Las tendencias sociales y económicas indican que la demanda de agua de calidad aumentará por crecimiento de una sociedad más industrializada y con mayor concienciación medioambiental

Diagnóstico de polígonos industriales en cuanto a reciclabilidad de las aguas

David Sanz Escribano, Tecnologías Químicas de Aimme-Instituto Tecnológico Metalmecánico10/09/2013

Este informe trata el eje del agua y a modo de introducción se puede citar parte del contenido del informe de estadísticas del agua del boletín informativo del Instituto Nacional de Estadística en el que se dice que el agua es tanto un derecho como una responsabilidad. Tiene un valor económico, social y ambiental, por lo que cualquier actuación pública y privada está obligada a tener en cuenta esta triple dimensión. No es un bien ilimitado, ni su disponibilidad en cuantía y calidad adecuada es gratuita. Hay que tener en cuenta tanto los costes reales como el beneficio económico que genera su utilización, respetando al mismo tiempo la exigencia de un caudal mínimo para mantener los ecosistemas.

Durante la realización del presente trabajo se ha pretendido abordar conjuntamente varios aspectos medioambientales relacionados con la industria. Por un lado se aborda el tema del agua en la industria, que enlaza con la necesidad y gestión de de este recurso en las agrupaciones empresariales o polígonos industriales, en este caso concreto ‘eco-polígonos’ o ‘polígonos verdes’.

En primer lugar el tema más importante es el agua, a la que nos tenemos que referir como recurso o bien escaso que hay que consumir de la forma más eficiente posible, evitando en la medida de lo posible gestiones ineficientes o despilfarros en el consumo.

Las tendencias sociales y económicas indican que la demanda de agua de calidad aumentará como consecuencia del crecimiento de una sociedad cada vez más industrializada y con mayor concienciación medioambiental. El incremento en la demanda junto con la previsible escasez del recurso y desequilibrios de abastecimiento por fenómenos como el cambio climático, superpoblación o movimientos migratorios masivos, llevarán a corto y medio plazo a los gobernantes a exigir a la industria su implicación en la batalla del uso sostenible del agua, siendo una posible herramienta para ello el incremento progresivo de su precio.

Por otra parte, según la Unión Europea (EU Water saving potential (Part 1 –Report). ENV.D.2/ETU/2007/0001r) el sector industrial tiene un ahorro potencial de agua que oscila entre un 30-70 %, dependiendo del sector considerado, el proceso estudiado y las medidas de ahorro aplicadas, siendo España el país con mayor potencial de ahorro (IWA Publishing, Hochstrat et al. 2005). Igualmente se prevé que el consumo de agua en el sector manufacturero será de un 24 % hasta el año 2030, aun contando con que se incremente la eficiencia en el consumo de la misma.

El proyecto está en línea con las previsibles tendencias sociales y económicas relativas al recurso agua. Simultáneamente se alinea con las posibilidades y previsiones de ahorro y reciclaje que la propia UE establece en relación al consumo.

Por otra parte, como se ha mencionado con anterioridad, se hará referencia a los ecopolígonos o polígonos verdes. Las empresas se han aproximado al medio ambiente a través de sistemas integrados, sistemáticos y preventivos. Siguiendo esta misma línea, los polígonos industriales deben comenzar a pensar en la gestión medioambiental conjunta de los aspectos medioambientales que ellos mismos generan. Estos sistemas deben aportar soluciones a los posibles impactos derivados del polígono, pero al mismo tiempo deben complementarse con el diseño de servicios medioambientales que sirvan de apoyo a las empresas en la mejora medioambiental individual.

Uno de estos servicios o aspectos es el agua en los polígonos industriales, por tanto en este el proyecto Prosocom se va a trabajar en el estudio de la reciclabilidad de este recurso en los propios polígonos industriales.

Según algunas fuentes, el proceso de implantación de polígonos sostenibles en el ámbito europeo tiene un desarrollo lento, pero imparable, debido a los beneficios que aportan las características de este tipo de emplazamientos. Por tanto durante la realización del proyecto que nos ocupa se quiere abordar la problemática de las aguas en estas agrupaciones empresariales, para tener solucionada uno de los muchos aspectos que hay que controlar para llegar a obtener la denominación de polígono verde.

Objetivos y alcance

El objetivo principal del paquete de trabajo para el que se realiza este diagnóstico es el diseño y simulación de alternativas de reutilización de las aguas residuales generadas en polígonos industriales multisectoriales. Está dirigido a la creación de propuestas de aprovechamiento máximo del recurso agua, tomando como referencia los polígonos existentes y desarrollando una metodología para el diseño de polígono virtuales tendentes al ‘vertido cero’.

Este objetivo global puede dividirse en los siguientes objetivos parciales:

  • Determinación de las distintas tipologías de polígonos industriales existentes en la Comunidad Valenciana en cuanto a aguas residuales generadas y destino de las mismas.
  • Identificación de los usos y calidades de las aguas de los polígonos industriales existentes en la Comunidad Valenciana.
  • Definición de los tratamientos de reciclabilidad de aguas depuradas existentes y potenciales de implantación en polígonos industriales.

