBP)
y sus sales y complejos de uranio, plutonio y metales radioactivos,
y los óxidos y nitratos de uranio y plutonio.
Otras características y ventajas de la invención
aparecerán mejor mediante la lectura de la descripción que sigue de
ejemplos de realización, que debe entenderse que se proporcionan con
carácter ilustrativo y no limitativo, en referencia a los dibujos
anejos.
La figura 1 es un diagrama que ilustra la
evolución de la solubilidad aparente de TBP, S_{TBP} (en
g\cdotl^{-1}) en función de la concentración de ácido nítrico
del medio (mol\cdotl^{-1}) en el caso de una solución de ácido
nítrico solo y en el caso de una composición de desengrasado de
acuerdo con la invención constituida por HNO_{3} que contiene 8
g\cdotl^{-1} de REWOPAL y 2 g\cdotl^{-1} de ANTAROX.
La figura 2 es un diagrama que ilustra con
carácter comparativo la evolución de la solubilidad aparente de
TBP, S_{TBP} (en g\cdotl^{-1}) en función de la concentración
de NaOH (mol\cdotl^{-1}) de una composición que comprende los
mismos tensioactivos y las mismas concentraciones que la composición
de la figura 1, sustituyendo HNO_{3} con NaOH.
Las figuras 3 y 4 son curvas que ilustran las
cinéticas de desengrasado de una composición de desengrasado de la
invención en medio nítrico 1 M (figura 3) y de una composición de
desengrasado de la invención en medio nítrico 5 M (figura 4), es
decir, la evolución del ángulo de contacto A_{c} (º) en función de
la duración de la inmersión t(s).
La figura 5 es un histograma que muestra el
efecto de las composiciones de desengrasado de la invención y el
efecto de una solución de ácido nítrico puro o una solución de sosa
pura sobre la descontaminación de americio de superficies
metálicas, expresada en actividad superficial de Am^{241}
(Bq/cm^{2}) antes y después de la contaminación.
En este ejemplo se estudia la influencia de la
concentración de ácido nítrico de una composición de desengrasado
de la invención que comprende 8 g\cdotl^{-1} del primer
tensioactivo, REWOPAL X1207 L y 2 g\cdotl^{-1} del segundo
tensioactivo ANTAROX FM 33.
Por tanto, se realizan ensayos de solubilización
de TBP en soluciones de ácido nítrico cuyas concentraciones de
ácido nítrico varían de 0,5 a 5 M, que contienen las cantidades
dadas de tensioactivos, añadiendo TBP en la composición hasta la
aparición de una turbidez persistente.
Con carácter comparativo, se efectúa el mismo
ensayo de solubilización de TBP en soluciones de ácido nítrico solo
que tienen concentraciones de HNO_{3} de 0,5 a 5
mol\cdotl^{-1}.
Los resultados obtenidos se representan en al
figura 1, que ilustra la evolución de la solubilidad aparente
S_{TBP} (en g\cdotl^{-1}) en función de la concentración de
HNO_{3} (en mol\cdotl^{-1}).
Se destaca así que en los dos casos, la
solubilidad aparente máxima es observada para una concentración de
ácido nítrico de aproximadamente 1 mol\cdotl^{-1}, y que la
ganancia debida al aporte de los tensioactivos en la composición de
la invención es de un factor de 12 con respecto al medio nítrico
solo.
El aporte de los tensioactivos se sitúa al nivel
de su capacidad para eliminar los depósitos hidrófobos de las
superficies sólidas gracias a sus propiedades humectantes y
emulsionantes. Sin embargo, la presencia de estos depósitos de
origen orgánico incluso en una cantidad pequeña puede perjudicar de
forma considerable a los tratamientos clásicos de carácter
hidrófilo, impidiendo el acceso al conjunto de las superficies
contaminadas. Por tanto, la elección de TBP como referencia se
justifica ya que constituye el depósito más hidrófobo susceptible
de ser encontrado en una instalación de regeneración de combustibles
nucleares.
