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<article-title xml:lang="es"><![CDATA[PREPARACIÓN DE CARBONES ACTIVADOS A PARTIR DE RESIDUOS DE LLANTAS. ACTIVACIÓN FÍSICA Y QUÍMICA]]></article-title>
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<article-title xml:lang="pt"><![CDATA[PREPARAÇÃO DE CARVÕES ATIVADOS A PARTIR DE RESÍDUOS DE PNEUS. ACTIVAÇÃO FÍSICA E QUÍMICA]]></article-title>
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<abstract abstract-type="short" xml:lang="en"><p><![CDATA[Activated carbons are prepared by chemical activation from waste tire with aqueous solutions at different concentrations of two activating agents-H3PO4 and KOH--and by physical activation with CO2. The activated carbons are characterized by the determination of adsorption isotherms N2 at 77 K, which show the form typical of structures mesoporous and allow calculating the surface specific area, for the activated carbons obtained that presented values between 25,4 and 157,3 m²g-1. The immersion enthalpies of the activated carbons in benzene and water present values that are between 3,12 and 27,6 Jg-1 and 9,81 and 30,6 Jg-1, respectively, and show the surface interactions type that can have the porous solids obtained with different adsorbates. A directly linear proportional behavior for the relation between the micropore volume and the surface area, and a relation of the second order between the surface area and the immersion enthalpy in benzene were found. In agreement with the conditions of preparation, the solid porous obtained are adapted for the adsorption of compounds in liquid phase because of its major mesoporous volume.]]></p></abstract>
<abstract abstract-type="short" xml:lang="pt"><p><![CDATA[Se preparam carvões ativados por activação química de resíduos de llantas com soluções acuosas de diferente concentração de duas activantes químicos (H3PO4 e KOH), e por activação física com CO2. Os carvões ativados se caracterizam por determinação de isotermas de adsorção de N2 a 77 K, que mostram a forma característica de estruturas mesoporosas, permitem calcular o área superficial específica para os carvões ativados obtidos que apresentaram valores entre 25,4 e 157,3 m²g-1. As entalpías de imersão dos carvões ativados em benzeno e água, encontram-se entre 3,12 e 27,6 Jg-1 e 9,81 e 30,6 Jg-1, respectivamente e mostram o tipo de interações superficiais que podem ter os sólidos porosos obtidos com diferentes adsorbatos. Encontrou-se um comportamento linear diretamente proporcional para a relação entre o volume de microporo e o área superficial e uma relação de segundo ordem entre o área superficial e a entalpía imersão em benzeno; de acordo ás condições de preparação se obtêm sólidos porosos adequados para a adsorção de compostos em fase líquida dado seu maior volume de mesoporos.]]></p></abstract>
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</front><body><![CDATA[  <font face="verdana" size="2">     <p align="center"><font size="4"><b>PREPARACI&Oacute;N DE CARBONES ACTIVADOS A PARTIR   DE RESIDUOS DE LLANTAS. ACTIVACI&Oacute;N F&Iacute;SICA Y QU&Iacute;MICA</b></font></p>     <p align="center"><b><font size="3">PREPARATION OF ACTIVATED CARBONS FROM WASTE   TIRE. PHYSICAL AND CHEMICAL ACTIVATION</font></b></p>     <p align="center"><b><font size="3">PREPARA&Ccedil;&Atilde;O DE CARV&Otilde;ES ATIVADOS A PARTIR DE   RES&Iacute;DUOS DE PNEUS. ACTIVA&Ccedil;&Atilde;O F&Iacute;SICA E QU&Iacute;MICA</font></b></p>     <p align="center">&nbsp;</p>     <p>Melina Cantillo Castrill&oacute;n<sup>1</sup>,   Liliana Giraldo<sup>1,2</sup>, Juan Carlos Moreno<sup>3</sup></p>     <p>1 Departamento de Qu&iacute;mica, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia, Bogot&aacute;, Colombia.</p>     <p>2 <a href="mailto:eamadogon@gmail.com">lgiraldogu@.unal.edu.co</a></p>     <p>3 Departamento de Qu&iacute;mica, Facultad de Ciencias, Universidad de los Andes. Bogot&aacute;, Colombia.</p>     <p>Recibido: 25/05/11 - Aceptado: 05/09/11</p> <hr>      ]]></body>
<body><![CDATA[<p><b>RESUMEN</b></p>     <p>Se preparan carbones activados   por activaci&oacute;n qu&iacute;mica de residuos de llantas con soluciones acuosas de   diferente concentraci&oacute;n de dos activantes qu&iacute;micos (H<sub>3</sub>PO<sub>4 </sub>y KOH) y por activaci&oacute;n f&iacute;sica con CO<sub>2</sub>.</p>     <p>Los carbones activados caracterizados   por determinaci&oacute;n de isotermas de adsorci&oacute;n de N<sub>2 </sub>a 77 K, que   muestran la forma t&iacute;pica de estructuras mesoporosas, que permiten calcular el &aacute;rea   superficial espec&iacute;fica para los carbones activados obtenidos que presentaron   valores entre 25,4 y 157,3 m<sup>2</sup>g<sup>-1</sup>. </p>     <p>Las entalp&iacute;as de inmersi&oacute;n de los   carbones activados en benceno y agua se encuentran entre 3,12 y 27,6 Jg<sup>-1</sup> y 9,81 y 30,6 Jg<sup>-1</sup>, respectivamente, y muestran el tipo de   interacciones superficiales que pueden tener los s&oacute;lidos porosos obtenidos con   diferentes adsorbatos. </p>     <p>Se encontr&oacute; un comportamiento lineal   directamente proporcional para la relaci&oacute;n entre el volumen de microporo y el &aacute;rea   superficial, y una relaci&oacute;n de segundo orden entre el &aacute;rea superficial y la   entalp&iacute;a de inmersi&oacute;n en benceno. De acuerdo con las condiciones de preparaci&oacute;n   se obtienen s&oacute;lidos porosos adecuados para la adsorci&oacute;n de compuestos en fase l&iacute;quida   dado su mayor volumen de mesoporos.