1. Metodología de trabajo

El presente diagnóstico se ha dividido en varios puntos bien diferenciados que son los siguientes:

  • Estudio de identificación y caracterización de polígonos industriales, así como clasificación y selección de polígonos por tipologías.
  • Usos de las aguas en las industrias que componen los polígonos más representativos seleccionados en la etapa anterior.
  • Revisión del estado del arte en cuanto a tratamientos de reciclabilidad de las aguas depuradas industriales.

2. Descripción de la situación actual de los polígonos de la Comunidad Valenciana en tema de aguas

Como se ha mencionado con anterioridad el diagnóstico se ha dividido en tres grandes partes que coincidirán con las tareas en las que se dividió el paquete de trabajo número 2 del proyecto Prosocom.

2.1. Estudio de identificación y caracterización de polígonos industriales, así como clasificación y selección de polígonos por tipologías

En la Comunidad Valenciana existen más de 650 polígonos industriales ubicados en más de 280 municipios repartidos a lo largo de las tres provincias que componen la geografía valenciana.

En la provincia de Castellón existen más de 140 polígonos industriales ubicados en más de 40 poblaciones diferentes. En total existe más de 44,5 millones de metros cuadrados de suelo industrial. La mayor parte de estas agrupaciones industriales se encuentran en torno a la capital y alrededor de las poblaciones que integran el denominado clúster cerámico (l’Alcora, Onda, y Villa-real), disminuyendo la cantidad de polígonos cuanto más al norte de la provincia y al interior de la provincia.

Las principales actividades industriales que integran el sector industrial de la provincia de Castellón son:

  1. Cerámica (el clúster cerámico español se concentra en esta provincia)
  2. Agrícola (almacenes de frutas y verduras)
  3. Mueble (norte de la provincia)
  4. Cárnicas (oeste de la provincia)
  5. Pieles y calzado (zona de Vall d’Uxo)
  6. Petroquímicas (Refinería y algunas empresas químicas)

De los 13 polígonos que se han incluido en una primera selección, ya que todos ellos tienen alguna característica interesante que tener en cuenta para estudios posteriores, como conclusión de este primer diagnóstico se seleccionan de entre ellos, 4 polígonos en los que se realizará un estudio mucho más elaborado en las siguientes etapas del proyecto. Estos cuatro polígonos son los siguientes:

  • ‘Grau-Serrallo’, en Castellón de la Plana por ser uno de los polígonos multisectoriales más grandes de la Provincia de Castellón y por el tipo de empresas instaladas en este polígono.
  • 'Carmaday', en La Vall d’Uxo por su proximidad a la EDAR.
  • ‘El Colador’, en Onda.
  • ‘El santísimo’, en Segorbe.

La provincia de Valencia es la que más densidad de polígonos industriales alberga de las tres provincias que componen la Comunidad Valenciana, ya que en esta provincia existen más de 340 polígonos industriales ubicados en aproximadamente 140 poblaciones diferentes. La mayor parte de los polígonos se encuentran en torno a la capital y a lo largo de la parte este de la provincia, disminuyendo considerablemente la cantidad de polígonos cuanto más te adentras en el oeste y el interior de la provincia.

Las principales actividades industriales que integran el sector industrial de la provincia de Valencia y que pueden ser potencialmente generadoras de aguas residuales o potenciales consumidores de aguas reutilizadas son:

  1. Industria del calzado y vestido y otras confecciones textiles
  2. Industria del papel y fabricación de artículos de papel: artes gráficas y edición
  3. Industria química
  4. Industria textil
  5. Industrias de productos alimenticios y bebidas
  6. Industrias de transformación del caucho y materias plásticas
  7. Industrias de la madera, corcho y muebles de madera
  8. Servicio de alimentación
  9. Fabricación de productos metálicos (excepto máquinas y material de transporte)
  10. Construcción de maquinaria y equipo mecánico
  11. Construcción de maquinaria y material eléctrico
  12. Fabricación material electrónico (excepto ordenadores)
  13. Construcción de vehículos automóviles y sus piezas de repuesto

De los 14 polígonos que se han incluido en una primera selección se seleccionan de 4 polígonos en los que se realizará un estudio mucho más elaborado en las siguientes etapas del proyecto. Estos cuatro polígonos son los siguientes:

  • ‘Fuente del Jarro’, en Paterna.
  • ‘Parc Industrial Juan Carlos I’, en Almussafes.
  • ‘Mas del Jutge’, en Torrent.
  • ‘Castilla’, en Cheste.

En la provincia de Alicante existen más de 110 polígonos industriales ubicados en más de 60 poblaciones diferentes, siendo las poblaciones con más concentración de actividad industrial: Alicante, con 9 polígonos industriales Crevillente y Alcoy con 6 polígonos cada una, Elche y San Vicente del Raspeig con 5, Ibi con 4 y Cocentaina, Elda, Petrer, Villena y Xixona con 3 polígonos. De las tres provincias estudiadas, esta es la que mayor dispersión de polígonos presenta a lo largo de su territorio.