El TBP es solubilizado en las micelas formadas
por la asociación de los tensioactivos en la composición. Estas
micelas aparecen para concentraciones de tensioactivos superiores a
la concentración micelar crítica (CMC). El núcleo hidrófobo de la
micela actúa como micro-reactor que permite la
solubilización de disolventes orgánicos. La solubilidad aparente
resultante de la incorporación de la materia orgánica en las micelas
es entonces muy superior a la verdadera solubilidad de TBP en el
medio de referencia, como se comprueba en la figura 1.
En la figura 2, se representan con carácter
comparativo los resultados obtenidos cuando se utilizan los mismos
tensioactivos en un medio básico constituido por sosa, siendo la
concentración de REWOPAL de 8 g\cdotl^{-1} y siendo la
concentración de ANTAROX de 2 g\cdotl^{-1}.
En esta figura 2, se representa la evolución de
la solubilidad aparente de TBP S_{TBP} (en g\cdotl^{-1}) en
función de la concentración de NaOH (en mol\cdotl^{-1}).
En este caso, se observa que la solubilidad
aparente de TBP es mucho menos elevada que en el caso del medio de
ácido nítrico, por lo que los tensioactivos utilizados no permiten
mejorar en un medio de NaOH la solubilidad aparente de TBP con
respecto a la que se obtiene en un medio neutro (agua pura). Este
ejemplo plasma la especificidad de la formulación tensioactivo en
medio ácido.
En este ejemplo, se utilizan las dos
composiciones de desengrasado siguientes:
| Composición nº 1 | ácido nítrico 1 M, REWOPAL 8 g\cdotl^{-1} y ANTAROX 2 g\cdotl^{-1} |
| Composición nº 2 | ácido nítrico 5 M, REWOPAL 8 g\cdotl^{-1} y ANTAROX 2 g\cdotl^{-1} |
En este ejemplo, se reviste una tira de acero
inoxidable 304 L inicialmente adecuada con un depósito compuesto
por una mezcla de TBP, HDBP y H_{2}MBP en las proporciones en peso
siguientes: TBP 70%, HDBP 18%, H_{2}MBP 12%. Seguidamente se
efectúa una medición indirecta del ángulo de contacto inicial por
medio de un tensiómetro de tiras de tipo Krüss K12. A continuación
se sigue la evolución del ángulo de contacto después de la inmersión
de la tira en la composición de desengrasado. Un ángulo de contacto
nulo corresponde a un desengrasado perfecto.
La figura 3 ilustra la evolución del ángulo de
contacto A_{c} (en º) en función de la duración de la inmersión t
(en s) de las dos tiras en la composición nº 1.
La figura 4 ilustra la evolución del ángulo de
contacto A_{c} (en grados) en función de la duración de la
inmersión t (en segundos) para diversos ensayos realizados con la
composición nº 2.
En todos los casos, el peso inicial del depósito
fue de 45\pm4 mg.
En estas figuras, se comprueba que se obtiene un
desengrasado total de las tiras después de 22 minutos de inmersión
para la composición nº 1 en medio de ácido nítrico a una
concentración 1 M. Esta duración es sensiblemente acortada para la
composición nº 2 en la que el medio de ácido nítrico está a una
concentración 5 M. La duración necesaria para la obtención de un
desengrasado total es llevado así a aproximadamente 5 minutos. Las
duraciones del desengrasado son sensiblemente más cortas que las
obtenidas en un medio de sosa con las composiciones descritas en el
documento [1].
La presencia de TBP, debido a la hidrofobicidad
de esta molécula, tiene un fuerte poder antiespumante. En el caso
de las composiciones en un medio de ácido nítrico de la invención,
es evaluado el poder antiespumante del TBP. Esta evaluación se
efectúa utilizando una columna rellena de solución en la que se
introduce aire a través de un material sinterizado para formar una
espuma. El experimento es detenido cuando se alcanza un tiempo
máximo previamente definido (en este caso 280 segundos) o cuando se
alcanza la altura máxima disponible sobre la columna (en este caso
26 cm). Se determina la altura máxima de espuma obtenida o la
duración necesaria para obtenerla (tabla 1, 3ª columna) así como el
tiempo empleado por la espuma para volver a caer a una altura igual
a la mitad de la altura máxima alcanzada (tabla 1, 4ª columna).
