Las aguas
residuales industriales provienen de diversos procesos como lavado,
enfriamiento, descarga, extracción y otras operaciones durante la fabricación
de un determinado producto en la industria, sea de alimentos, textil, química, bebidas,
minería, metalúrgica, entre otras. En estas descargas generadas, los efluentes
tienen altas cargas orgánicas e inorgánicas que deben ser tratadas antes de ser
liberadas y devueltas a sus cauces adecuados.
Durante este
tratamiento donde se produce la descomposición de la carga, se genera un
residuo más comúnmente denominado lodo, donde contiene sustancias minerales,
coloides, material descompuesto y tiene un alto volumen para ser enviado a
rellenos sanitarios. Esto genera altos costos de transporte para las empresas para
su correcta disposición, ya que este lodo está compuesto por un alto porcentaje
de agua y pocos sólidos.
Para reducir
estos altos costos inherentes a la operación de la planta de tratamiento,
existen equipos deshidratadores a diferentes niveles asi como floculantes
especializados como la linea TECNOFLOC. Se pueden aplicar equipos centrífugos
de alta velocidad al lodo inicial, donde reducirán parte de la humedad inicial
presente. Al final, también se puede aplicar un secador de lodos rotativo por
inyección indirecta de vapor, donde esto reducirá drásticamente el volumen de
humedad y, en consecuencia, reducirá en gran medida los costos de transporte y
disposición.
Cualquier sistema que contenga agua en estado líquido, provee un medio ambiente potencialmente favorable para el crecimiento y desarrollo de los microorganismos:
-Sistemas naturales habituales:
Océanos, Mares, Ríos, Lagos, etc.
-Sistemas industriales: enfriamiento,
proceso papelero, industria de alimentos, etc.
Durante años se tuvo por cierto que el
control microbiológico era un elemento de menor importancia dentro de los procesos
industrializados.
-Control de la
corrosión: 300 Billones de Dólares a
nivel mundial (3% PIB USA)
-Control del ensuciamiento de las
superficies de transferencia de calor: pérdidas energéticas millonarias en
procesos y equipos.
El inadecuado control microbiológico en
los procesos industriales, puede afectar la integridad de los equipos causando
fugas, contaminación de los procesos, paradas no programadas por limpieza, accidentes
y pérdidas económicas.
La
mejora de la eficiencia energética dentro del sector industrial es,
actualmente, un tema candente a nivel mundial. De hecho, el agua es un recurso
esencial, que se emplea en gran medida en sitios industriales de cualquier
tipo.
En
particular, el crecimiento bacteriano en las superficies (generalmente conocido
como biofilm) causa una serie de problemas, que van desde la
pérdida de energía hasta la corrosión, fallas del equipo, rendimiento reducido
y resistencia a los tratamientos antimicrobianos. Más del 90% de las bacterias
viven en biofilms, no libres en el líquido. Además, esta capa de bacterias es
mucho más difícil de eliminar (hasta 1000x) que los microorganismos que flotan
libremente. A continuación, se analizan algunos ejemplos que muestran el efecto
de la biopelícula sobre la eficiencia energética.
Figura
N°1: Desprendimiento de Biofilm
Solo el 10% de los microrganismos (color azul) están libres flotando en el agua, el 90% se encuentra formando parte del biofilm (color verde), que puede desprenderse generando contaminaciones, taponamientos y aislando el intercambio de calor.
En
un intercambiador de calor, un componente principal de cualquier planta de
energía, una biopelícula de 20 micrones de espesor puede causar una disminución
de hasta un 30% en la eficiencia térmica. De hecho, la biopelícula es
considerablemente más aislante que los depósitos minerales. Al comparar estos
dos tipos de incrustaciones, menos de un milímetro de esta capa microbiana
reduce la transferencia de calor en más de varios milímetros de depósito
inorgánico.
Figura
N°2: Capacidad aislante del Biofilm (Espesor mm Vs Reducción %)
El biofilm con menos espesor de recubrimiento en las tuberías o equipos de intercambio de calor genera mayor porcentaje de perdida de calor debido a su alta capacidad aislante.
Por
esta razón, el crecimiento del biofilm en los intercambiadores de calor
representa una gran disminución de la eficiencia y una enorme pérdida de
energía. Para evitar tales problemas, el crecimiento del biofilm debe limitarse
tanto como sea posible. Este resultado solo se puede lograr si se aplican
tratamientos de limpieza durante la etapa inicial de crecimiento bacteriano. De
lo contrario, no se eliminará la colonización microbiana de las tuberías, con
su efecto sobre el intercambio de calor. Este problema afecta a todas las
industrias donde se utilizan intercambiadores de calor. Entre ellas se
encuentran las empresas de alimentos y bebidas (azúcar, etanol, pesca, lácteas,
etc.), fabricantes de papel, etc.
La
biopelícula es un problema omnipresente en todos los entornos industriales, en
particular en aquellos en los que se utiliza mucha agua. En la producción de
pulpa y papel, por ejemplo, la biopelícula o biofilm es responsable de daños
extensos tanto a la maquinaria como al producto final. Lo mismo ocurre con las
industrias de alimentos y bebidas, donde la amenaza directa a la salud de los
consumidores agrava aún más el problema.
FIGURA N°3: Biofilm en condensadores e intercambiador de calor.
Por
estas razones, comúnmente se realizan tratamientos de saneamiento exhaustivos
de las tuberías de agua, para eliminar microorganismos y, en particular,
patógenos. La presencia de biopelícula, que actúa como refugio para las
bacterias, hace que los tratamientos de saneamiento sean menos efectivos. Como
consecuencia, se necesitan dosis más altas de biocidas y ciclos repetidos
(choques), con una gran pérdida de energía. De hecho, se requieren esfuerzos
operativos (supervisión, recarga de productos químicos, etc.) e instrumentación
(sistemas de dosificación, bombas, calentadores, dispositivos de monitoreo,
etc.) para realizar dichos tratamientos. Además, trabajar en un régimen de
saneamiento subóptimo a menudo conduce a la contaminación del producto final.
En este caso, cualquier descarte o retiro de lotes resultante implica un
desperdicio no solo de energía, sino también de tiempo, dinero y materias
primas. Para evitar tal situación, es importante monitorear el crecimiento del
biofilm y asegurar las mejores condiciones para el saneamiento.
FIGURA N°4: Desarrollo de la corrosión microbiológica (MIC)
Para
prevenir problemas relacionados con el biofilm y, por lo tanto, aumentar la
eficiencia energética, es importante controlar el crecimiento del biofilm. Las
tecnologías de monitorización de biofilm de ALVIM ofrecen soluciones eficientes
a este problema. Los sensores ALVIM brindan una medición confiable del
crecimiento de biopelículas, en línea y en tiempo real. Este enfoque permite
comprobar la eficacia de los biocidas y optimizar el tratamiento en función de
las necesidades reales. Toda esta información será presentada en nuestro
siguiente post.