</p>     <p><b>Palabras clave</b>:   activaci&oacute;n qu&iacute;mica, activaci&oacute;n f&iacute;sica, entalp&iacute;a de inmersi&oacute;n, carb&oacute;n activado,   residuos de llantas.</p>   <hr>        <p><b>ABSTRACT</b></p>     <p>Activated   carbons are prepared by chemical activation from waste tire with aqueous   solutions at different concentrations of two activating agents-H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> and KOH--and by physical activation with CO<sub>2</sub>.</p>     <p>The activated carbons are   characterized by the determination of adsorption isotherms N<sub>2</sub> at 77   K, which show the form typical of structures mesoporous and allow calculating   the surface specific area, for the activated carbons obtained that presented   values between 25,4 and 157,3 m<sup>2</sup>g<sup>-1</sup>.</p>     <p>The immersion enthalpies of the activated   carbons in benzene and water present values that are between 3,12 and 27,6 Jg<sup>-1</sup> and 9,81 and 30,6 Jg<sup>-1</sup>, respectively, and show the surface   interactions type that can have the porous solids obtained with different   adsorbates. </p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>A   directly linear proportional behavior for the relation between the micropore   volume and the surface area, and a relation of the second order between the   surface area and the immersion enthalpy in benzene were found. In agreement   with the conditions of preparation, the solid porous obtained are adapted for   the adsorption of compounds in liquid phase because of its major mesoporous   volume.</p>     <p><b>Key words</b>: chemical activation, physical   activation, immersion enthalpies, activated carbon, waste tire.</p>   <hr>     <p><b>RESUMO</b></p>     <p>Se preparam carv&otilde;es ativados   por activa&ccedil;&atilde;o qu&iacute;mica de res&iacute;duos de llantas com solu&ccedil;&otilde;es acuosas de diferente   concentra&ccedil;&atilde;o de duas activantes qu&iacute;micos (H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> e KOH), e   por activa&ccedil;&atilde;o f&iacute;sica com CO<sub>2</sub>. </p>     <p>Os carv&otilde;es   ativados se caracterizam por determina&ccedil;&atilde;o de isotermas de adsor&ccedil;&atilde;o de N<sub>2</sub> a 77 K, que mostram a forma caracter&iacute;stica de estruturas mesoporosas, permitem   calcular o &aacute;rea superficial espec&iacute;fica para os carv&otilde;es ativados obtidos que   apresentaram valores entre 25,4 e 157,3 m<sup>2</sup>g<sup>-1</sup>. </p>     <p>As   entalp&iacute;as de imers&atilde;o dos carv&otilde;es ativados em benzeno e &aacute;gua, encontram-se entre   3,12 e 27,6 Jg<sup>-1</sup> e 9,81 e 30,6 Jg<sup>-1</sup>, respectivamente e mostram o tipo de intera&ccedil;&otilde;es superficiais que podem ter os s&oacute;lidos porosos obtidos com diferentes adsorbatos. </p>     <p>Encontrou-se um comportamento linear diretamente proporcional para a   rela&ccedil;&atilde;o entre o volume de microporo e o &aacute;rea superficial e uma rela&ccedil;&atilde;o de   segundo ordem entre o &aacute;rea superficial e a entalp&iacute;a imers&atilde;o em benzeno; de   acordo às condi&ccedil;&otilde;es de prepara&ccedil;&atilde;o se obtêm s&oacute;lidos porosos adequados para a   adsor&ccedil;&atilde;o de compostos em fase l&iacute;quida dado seu maior volume de mesoporos.</p>     <p><b>Palavras-chave</b>: Ativa&ccedil;&atilde;o qu&iacute;mica, ativa&ccedil;&atilde;o fisica,   entalpia de imers&atilde;o, carv&atilde;o ativado, res&iacute;duos de pneus.</p><hr>   <b>INTRODUCCI&Oacute;N</b>     <p>El   manejo y el control de los residuos s&oacute;lidos es cada vez m&aacute;s dif&iacute;cil debido a   las grandes cantidades producidas. Entre estos materiales se encuentran las   llantas usadas, un material compuesto principalmente por una matriz polim&eacute;rica   (copol&iacute;mero butadieno-estireno), caucho natural o sint&eacute;tico; materiales de   relleno como el negro de humo; y algunos refuerzos como fibras de vidrio y   acero (1). La degradaci&oacute;n     de las llantas es compleja porque su estructura qu&iacute;mica (2) impide su reciclaje     aplicando calor para darles una nueva forma, como sucede con los materiales     termopl&aacute;sticos. Sin embargo, por pir&oacute;lisis de los residuos de las llantas se     pueden obtener gases, l&iacute;quidos y s&oacute;lidos, estos &uacute;ltimos constituidos     aproximadamente en un 40% por negro de humo (3,4).