Tiene una capacidad de proceso de 21.600 toneladas de residuos por año

Almería acoge la primera planta que descontamina agua con energía solar

Redacción PU15/10/2004

La localidad almeriense de Níjar cuenta ya con una planta de recogida y reciclado medioambiental de envases plásticos de productos fitosanitarios mediante fotocatálisis solar. Las instalaciones lavarán y triturarán los envases de productos fitosanitarios, considerados residuos peligrosos, obteniendo, en este proceso, agua contaminada, que será tratada mediante fotocatálisis solar hasta su completa descontaminación, permitiendo una posterior reutilización. También se obtendrá plástico triturado que se reciclará para la obtención de productos de polietileno.

Hoy día la principal actividad económica de Almería es la agricultura intensiva, un sector que crece de forma exponencial cada año. Sin embargo este tipo de agricultura necesita una aplicación de pesticidas superior a la agricultura tradicional, lo que lleva a que una vez aplicados sea necesario su evacuación, siendo el problema que con ellos también se desechan pequeñas cantidades de productos inocuos.

Hasta ahora estos envases se quemaban, se abandonaban o se enterraban, con el riesgo de que los restos de pesticidas puedan penetrar en el suelo y alcanzar aguas subterráneas debido a su alta estabilidad química, su resistencia a la biodegradación y su alta solubilidad en agua.

Una solución para este problema surge ante la posibilidad del reciclado plástico de estos envases para otros usos. Pero se presenta el problema que, tras una recogida selectiva, los envases deben ser lavados antes de procesar el material para su reutilización, dando lugar a un agua contaminada con una mezcla de diferentes pesticidas que deben ser tratados.

Como consecuencia de esto se pensó en una tecnología simple y asequible para el tratamiento “in situ” de este agua. Ante esta problemática se presenta como una aplicación prometedora el proceso de fotocatálisis solar para la degradación de contaminantes, también denominado como detoxificación solar, aprovechando la energía aportada por la radiación ultravioleta del espectro solar.

Esta técnica proporciona una solución adecuada en una zona de alta insolación como es la provincia de Almería. Para demostrar la viabilidad del proceso, se abordó en la Plataforma Solar de Almería (PSA), en colaboración con distintas empresas y organismos públicos, la realización de un estudio al respecto que permitiese un primer dimensionado de una posible planta de tratamiento. En 1994 se puso en funcionamiento una planta piloto para llevar a cabo el proceso.

Esta tecnología fue desarrollada por el Ciemat, en conjunto con un consorcio de empresas, que hace posible la implementación práctica del proceso de utilización de la luz solar para la destrucción fotocatalítica de contaminantes orgánicos persistentes disueltos en agua.

La evidencia de este problema llevó a Albaida Recursos Naturales y Medioambiente, S.A., a la tramitación de un proyecto LIFE-Medio Ambiente nº: LIFE00 ENV/E/000483, denominado: “Recogida y reciclado medioambiental de envases plásticos de productos fitosanitarios mediante fotocatálisis solar”, presentado a la Comisión Europea el 30/05/2001. Siendo la decisión de la Comisión el 14/08/2001, la concesión de una ayuda financiera con arreglo al artículo 4 del Reglamento (CE) nº 1655/2000 del Consejo (LIFE–Medio ambiente) a favor de dicho proyecto.

Tecnología del proceso

El proceso de reciclado de envases consta de una primera unidad de triturado y lavado industrial, lo que da como resultado un agua contaminada con fitosanitarios en una concentración de cientos de mg/l de COT (Carbono Orgánico Total). Los envases se recepcionan en la planta en una tolva y de ahí, mediante una cinta transportadora, pasan a un molino de trituración, que trabaja con agua de riego. El triturado (tamaño de triturado: 2 cm) es descargado en una tolva con agua desde donde es elevado mediante un tornillo sin fin, a una lavadora industrial, en cuyo interior tiene un sistema de agitación. En este equipo se puede controlar el tiempo de lavado, la velocidad de giro del sistema de agitación, en función del grado de contaminación de los envases.