Estos ensayos se realizan con las composiciones nº 1 y nº 2 del
ejemplo anterior añadiendo 0,6 a 0,05 g\cdotl^{-1} de TBP.
La tabla 1 siguiente proporciona los resultados
obtenidos. En cualquiera de los casos, los poderes espumantes
observados ponen de manifiesto un campo muy pequeño de formación de
espuma.
| Efecto antiespumante de TBP sobre la composición | |||
| Composición | Concentración de | Altura max. | Tiempo de (1) |
| TBP (g\cdotl^{-1}) | (cm)/duración (s) | semivida(s) | |
| REWOPAL 8 g\cdotl^{-1} + ANTAROX 2 g\cdotl^{-1} | 0 | 26/126 | 320 |
| [HNO_{3}] 1 M (nº 1) | |||
| REWOPAL 8 g\cdotl^{-1} + ANTAROX 2 g\cdotl^{-1} | 0 | 12,5/280 | 66 |
| [HNO_{3}] 5 M (nº 2) | |||
| REWOPAL 8 g\cdotl^{-1} + ANTAROX 2 g\cdotl^{-1} | 0,6 | 13/280 | 64 |
| [HNO_{3}] 1 M (nº 1) | |||
| REWOPAL 8 g\cdotl^{-1} + ANTAROX 2 g\cdotl^{-1} | 0,05 | 5/280 | 22 |
| [HNO_{3}] 5 M (nº 2) | |||
| (1) \begin{minipage}[t]{145mm}Tiempo empleado por la espuma para volver a caer desde una altura igual a la mitad de la altura máxima alcanzada.\end{minipage} |
Se comprueba así que se observa un efecto
antiespumante considerable del TBP para valores muy inferiores a la
concentración máxima de TBP solubilizable en las dos
composiciones.
En estos ensayos, se sumergen los trozos
contaminados con americio-241 en las composiciones
de desengrasado siguientes:
| Composición nº 3 | HNO_{3} 5 M, ANTAROX 2 g\cdotl^{-1}, REWOPAL 8 g\cdotl^{-1} |
| Composición nº 4 | HNO_{3} 0,5 M, ANTAROX 2 g\cdotl^{-1}, REWOPAL 8 g\cdotl^{-1} |
| Composición nº 5 | HNO_{3} 0,05 M, ANTAROX 2 g\cdotl^{-1}, REWOPAL 8 g\cdotl^{-1} |
durante 6 horas a 40ºC.
Los ensayos se realizan con diferentes niveles de
actividad inicial de Am^{241}.
Se determina seguidamente la actividad
superficial de Am^{241} (en Bq/cm^{2}) de los trozos después de
este tratamiento.
Los resultados obtenidos se proporcionan en forma
de histograma en la figura 5, que indica igualmente la actividad
superficial inicial de los trozos de Am^{241} (en
Bq/cm^{2}).
A partir de estos resultados, se determina el
factor de descontaminación FD, es decir, la relación de la actividad
inicial sobre la actividad final de los trozos. Los valores
obtenidos se proporcionan en la figura 5.
En esta figura, se representa igualmente con
carácter comparativo los resultados obtenidos cuando se utilizan
NaOH 5,5 M y HNO_{3} 5 M a 40ºC durante 6 horas.
De destaca así que la eficacia de las
composiciones de la invención es netamente superior a la de una
solución de ácido nítrico concentrado o sosa concentrada.
Los trozos tratados proceden de una instalación
de regeneración de combustibles nucleares. Estuvieron en contacto
con TBP y sus productos de degradación.
