Evaluación de la eficiencia de la barrera osmogénica en la eliminación de olores mediante la técnica de nariz electrónica

Estos productos específicos contienen grupos que son hidrófobos, que consisten en cadenas de hidrocarburos largas, con propiedades que les permiten formar grandes agregados moleculares de varios tipos llamados micelas que impiden que las moléculas malolientes (moléculas osmogénicas) puedan llegar a ser detectadas por el olfato humano y, a pesar de seguir presente en el aire, deja de oler.

La evaluación se realizó en un vertedero durante 20 días con 2 narices electrónicas, instaladas en el límite perimetral y en un receptor localizado a 1,4 km. Las narices electrónicas fueron empleadas mientras la aplicación de la barrera osmogénica estaba tanto operando como en paro.

Los resultados de la nariz electrónica mostraron que se obtuvo una disminución en la frecuencia de detección de olor después de la activación del sistema de neutralización mediante barrera osmogénica, tanto en el límite del vertedero como en el otro receptor situado a 1,4 km de la planta.

Los vertederos representan una de las fuentes más comunes y significativa de las emisiones de olores y quejas. Dado que las emisiones de olores de los vertederos por lo general no son puntuales, es necesario utilizar tecnologías para el control y la reducción de emisiones difusas que se producen.

Estas tecnologías incluyen la optimización de biogás, recogida de lixiviados, cubierta de residuos orgánicos y la pulverización de productos de neutralización de olores. Dentro los productos que existen en el mercado, la utilización de productos específicos capaces de formar una barrera osmogénica se ha demostrado como una técnica eficaz en el abatimiento de olores. Este estudio describe cómo se ha evaluado la eficiencia de una planta de neutralización de olores mediante barrera osmogénica instalada en un vertedero, aplicando la técnica de nariz electrónica.

Las narices electrónicas fueron utilizadas mientras la instalación de neutralización estaba operando y mientras estaba inactiva. Las diferentes respuestas, es decir, las diferentes frecuencias de detección de olor obtenidas durante las dos condiciones de funcionamiento demostraron la eficiencia de la planta de neutralización en la reducción de la emisión difusa de olores.

La barrera osmogénica se genera mediante la dilución en agua de productos específicos. Estos productos contienen grupos que son hidrófobos, que consisten en cadenas de hidrocarburos largas, con propiedades que les permiten formar grandes agregados moleculares de varios tipos llamados micelas.

El proceso no se basa en una reacción química entre las moléculas odoríferas (moléculas osmogénicas) y el componente activo, sino en una acción de limpieza real.

Como en el caso de un proceso de limpieza en agua, los procesos que tienen lugar durante la fase gaseosa dan como resultado que las moléculas osmogénicas son eliminadas de manera total del medio ambiente sin necesidad de una transformación química real, sino debido al hecho de que quedan atrapadas en el interior de nanoestructuras y ancladas dentro de ellas, de modo que ya no pueden ser liberadas.

A diferencia de otros productos utilizados en el mercado, que consisten en una molécula de captura o de acción química directa, estos productos se basan en la formación de una micela o nano-agregado que impide que la molécula maloliente pueda llegar a ser detectada por el olfato humano y, a pesar de seguir presente en el aire, deja de oler.

La barrera osmogénica no sólo previene de la difusión de olores, sino que también controla y limita la presencia de micro partículas de polvo y agentes microbiológicos.

La barrera osmogénica es una alternativa a procesos basados en métodos físico-químicos donde se usan scrubbers, torres de absorción o biofiltros.

Fig.1: Proceso de neutralización mediante barrera osmogénica.

La barrera osmogénica tiene un alto poder desodorizante y no emite al medio ambiente sustancias reactivas destinadas a detener químicamente las moléculas malolientes, que a menudo están en una forma respirable, ni hay reacción química.

Está estudiado que los problemas de malos olores deben ser resueltos con la ayuda de propuestas basadas tanto en la tecnología como en las consideraciones económicas. Por lo tanto el diseño se convierte en un aspecto fundamental. Se debe tener en cuenta:

• Adecuada micronización: cuanto más pequeñas son las partículas de solución pulverizadas en la atmósfera, mayor es la superficie de contacto.
• Difusión estratégica: de manera que se pueda cubrir toda el área de tratamiento para no desaprovechar todas las propiedades de los productos.
• Tiempo de contacto: para que haya un contacto real con las moléculas malolientes, a pesar de que tengan un efecto osmogénico inmediato.
• Consumo de producto: estos productos deben ser distribuidos en cantidades adecuadas, pero sin superar ciertos límites que permitan que el sistema permanezca a bajo coste.

Fig.2: Adecuada distribución de la barrera osmogénica.

