El Agua recurso indispensable para la Vida
El agua es un recurso natural de gran importancia para la vida y para la
industria es parte de
la riqueza de un país; por eso es necesario aprender a cuidarla.Hoy día se considera un bien escaso debido a las
fuertes descargas de contaminantes que se vierten diariamente a ríos, lagos y
mares, producidas por la actividad humana.
La
necesidad actual de proveer agua para una creciente población mundial se
ha convertido en una de las mayores problemáticas del siglo XXI, debido a que
se requiere satisfacer las demandas de agua potable, de riego y para la industria.
Uno
de los principales problemas existentes en Venezuela y en el resto del mundo es
la escasez de agua dulce, debido a que la mayor parte es utilizada para la industria y la agricultura entre otras de sus aplicaciones, pudiendo ser utilizada para estos usos las aguas
residuales previamente tratadas.
La electrocoagulación
La electrocoagulación es un proceso
efectivo en la remoción de materia orgánica de aguas residuales industriales
con alto contenido de materia orgánica biodegradable. De esta manera, es
posible ofrecer una alternativa que beneficie tanto a la industria como a la
población, aportando información que soporte y explique las influencias que
puedan generar las variaciones de los factores que intervienen en el proceso de
electrocoagulación en cuanto a la optimización del mismo.
La electrocoagulación es un proceso que
utiliza electricidad para eliminar contaminantes en el agua que se encuentran
suspendidos, disueltos o emulsificados, similar al tratamiento típico de
coagulación, pero utilizando energía eléctrica a través de placas metálicas
paralelas de diversos materiales, siendo hierro y aluminio los más utilizados
por su bajo costo, alta efectividad y disponibilidad en el mercado, por
consiguiente este proceso puede convertirse en una buena alternativa que
beneficie tanto a la industria como a la comunidad en general.
La electrocoagulación es una técnica utilizada para el tratamiento de las aguas residuales. Los contaminantes de muLay diversos
efluentes son removidos aplicando el principio de coagulación, pero en este
caso no se hace uso de un coagulante químico
su función es llevada a cabo por corriente eléctrica que es aplicada al
medio líquido contaminado.
Esquema del proceso de electrocoagulación
Ventajas de la electrocoagulación
Son muchas las ventajas de la electrocoagulación. Entre
las más relevantes están:
· Los
costos de operación son menores comparativamente con los de procesos
convencionales usando polímeros
· Requiere
de equipos simples y de fácil operación.
· Elimina
requerimientos de almacenamiento y uso de productos químicos.
· Genera
lodos más compactos y en menor cantidad, lo que involucra menor problemática de
disposición de estos lodos.
· Produce
flóculos más grandes que aquellos formados en la coagulación química y
contienen menos agua ligada.
· Alta
efectividad en la remoción de un amplio rango de contaminantes.
· Purifica
el agua y permite su reciclaje.
· El paso
de la corriente eléctrica favorece el movimiento de las partículas de
contaminante más pequeñas, incrementando la coagulación.
· Reduce la
contaminación en los cuerpos de agua.
· El agua
tratada por electrocoagulación contiene menor cantidad de sólidos disueltos que
aquellas tratadas con productos químicos, situación que disminuye los costos de
tratamiento de estos efluentes en el caso de ser rehusados.
· Puede
generar aguas potables, incoloras e inodoras.
Desventajas de la electrocoagulación
Las
principales desventajas del proceso de electrocoagulación son:
· Es
necesario reponer los electrodos de sacrificio.
· Los lodos
contienen altas concentraciones de hierro y aluminio, dependiendo del material
del electrodo de sacrificio utilizado.
· Puede ser
un tratamiento costoso en regiones en las cuales el costo de la energía
eléctrica sea alto.
· El óxido
formado en el ánodo puede, en muchos casos, formar una capa que impide el paso
de la corriente eléctrica, disminuyendo de esta forma la eficiencia del
proceso.
Cabe resaltar, que la electrocoagulación
podrá resolver muchos problemas prácticos referentes a la depuración de aguas
residuales y de consumo, tomando en cuenta que utiliza muy pocos reactivos y no
requiere de grandes espacios para su aplicación, además de es un tratamiento
efectivo en la remoción de contaminantes que por tratamientos convencionales se
dificultad su remoción y que son causa de innumerables enfermedades como es el
Fluoruro elemento muy reactivo que se encuentra en aguas de consumo de algunas
localidades, con valores elevados muy por encima de lo establecido por las
normas.
Los vertimientos de tipo
industrial han constituido uno de los principales problemas para el ambiente,
destruyendo los sistemas acuáticos y acarreando todo tipo de consecuencias
negativas como la proliferación de enfermedades, daño al suelo y la disminución
de autodepuración del agua, debido a la gran cantidad de carga orgánica e
inorgánica presente en los vertimientos. Por esta razón es necesario aplicar sistemas de
tratamientos a las aguas residuales antes de ser vertidas a los cuerpos
receptores, de manera que contribuyan a disminuir la contaminación generada por
dichos vertimientos ofreciendo grandes ventajas ambientales.
Proceso de electrocoagulación efluente de origen
lácteo.
