Mejoran gestión de residuo líquidos mediante tecnología de evaporación al vacío por bomba de calor

por | diciembre 17, 2018

Ante la creciente generación de residuos líquidos en las distintas industrias del mundo, los investigadores de la empresa Veolia Water Technologies se han propuesto encontrar la tecnología más eficiente para la óptima gestión de estos.

Y es que la gestión de los residuos líquidos no sólo implica costes económicos para las empresas, sino también cuestiones medioambientales para el planeta, por lo que es menester encontrar la mejor forma manejarlos inocuamente para el ecosistema y sin que esto repercuta económicamente en la prosperidad de las industrias, así como lo señala Alberto, trabajador de la empresa Fontaneros.

En ese sentido, los investigadores han demostrado que el punto de convergencia entre la viabilidad económica, medioambiental y técnica en la gestión de los residuos líquidos es la tecnología de evaporación al vacío por bomba de calor. Por consiguiente, la empresa Veolia Water Technologies expuso los beneficios complementarios que dicha evaporación presenta frente a la gestión de residuo líquidos mediante una experimentación llevada a cabo en el Hospital Ramón y Cajal de Madrid, de la cual elucidaremos a fondo en este artículo.

Evaporación al vacío por bomba de calor

Antes que nada, aclarar que el funcionamiento altamente eficiente que los evaporadores al vacío por bomba de calor presentan es debido su condición de operación a presiones por debajo de la atmosférica (760 mmHg). De esa manera, los evaporadores de este tipo hierven soluciones acuosas a temperaturas más bajas que las requeridas a presión atmosférica, por lo tanto, economizan enormemente los gastos de la operación relativos a la energía térmica.

Lo especial de este tipo de evaporadores es que utilizan una configuración con circulación de fluido frigorífico para aprovechar el calor latente de los vapores generados sin necesidad de emplear otro evaporador para ello. Para que se entienda mejor utilizaremos el diagrama del evaporador usado en la experimentación en cuestión para explicar al detalle el proceso.

El proceso de evaporación al vacío por bomba de calor se produce en cinco etapas:

  1. El fluido frigorífico, o refrigerante, en estado gaseoso ingresa al intercambiador de calor y se condensa a expensas de la cesión de su calor latente a la alimentación, el cual proviene de la bomba de circulación.
  2. Una vez calentada, la alimentación fluye hasta la cámara de ebullición por convección y se evaporan todas aquellas partículas capaces de alcanzar el estado de ebullición.
  3. El vapor generado es dirigido a otro intercambiador de calor donde se enfría y condensa al contactarse íntimamente con refrigerante en estado gaseoso, el cual absorbe todo el calor latente. Dicho refrigerante fue llevado de estado líquido a estado gaseoso mediante el enfriamiento por ventilación forzada y luego por la expansión proporcionada por una válvula.
  4. El condensado obtenido, que ahora llamaremos destilado, es llevado a un tanque donde se utiliza, en conjunto con un inyector y una bomba, para crear el vacío necesario en la cámara de ebullición. Asimismo, en ese tanque donde se le da salida al destilado.
  5. El refrigerante gaseoso, proveniente del intercambiador que enfría los vapores, es enviado a un compresor para aumentar su temperatura y calentar la nueva alimentación fresca. De esa manera continua el proceso cíclicamente desde el paso uno.

Caso estudio del Hospital Universitario Ramón y Cajal

El evaporador anteriormente explicado fue diseñado por Veolia Water Technologies y es el que usaron en su experimentación de factibilidad económica, medioambiental y técnica de la evaporación en la gestión de residuos líquidos generados en el Hospital Universitario Ramón y Cajal.

El mencionado hospital genera 600 litros al día de efluentes tóxicos procedentes de análisis y hematología. Por su alta demanda bioquímica de oxigeno (DQO), alto nivel de cloruros y pH de 11, este efluente es sumamente peligroso y debe ser gestionado con cuidado. Durante la experimentación con este efluente, los investigadores lograron reducirlo a su más mínima expresión, produciendo dos corrientes en el proceso: una de residuo tóxico cuyo volumen es 90% inferior al original y otra de destilado (agua) altamente valioso y reutilizable.

Además, el diseño de evaporador que propone la empresa Veolia Water Technologies, y que explicamos anteriormente, es sumamente atractivo para todas aquellas industrias que pretendan ahorrar en la construcción del equipo y en los costos propios de la generación de calor, necesaria en cualquier proceso de evaporación, ya que con sólo invertir en refrigerante y demás equipos menores (intercambiadores de calor, inyector, etc.) se puede obtener igual eficiencia del vapor de calentamiento usando sólo un evaporador que empleando múltiples conectados en serie.

Recordemos que, en la evaporación al vacío por bomba de calor, no se utiliza vapor vivo per se, es decir, no es necesario generar vapor externo para agregar calor al proceso, ya que el propio calor de los vapores generados en la evaporación son los que se utilizan para hervir la alimentación fresca. Lo cual resulta un gran atractivo económico para las industrias.

En conclusión, la evaporación al vacío por bomba de calor es la tecnología ideal para pre-tratar los residuos líquidos acuosos antes de ser llevados a una planta de tratamiento especializada, ya que permite recuperar el 90% en volumen de agua de los residuos mediante una evaporación de alta eficiencia y bajo consumo energético. Esto no sólo reduce las pérdidas económicas de las empresas, también ayuda a la preservación del medioambiente al disminuir notablemente el caudal de agua contaminada que se desecha.