Las principales actividades industriales que tienen lugar en estos polígonos se pueden agrupar en:

  1. Industria alimenticia y agrícola. (Turrón).
  2. Calzados y curtidos.
  3. Juguete, plástico y matricería.
  4. Textil, hilatura, tejeduría, tintura, estampación, acabados y confección.
  5. Metalurgia y cromados.
  6. Industria química.
  7. Cosmética.
  8. Cementera.
  9. Mueble.
  10. Higiene personal (productos absorbentes).
  11. Logística.

Los 7 primeros corresponden a actividades industriales cuyos procesos son productores de aguas residuales, la mayoría de las cuales se han de tratar con procesos específicos de depuración y/o varias etapas de tratamiento. El resto de actividades industriales no suponen grandes cantidades de vertidos de aguas residuales.

Tras estudiar la información obtenida de cada uno de estos polígonos se establece una selección de 11 en de la provincia de Alicante, atendiendo a los criterios expresados en el punto 1. Aunque estos 11 polígonos se han incluido en una primera selección, porque todos ellos tienen alguna característica interesante que tener en cuenta para estudios posteriores, como conclusión de este primer diagnóstico se establecen de ente todos ellos, 4 polígonos en los que se realizará un estudio mucho más elaborado en las siguientes etapas del proyecto. Estos cuatro polígonos son los siguientes:

  • ‘Las Atalayas’, en Alicante por ser uno de los polígonos multisectoriales más grandes de la Provincia de Alicante y por estar relativamente próximo a las EDAR’s municipales dónde vierten.
  • ‘Elx Parque Empresarial’, es un polígono multisectorial que incluye aún mayor número de empresas que el de Alicante y además posee una característica muy interesante, al separar las aguas pluviales para ser reutilizadas en el Paraje Natural del Clot de Gavany
  • ‘Les Pedreres’, polígono industrial del núcleo poblacional de Petrer, que vierte las aguas a la EDAR municipal junto con otras poblaciones como Sax, Elda y Monovar.
  • ‘El Pi’, polígono monosectorial de la industria textil, en él se reutilizan parte de las aguas depuradas en la EDAR municipal en el proceso productivo textil.

Aunque en un principio estos son los polígonos que más interesantes parece para la realización de las posteriores fases del proyecto, no se descartan algunos cambios si durante el transcurso del proyecto así cree conveniente.

2.2. Diferentes usos de las aguas industriales y usos concretos de las industrias que componen los polígonos más representativos seleccionados en la etapa anterior

Breve introducción (usos del agua en la industria)

De forma general cuando se habla del uso del agua se distinguirá siete tipos de usos diferentes: uso doméstico (alimentación, lavado, higiene), uso público (hospitales, colegios, limpieza de calles, fuentes públicas, riego de jardines), uso en la industria y los servicios, en la agricultura y ganadería, como fuente de energía eléctrica, en las comunicaciones fluviales, para el deporte y el ocio.

Según la bibliografía consultada, en 2005, el uso total de agua en España fue de 22.200 hectómetros cúbicos. (Fuente: Estadísticas del agua (INE, 2008))

Aunque se haya hecho esta pequeña introducción sobre los usos del agua en España, el uso al que verdaderamente se tiene que hacer referencia en este informe es al uso industrial. El agua es un recurso muy importante en la industria ya que puede tener multitud de usos diferentes, como materia prima y parte del propio producto, como disolvente, agente de transporte y lavado, para refrigeración, o como fuente de energía (centrales hidroeléctricas, producción de vapor y fuerza motriz).

Existen industrias que hacen un uso intensivo del agua como pueden ser las de fabricación de productos químicos, hierro, acero y pulpa de papel, lo que hace necesario la implantación de procesos que permitan la recuperación y reciclaje del agua y la reducción del volumen de agua requerido en producción.

En cuanto al origen del agua que usa la industria puede ser de dos tipos: agua suministrada por las redes de abastecimiento urbanas (en su mayoría de agua potable) o captaciones propias, que a su vez se pueden realizar de forma directa o a través de otros métodos como la dotación propia de los polígonos industriales. Es interesante saber cómo se abastece la industria y más concretamente en el caso que nos ocupa para saber las necesidades y la disponibilidad de las empresas o polígonos industriales. Ya que según las necesidades y disponibilidad del agua, para las empresas será más o menos atractiva la idea de utilizar aguas recicladas así como la de incorporar en sus instalaciones sistemas de tratamiento que reduzcan consumo de agua limpia, reduzcan la cantidad de aguas residuales y favorezcan su depuración eficaz, así como la posibilidad de poder reintroducir aguas residuales recuperadas en su propio proceso de producción.

Otro de los puntos en los que se tiene que incidir en este apartado es la reutilización de las aguas residuales depuradas, ya que será uno de los objetivos perseguidos en el proyecto que nos ocupa.