Proceso de electrocoagulación efluente de origen
avícola
La materia orgánica existente en el agua,
tanto la que se encuentra disuelta como en forma de partículas, se valora
mediante el parámetro carbono orgánico total. Los compuestos orgánicos
existentes se pueden clasificar en dos grandes grupos atendiendo a su
biodegradabilidad, es decir, a la posibilidad de ser utilizados por
microorganismos como fuente de alimentación y para su determinación se utilizan
los parámetros denominados DQO (Demanda Química de Oxígeno) y DBO (Demanda
Bioquímica de Oxígeno).
Determinación
de la Demanda Química de Oxigeno (DQO).
Determinación
de la Demanda Bio-Química de Oxigeno (DBO).
Estos parámetros fueron determinantes en
las investigaciones realizadas a efluentes provenientes de industrias lácteas y
de origen avícola con altos contenidos de materia orgánica, que fueron
sometidos a diferentes ensayos de electrocoagulación variando algunos de sus
parámetros principales obteniendo resultados satisfactorios con valores
alrededor del 70% para cada efluente con una densidad de corriente de 6.70 mA/cm2, con separaciones de 1 cm
para efluentes avícolas y 2 cm para los efluentes de la industria láctea.
Para
el desarrollo de esta investigación, se aplicó el proceso de electrocoagulación
reactores de carga completa de 1.5 L y 3.0 L, utilizando una fuente de poder
modelo Power Pad 300, conectando 2 electrodos de 10 x 2.5 cm, uno de hierro (ánodo)
y el otro de aluminio (cátodo), donde se fijan las condiciones de velocidad de
agitación de 200 RPM, tiempo de reacción de 15 min. y tiempo de sedimentación de
120 min.
En otros trabajos de investigación
se demuestran que además la electrocoagulación es una
alternativa como tratamiento para la remoción de aguas para consumo con altos
contenidos de Fluoruro, lo cual es perjudicial para salud ya que puede causar
enfermedades como la osteofluorosis y fluorosis dental.
Proceso
de electrocoagulación para remoción de fluoruro en aguas de consumo
El Fluoruro es un contaminante natural
presente en algunos cuerpos de aguas subterráneos. En poblaciones de la zona de
San Timoteo, existen comunidades que son abastecidas con agua provenientes de
pozos y estas presentan elevadas concentraciones de fluoruro.
Los análisis realizados para estas aguas
ofrecen resultados que van desde el 60 al 95% de remoción de fluoruro en aguas
que fueron tratadas con electrocoagulación en reactores de carga completa de 3
litros, tiempo de reacción de 30 minutos, electrodos de aluminio (cátodo y
ánodo) con dimensiones de 12 x 8 cm, agitación constante 500 rpm y tiempo de
sedimentación de 120 minutos, logrando así obtener valores de fluoruro por
debajo de lo establecido en la ley para aguas de consumo humano.
En las aguas de consumo contaminadas con fluoruros el proceso se da de forma eficiente, formando floculos que sedimentan arrastrando consigo sólidos y otros contaminantes.
Sedimentación de lodos formados en el proceso de electrocoagulación en la remoción de fluoruros
La eficiencia del proceso de
electrocoagulación depende de las características del efluente y de las
condiciones operatividad de dicho proceso, para lo cual se recomienda realizar
un estudio previo para determinar dichas características y condiciones de operatividad
de los efluentes a evaluar.
El proceso de electrocoagulación es objeto
de constantes estudios e investigaciones, actualmente esta línea de investigación es desarrollada en el Centro
de Investigación del Agua de la Universidad del Zulia por el personal de investigación
entre ellos los profesores Daisy Isea, Luis Vargas, Carmen
Cárdenas, Pamela Mejías, José Duran y los investigadores José Delgado, Luisa Saules, Carlos
Faria, Virginia Pacheco y Elaida Villalobos.
Referencias
Bibliográficas
ARAGO, Á., GARCES, L., 2007. Diseño de una celda de electrocoagulación para el tratamiento de aguas residuales de la industria láctea. Revista Universitaria Eafit, vol 43, N° 147.3
CAÑIZARES, P., GARCÍA, J., LOBATO, J., RODRIGO. M., 2004. El tratamiento electroquímico en la depuración de efluentes industriales líquidos. Dpto. de Ingeniería Química. Facultad de Ciencias Químicas. Universidad de Castilla-La Mancha.
CÁRDENAS, C., VARGAS, L., 1998. Manual de Caracterización de Aguas. Universidad del Zulia, Laboratorio de Ingeniería Ambiental.
CORDERO, E., MANRIQUE J., 2009. Evaluación del efecto de la electrocoagulación en la disminución de la carga contaminantes en aguas residuales. Tesis de Grado. Facultad de Ingeniería. Universidad Rafael Urdaneta.
MELENDEZ, R., VILLALOBOS, E., 2011. Determinación del efecto de la electrocoagulación en la remoción de materia orgánica en aguas residuales industriales.
MELENDEZ, R., VILLALOBOS, E., 2011. Determinación del efecto de la electrocoagulación en la remoción de materia orgánica en aguas residuales industriales.