</p>     <p>Se han   propuesto diferentes alternativas para utilizar las llantas usadas: obtenci&oacute;n   de combustibles, precursores de productos qu&iacute;micos, recuperaci&oacute;n de sus s&oacute;lidos   de relleno, entre otros. Un proceso &uacute;til es el uso de los residuos de llantas   en la producci&oacute;n de carb&oacute;n activado porque su composici&oacute;n qu&iacute;mica con alto   contenido de carbono las convierte en un buen precursor para obtener este tipo   de adsorbentes (5).</p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>La composici&oacute;n qu&iacute;mica de la llanta   -que involucra la presencia de diferentes materiales (6)- y su estructura f&iacute;sica   compacta dificultan el desarrollo de la porosidad del material debido a que el negro de humo tiene una estructura r&iacute;gida que     obstaculiza la accesibilidad de los agentes activantes al inhibir la reacci&oacute;n     con estos; en consecuencia, las llantas deben ser carbonizadas inicialmente y     luego activadas utilizando temperaturas superiores a 1273 K y tiempos de activaci&oacute;n       superiores a 5 horas. Estas condiciones aumentan el costo del proceso para       obtener un desarrollo de porosidad apreciable. En este art&iacute;culo se propone       trabajar en condiciones moderadas (sin carbonizaci&oacute;n previa antes de la       activaci&oacute;n qu&iacute;mica y tiempos de activaci&oacute;n de dos horas) para el desarrollo de       la porosidad y evaluar los carbones activados obtenidos en tales condiciones       (7,8). </p>     <p>La capacidad de adsorci&oacute;n de los   carbones activados de diferentes compuestos est&aacute; determinada por sus   propiedades f&iacute;sicas y qu&iacute;micas. Para conocer estas caracter&iacute;sticas se aplican   distintas t&eacute;cnicas; una de estas es la adsorci&oacute;n de gases y vapores en s&oacute;lidos,   que es una de las m&aacute;s usadas para el estudio de la textura porosa. En la   caracterizaci&oacute;n textural de un s&oacute;lido, los par&aacute;metros por determinar son la   superficie espec&iacute;fica, el volumen y la distribuci&oacute;n de tama&ntilde;o de poros (9,10).</p>     <p>Tambi&eacute;n se emplean t&eacute;cnicas energ&eacute;ticas   en la caracterizaci&oacute;n de los s&oacute;lidos porosos: por ejemplo, la calorimetr&iacute;a de   inmersi&oacute;n se usa para conocer, seg&uacute;n las condiciones termodin&aacute;micas de un   sistema, el calor producido cuando se pone en contacto un s&oacute;lido con un l&iacute;quido   de inmersi&oacute;n, y por tanto la entalp&iacute;a del proceso. El efecto t&eacute;rmico de este   contacto cuando el solvente es no polar, como el benceno, con el cual el s&oacute;lido   no tiene interacciones qu&iacute;micas, se puede relacionar con el &aacute;rea superficial   del s&oacute;lido mediante modelos que combinan par&aacute;metros de adsorci&oacute;n y energ&iacute;a   (11); cuando el s&oacute;lido se sumerge en agua, la entalp&iacute;a que se determina se   relaciona con la interacci&oacute;n espec&iacute;fica con los sitios qu&iacute;micos superficiales   (12).</p>     <p>En este art&iacute;culo se expone c&oacute;mo   preparar carbones activados mediante activaci&oacute;n f&iacute;sica con CO<sub>2</sub> a dos   temperaturas de activaci&oacute;n (1123 y 1223 K), y activaci&oacute;n qu&iacute;mica con soluciones   de &aacute;cido fosf&oacute;rico e hidr&oacute;xido de potasio a diferentes concentraciones, con   igual tiempo de activaci&oacute;n en los dos procesos, a partir de residuos de llantas   que se someten a condiciones moderadas de preparaci&oacute;n como impregnaci&oacute;n directa   del s&oacute;lido en la activaci&oacute;n qu&iacute;mica y posterior tratamiento t&eacute;rmico a 1123 K</p> <b>MATERIALES Y M&Eacute;TODOS</b>     <p><b>Preparaci&oacute;n del carb&oacute;n   activado</b></p>     <p>Las llantas se limpian con   aire a presi&oacute;n para retirar s&oacute;lidos adheridos, luego se cortan en pedazos de   aproximadamente 40 cm, que se trituran en un molino de cuchillas y se tamizan a   un tama&ntilde;o aproximado de 10 mm, para realizar los procesos de carbonizaci&oacute;n y   activaci&oacute;n. </p>     <p>El s&oacute;lido   triturado se divide en tres porciones: dos se activan qu&iacute;micamente, una se   impregna con soluciones de H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> con concentraciones 20,   40 y 60% p/p y la otra porci&oacute;n se impregna con soluciones de KOH al 20 y 40%   p/p. La impregnaci&oacute;n con el agente activante se realiza durante 48 horas, luego   se seca en una mufla a una temperatura de 393 K por 24 horas (4). Estas   muestras impregnadas se carbonizan en un horno horizontal a una velocidad de   calentamiento de 10 K min<sup>-1</sup> hasta llegar a una temperatura de 1123   K, que se mantiene durante dos horas. Finalmente se lavan con agua destilada   hasta alcanzar un pH neutro. </p>     <p>Para la activaci&oacute;n