Las narices electrónicas son sensibles a un amplio espectro de compuestos orgánicos volátiles, gracias a una serie de sensores químicos MOS (Metal Oxide Semiconductor). La nariz electrónica utiliza dichos sensores junto con el procesamiento de datos mediante software especiales para la edición y clasificación de patrones de olor.

Las narices electrónicas fueron la EOS 20 y EOS28.

Fig.3: Patrón y aire analizar.

Las narices electrónicas empleadas fueron desarrolladas por el Laboratorio olfatométrico del Departamento de Química, Materiales e Ingeniería Química, del Politécnico de Milano, en colaboración con SACMI y el Laboratorio de la Universidad de Brescia.

El análisis mediante nariz electrónica está compuesto por una secuencia de fases de medición y recuperación. Durante la fase de medición, el aire a analizar es muestreado por el sistema neumático y enviado a la cámara del sensor mientras que durante la recuperación, el aire de referencia se bombea en la cámara del sensor para devolver la respuesta del sensor de nuevo a la línea base.

La barrera osmogénica se puede aplicar con éxito, desde el punto de vista olfatométrico, en numerosos sectores de actividad potencialmente emisoras de olor como puede ser: vertederos, estaciones depuradoras, plantas de compostaje, focos de emisión de carácter industrial, gestión de residuos industriales o extracción en cocinas de restaurantes.

En este caso, se ha estudiado su aplicación en un vertedero con una superficie de 27 Ha y dividido en 2 partes: una de ellas dedicada a residuos municipales y la otra a residuos industriales.

Las dos narices electrónicas (desarrolladas específicamente para el control continuo de olores se instalaron en el límite de el vertedero, ubicado en el Sur de Italia, y en un receptor a unos 1,4 km del este del límite de dicho vertedero, con el fin de evaluar la eficiencia de la barrera osmogénica en la neutralización de olores.

La fase de formación del instrumento es necesaria para proporcionar la nariz electrónica con una base de datos de patrones de olor correspondientes a las principales fuentes de olor de la planta, y así poder reconocerlos durante su uso. En este caso, la recepción de residuo fresco, el gas del propio vertedero, la balsa de lixiviados y la planta de biogás. Algunas muestras de aire ambiental adicionales fueron recogidas cerca del vertedero, para crear el patrón de olor de “aire neutral” a utilizar como tipo olfativo de referencia.

Fig.5: Fuentes de olor del vertedero.

La prueba tuvo una duración de aproximadamente 20 días. Durante este período las narices electrónicas estuvieron continuamente analizado el aire ambiente. En el décimo día desde el inicio de la supervisión, el sistema de neutralización se puso en funcionamiento. La evaluación de la eficacia de eliminación de olores se consiguió mediante la comparación de las frecuencias de detección de olor registradas por las narices electrónicas antes y después de 10 días.

La planta de neutralización de olores empleado en este caso se basó en la pulverización de producto desodorizante capaz de formar una barrera osmogénica, a través de 2 líneas: una primera de 350 m en el cuerpo del vertedero de RSU, mientras que una segunda línea, de 250 m de largo, se instaló en el confinamiento de residuos industriales.

Fig.6: Barreras osmogénicas instaladas en el vertedero.

La nariz electrónica EOS 28, instalada en el límite del vertedero, reconoció la presencia de olores del vertedero en un 38,2% del período de seguimiento global. Los olores (es decir las clases olfativas) que fueron reconocidos con mayor frecuencia son: el lixiviado (18,3%), el residuo fresco (13.4%) y la emisión del propio vertedero (6,4%).

Tabla 1: Comparación entre las detecciones de olor por EOS 28, instalado en el límite del vertedero, con la planta de neutralización inactiva (OFF) y en funcionamiento (ON).

Durante el mismo período general, la nariz electrónica EOS 20 instalada a 1,4 km del vertedero, reconoció los olores de la planta para el 8,5% de las acciones: 4,3% se atribuyó a la clase olfativa del lixiviado y el 4,2% restante a la clase residuo fresco.

Tabla 2: Comparación entre las detecciones de olor por EOS 20, instalado a 1,4 km del vertedero, con la planta de neutralización inactiva (OFF) y en funcionamiento (ON).

La aplicación de una barrera osmogénica mediante la pulverización de productos específicos, es un sistema eficiente en la reducción de olores.

Foto10

Los resultados de la nariz electrónica mostraron que se obtuvo una disminución en la frecuencia de detección de olor después de la activación del sistema de neutralización, tanto en el límite del vertedero como en el receptor situado a 1,4 km de la planta.

B. Culos1, S. Rivilli *, R. Snidar 1, l. Capelli 2, S. Sironi 2, A. Trovarelli3. 2008. La aplicación de la nariz electrónica en la evaluación de productos para reducción olor en vertederos. Sardinia Convenzione 2009.