En España la escasez de agua ha forzado a optimizar al máximo su uso, haciendo que la reutilización de las aguas depuradas sea una práctica que no sorprende a nuestra sociedad. Las aplicaciones más comunes son los consumos municipales (limpieza de calles y alcantarillado, riego de parques y jardines, etc.) y la agricultura. Sin embargo proyectos como los que estamos llevando a cabo intentan que el uso de este tipo de aguas se haga extensivo también en la industria, esto reduciría el consumo de agua limpia y podría proporcionar mucha flexibilidad en la gestión del agua sobre todo en zonas como el levante español en el que son frecuentes los episodios de sequía o escasez de aguas. El Real Decreto 1620/2007 del Ministerio de la Presidencia introduce el término de aguas regeneradas como aquéllas que han sido sometidas a un proceso de tratamiento adicional que permite adecuar su calidad al uso al que se destinan, de este Real Decreto se hablará con más profundidad en el siguiente apartado.

Para acabar con esta recopilación de datos de carácter general referentes al agua, a continuación se abordará el tema de los volúmenes de agua utilizados por sectores a nivel industrial a escala nacional, para ellos se puede tomar como referencia datos disponibles en informes del Instituto Nacional de Estadística (INE) observándose que los principales sectores consumidores de agua son:

  • Industria de alimentación, bebida y tabaco
  • Industria textil y de la confección cuero y calzado
  • Industria del papel
  • Industria Química
  • Metalurgia y fabricación de productos metálicos

Sectores industriales de los polígonos identificados

Después de esta recopilación de de datos generales sobre el sector del agua, esta última parte del apartado se dedicará a hablar de las características de los polígonos industriales de la Comunidad Valenciana seleccionados anteriormente.

Por tanto, tras la identificación y caracterización de los principales polígonos industriales de la Comunidad Valenciana se pueden identificar los sectores industriales más representativos en relación a número de empresas potencialmente contaminantes en materia de vertidos. Estos sectores industriales agrupados según su epígrafe IAE serían:

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Tabla 1. Actividades industriales más comunes en la Comunidad Valenciana. En rojo se encuentran las actividades con mayor consumo de agua.

Definición de calidades de agua

Tras analizar los usos del agua en cada uno de los principales sectores a los que pertenecen las industrias de los polígonos industriales y en base a los posibles usos previsto para el agua regenerada expuestos en el Real Decreto 1620/2007, de reutilización de las aguas depuradas se han determinado las siguientes aplicaciones posibles para el uso del agua regenerada:

  • Baldeo y limpieza de las instalaciones
  • Agua de procesos
  • Generación de vapor
  • Agua de refrigeración
  • Descarga en aparatos sanitarios
  • Lavado industrial de vehículos
  • Sistemas contra incendios
  • Riego de zonas verdes

A la hora de definir las calidades requeridas para cada uso es necesario conjuntar dos aspectos:

  • Mínimos establecidos por la legislación.
  • Necesidades de la industria según su uso previsto.

2.3. Revisión del estado del arte en cuanto a tratamientos de reciclabilidad de las aguas depuradas industriales

La revisión del estado del arte en cuanto a tratamientos de reciclabilidad de aguas depuradas industriales dentro de polígonos industriales puede dividirse en dos aspectos.

  • Tratamientos de regeneración de agua residuales y tecnologías de tratamiento de depuración aguas para su reutilización.
  • Origen e integración del agua regenerada en el polígono industrial

2.3.1. Tratamientos de reutilización de agua residual

Los sistemas de reutilización de agua tienen como objetivo mejorar la calidad del efluente de aguas residuales provenientes de una depuradora, ya sea de tipo urbano o mixta, para cumplir con los requisitos de calidad de las aguas regeneradas exigidas. Para ello, es preciso complementar los sistemas de tratamiento previamente instalados con procesos de depuración avanzados, también llamados tratamientos terciarios, que reduzcan la carga contaminante residual hasta valores admisibles para el uso industrial al que vaya a destinarse el agua producto.

Por otro lado, es importante eliminar todos los microorganismos patógenos para asegurar la adecuada calidad sanitaria del agua. De esta manera los tratamientos de reutilización tiene como objetivo principal el reducir la cantidad de agentes patógenos que hayan sobrevivido a los tratamientos de depuración, así como reducir el nivel de sólidos en suspensión y turbidez, para lograr alcanzar las calidades mínimas exigidas.

Los tratamientos de reutilización más habituales son de tipo físico-químico y para su aplicación son necesarias un conjunto de instalaciones que normalmente se sitúan a continuación del tratamiento secundario de la estación depuradora de aguas residuales.

La línea de tratamiento de regeneración debe ser diseñada en función del uso del agua regenerada ya que como se ha mostrado en el apartado 2.2 los parámetros de calidad a conseguir son diferentes, según se regula en el RD 1620/2007 de reutilización de aguas residuales en su Anexo I.A.