Desde aquí, y mediante otro tornillo sin fin, el plástico es elevado hasta la centrífuga donde se realiza el secado del mismo. De aquí sale el plástico limpio y seco, listo para su ensacado.

El agua de lavado, contaminada con los residuos de compuestos orgánicos que pudiera haber en los envases, pasa a un tanque de almacenamiento. Antes de entrar en el campo de colectores solares, el agua de lavado sufre un tratamiento físico-químico. Los sólidos que pudiera contener son eliminados mediante un filtro o tamiz. Después, en el tanque de acondicionamiento se le adicionan los oxidantes y el catalizador (FeSO₄, 7H₂O, H₂O₂ y H₂SO₄), necesarios para poder llevar a cabo la reacción fotocatalítica.

En el tanque se mide la concentración de COT (Carbono Orgánico Total). Si no se alcanzan aproximadamente 100 mg/l no comienza el proceso de fotocatálisis o detoxificación solar, que se da por finalizado cuando a la salida de los colectores se tienen 10 mg/l de COT.

El campo solar está compuesto por varios fotoreactores o colectores solares colocados en serie, por los que el agua irá circulando. Cada módulo CPC (colectores parabólico compuestos) mide 1,22 m de ancho por 1 m de largo. Tiene 8 reflectores CPC en paralelo con receptores tubulares transparentes a la radiación ultravioleta. El ángulo de apertura de los colectores es de 60º respecto a la normal. Se usa aluminio como material reflectante debido a su alta eficiencia en el rango UV y para los tubos absorbedores se emplea un polímero fluorado, ya que es un material inerte y tiene una excelente estabilidad y transmisividad UV.

La luz solar se concentra sobre un tubo de vidrio que es transparente a la luz ultravioleta, por donde circula el agua a tratar. Los módulos están montados sobre una plataforma fija que permite su inclinación a 37º. Los módulos están conectados en serie y el agua fluye directamente de uno a otro y finalmente a un tanque. Una bomba centrífuga hace retornar el agua a los colectores.

Este sistema de detoxificación solar basado en la simple y eficaz concentración solar con colectores solares parabólicos compuestos, parece la mejor solución tecnológica ya que también captan la radiación difusa. La radiación UV no es absorbida por el vapor de agua de la atmósfera y cuando hay nubes una parte importante llega a la tierra como luz difusa. Esto implica que el sistema funciona en días nublados.

Antes de entrar en el campo de colectores solares, el agua de lavado sufre un tratamiento físico-químico

El proceso de detoxificación solar consiste en una oxidación avanzada basada en la generación de unos radicales orgánicos, que mediante la adición de oxígeno originan radicales intermedios que terminan, a través de sucesivos pasos oxidativos, en dióxido de carbono, agua y sales inorgánicas. Una de las posibilidades existentes para generar radicales hidroxilo, especie fuertemente oxidante, es mediante la participación de un semiconductor (fotocatálisis), que absorbe radiación solar.

Los aspectos más destacables de este proceso son que permite una oxidación completa de los contaminantes a temperatura ambiente, el oxígeno necesario para la reacción se obtiene de la atmósfera y, finalmente, la energía puede obtenerse de una fuente inagotable como es el sol.

En este proceso fotocatalítico se va a emplear el sistema Photo-Fenton, en el que los iones Fe²⁺ son oxidados con H₂O₂ produciendo un radical hidroxilo. El Fe³⁺ obtenido o sus complejos absorben radiación produciendo radicales libres mientras el Fe²⁺ es regenerado.

El reactivo de Fenton (descrito por H. J. H. Fenton a finales del siglo XIX) consiste en una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno e iones ferrosos que proporciona una importante fuente de radicales hidroxilo. Bajo condiciones ácidas (pH 2-4), este reactivo es un poderoso oxidante de compuestos orgánicos. Por otra parte, las velocidades de degradación de compuestos orgánicos aumentan significativamente al complementar el proceso con radiación UV/visible, llamándose entonces proceso o método Photo-Fenton. En este caso, el proceso se convierte en catalítico ya que el ión Fe²⁺ oxidado a Fe³⁺ en la reacción de Fenton se reduce de nuevo a Fe³⁺ por acción de la radiación, con lo que se tiene ya un proceso fotocatalítico. Ambas reacciones generan radicales hidroxilo.