f&iacute;sica, se emplea   la tercera porci&oacute;n del material triturado que se carboniza a la temperatura de   mayor p&eacute;rdida de peso que refleja el an&aacute;lisis termogravim&eacute;trico de los residuos   de 923 K durante 2 horas; posteriormente se realiza la activaci&oacute;n con el agente   oxidante CO<sub>2 </sub>a la misma condici&oacute;n de tiempo que se usa en la   activaci&oacute;n qu&iacute;mica, y a dos temperaturas de activaci&oacute;n de 1123 y 1223 K. </p>     <p>Los carbones activados obtenidos con   las condiciones anteriores se denominan carb&oacute;n activado de llanta (CALL),   seguido de P, K, C, que se refiere al agente activante, soluci&oacute;n de &aacute;cido fosf&oacute;rico,   soluci&oacute;n de hidr&oacute;xido de potasio y C di&oacute;xido de carbono. A continuaci&oacute;n de   estos se coloca el n&uacute;mero que indica el orden en la serie de menor a mayor   concentraci&oacute;n o temperatura; por ejemplo, el carb&oacute;n activado CALLP2 se obtiene   al activar la llanta con soluci&oacute;n de H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> al 40%</p>     <p><b>Caracterizaci&oacute;n textural  de los carbones activados</b></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>Se realiza la caracterizaci&oacute;n   mediante la determinaci&oacute;n de la isoterma de adsorci&oacute;n de N<sub>2</sub> a 77 K   usando un equipo Quantachrome, Autosorb 3-B. El c&aacute;lculo de volumen de microporo   se realiza por medio del modelo de Dubinin-Radushkevich y el &aacute;rea superfi-cial   se obtiene mediante el modelo de BET (10).</p>     <p><b>Determinaci&oacute;n de las entalp&iacute;as de inmersi&oacute;n</b></p>     <p>Para determinar el efecto t&eacute;rmico   que produce la inmersi&oacute;n del carb&oacute;n activado en el solvente, se usa un   microcalor&iacute;metro de conducci&oacute;n de calor con una celda calorim&eacute;trica en acero   inoxidable (13, 14). En la celda se colocan     10 mL del solvente que va a utilizarse, mantenidos en un termostato a 298 K; se     pesa una muestra de carb&oacute;n activado de aproximadamente 0,100 g y se coloca     dentro de la celda calorim&eacute;trica en una ampolleta de vidrio. Se ensambla el     microcalor&iacute;metro. Cuando el equipo alcanza una temperatura de alrededor de 298     K, se inicia el registro de potencial el&eacute;ctrico de salida del calor&iacute;metro por     un periodo de aproximadamente 15 minutos tomando lecturas de potencial cada 20     segundos. Luego se rompe la ampolleta de vidrio, se registra el efecto t&eacute;rmico     generado y se contin&uacute;an las lecturas de potencial por aproximadamente 15     minutos m&aacute;s. Por &uacute;ltimo, se calibra el&eacute;ctricamente.</p> <b>RESULTADOS Y DISCUSI&Oacute;N</b>     <p>En   la <a href="#tabla1">Tabla 1</a> se observan los rendimientos obtenidos en la activaci&oacute;n de las   llantas a distintas condiciones experimentales. Se obtienen rendimientos de   entre el 32 y el 37%, con valores m&aacute;s altos para los s&oacute;lidos activados qu&iacute;micamente   con soluciones de KOH. La activaci&oacute;n f&iacute;sica en la que se han empleado dos   temperaturas para el proceso tiene el mismo porcentaje de rendimiento,   alrededor de 32%, aunque las caracter&iacute;sticas de la superficie sean diferentes   (<a href="#tabla2">Tabla 2</a>). Los rendimientos son comparables a los obtenidos por Edward (15) en   carbones activados a partir de llantas por carbonizaci&oacute;n y posterior activaci&oacute;n   qu&iacute;mica con H<sub>2</sub>SO<sub>4,</sub> y f&iacute;sica con CO<sub>2</sub> en tiempos   entre 2 y 16 horas. Para tiempos entre 2 y 4 horas, se obtienen rendimientos de   alrededor del 35%, similares a los de este trabajo.</p>       <p align="center"><a name="tabla1"><img src="img/revistas/rcq/v40n2/v40n2a9t1.jpg"></a></p>       <p align="center"><a name="tabla2"><img src="img/revistas/rcq/v40n2/v40n2a9t2.jpg"></a></p>     <p><b>Caracter&iacute;sticas de textura</b></p>     <p>Las caracter&iacute;sticas texturales   de los carbones activados obtenidos se determinan por medio de la isoterma de   adsorci&oacute;n de nitr&oacute;geno a 77 K. En la <a href="#fig1">Figura 1</a> se observan las isotermas de   adsorci&oacute;n obtenidas para algunos de los carbones activados preparados: el carb&oacute;n   activado CALLK2 presenta el valor m&aacute;s alto de &aacute;rea superficial; los carbones   activados CALLP2 y CALLC2 tienen propiedades similares. La isoterma de adsorci&oacute;n   para la muestra CALLK2 es de tipo I seg&uacute;n la clasificaci&oacute;n de la IUPAC,   caracter&iacute;stica de carbones microporosos, en los que los poros se llenan a bajas   presiones relativas en un proceso de adsorci&oacute;n f&iacute;sica de gases (16). Para este   carb&oacute;n activado se obtiene una capacidad de adsorci&oacute;n de alrededor de 60 cm<sup>3</sup>g<sup>-1</sup>.   