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“Para la segunda prueba con oxidante usamos agua oxigenada y encontramos que con una concentración de 200 partes por millón (ppm) se logra una remoción del 100 % en solidos suspendidos totales.
Así lo detalla el estudiante Alejandro Zuluaga Meza, de la Maestría en Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, quien explicó que con estas pruebas también se determinó que el ciclo de cavitación debe ser de solo 30 minutos para que produzca los resultados expuestos, pues si se extiende el tiempo no se obtendrán los resultados esperados.
La cavitación hidrodinámica consiste en generar burbujas o cavidades de vapor en un medio líquido; cuando estas explotan, por variación de presiones libera grandes magnitudes de energía en microsegundos.
El proceso inicia con un reactor que tiene una manguera de succión, una bomba centrífuga para impulsar el líquido, una sección de tubería de vidrio para observar el proceso y un embudo. “Justamente en el embudo es donde hay un aumento de presión y de temperatura que puede alcanzar hasta los 5.000 grados Kelvin en cuestión de microsegundos, y después el líquido vuelve a recuperar su estado normal”, detalla.
Este proceso permite que los lixiviados vayan sufriendo un calentamiento por cada reciclo. “En los puntos de temperatura y presión alta se rompen las paredes celulares que trae el lixiviado, lo que genera una del lixiviado y permite remover la carga orgánica para que después pueda ir a un sistema convencional de aguas residuales”.
Después de seis meses de pruebas, el estudiante demostró la funcionalidad de dicho método para tratar los lixiviados teniendo como referencia los municipios de La Dorada y Aguadas.
“Estos dos rellenos sanitarios no poseen una planta de tratamiento de aguas residuales, por lo que el lixiviado vuelve a recircular a la estructura del relleno, generando una carga de humedad que en un futuro se verá reflejada en deslizamientos en las estructuras. A esto se debe sumar el factor contaminante, ya que los lixiviados generan CO2 y metano, gases precursores del calentamiento global”, explicó el estudiante.
En el mundo existen distintos procesos con cavitación, enfocados a industrias como la alimenticia, agroforestal y papelera, entre otras; sin embargo en Colombia se vienen abriendo paso las investigaciones con este proceso que valida la funcionalidad de la cavitación hidrodinámica para el tratamiento de lixiviados en los rellenos sanitarios.
Experimentación
Las pruebas se realizaron con el apoyo de la Universidad de Caldas, en la planta de bioprocesos de dicha institución, para determinar cuál era el porcentaje de remoción de carga orgánica en la implementación de este método. En la fase experimental se plantearon dos procesos: cavitación solo con lixiviados y cavitación con una mezcla de lixiviados y un oxidante (H2O2).
En el primer ensayo se obtuvo una reducción del 53,3 % en la demanda química de oxígeno (DQO) y un 98,67 % en la remoción de sólidos suspendidos totales (STT), que son los residuos no filtrables de una muestra de agua.
“Para la segunda prueba con oxidante usamos agua oxigenada y encontramos que con una concentración de 200 partes por millón (ppm) se logra una remoción del 100 % en solidos suspendidos totales.
Con estas pruebas también se determinó que el ciclo de cavitación debe ser de solo 30 minutos para que produzca los resultados expuestos, “si se extiende el tiempo no se obtendrán los resultados esperados”, detalla.
Problema ambiental
Durante la disposición final de los residuos sólidos en un relleno sanitario la generación de lixiviados es una de las etapas que requiere mayor cuidado, ya que estos contienen altas cantidades de materia orgánica, nitrógeno amoniacal, metales pesados y sales.
El manejo de estos efluentes ha sido objeto de múltiples estudios en los cuales el centro de la investigación se asocia con la evaluación de alternativas que permitan mitigar el efecto significativamente contaminante que presentan estos vertimientos.
Uno de los efectos más representativos de la descarga de lixiviados a los cuerpos de agua naturales es la disminución de la concentración del oxígeno disuelto, debido principalmente a la presencia de materia orgánica.
El DBO se considera como el indicador más importante para la calidad del agua desde el punto de vista de calidad ecológica, ya que la disminución de este parámetro en una fuente hídrica no afecta solo las distintas especies de la biodiversidad acuática, sino también las características físicas, químicas y organolépticas del agua como el color, olor y sabor.
La cavitación hidrodinámica es una técnica ecológica, pues no requiere ninguna adición de sustancias que generen efectos adversos al medioambiente; este método tiene la capacidad de degradar compuestos recalcitrantes, debido a altas temperatura (hasta 5.000 K) y presiones (hasta 500 bares) que se presentan durante el proceso.
El valor comercial del reactor puede alcanzar los 150 millones de pesos, sin embargo “es un costo mínimo si se compara con las multas que les pueden imponer a los rellenos sanitarios por no tener procesos de tratamiento de lixiviados, la cual puede alcanzar hasta los 1.700 millones de pesos”, puntualizó el estudiante de la UNAL Sede Manizales.