La utilización de Fe²⁺/Fe³⁺ frente a otros catalizadores, como óxido de titanio, tiene la ventaja de que es mayor su sensibilidad a la luz, que crece hasta una longitud de onda de 600 nm, lo que podría suponer más aprovechamiento de la energía solar que con otros catalizadores. Además, al tener una solución homogénea, el catalizador está disuelto en el agua, la penetración de la luz es mayor y se controla mediante el ajuste correcto de la concentración de hierro. Otra ventaja es que el contacto con los contaminantes es total. Como desventaja tiene el bajo pH requerido (<3) para evitar la precipitación de hidróxidos de hierro y la necesidad de separar el hierro después de la reacción.

Cuando el agua sale del campo solar se comprueba si en el proceso han disminuido considerablemente las concentraciones de COT existentes en el agua de tratamiento; de no ser así se produciría un retorno de esta agua al campo solar, para que vuelva a sufrir el proceso de detoxificación solar. Cuando se considera que la medida de COT (inferior a 10 mg/l de COT) a la salida de los colectores es la apropiada se da por finalizado el proceso de detoxificación.

El agua puede ser recirculada hasta que alcanza una conductividad de 10 dS/m. Una vez alcanzado este valor se procede a su almacenamiento. Las características que presenta este agua la hacen apta para riego de cultivos en la comarca previa mezcla con agua con una salinidad menor.

La empresa

Albaida, Recursos Naturales y Medioambiente, nace en el año 1999 con la vocación de proporcionar un servicio completo, que incluye el diseño, la financiación, la construcción y la explotación de infraestructuras para el desarrollo rural y la conservación del medio natural.

Los principales objetivos que se plantea Albaida, Recursos Naturales y Medioambiente son:

Gestión integral del agua: modernización de regadíos, saneamiento, depuración y reutilización de aguas residuales, abastecimiento a núcleos rurales, aguas subterráneas, sistemas de telegestión y servicios municipales de gestión del agua.
Gestión de residuos: residuos sólidos agrícolas y urbanos, logística de recogida, puntos limpios y plantas de transferencia y tratamiento y reciclaje en plantas.
Gestión del medio natural: recuperación paisajística, gestión y uso público de espacios naturales.
Desarrollo rural: infraestructuras agrarias, explotaciones agrarias y equipamiento rural.
Producción de energías renovables: gasificación de residuos vegetales procedentes de invernaderos y energía solar fotovoltaica.

Para el desarrollo de estos objetivos, Albaida cuenta con un equipo multidisciplinar formado por 75 personas.

Las perspectivas futuras de Albaida, Recursos Naturales y Medioambiente pasan por la consolidación y expansión de su actividad en el sureste peninsular, así como el estudio y la innovación de nuevas tecnologías relativas a los objetivos presentes en este artículo.

Bibliografía

J. Blanco Gálvez; S. Malato Rodríguez. Tecnología de fotocatálisis solar. Utilización de la radiación solar para el tratamiento de contaminantes industriales. Cuadernos Monográficos. 31. Instituto de Estudios Almerienses de la Diputación de Almería; Ciemat. 1996.
J. Blanco Gálvez; S. Malato Rodríguez; P. Fernández Ibáñez; J. Cácerez Vázquez; A. Campos Rodríguez; A. Carrión Muñox. Optimización de la mineralización fotocatalítica de pesticidas en una planta solar mediante adición de especies inorgánicas oxidantes: aplicación al reciclado de envases de pesticidas. Informes Técnicos Ciemat. Febrero 2000.
Tratamiento de aguas residuales, basuras y escombros en el ámbito rural. Serie Técnica. Tragsatec; Colegio Oficial de Ingenieros Agrónomos de Centro y Canarias. Editorial Agrícola Española, S.A. 1993.
Los residuos agrícolas en el poniente almeriense. Grupo ecologista mediterráneo. Almería G.E.M. 1999.