Las muestras CALLC2 y CALLP2 tienen isotermas tipo II, caracter&iacute;sticas de carbones   mesoporosos con un punto de inflexi&oacute;n en la curva, lo cual indica la formaci&oacute;n   de una monocapa (17). La forma de las isotermas indica la obtenci&oacute;n de s&oacute;lidos   porosos con formaci&oacute;n de microporos, en el primer caso, y de mesoporos, en el   caso de las muestras CALLC2 y CALLP2. </p>       <p align="center"><a name="fig1"><img src="img/revistas/rcq/v40n2/v40n2a9f1.jpg"></a></p>     <p>Los resultados obtenidos en las   isotermas revelan que los procesos de activaci&oacute;n producen s&oacute;lidos con   diferentes caracter&iacute;sticas seg&uacute;n el precursor que, de acuerdo con reportes de   otros trabajos, se trata t&eacute;rmicamente antes de realizar la activaci&oacute;n (18).</p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>En la <a href="#tabla2">Tabla 2</a> aparecen las caracter&iacute;sticas   texturales de los carbones activados, los valores de &aacute;rea superficial y de vol&uacute;menes   de microporos y mesoporos. El an&aacute;lisis de estos resultados se puede realizar   con respecto a cada uno de los agentes activantes: para las muestras activadas   con soluciones de H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> se obtienen s&oacute;lidos mesoporosos   con vol&uacute;menes de entre 0,35 y 0,40 cm<sup>3</sup>g<sup>-1</sup>; la activaci&oacute;n   con soluciones de KOH indica que la soluci&oacute;n de mayor concentraci&oacute;n produce una   interacci&oacute;n mayor con el precursor y un s&oacute;lido microporoso con un valor de &aacute;rea   superficial de 152 m<sup>2</sup>g<sup>-1</sup>. Cuando se usa la soluci&oacute;n de   menor concentraci&oacute;n, el carb&oacute;n activado obtenido es mesoporoso, lo cual se   puede explicar por la dificultad de penetraci&oacute;n del activante en el precursor.   Este resultado contrasta con los resultados obtenidos por Evans (19) para un   material carbonoso obtenido a partir de sacarosa y KOH en el que obtienen s&oacute;lidos   esencialmente microporosos y con valores de &aacute;rea superficial superiores a 2000   m<sup>2</sup>g<sup>-1</sup>.</p>     <p>En la activaci&oacute;n f&iacute;sica se observa que, a mayor temperatura, el CO<sub>2</sub> produce una porosidad mayor.</p>     <p>En la <a href="#tabla2">Tabla 2</a> se presentan los   resultados obtenidos para las entalp&iacute;as de inmersi&oacute;n de los carbones activados   en benceno y agua. Se observa que los valores m&aacute;s altos corresponden a las   muestras activadas con soluci&oacute;n de hidr&oacute;xido de potasio (CALLK) tanto para las   calorimetr&iacute;as en agua como en benceno. </p>     <p>Con el prop&oacute;sito de apreciar el tipo   de interacci&oacute;n de los adsorbentes, se suelen poner en contacto con l&iacute;quidos de   diferente naturaleza. Cuando los valores de las entalp&iacute;as de inmersi&oacute;n de los s&oacute;lidos   en agua son mayores que las entalp&iacute;as de inmersi&oacute;n en benceno, como ocurre en   este trabajo, los carbones activados con soluciones de &aacute;cido fosf&oacute;rico y de KOH   de 40% son hidrof&iacute;licos, en tanto que los carbones activados obtenidos por   activaci&oacute;n f&iacute;sica presentan un car&aacute;cter hidrof&oacute;bico. En trabajos de anteriores   de nuestro laboratorio (20), los carbones activados a partir de materiales   lignocelul&oacute;sicos por activaci&oacute;n f&iacute;sica son de car&aacute;cter hidrof&oacute;bico, como sucede   en este trabajo a los carbones activados CALLC, preparados con CO<sub>2  </sub>por activaci&oacute;n f&iacute;sica. Esto indica que   dicha activaci&oacute;n disminuye los sitios polares en la superficie de los s&oacute;lidos   porosos. </p>     <p>En la   <a href="#fig2">Figura 2</a> se representan los termogramas obtenidos por inmersi&oacute;n en benceno de   algunos de los carbones activados preparados para cada uno de los agentes   activantes, que tienen distintas &aacute;reas superficiales. Se observa como aumenta   el &aacute;rea bajo la curva del pico generado por el efecto exot&eacute;rmico en la inmersi&oacute;n,   el cual es proporcional al calor total producido; por tanto, el carb&oacute;n activado   CALLK1 tiene el mayor valor para la entalp&iacute;a de inmersi&oacute;n en benceno (-35,6 Jg<sup>-1</sup>).   La inmersi&oacute;n de carbones activados en un solvente no polar produce un efecto t&eacute;rmico   relacionado con la interacci&oacute;n del solvente con la superficie de los s&oacute;lidos;   su intensidad es mayor cuando dichos s&oacute;lidos son microporosos, como se puede   ver en los trabajos de Stoeckli (21), que proponen la caracterizaci&oacute;n de carbones   activados por medio de t&eacute;cnicas calorim&eacute;tricas.