  • Tratamiento físico-químico

Los tratamientos físico-químicos forman parte de una tecnología madura y que consiste básicamente en la adición de reactivos químicos que provocan la coagulación-floculación, seguida habitualmente de una decantación u otro sistema de eliminación de los coloides formados. Los reactivos empleados suelen ser coagulantes inorgánicos (sales de hierro o aluminio) o bien polímeros orgánicos (polielectrolito) y a veces una combinación de ambos.

Dicho tratamiento se lleva a cabo para conseguir efluentes clarificados, prácticamente libres de materia en suspensión o en estado coloidal, reducción de fósforo y metales pesados. Además poseen una ligera acción desinfectante, ya que las bacterias y virus fijados a los sólidos en suspensión son eliminados con éstos. Con este tratamiento también se elimina los huevos de nemátodos.

Un ejemplo de tratamiento-físico químico que habitualmente se instala como tratamiento de regeneración de aguas residuales son los sistemas compactos de clarificación. Estos sistemas permiten ejecutar un proceso de coagulación floculación con alta velocidad de decantación y corto tiempo de retención, lo que supone hasta 5 veces menos espacio de implantación que un decantador lamelar o una flotación por aire disuelto (DAF) y hasta 20 veces menos que un sistema de clarificación convencional.

  • Filtración

La filtración también es una tecnología muy experimentada y que se suele emplear como proceso de clarificación del efluente en una estación depuradora de aguas residuales. En esta filtración se incluyen filtros convencionales de arena contenidos en carcasa presurizada o bien lecho arena pulsante (solos o asociados a procesos físico-químicos como se ha comentado anteriormente). Otros procesos son la filtración sobre anillas y la filtración sobre membranas.

Filtros de arena

La finalidad de los filtros de arena es eliminar los sólidos en suspensión presentes que no se han eliminado en procesos anteriores. Los filtros de arena son equipos que poseen diversas ventajas entre las que podemos mencionar que no contiene partes móviles lo que facilita su instalación, tienen un formato compacto y proporcionan soluciones fiables y consistentes.

Existen muchos tipos de filtros de arena diferentes pero se pueden dividir en dos grupos:

  • Filtros abiertos: Son filtros que están abiertos a la atmósfera, dentro de este grupo podemos hacer una subdivisión en: Filtros lentos, que trabajan a presión atmosférica y a velocidades máximas de 10 m3/día por m2 de superficie; y Filtros rápidos, que operan a presión atmosférica y a velocidades de 5 a 20 m/h.
  • Filtros a presión: Son recipientes cerrados metálicos ó plásticos en cuyo interior se colocan materiales filtrantes a través de los cuales se vehicula a presión el agua bruta que queremos clarificar. En este grupo de filtros podemos hacer muchas clasificaciones diferentes, y un mismo filtro puede pertenecer a más de un grupo diferente.

Filtros de anillas

En este proceso, la filtración tiene lugar por anillas planas de material plástico provistas de ranuras. Dichas anillas están colocadas una sobre otra y comprimidas, formando el elemento filtrante. Los cruces entre las ranuras de cada par de discos adyacentes forman pasos de agua, cuyo tamaño varía según las anillas utilizadas y la situación relativa de los discos.

Filtro de discos o microtamiz

Es un sistema de filtración superficial que utiliza paneles filtrantes plegados con una configuración única, donde la filtración se realiza de dentro hacia fuera, proporcionando un máximo rendimiento en la filtración y un fácil rechazo de la materia inorgánica. El flujo a través de los paneles filtrantes desde dentro hacia fuera permite la captura eficiente de los sólidos suspendidos y favorece el rendimiento del sistema de contralavado. La filtración de grandes volúmenes de agua, así como las altas calidades del filtrado, están llegando a ser cada vez más importantes para todos los profesionales del sector del agua.

Filtración con membranas

Dentro de los procesos de filtración con membranas se puede mencionar la microfiltración, la ultrafiltración y la nanofiltración.

  • Microfiltración: es un tipo de filtración por membranas que permite eliminar los sólidos en suspensión de tamaño superior a 0,1 – 1,0 μm. Es efectiva eliminando los patógenos de gran tamaño como Giardia y Cryptosporidium. También elimina los nematodos intestinales, los coliformes totales y fecales. La microfiltración suele aplicarse cuando la concentración de sólidos totales disueltos no es problemática, ya que los poros de la membrana son comparativamente grandes para filtrar partículas muy pequeñas. En concreto, se suele utilizar como pretratamiento de sistemas con las membranas más delicadas, como la osmosis inversa o la nanofiltración.
  • Ultrafiltración: es otra técnica de filtración de similares características a la microfiltración con la diferencia de que elimina esencialmente todas las partículas coloidales y alguno de los contaminantes disueltos más grandes (0,01 μm). Se utiliza cuando deben eliminarse prácticamente todas las partículas coloidales (incluyendo la mayor parte de microorganismos patógenos). Estos sistemas, capaces de eliminar bacterias y virus se suelen utilizar como pretratamiento para sistemas de nanofiltración u osmosis inversa. Puesto que los coloides se eliminan, el agua tratada debe tener una turbidez prácticamente nula.
  • Nanofiltración: esta técnica elimina los contaminantes de tamaño superior al nanómetro (0,001μm). Se emplea cuando se requiere eliminar prácticamente, aunque no todos, los sólidos disueltos. La tecnología se llama también ablandamiento por membrana, ya que se eliminan del agua los iones bivalentes, es decir, aquellos que tienen 2 cargas (calcio y magnesio), mejor que los que solo tienen una (sodio, potasio, cloro).
  • Ósmosis inversa: es otra tecnología de membrana en la cual el solvente (agua) es transferido a través de una membrana densa diseñada para retener sales y solutos de bajo peso molecular. La ósmosis inversa (OI) elimina prácticamente todas las sales y los solutos de bajo peso molecular, de modo que se considera una eliminación prácticamente total de todas las sales disueltas y total de los sólidos en suspensión. Debido a esto, las membranas de OI se emplean parar obtener agua muy pura, especialmente si la fuente es agua salobre o agua de mar.