[1]
FR-A-2.781.809
[2]
FR-A-2.679.458
[3]
FR-A-2.773.725
[4]
FR-A-2.695.839
[5]
FR-A-2.656.949
Claims (20)
1. Composición líquida de desengrasado, que
comprende una solución acuosa de ácido nítrico, que contiene:
- al menos un primer tensioactivo no iónico
emulsionante constituido por un alcohol graso polietoxilado, y
- al menos un segundo tensioactivo no iónico
humectante constituido por un copolímero de óxido de etileno y
óxido de propileno.
2. Composición según la reivindicación 1, en la
que la concentración de ácido nítrico en la solución acuosa es de
0,1 a 5 mol\cdotl^{-1}.
3. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 y 2, en la que la concentración total de
tensioactivos es de 1 a 20 g\cdotl^{-1}.
4. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en la que el primer tensioactivo
emulsionante es un alcohol graso polietoxilado de fórmula:
R^{1}-(OCH_{2}CH_{2})_{n}-OH
en la que n es un número entero de
2 a 20 y R^{1} es una cadena hidrocarbonada, saturada o
insaturada, que tiene 9 a 18 átomos de
carbono.
5. Composición según la reivindicación 4, en la
que n es un número entero de 6 a 15 y R^{1} es un grupo alquilo
de 11 a 13 átomos de carbono.
6. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en la que el copolímero de óxido de etileno
y óxido de propileno es un copolímero de bloques que comprende de 1
a 8 restos de óxido de etileno y de 3 a 12 restos de óxido de
propileno.
7. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en la que la relación en peso del (o de
los) pri-
mer(os) tensioactivo(s) emulsionante(s) a (o a los) segundo(s) tensioactivo(s) humectante(s) es de 2 a 10, preferentemente de aproximadamente 4.
mer(os) tensioactivo(s) emulsionante(s) a (o a los) segundo(s) tensioactivo(s) humectante(s) es de 2 a 10, preferentemente de aproximadamente 4.
8. Composición según las reivindicaciones 6 y 7,
que comprende 8 g\cdotl^{-1} del primer tensioactivo
emulsionante y 2 g\cdotl^{-1} del segundo tensioactivo
humectante.
9. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, que comprende además un tercer tensioactivo
constituido por un éster fosfórico.
10. Composición según la reivindicación 9, en la
que el éster fosfórico responde a la fórmula
C_{5}H_{17}OOP(OR^{2})_{2} en la que R^{2}
es un grupo hidrocarbonado de 4 a 10 átomos de carbono.
11. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 9 y 10, en la que la concentración del tercer
tensioactivo es de 0,1 a 3 g\cdotl^{-1}, preferentemente de 0,5
g\cdotl^{-1}.
12. Composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, que comprende además 0 a 0,5
g\cdotl^{-1} de fosfato de tributilo como agente
antiespumante.
13. Espuma de desengrasado, que comprende una
fase gaseosa y una composición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12.
14. Espuma según la reivindicación 13, que
comprende además uno o varios aditivos.
15. Gel de desengrasado, que comprende una
composición de desengrasado según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, y un agente de viscosidad inorgánico.
16. Gel según la reivindicación 15, en el que el
agente de viscosidad es alúmina o sílice.
17. Procedimiento de desengrasado y/o
descontaminación de una superficie, que consiste en poner en
contacto la superficie con una composición según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 12, para extraer en esta composición los
productos que contaminan esta superficie.
18. Procedimiento de descontaminación y/o
desengrasado de una superficie, que consiste en poner en contacto
la superficie con una espuma según una cualquiera de las
reivindicaciones 13 y 14, para extraer en esta espuma los productos
que contaminan esta superficie.
19. Procedimiento de descontaminación y/o
desengrasado de una superficie, que consiste en poner en contacto
la superficie con un gel según una cualquiera de las
reivindicaciones 15 y 16, para extraer en esta espuma los productos
que contaminan esta superficie.
20. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19, en el que los productos que contaminan la
superficie son uno o varios de los productos siguientes: fosfato de
tributilo (TBP), ácido dibutilfosfórico (HDBP), ácido
monobutilfosfórico (H_{2}MBP) y sus sales y complejos de uranio,
plutonio y metales radioactivos, y los óxidos y nitratos de uranio
y plutonio.
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