</p>       <p align="center"><a name="fig2"><img src="img/revistas/rcq/v40n2/v40n2a9f2.jpg"></a></p>     <p>Una vez   preparados los carbones activados a partir de residuos de llantas en   condiciones que incluyen tiempos de activaci&oacute;n de 2 horas y sin carbonizaci&oacute;n   previa para la impregnaci&oacute;n qu&iacute;mica, se determinan sus propiedades   superficiales para analizar los resultados de acuerdo con dichas condiciones de   preparaci&oacute;n. As&iacute;, se establece una relaci&oacute;n (<a href="#fig3">Figura 3</a>) entre el rendimiento y   el &aacute;rea superficial , aunque se haya anotado que los porcentajes de rendimiento   son similares para los carbones activados obtenidos.</p>       <p align="center"><a name="fig3"><img src="img/revistas/rcq/v40n2/v40n2a9f3.jpg"></a></p>     <p>El valor de &aacute;rea superficial de dos de   los carbones activados con &aacute;cido fosf&oacute;rico es igual. El carb&oacute;n que se activa   con la soluci&oacute;n de menor concentraci&oacute;n tiene &aacute;rea superficial mayor, con   redimientos entre 33 y 35%, debido a que, en la activaci&oacute;n con &aacute;cido fosf&oacute;rico,   el f&oacute;sforo puede quedar incluido como metafosfatos en la estructura carbonosa,   lo que se refleja en valores mayores de rendimiento, de alrededor de 35% para   la muestra activada a la concentraci&oacute;n m&aacute;s alta de &aacute;cido fosf&oacute;rico (22). </p>     <p>Para los carbones activados con   soluciones de hidr&oacute;xido de potasio, el rendimiento disminuye con el aumento del   &aacute;rea superficial, es decir, que una mayor porosidad produce una p&eacute;rdida de masa   mayor en el precursor y hace que el rendimiento sea menor. </p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>Los carbones activados por activaci&oacute;n   f&iacute;sica tienen el mismo valor de rendimiento: 32%, para las dos temperaturas de   activaci&oacute;n de 1123 y 1223 K, pero un &aacute;rea superficial mayor para el carb&oacute;n   activado obtenido a la temperatura m&aacute;s alta con caracter&iacute;sticas mesoporosas.</p>     <p>La <a href="#fig4">Figura 4</a> indica la relaci&oacute;n entre   la entalpia de inmersi&oacute;n de los carbones activados en benceno en funci&oacute;n del &aacute;rea   superficial, cuyos valores tienen una alta dispersi&oacute;n entre s&iacute;, reflejada en el   coeficiente de correlaci&oacute;n R<sup>2</sup> de 0,6608. Se aprecia un   comportamiento creciente de la entalp&iacute;a de inmersi&oacute;n de los carbones activados   en benceno con respecto al aumento del area superficial BET, que se ajusta a   una ecuaci&oacute;n de segundo orden. Esto se puede explicar por la misma naturaleza   porosa de los carbones activados, que no es en esencia microporosa (23). Se   observa que la entalp&iacute;a de inmersi&oacute;n en benceno de los carbones activados CALLK   y CALLC es proporcional a sus &aacute;reas superficiales, a diferencia de la entalp&iacute;a   de las muestras CALLP, en las cuales el calor de inmersi&oacute;n es menor a pesar de   tener un &aacute;rea superficial BET mayor que las muestras activadas con CO<sub>2</sub>.   Este comportamiento puede ser explicado por la obstrucci&oacute;n parcial de la   estructura del carb&oacute;n activado con acido fosf&oacute;rico (24).</p>       <p align="center"><a name="fig4"><img src="img/revistas/rcq/v40n2/v40n2a9f4.jpg"></a></p>     <p>En la <a href="#fig5">Figura 5</a> se observa que la   relaci&oacute;n entre el volumen de microporo de los carbones activados, obtenida por   el modelo Dubinin-Radushkevich, con valores bajos entre 0,01 y 0,07 cm<sup>3</sup>g<sup>-1</sup>,   correlaciona de manera lineal con el &aacute;rea superficial obtenida por el modelo   BET. Esta relaci&oacute;n tiene un coeficiente de correlaci&oacute;n de 0,9677, que indica la   dispersi&oacute;n entre los par&aacute;metros, la cual se debe a que la preparaci&oacute;n experimental de los s&oacute;lidos es diferente.</p>     <p align="center"><a name="fig5"><img src="img/revistas/rcq/v40n2/v40n2a9f5.jpg"></a></p>     <p>La relaci&oacute;n revela que el desarrollo   de &aacute;rea superficial y de microporos influye en la capacidad de adsorci&oacute;n de   nitr&oacute;geno y en la intensidad de la interacci&oacute;n energ&eacute;tica con el benceno. Un comportamiento   similar al anterior se establece para la relaci&oacute;n del &aacute;rea superficial con el   volumen de mesoporos cuyos valores son mayores que los del volumen de   microporos para la mayor&iacute;a de los carbones activados preparados. Esto permite   decir que los s&oacute;lidos son mesoporosos.