Desalación

Entre las tecnologías de desalación de mayor aplicación industrial encontramos la electrodesionización, la electrodiálisis reversible y la ósmosis inversa, si bien no hay que olvidar que estos últimos son procesos de filtración con membrana.

  • Electrodesionización: es una técnica de desalación que emplea corriente eléctrica continua como fuente de energía para la desalinización. Los iones en solución son atraídos hacia los electrodos con carga eléctrica opuesta. Dividiendo los espacios entre electrodos mediante membranas selectivas para cationes y aniones, lo que crea compartimentos, las sales pueden ser eliminadas de la mitad de los compartimentos y concentradas en los restantes. Por lo tanto, elimina sólo las sales disueltas.
  • Electrodiálisis reversible (EDR): esta tecnología separa las moléculas o iones en un campo eléctrico debido a la diferencia de carga y de velocidad de transporte a través de una membrana. Las membranas tienen lugares cargados y poros bastante estrechos (1-2 nm). En la célula de electrodiálisis se sitúa un cierto número de membranas de intercambio catiónico y aniónico entre un ánodo y un cátodo de forma que cuando se aplica la corriente eléctrica los iones con carga positiva migran a través de la membrana de intercambio catiónico y viceversa, es decir, sólo separa aquellas sustancias que tengan carga eléctrica, no sufriendo ningún tipo de reducción aquellas que presenten carga neutra como las bacterias, virus, SS, algas, etc. Una de las principales diferencias entre la electrodiálisis reversible y la electrodesionización es el contenido de los compartimentos de desalinización. Los de la electrodesionización se rellenan con resinas de intercambio iónico de lecho mezclado.
  • Desinfección de mantenimiento

Como se ha observado anteriormente el objetivo final de los tratamientos de regeneración es obtener un agua con una adecuada calidad sanitaria, por lo que las etapas anteriores a la desinfección son en definitiva preparatorias para ésta; este proceso se puede llevar a cabo mediante derivados de cloro, rayos ultravioleta u ozono. Independientemente del sistema de desinfección adoptado se debe prever la dosificación de cloro mediante hipoclorito sódico (NaClO) en el efluente de agua regenerada hasta alcanzar una concentración de cloro libre residual de 0,6 ppm.

Derivados de Cloro

La desinfección se puede realizar por adición de derivados de cloro como el NaClO, cloro gas (Cl2) o anhídrido hipocloroso (Cl2O). La cloración se desaconseja para el tratamiento de aguas residuales, ya que genera muchos subproductos. Sin embargo, el empleo de Cl2O se considera como una de las mejores alternativas a la cloración convencional. Es un oxidante efectivo que se emplea en aguas con fenoles y elimina los problemas de olores. Al mismo tiempo tiene el inconveniente que oxida un gran número de compuestos e iones, como hierro, manganeso, nitritos. No reacciona con el amonio ni con el bromo. Se tiene que generar in situ debido a su inestabilidad y no genera subproductos en cantidad apreciable. Se considera un buen biocida y afecta también a las algas. El uso del NaClO es el más extendido por su facilidad de operación.

Radiación ultravioleta (UV)

La desinfección llevada a cabo por rayos ultravioleta se basa en la acción de una parte del espectro electromagnético sobre ácidos nucleicos y proteínas, con lo que se altera la reproducción de determinados patógenos o produciendo la muerte de la célula. Se emplea la radiación a 253,7 nm, que se considera la longitud de onda más adecuada para el proceso. El proceso de desinfección por rayos UV es activo especialmente contra bacterias y virus como la Giardia y la Cryptosporidium.

El sistema empleado para la emisión de luz UV se trata de lámparas de alta, media y baja presión. Hasta el momento las más utilizadas en desinfección de aguas residuales son las de baja presión. Es importante que el efluente a desinfectar tenga pocos sólidos en suspensión y la mayor transmitancia posible. Uno de los problemas más importantes de esta tecnología es el ensuciamiento de las lámparas.

