Electrocoagulación, biorreactor anaerobio de flujo ascendente y filtración son tres métodos que generan reacciones químicas para condensar residuos contaminantes –como grasas y aceites– y retener cloruros, y que serían la solución para reutilizar en otras actividades el agua contaminada por hidrocarburos.
El impacto ambiental de la industria petrolera, en
particular el relacionado con la utilización del agua, ha sido motivo de
preocupación e investigación en diversos sectores del país.
La industria de hidrocarburos utiliza el agrietamiento, el
coque ligero y el coque pesado, métodos típicos de la refinería que procesan
diferentes calidades de petróleo crudo y que consumen 0,34, 0,44 y 0,47
barriles de agua por barril de petróleo crudo, respectivamente.
Según la Organización para la Cooperación y el Desarrollo
Económicos (OCDE), la producción de gasolina genera el mayor el consumo de
agua, con entre 0,60 y 0,71 galones de agua por galón de gasolina.
La reutilización y el aprovechamiento del agua de esta
industria es un eje central dentro del Proyecto MEGIA (Modelo multiEscala de
Gestión Integral del Agua), una investigación de la Universidad Nacional de
Colombia (UNAL), MinCiencias y la Agencia Nacional de Hidrocarburos cuyo fin es
realizar una gestión integral del agua, con análisis de información para la
evaluación ambiental estratégica del subsector de hidrocarburos en el valle del
Magdalena Medio.
El ingeniero Pablo Andrés Cubides, investigador del Proyecto
MEGIA, explica que “la electrocoagulación consiste básicamente en introducirle
al agua corriente eléctrica mediante electrodos metálicos de diversos
materiales, de los cuales los más utilizados son el acero inoxidable, el hierro
y el aluminio. La corriente aplicada a través de los electrodos es la fuente
motriz que desencadena reacciones químicas tanto en el ánodo como en el cátodo.
El ánodo se corroe permitiendo la formación in situ del
coagulante, que desestabiliza las partículas en suspensión contaminantes y
permite el rompimiento de emulsiones”, explica el experto.
A su turno la ingeniera Andrea Cubillos, también
investigadora del Proyecto, señala que “la unidad de electrocoagulación que
están operando se compone de 12 electrodos: 6 placas en aluminio que se
utilizan como ánodo y 6 placas en acero inoxidable, utilizadas como cátodos”.
“Los electrodos se disponen verticalmente en el reactor, con un espacio de 1 cm entre ellos, y se conecta a una fuente de poder que suministra corriente continua a la unidad que opera en modo batch o continuo, y permite que las fuerzas que mantienen las partículas suspendidas se desestabilicen. Posteriormente, las fases desestabilizadas se unen para formar agregados más grandes (flóculos). Después del proceso de electrocoagulación se realiza un proceso de flotación para separar los flóculos formados”, explica la ingeniera.
También destaca que “el proceso de electrocoagulación
presenta muchas ventajas, una de las cuales es que no se requiere adicionar
compuestos químicos […] Además, el prototipo que tenemos es una unidad pequeña,
fácil de operar e inodora”.
Con esta técnica se lograron remociones de hasta el
99 % para grasas y aceites, del 98 % para turbidez, del 84 %
para demanda química de oxígeno y del 96 % para sólidos suspendidos
totales en el agua.
La segunda técnica, el biorreactor anaerobio de flujo
ascendente, tiene la capacidad de eliminar toda la materia orgánica presente en
el agua, es decir todos los compuestos que tengan carbono, presentes en heces,
plantas y residuos tanto urbanos como de la industrias láctea y farmacéutica, y
de animales.
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“El reactor de manto de lodo anaeróbico de flujo ascendente
(UASB) radica en el establecimiento de un denso manto de lodo en la zona
inferior del reactor, en el cual tienen lugar todos los procesos bacterianos
que conducen a eliminar la contaminación orgánica. Este manto o lecho de lodo
se forma por acumulación de sólidos suspendidos y bacterias en crecimiento. La
turbulencia generada por el flujo del agua residual que ingresa al reactor y la
producción de biogás provee un movimiento interno que asegura un buen contacto
efluente-biomasa en los sistemas UASB”, explican los ingenieros.
La tercera técnica es la de filtración, que permite remover
el cloruro (sal) que queda en el agua. “Este equipo tiene un filtro para
retener sedimentos y otro de carbón activado; cuenta además con ósmosis inversa
para pulir el proceso. Funciona reteniendo partículas por tamaño mediante una
malla lo suficientemente ajustada para permitir que las partículas
contaminantes se detengan en el proceso”.
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El objetivo final de los investigadores es tratar el agua
por medio de las tres técnicas mencionadas, de manera que las condiciones
iniciales de contaminación se puedan eliminar por completo y cumplir con las
normas de re-uso establecidas por el Ministerio de Medio Ambiente.
Cabe mencionar que esta línea de investigación se desarrolló
con el agua de los vertimientos de los municipios de Aguachica, Puerto Wilches,
San Alberto y San Martín. “Fuimos a todas las Corporaciones Autónomas que tienen
jurisdicción en el Proyecto MEGIA y les pedimos información sobre el agua de la
región, ya fuera subterránea, superficial, o de los vertimientos que reportaron
las empresas”, explica el ingeniero Cubides.
Herramienta para las comunidades
“La información le sirve a la comunidad como una línea base
en la que sabrán cómo está el agua de sus municipios [...] Hemos logrado que la
gente se apersone de la investigación, y con los resultados han podido generar
diversos procesos. Por ejemplo, algunos municipios empezaron a presionar a las
alcaldías para que les pusieran acueducto y alcantarillado”.
Después se analizó la normatividad y el re-uso de las
técnicas de tratamiento. “Descubrimos que las aguas, en general, tenían tres
problemas principales: contenían fenoles, cloruros y grasas y aceites.
“Con toda la información, sistematizamos y después
identificamos los puntos específicos en los que tomamos muestras de aguas.
Luego las analizamos en el Laboratorio de Ingeniería Ambiental de la UNAL, en
la cual hicimos más de 20 análisis diferentes a 150 muestras recolectadas”,
precisa el ingeniero de la UNAL.