</p>     <p>En la   <a href="#fig6">Figura 6</a> se observa la relaci&oacute;n entre las entalp&iacute;as de inmersi&oacute;n de los s&oacute;lidos   en benceno y en agua. Se aprecian dos tendencias: una de valores de entalp&iacute;a de   inmersi&oacute;n en agua m&aacute;s altos, que corresponden a los carbones activados con &aacute;cido   fosf&oacute;rico, y de las muestras que se activan con hidr&oacute;xido de potasio en mayor   concentraci&oacute;n. La otra tiene valores m&aacute;s bajos que corresponden a las muestras   activadas f&iacute;sicamente y la que tiene el mayor volumen de mesoporos. </p>       <p align="center"><a name="fig6"><img src="img/revistas/rcq/v40n2/v40n2a9f6.jpg"></a></p>     <p>La   tendencia general indica que al aumentar la entalp&iacute;a de inmersi&oacute;n de los   carbones activados en benceno tambi&eacute;n aumenta la entalp&iacute;a de inmersi&oacute;n de estos   en agua y que los carbones activados obtenidos tienen mayores valores para la   entalp&iacute;a de inmersi&oacute;n de los s&oacute;lidos en agua, lo que indica su car&aacute;cter hidr&oacute;filico. </p>     <p><b>CONCLUSIONES</b></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p>En las condiciones de   preparaci&oacute;n propuestas en este art&iacute;culo se obtuvieron carbones activados con &aacute;reas   superficiales entre 25,4 y 157,3 m<sup>2</sup>g<sup>-1</sup> y volumenes de   mesoporo entre 0,01 y 1,17 cm<sup>3</sup>g<sup>-1</sup>, que representan un   desarrollo en las caracter&iacute;sticas superficiales. Esto indica que el material   precursor genera s&oacute;lidos mesoporosos al ser activado en condiciones de bajos   tiempos de activaci&oacute;n y sin carbonizaci&oacute;n previa en la activaci&oacute;n qu&iacute;mica. </p>     <p>Se observa un mayor desarrollo de   microporosidad y de area superficial en los carbones activados por activaci&oacute;n   qu&iacute;mica con hidr&oacute;xido de potasio, cuyos valores m&aacute;s altos de estos par&aacute;metros   se obtienen para la muestra CALLK2, de 0,07 cm<sup>3</sup>g<sup>-1</sup>, para   el volumen de microporo, y 157,3 m<sup>2</sup>g<sup>-1</sup> para el &aacute;rea   superficial.</p>     <p>Se   determinaron las entalp&iacute;as de inmersi&oacute;n de los carbones activados en benceno y   agua, obteniendo valores entre 3,12 y 27,6 y 9,81 y 30,6 Jg<sup>-1</sup>,   respectivamente. Estos resultados indican que los s&oacute;lidos son de naturaleza   hidrof&iacute;lica. La relaci&oacute;n directamente proporcional entre las entalp&iacute;as de   inmersi&oacute;n del conjunto de carbones activados en benceno y agua revela el   desarrollo conjunto de poros y de sitios activos en los carbones activados.</p>     <p><b>AGRADECIMIENTOS</b></p>     <p>Los autores agradecen al   Convenio Marco entre la Universidad de los Andes y la Universidad Nacional de   Colombia, y al Acta de Acuerdo entre los departamentos de Qu&iacute;mica de las dos universidades.   Se agradece a la Direcci&oacute;n de Investigaci&oacute;n Sede Bogot&aacute; DIB de la Universidad Nacional   de Colombia, Proyecto 13764. </p>     <p><b>REFERENCIAS BIBLIOGR&Aacute;FICAS</b></p>     <!-- ref --><p>1. Kaminsky,   W.; Mennerich, C. Pyrolysis of synthetic tire rubber in a fluidised-bed reactor   to yield 1,3-butadiene, styrene and carbon black. <i>J. Anal.     Appl. Pyrol.</i> 2001. <b>58-59</b>: 803-811. &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000079&pid=S0120-2804201100020000900001&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>2. Li,   L.; Liu, S.; Tan, Z. Application of activated carbon derived from scrap tires   for adsorption of Rhodamine B. J. <i>Environmen.     Sci</i>. 2010. <b>22</b>(8): 1273-1280.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000080&pid=S0120-2804201100020000900002&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>3. Olazar,   M.; Arabiorrutia, M.; L&oacute;pez, G.; Aguado, R.; Bilbao, J. Effect of acid   catalysts on scrap tyre pyrolysis under fast heating conditions. <i>J.     Anal. Appl. Pyrol</i>. 2008. <b>82</b>: 199-204.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000081&pid=S0120-2804201100020000900003&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>4. Troca   Torrado, C.; Alexandre Franco, M.; Fern&aacute;ndez Gonz&aacute;lez, C.; Alfaro Dom&iacute;nguez,   M.; G&oacute;mez Serrano, V. Development of adsorbents from used tire rubber Their use   in the adsorption of organic and inorganic solutes in aqueous solution. <i>Fuel     Proces. Technol</i>. 2011. <b>92</b>: 206-212.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000082&pid=S0120-2804201100020000900004&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>5. Tanthapanichakoon,   W.; Ariyadejwanich, P.; Japthon, P. Adsorption-desorption characteristics of   phenol and reactive dyes from aqueous solution on mesoporous activated carbon   prepared from waste tires. <i>Water Research</i>. 2005. <b>39</b>: 1347-1353.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000083&pid=S0120-2804201100020000900005&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>6. Knocke,   W.; Hemphill, L.H. Mercury (II) adsorption by waste rubber. <i>Water Research</i>. 1981. <b>15(2)</b>: 275-282.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000084&pid=S0120-2804201100020000900006&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>7. Mui,   E.; Ko, D.; McKay, G. Production of active carbons from waste tyres-A review. <i>Carbon</i>. 