Ozono

El ozono es un compuesto químico con mayor poder oxidante que el cloro, sobre todo por su acción contra los virus y bacterias, y se debe producir in situ por acción de una descarga eléctrica. Al mismo tiempo reduce los olores, no genera sólidos disueltos adicionales, no es afectado por el pH y aumenta la oxigenación de los efluentes. Si el contenido en materia orgánica es elevado, se requieren dosis comparativamente elevadas para obtener una buena desinfección. Entre sus principales problemas se encuentran los elevados costes de inversión y operación en comparación con otras técnicas de desinfección.

2.3.2. Origen e integración del agua regenerada en el polígono industrial

A la hora de integrar tanto la línea de reutilización de aguas residuales como el posterior envío del agua regenerada a las empresas del polígono industrial se han identificado diferentes esquemas de aplicación relación entre las estaciones de depuración de aguas residuales (EDAR) y las empresas de los polígonos industriales.

A) EDAR mancomunada para la depuración de aguas residuales industriales

Cuando varias empresas se encuentran próximas entre sí, una posible solución se puede encontrar en la instalación de depuradoras mancomunadas, es decir, depuradoras que traten el vertido de todas ellas. En esta situación, sería posible colocar una línea de reutilización de aguas residuales (ERA) tras la EDAR que fuera capaz de regenerar una parte del agua residual depurada. Tras el proceso de regeneración se encontraría un punto de entrega de las aguas residuales regeneradas (PEAR) a través del cual las empresas del polígono industrial dispondrían de agua en las diferentes calidades de uso.

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Figura 1. Esquema de integración de línea de regeneración de aguas residuales en EDAR mancomunada de polígono industrial.

Algunos ejemplos encontrados de EDARs mancomunadas de polígonos industriales se muestran en la siguiente tabla:

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Tabla 2. Ejemplos de EDAR mancomunada en polígonos industriales.

B) Reutilización de aguas residuales depuradas en EDAR municipal

Una segunda alternativa sería la reutilización de aguas residuales urbanas depuradas en una EDAR municipal. El esquema de reutilización sería el siguiente:

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Figura 2. Esquema de integración regeneración de aguas residuales en EDAR urbana.

A continuación se presentan algunos ejemplos encontrados:

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Tabla 3. Ejemplos de reutilización de aguas de EDAR municipal en polígonos industriales.

C) Intercambio de agua residual o agua regenerada entre empresas: Simbiosis Industrial

Por último, hay que mencionar el caso de depuración y/o reciclaje dentro de un mismo polígono industrial por parte de empresas a nivel individual. Este tipo de práctica se suele conocer como Simbiosis Industrial y puede incluir no sólo el intercambio entre aguas residuales o regeneradas, sino también, para residuos, subproductos o energía. La simbiosis industrial es una línea de la ecología industrial, que incluye conceptos como el análisis del ciclo de vida, la contabilidad ecológica y la producción ecológica. Existen infinitas oportunidades de agrupar a las empresas en beneficio mutuo.

La simbiosis industrial apareció hace ya algún tiempo. Un ejemplo es la ciudad de Kalundborg en Dinamarca, donde una serie de industrias, como una central eléctrica, una refinería de petróleo, una fábrica de yeso, unas empresas químicas y farmacéuticas, empezaron poco a poco a intercambiar subproductos, con lo que ganaron competitivas mediante el ahorro de los costes de las materias primas y redujeron el impacto medioambiental.

Otros ejemplos de simbiosis industrial se encuentran en

  • Ciudad de Kawasaki (Japón)
  • Ciudad y polígono industrial de Kwiana (Australia)
  • Diversas empresas piloto en el Reino Unido a través del programa BREW

En el caso de la comunidad valenciana se ha detectado un posible caso de aplicación de esta simbiosis industrial sería el polígono de Parc Sagunt donde la empresa química Fertiberia consume grandes cantidades de agua de mar para refrigerar que quizás pudiera ser aprovechada por el conjunto de empresas de acero Sidmed/Solmed/Galmed.

3. Requisitos legislativos

La legislación ambiental en materia de aguas ha sufrido cambios importantes en las últimas décadas, endureciéndose para intentar proteger de forma eficiente y eficaz este recurso natural que no es ilimitado. En este apartado simplemente se hará mención a la legislación referente al agua que puede ser interesante para el proyecto, para su rápida localización en caso de necesidad, en ningún caso se entrará en profundidad, ya que no es este el objetivo de este informe. En anteriores apartados ya se ha desarrollado la parte de la legislación que se ha creído conveniente resaltar en este informe diagnóstico, en caso de necesitar alguna información más concreta en la web del Ministerio de Medio Ambiente se puede profundizar tanto como se desee.

