Solución global al tratamiento del agua en la industria aeronáutica

J. Huesa Water Technology ha ejecutado un proyecto llave en mano para la industria del tratamiento de superficies metálicas en el sector aeronáutico. Una compañía destacada en el mercado internacional ha abierto un nuevo centro fabril en la Península para el que precisaba de un proveedor del Ciclo Integral del Agua que fuese capaz de adecuar el agua a su proceso productivo y tratar los efluentes procedentes del mismo para cumplir con la normativa vigente.

El sistema de tratamiento de superficie de piezas metálicas implantado en la nueva fábrica está compuesto por tres líneas de producción independientes, cada una de ellas compuesta por un número variable de cubas dispuestas en serie. En cada una de estas cubas se lleva a cabo un tratamiento distinto.

Estas líneas trabajan 16 horas diarias de forma ininterrumpida lo que requiere de un suministro ininterrumpido de agua de calidad. De igual forma, este proceso genera un vertido que es necesario tratar antes de ser evacuado a la red de saneamiento local.

Tras el estudio detallado de los factores locales del cliente junto con el análisis tecnológico de la casuística planteada, el departamento de ingeniería de J. Huesa, basándose en el amplio porfolio de tecnologías que trabaja, ha elegido la mejor solución desde el punto de vista técnico, económico y medioambiental.

El objetivo de la planta es la reducción de la salinidad de agua de red mediante ósmosis inversa y posterior afino de las aguas de proceso con resinas de intercambio iónico para su uso en las diferentes líneas de tratamiento de superficie metálica.

En el caso que nos ocupa, la calidad del agua de proceso debe ser tipo A (*). Además, para el sistema de enjuagues por inmersión, el agua recirculada desde y hacia los baños deberá tener una conductividad menor de 10 uS/cm en todo momento.

Partimos de un depósito de acumulación de agua de red que sirve de pulmón para abastecer al resto del sistema. El agua antes de entrar en la ósmosis inversa es pretratada mediante un sistema de filtración bicapa con un caudal de trabajo de 30 m³/h en el que quedan retenidos los SS. A continuación, se dosifican secuestrante y antiincrustante para evitar, por un lado, la formación de cloro libre y, por otro, evitar incrustaciones de sales en las membranas lo que asegura su durabilidad y eficiencia.

El agua pretratada pasa a la ósmosis inversa que está precedida de un prefiltro de seguridad de 5 micras en el que quedan retenidos posibles escapes de partículas y SS. Una vez el agua está preparada, se impulsa mediante una bomba de alta presión en acero inoxidable AISI 316.

El sistema de ósmosis inversa es de dos etapas en configuración 3+2 con una conversión en torno al 70-75%. La instalación está provista de membranas de configuración espiral, construida en poliamida y especial para aguas salobres hasta 8000 ppm y con la característica de trabajar a baja presión. Están montadas en carcasas de presión, fabricadas en PRFV bobinado.

El agua procedente de la RO se acumula en un depósito de acumulación de 50 m³ provisto de transmisor de nivel para, entre otras cosas, permitir al PLC gestionar el parada y arranque de planta de ósmosis inversa. De este tanque se suministra el agua para reponer la arqueta de rebose de los baños y realizar las regeneraciones del equipo de desmineralización.

El agua procedente de la ósmosis inversa tendrá 4 usos específicos en el proceso del tratamiento de superficies metálicas

• Llenado inicial de cubas de tratamiento superficial.
• Cubas de duchas para enjuague de piezas metálicas mediante boquillas pulverizadoras, de las 3 líneas de producción.
• Reposición de posibles pérdidas de agua del circuito cerrado de agua desmineralizada a cubas de baños por inmersión.
• Regeneración del sistema de desmineralización.

Ahora continuamos con el tratamiento de las aguas de proceso de afino, cuyo objetivo es mantener una baja salinidad en el circuito cerrado del sistema formado por las cubas de enjuagues por inmersión y las arquetas de recepción rebose de dichas cubas. En esta ocasión, J. Huesa se ha decantado por un sistema de intercambio iónico compuesto por un equipo desmineralizador del tipo catión – anión con un caudal de 40 m³/h cada una de las dos líneas que componen el sistema. Previo a este paso, el agua pasar por un filtro de carbón activo.

El proceso de intercambio iónico tiene lugar en dos ciclos, que son:

1. Ciclo de trabajo o depuración. Los iones H+ y OH- que contienen las resinas, se intercambian con los iones a eliminar del agua en cantidad equivalente, hasta que la capacidad de intercambio se agota.
2. Ciclo de regeneración. Se restablecen las capacidades de intercambio ya que las resinas quedan nuevamente cargadas con los iones H+ y OH-.

Los reactivos normalmente empleados para la regeneración son ácido clorhídrico al 33%(p/p) y sosa al 50%(p/p). El ciclo de regeneración de cada columna consta de cuatro fases:

1. Contralavado
2. Introducción de reactivo regenerante
3. Desplazamiento del regenerante
4. Eliminación del regenerante

Para la acumulación de las aguas procedentes de la regeneración, se cuenta con un depósito de 50 m³. Su contenido se gestionará en el tratamiento físico-químico para su posterior vertido a la red de saneamiento.

La planta de tratamiento de aguas está equipada con numerosa instrumentación (válvulas automáticas, presostatos, transmisores de presión, caudalímetros, sondas de conductividad y pH…) que se centralizan en un cuadro eléctrico ubicado en el propio “skid”. Así mismo, el cuadro incluye un autómata lógico programable y una pantalla táctil para el manejo y configuración de la planta. El departamento de Instrumentación y Control de J. Huesa ha diseñado el cuadro de control para que pueda ser integrado en el sistema SCADA del cliente de manera rápida y sencilla.

El objetivo de esta instalación es la adecuación de los efluentes líquidos provenientes de las distintas líneas de tratamiento de superficies para su vertido a la red de saneamiento local. Para ello, J. Huesa se ha decantado por la instalación de un físico – químico que permite la obtención de un clarificado apto desde el punto de vista normativo para su vertido a la red, y de una “torta” de sólidos inertes que deberá ser gestionada por una empresa acreditada.

El diseño se ha hecho teniendo en cuenta la diferente naturaleza y complejidad de los efluentes. Por ello, y con el objetivo de optimizar el funcionamiento de la planta, las corrientes concentradas en contaminantes se acumulan de manera segregada de 25 m³, para luego dosificarse de forma controlada en el sistema de tratamiento. Dicho sistema de tratamiento de efluentes está compuesto por dos fases claramente diferenciadas:

• En una primera etapa del tratamiento se realiza la neutralización de los elementos peligrosos, y su preparación para poder extraerlos de la solución y así cumplir con los parámetros de vertido.
• En una segunda etapa se produce la precipitación de los elementos insolubles formados. En esta fase se incluye la decantación de estos sólidos, su espesamiento y posterior filtración. La “torta” obtenida será químicamente inerte, y deberá ser gestionada por una empresa acreditada.

Toda esta configuración está diseñada para tratar un máximo de 30 m³/h de vertido.

Tomando en consideración que los residuos que no puedan ser tratados de esta forma deberán ser gestionados por empresa autorizada (con su correspondiente repercusión económica), se ha completado el tratamiento de efluentes con un equipo de concentración por evaporación forzada de capacidad 60-70 l/h (≈ 1-1,5 m³/día). Esto produce una alta concentración del efluente mediante la eliminación de una parte importante de agua, lo que se traduce en un ahorro considerable en gestión de residuos. Para minimizar su consumo energético, se acude a un sistema a vacío con recompresión mecánica de vapor.

Sistema de evaporación al vacío.