Aguas industriales

¿Qué son las aguas industriales?

Las aguas industriales son las utilizadas en actividades industriales y comerciales, y que luego se descartan como desecho o residuo. Como desecho, se denominan aguas industriales residuales o aguas servidas.

Las aguas industriales se emplean para distintos fines, como materia prima, disolvente, fuente de energía e higiene de áreas, implementos y el doméstico. Provienen de fuentes naturales o del reciclaje de aguas industriales residuales. Como aguas industriales residuales, sus fuentes son muy diversas, dependiendo de cada una de las industrias donde se originan.

La composición del agua industrial residual varía dependiendo del tipo de industria en particular, incluso dentro de una misma rama industrial con gran variedad de sustancias químicas.

Las aguas industriales residuales pueden contener metales pesados, colorantes, grasas, aceites, detergentes, ácidos y fármacos. También pueden incluir derivados animales y vegetales de distinta naturaleza.

¿De dónde provienen las aguas industriales?

La industria recibe el agua de la red pública, de pozos, ríos, agua de mar o aguas recicladas de los propios procesos industriales. Cuando se utilizan en diversos procesos, como lavado de instalaciones, como solvente, producción de energía, destilaciones, filtraciones e higiene personal, se producen aguas residuales.

• La industria del papel y el cartón. Es una de las industrias que más consume agua en sus procesos y al mismo tiempo genera gran cantidad de aguas industriales de desecho. Esta industria consume el 27% del agua industrial de toda la industria. Solo se consume del 5 al 10% del agua utilizada, siendo necesario procesar el resto como agua industrial residual.

• Industria textil. Tiene un alto consumo de agua y gran generación de aguas industriales residuales, y por cada kilo de materia textil se requieren cerca de 200 litros de agua. Por otra parte, el agua industrial residual alcanza altos niveles de contaminación, debido al uso de diversas sustancias químicas.
• Industria química. Tiene un alto consumo de agua y genera grandes cantidades de aguas industriales residuales. La contaminación de estas aguas es alta y los contaminantes disueltos son muy tóxicos en la mayoría de los casos.
• Agroindustria. Consume cerca del 17% del agua industrial, aunque en algunas áreas, como las industrias de bebidas, la mayor parte se incorpora al producto final. Dentro de esta rama, las aguas industriales residuales varían enormemente dependiendo de la industria específica. Entre otras están la industria cárnica, láctica, de bebidas, conservera y azucarera.
• Industria farmacéutica. Las aguas industriales residuales de la industria farmacéutica están causando serios problemas de contaminación, sobre todo en países como India y China, donde hay escasos controles de los vertidos industriales. En estas aguas industriales se encuentran fármacos, como antibióticos, que una vez en el ambiente pueden generar resistencia en cepas de bacterias patógenas.
• Minería y transformación de metales. Se consumen grandes cantidades de agua, usándola como impulso hidráulico para desintegrar la roca en búsqueda de minerales. Posteriormente, en el procesamiento de metales se emplea el agua principalmente como refrigerante.
• Termoeléctricas y plantas nucleares. En estas industrias generadoras de energía el agua se utiliza como refrigerante, produciendo grandes cantidades de aguas industriales residuales. Estas aguas son altamente contaminantes, pudiendo contener metales pesados e incluso elementos radiactivos.

Composición de las aguas industriales

• Metales pesados. Los principales contaminantes de este grupo son plomo, mercurio, cadmio y arsénico. Los metales pesados son productos de desecho en diversas industrias, especialmente en la transformación de metales, la petrolera y la química. En casos concretos, como el mercurio, una fuente importante son las aguas industriales residuales de las termoeléctricas a base de carbón.
• Hidrocarburos. Son incorporados a las aguas industriales residuales por diversas industrias, en especial la del petróleo y la petroquímica.
• Fenoles. Son especialmente relevantes en las aguas industriales residuales provenientes de la industria del curtido de pieles.
• Agentes tensoactivos. Son jabones y detergentes, y se encuentran en muchos tipos de aguas industriales residuales. Esto es porque son ampliamente utilizados en la limpieza de áreas e implementos, así como en el procesamiento de materias primas. Son particularmente contaminantes debido a su efecto negativo sobre las membranas celulares.
• Colorantes. Se emplea una gran diversidad de colorantes en distintas ramas industriales, por ejemplo, en la industria papelera, textil, de alimentos y química.
• Fibras y celulosa. En las aguas industriales residuales de las industrias del papel y la textil, la presencia de componentes vegetales como fibras y celulosa es relevante.
• Materia orgánica. Las aguas industriales residuales de la industria procesadora de alimentos son particularmente ricas en materia orgánica, tanto vegetal como animal. Además, pueden incorporar diversidad de microorganismos, algunos de ellos patógenos para animales, plantas o el ser humano.
• Químicos diversos. La industria emplea una gran diversidad de sustancias químicas en los procesos industriales, bien sea como materia prima o como mediadores de distintas reacciones. Muchos de estos elementos y compuestos químicos se van como residuos contaminantes en las aguas industriales.
• Fármacos. Una de las grandes ramas industriales es la farmacéutica, que emplea distintas sustancias químicas orgánicas e inorgánicas. Con estas se elaboran compuestos medicinales, trazas de los cuales en muchos casos terminan en las aguas industriales residuales. Los fármacos se han transformado en contaminantes emergentes, de gran relevancia en salud pública. En algunos cuerpos de agua se han detectado cantidades relevantes de antibióticos, analgésicos y otros fármacos.