La legislación española en materia de agua ha ido modificándose y adaptándose a la legislación europea, ya por decisión del Parlamento Europeo y del Consejo del 23 de octubre de 2000 se aprobó la Directiva Marco del Agua, por la que se establece un marco comunitario de actuación en la política de aguas que se transpuso al derecho español en el año 2003 (mediante la Ley 62/2003, de 30 de diciembre). Esta Directiva establece que en el año 2015 debe conseguirse un buen estado ecológico para todas las aguas europeas, fija el Directiva Marco del Agua principio de que ‘quién contamina paga’ y plantea la recuperación adecuada de los costes de los servicios relacionados con el ciclo integral del agua.

4. Conclusiones

Los polígonos industriales de la Comunidad Valenciana se pueden clasificar, desde el punto de vista de las aguas residuales generadas, en monosectoriales y multisectoriales. La monosectorialidad simplifica la gestión del agua residual e incrementa las posibilidades de su reciclaje. Los sectores con polígonos monosectoriales existentes en la C.V son básicamente los siguientes: textil, calzado, agroalimentario, cerámico y fabricación de productos metálicos y componentes de automoción.

Desde el punto de vista de la gestión del agua residual generada polígonos, teniendo como objetivo su reciclaje, existen tres posibles escenarios:

  • Depuradora en el polígono

- Recibe aguas residuales pre tratadas

- Recibe aguas residuales brutas

  • EDAR cercana al polígono

- Con terciario parcial (Ej.: Filtración-Desinfección)

- Con terciario completo (Ej.: Parcial + Membranas)

- Sin terciario

  • Posibilidad de simbiosis dentro de un mismo polígono entre empresas potencialmente proveedoras de agua y empresas aceptoras

Los usos del agua en la industria pueden clasificarse en 5 categorías, existiendo una gran variabilidad de puntos de consumo: limpieza, generación vapor, refrigeración baldeo, riego, sanitarios etc. De menor a mayor calidad las categorías son las siguientes:

  • Alta mineralización
  • Agua de red/pozo
  • Descalcificada
  • Desmineralizada parcial
  • Alta desmineralización

Los tratamientos de reciclabilidad para aguas residuales depuradas con potencialidad de implantación en polígonos siguen un patrón común consistente en un sistema secuencial de filtración en tres niveles. El primer nivel, con micrajes entre 1-100 incluye filtros en profundidad tipo arena-antracita o carbón activo, así como filtros de cartucho o bolsa, eliminando del agua todo tipo de partículas en suspensión. El segundo nivel incluye filtración con membranas con tamaño de poro entre 0.01-1 μm (microfiltración/ultrafiltración), para la eliminación de macromoléculas y coloides. Por último, en el tercer nivel se lleva a cabo una desmineralización parcial con membranas de nanofiltración u osmosis inversa. En algunos casos hace falta una desinfección del agua con sistemas clásicos de cloración o radiación UV.

5. Bibliografía

[1] Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente: http://www.magrama.gob.es/es/agua/temas/default.aspx

[2] Cámara de Comercio de Alicante: http://www.camaralicante.com/buscarempresas/camara.php?d=1/censo/

[3] Cámara de Comercio de Castellón: http://www.camaracastellon.com/

[4] Cámara de Comercio de Valencia: http://www.camaravalencia.com/directorios/default.asp

[5] Capuz Rizo, S. et al. Situación actual y perspectivas del ecodiseño en las PYMES de la Comunidad Valenciana. Valencia: UPV, 2003.

[6] Consejo de Cámaras de Comercio, Industria y Navegación de la Comunidad Valenciana. Oficina Pateco - Comercio y Territorio. Los Centro Comerciales de la Comunitat Valenciana, 2010.

[7] Instituto Valenciano de Estadística: www.ive.es

[8] Estadísticas e indicadores del agua. La información estadística, instrumento necesario para una mejor gestión del agua DEPÓSITO LEGAL: M-17947-2001 ISSN: 1579-2277. www.ine.es

[9] Encuesta sobre el uso del agua en el sector industrial. 2006. Estudio piloto. Madrid julio de 2009. Instituto Nacional de Estadística. Estadísticas y Cuentas Medioambientales.

[10] Eco-parques Industriales, una Opción de Desarrollo Sostenible para el Sector Productivo Regional. Marcos Luján P. Universidad, Empresa y Sociedad. Acta Nova; Vol. 1, N◦4, junio 2002.

[11] Diseño de un parque industrial sostenible. Robert A. Sweeney y Phyllis A. Sweeney.

[12] La gestión sostenible en los polígonos industriales. Una aplicación de la Ecología Industrial. Fundación Entorno.

[13] Integrated pollution prevention and control (IPPC): Reference document on best avaliable techniques for the production of Special Inorganic Chemicals. Sevilla: European comission. European IPPC Bureau, 2007.

[14] Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Reference Document on Best Available Techniques for the Textiles Industry July 2003

[15] Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Reference Document on Best Available Techniques for the Ceramic Industry

[16] Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Reference Document on Best Available Techniques for the Iron and Steel Production Industry

[17] Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Reference Document on Best Available Techniques for the anning of hides and skins c Industry

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Instituto Tecnológico Metalmecánico, Mueble, Madera, Embalaje y Afines

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