Métodos Esenciales de Tratamiento de Aguas y Control de Calidad en Sistemas de Refrigeración Industrial

Procesos de Tratamiento de Aguas Residuales

Tratamientos Biológicos

• Filtros de Goteo o Lechos Bacterianos

  Lecho de plástico con piedras, grava o arena, junto con bacterias aerobias en la parte superior y anaerobias en la inferior.

• Fangos Activados

  Depósito aireado (O₂) y agitado (homogeneización y evitar sedimentación de flóculos bacterianos) en el que se añade el agua residual que ya lleva carga bacteriana. Tras unas horas, la materia orgánica desaparece, separándose los fangos posteriormente en un clarificador y recirculándose parte para mantener una concentración bacteriana suficiente en el depósito.

• Lagunas

  Piscinas naturales grandes y poco profundas en las que las aguas residuales entran por un extremo y salen depuradas por el otro.

Tratamientos Físico-Químicos

• Neutralización de pH (entre 6 y 8)

  • Residuos ácidos: Corrientes alcalinas, Ca(OH)₂ (el más usado), dolomita, NH₄(OH), NaOH.
  • Residuos alcalinos (básicos): Corrientes ácidas, H₂SO₄, HCl, F₂ + CO₂.

• Oxidación-Reducción

  Para transformar contaminantes en formas menos tóxicas o perjudiciales para el medio ambiente, o más fáciles de separar.

  • Oxidantes: Cl₂ líquido (el más usado) y derivados (NaClO, ClO₂).
  • Reductores: FeSO₄, Na₂SO₃, SO₂.

• Coagulación y Precipitación Química

  Separación de coloides y sólidos en suspensión que no se separan mediante tratamiento físico.

• Intercambio Iónico

  Se eliminan o recuperan aniones y cationes con resinas aniónicas y catiónicas que se regeneran con NaOH y H₂SO₄ respectivamente, junto con agua salada (NaCl).

• Procesos con Membrana

  • Diálisis: Membranas no permeables al agua, pero permeables a iones presentes que difunden a través de ellas.
  • Electrodiálisis: Similar a la diálisis, pero asistida por electricidad.
  • Ósmosis Inversa o Ultrafiltración: Membranas permeables al agua y a ciertos solutos, e impermeables a otros iones.

Eliminación de Contaminantes Específicos

• Sólidos en Suspensión

  Eliminación mediante filtración (nanofiltración, ultrafiltración y ósmosis inversa).

• Sales Duras

  Desionización o eliminación de los iones del agua por ablandamiento, añadiendo hidróxido cálcico, carbonato sódico y fosfato sódico.

• Gases Disueltos

  Desaireación o eliminación por álcalis (solo para el CO₂). Para el O₂, se usa tratamiento químico con sulfato de sodio o hidracina.

• Organismos Vivos (Hongos, Algas y Bacterias)

  Esterilización o adición de alguicidas, biocidas, desinfectantes (cloro, peróxido...) y radiación ultravioleta.

• Materia Orgánica

  Filtración (nanofiltración, ultrafiltración u ósmosis inversa).

• Sílice y Alúmina

  Reducción al mínimo de sus contenidos.

• Ajuste de pH

  Ajuste del valor del pH para evitar una corrosión excesiva.

Control de Calidad en Sistemas de Agua de Refrigeración

El agua de refrigeración debe cumplir una serie de propiedades que garanticen la larga duración de los equipos y un bombeo eficiente:

• Control de Concentración de Sólidos

  Se realiza mediante muestreos periódicos. Los sólidos pueden originar depósitos que disminuyen el grado de transferencia de calor, reduciendo la eficacia del sistema de refrigeración.

• Control de pH y Alcalinidad

  Se lleva a cabo generalmente mediante la adición de ácido sulfúrico (H₂SO₄). Es importante que el pH se mantenga en unos valores predeterminados para evitar problemas de corrosión.

• Control de Corrosión Química

  Se controla mediante la adición de inhibidores de corrosión. Estos productos químicos crean una película fina de material inerte sobre la superficie del metal para evitar el ataque a la capa metálica. Se añaden a la piscina de la torre. Importante: Los inhibidores no deben contener cromatos.

• Control de Algas y Microorganismos

  En el agua enfriada por evaporación puede desarrollarse algas y bacterias. Su presencia en tuberías ocasiona depósitos y obstrucciones. Además, algunas bacterias pueden reaccionar con compuestos y provocar corrosión en conducciones y equipos. Para controlar su aparición, se utiliza comúnmente cloro.

• Control de Formación de Hielo

  En lugares con climatología de temperaturas muy bajas, un descenso brusco puede provocar la aparición de hielo, lo que conlleva obstrucciones. Existen dos métodos para combatir esto:

  1. Restricción del caudal de aire: Se reduce el caudal de aire que atraviesa la torre de refrigeración, lo que implica menos evaporación.
  2. Paso de agua caliente: Se dirige el agua caliente directamente al estanque de agua fría, manteniendo así la temperatura del estanque por encima del punto de congelación.