Tipos de aguas industriales

Por su uso

• Sanitarias. Se emplean en procesos de limpieza de materia prima, instalaciones, equipos y en las necesidades higiénicas del personal.
• Transmisión de calor o refrigeración, En este caso, las aguas industriales sirven como vehículos térmicos, sea para extraer calor de un proceso o para transmitírselo. Por ejemplo, el uso como refrigerante en la industria de transformación de metales y para la cocción en la industria alimentaria.
• Producción de vapor. El vapor de agua se utiliza para impulsar turbinas de vapor así como en procesos de esterilización, calentamiento, limpieza, hidratación y humificación.
• Materia prima. El agua industrial se emplea directamente como materia prima, especialmente en la industria de alimentos y bebidas, y la mayor parte sale del sistema como parte del producto.
• Disolvente. El carácter del agua como disolvente universal hace que sea un uso importante del agua industrial. En muchos procesos en la industria química, alimenticia, papelera, textil, entre otras, se emplea con este fin y genera grandes cantidades de aguas industriales residuales.
• Fuente de energía. El agua también se utiliza para generar energía hidráulica, en la industria hidroeléctrica. La misma presenta bajos niveles de contaminación química, pero la contaminación térmica es importante.

• Plantas de tratamiento. En el proceso de tratamiento de las aguas residuales se genera un residuo final que puede reciclarse en el mismo proceso. Sin embargo, cierta cantidad no es recuperable, como en tratamientos de sedimentación, donde hasta 75% del peso del lodo final es agua.

Por rama industrial

Las aguas industriales también pueden clasificarse según las ramas de las distintas industrias, como la petroquímica, alimenticia, papelera, textil, metalmecánica, minería, entre otras. En cada caso, a su vez, se puede subdividir la clasificación de las aguas industriales según la especialización de la planta industrial específica.

Tratamientos de aguas industriales

Según el tipo de industria, los procesos y las materias primas que utiliza, dependerá la cantidad y características de las aguas industriales residuales. La selección del tratamiento para depurarlas está asociado al tipo de agua residual y del grado de depuración requerida.

• Parámetros. Tanto previo a cualquier tratamiento, como posteriormente, es necesario evaluar ciertos parámetros de calidad de las aguas industriales residuales. Entre ellos están la demanda química de oxígeno (DQO), sólidos en suspensión totales (SST) y la presencia de compuestos específicos.
  • Demanda química de oxígeno. Es el parámetro más destacado en la evaluación de la contaminación del agua, al medir la cantidad de sustancias oxidables presentes en el agua. Está dirigido especialmente a establecer la cantidad de materia orgánica presente como factor consumidor del oxígeno disuelto.
  • Sólidos en suspensión totales. Este parámetro es muy importante en aguas industriales residuales que se han utilizado como solvente o limpieza. Se mide la cantidad de partículas sólidas no sedimentables que contienen las aguas industriales residuales.
  • Detección de compuestos específicos. Dependiendo de la naturaleza de las aguas industriales residuales, se le practican pruebas de detección de elementos o compuestos específicos. Por ejemplo, la presencia de metales pesados, compuestos organohalogenados, dioxinas, entre otros.
• Procedimientos de tratamiento. Existen procedimientos de tratamiento primario que incluyen fases de sedimentación y flotación, que permiten separar una porción de contaminantes. En este caso, se trata de aquellas partículas materiales que o bien sedimentan por su peso o flotan por su densidad. Para aquellas partículas no sedimentables se emplea la coagulación-floculación o la precipitación química.
  • Coagulación-floculación. Para lograr la sedimentación de las partículas en suspensión no sedimentables, se agrega un coagulante al agua industrial residual. Esto es un compuesto que atrae a dichas partículas en suspensión formando flóculos o coágulos que se extraen en un tanque de sedimentación.
  • Otros procesos primarios. Existen muchos procesos específicos, por ejemplo, el ablandamiento de cal para eliminar sales de calcio y magnesio de las aguas industriales.
  • Tratamientos secundarios. Una vez aplicados los tratamientos previos, las aguas industriales son sometidas a distintos tratamientos secundarios. Entre estos están los fangos o lodos activados (biodegradación aeróbica), la biodegradación anaeróbica, oxidación química, entre otros.
  • Tratamientos terciarios. Finalmente, a las aguas industriales residuales se les aplican tratamientos de tercer orden como filtrado, intercambio iónico o extracción. Igualmente se cuenta con la ósmosis inversa, la incineración o los tratamientos electroquímicos. Otros tratamientos de desinfección son la ozonización, radiación ultravioleta, calor o cloración. Algunos son muy específicos, como la desgasificación o stripping, para separar ácido sulfhídrico, amoníaco, alcoholes, fenoles y sulfuros.

Referencias

1. Resistencia a los antibióticos: Cómo la contaminación de las fábricas de medicamentos en India y China está disparando la aparición de las superbacterias. Traducción al español de Ecologistas en Acción.
2. Aguas residuales industriales. Documentos COTEC sobre necesidades tecnológicas.
3. Encuesta sobre el Medio Ambiente en la Industria. Resultados relativos a la Generación de Residuos en la Industria. Notas de prensa.
4. Mänttäri, M., Viitikko, K., Nyström, M. Nanofiltration of biologically treated effluents from the pulp and paper industry. Journal of Membrane Science.
5. Muñoz-Lucas, S., Sánchez-García, R. El agua en la industria alimentaria. Boletín de la Sociedad Española de Hidrología Médica.