2004. <b>42</b>: 2789-2805. &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000085&pid=S0120-2804201100020000900007&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>8. Zabaniotou, A.; Madau, P.; Oudenne, P.D. Active carbon production from used   tire in two-stage procedure: Industrial pyrolysis and bench scale activation   with H<sub>2</sub>O-CO<sub>2</sub> mixture. <i>J. Anal.     Appl. Pyrol.</i> 2004. <b>72</b>: 289-297.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000086&pid=S0120-2804201100020000900008&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>9. Rodr&iacute;guez   Reinoso, F.; Molina Sabio, M. Textural and chemical characterization of microporous   carbons. <i>Adv in Colloid and Interf Sci</i>. 1998. <b>76-77</b>: 271-294. &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000087&pid=S0120-2804201100020000900009&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>10. Bansal, R.C.; Donnet, J.B.; Stoeckli F. Active Carbon. New York, Marcel Dekker   Inc. 1988. p. 112.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000088&pid=S0120-2804201100020000900010&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>11. Moreno,   J.C.; Giraldo, L. Instrumentaci&oacute;n calorim&eacute;trica aplicada a la determinaci&oacute;n de   entalp&iacute;as de inmersi&oacute;n de s&oacute;lidos porosos. En: Moreno J. C. S&oacute;lidos porosos.   Preparaci&oacute;n, caracterizaci&oacute;n y aplicaciones. Bogot&aacute;, Ediciones Uniandes. 2007.   p. 404.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000089&pid=S0120-2804201100020000900011&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>12. Giraldo,   L.; Moreno, J.C. Immersion enthalpy and the constant of Langmuir model in the   3-chloro phenol adsorption on activated carbon. <i>J. Therm.     Anal. 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Evaluaci&oacute;n de la se&ntilde;al generada en un   calor&iacute;metro de conducci&oacute;n de calor en la determinaci&oacute;n de entalp&iacute;as de inmersi&oacute;n   para caracterizaci&oacute;n de s&oacute;lidos porosos. <i>Afinidad.     Revista de Qu&iacute;mica Te&oacute;rica y Aplicada</i>. 2009. <b>66</b>(539): 1-9.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000092&pid=S0120-2804201100020000900014&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>15. Edward,   L.K.; Cheung, M.W.H.; Valix, M.; McKay, G. Dye adsorption onto activated carbons   from tyre rubber waste using surface coverage analysis. <i>J.     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San Diego, Academic Press. 1999. p. 178.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000095&pid=S0120-2804201100020000900017&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>18. Rozada, F.; Otero, M.; Parra, J.B.; Mor&aacute;n, A.; Garc&iacute;a, A.I. Producing   adsorbents from sewage sludge and discarded tyres. Characterization and   utilization for the removal of pollutants from water. <i>Chem.     Enginee. Journal</i>. 2005. <b>114</b>: 161-169. &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000096&pid=S0120-2804201100020000900018&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>19. Evans,   M.J.B.; Halliop, E.; MacDonald, J.A.F. The production of chemically-activated   carbon. <i>Carbon</i>. 1999. <b>37</b>: 269-274.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000097&pid=S0120-2804201100020000900019&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>20. Giraldo,   L.; Moreno, J.C. Calorimetric determination of activated carbons in aqueous solutions. <i>J Therm Anal Cal</i>. 2007. <b>89</b>: 589-594. &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000098&pid=S0120-2804201100020000900020&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>21. Stoeckli,   F.; Centeno, T.A. On the characterization of microporous carbons by immersion   calorimetry alone. <i>Carbon</i>. 1997. <b>35</b>: 1097-1100.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000099&pid=S0120-2804201100020000900021&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>22. Marsh,   H; Rodr&iacute;guez-Reinoso, F. Activate carbon. Gran Breta&ntilde;a, Elsevier Science and   Technology Books. 2006. p. 326-327.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000100&pid=S0120-2804201100020000900022&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>23. Moreno,   J. C.; Giraldo, L.; G&oacute;mez, A. Applicability of the Stoeckli-Bansal- Donnet   equation for the determination of total area of activated carbons by   microcalorimetry of immersion. <i>Inst. Sci. and Technol.</i> 1998. <b>5</b>: 533-541.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000101&pid=S0120-2804201100020000900023&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --><!-- ref --><p>24. Vargas, D.P.; Giraldo, L.; Silvestre-Albero, J; Moreno Pirajan, J.C. CO<sub>2</sub> adsorption on binderless activated carbon monoliths. <i>Adsorption</i>. 2011. <b>17</b>: 497-504.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000102&pid=S0120-2804201100020000900024&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --> ]]></body><back>
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