Una Planta de Tratamiento de Efluentes Líquidos, también conocida como una Estación Depuradora de Aguas Residuales, es un conjunto de estructuras y procesos que permiten eliminar la carga contaminante de un líquido cloacal o industrial previo a su reutilización o vertido en un cuerpo de agua, como un arroyo, lago o mar.

El diseño de estas plantas depende de varias cuestiones como, por ejemplo, si se trata de un efluente cloacal o industrial, del caudal a procesar, de la concentración de materia orgánica, entre otras. En general, el parámetro que mayor importancia tiene a la hora de diseñar un sistema de tratamiento es la carga orgánica, que se define como los kg de DQO o DBO₅ que acarrea diariamente el efluente.

Cuando los efluentes a tratar cuentan con una carga orgánica considerable, es posible que no sea suficiente la aplicación de una única planta de tratamiento del tipo modular. Esta logra procesar caudales y cargas a escala relativamente pequeña. Un valor de referencia es que se diseña para procesar el efluente cloacal de una población de entre 100 y 1000 personas. Tomando valores típicos (250 litros/(habitante·día) y 250 mg/L de DBO₅) se obtiene un valor de 62,5 kg DBO₅/día para el caso más exigido. En el caso de efluentes industriales, el caudal de diseño máximo suele ser más pequeño debido a que la concentración de materia orgánica suele ser mayor.

Imagen de una planta compacta de Bioingepro

Si la carga orgánica supera los valores mencionados, puede ser aplicable una planta del tipo concéntrica. Este tipo de planta requiere una obra civil in situ ya que no es transportable en camión, a diferencia de las plantas modulares mencionadas anteriormente. Su principio de funcionamiento es similar al de una planta modular ya que contiene las mismas operaciones unitarias (ecualización, cámara de aireación, sedimentación, digestión de lodos, etc.) pero con una geometría cilíndrica que permite el tratamiento de mayores volúmenes y cargas. Esto se debe a que su diámetro puede ser mayor al ancho permitido para transporte en camión con el que se diseñan las plantas modulares.

Imagen de plantas concéntricas de Bioingepro

A continuación, se enumeran las ventajas y desventajas de la implementación de plantas grandes en comparación a la construcción de varias plantas modulares pequeñas cuando se trata una carga orgánica elevada que no puede ser cubierta por un solo módulo:

Ventajas:

• Solución más económica (optimización energética y de materiales, menor cantidad de equipos redundantes, menor superficie y obra civil)
• Menor consumo de potencia (al colocar menos equipos de mayor potencia, en lugar de muchos equipos de menor potencia)
• Menor cantidad de equipos a instalar (lo que resulta en menores riesgos de fallas operativas y costos de mantenimiento)

Desventajas:

• Obra civil y electromecánica ejecutada in situ (ya que no se puede transportar dado su tamaño).
• No se puede ampliar fácilmente
• Menor versatilidad cuando hay grandes variaciones de caudales según la temporada

Para los casos de alta carga, resulta más económica la instalación de una planta grande en comparación a la instalación de varias plantas modulares pequeñas, que puedan soportar la carga total. La diferencia radica en la posibilidad de construir un solo equipo de mayor superficie y profundidad. El costo de materiales en este caso es inferior.

Contar con una mayor profundidad significa tener menos costos energéticos asociados al suministro de aire, que es considerablemente el mayor requerimiento que tienen las plantas de tratamiento. Si bien al tener una mayor profundidad el soplante debe aportar más presión, la burbuja de aire recorre más distancia y tiene más tiempo para transferir oxígeno, por lo que resulta menor la cantidad de aire que hay que suministrar para garantizar una concentración de 2 mg/L en la cámara de aireación. Esto reduce de forma importante la potencia consumida por la planta en operación.

También resulta más eficiente tener un solo equipo soplante (más uno de back-up) con una sola cañería que se dirija hacia los equipos que tener diversos motores de menor tamaño como sucede en la instalación de varias plantas modulares. En este último caso, si se plantea la alternativa de poner un solo equipo de mayor tamaño que alimente a todos los módulos, se debe garantizar una red de cañerías que logre la comunicación entre los equipos que requieren suministro de aire y el soplante.

En zonas donde es compleja la realización de una obra civil in situ, como por ejemplo lugares en donde las condiciones climáticas son muy desfavorables, donde no hay localidades cercanas para la instalación del personal, entre otras cuestiones, puede suceder que, en el balance global de costos, resulte más económica y menos compleja la construcción en taller de varios módulos y el transporte de estos hacia el área de implantación.

Sistema con cinco módulos y un ecualizador, con capacidad para hasta 6000 personas

Por otro lado, el diseño de varios módulos de tratamiento permite versatilidad operativa y posibilidades de ampliación a futuro. Se puede realizar la construcción de una cierta cantidad de módulos en una primera etapa e ir agregando módulos según la demanda va creciendo con el tiempo, sin necesidad de hacer una obra con gran capacidad disponible que no justifique los primeros años de operación.

Además, se puede considerar la opción de dejar módulos en stand-by, lo que permite una versatilidad operativa interesante. Por ejemplo, en casos donde la demanda es estacional, se puede operar en las distintas partes del año con una determinada cantidad de módulos diferente, ajustándose perfectamente a la carga de ingreso, sin tener una mayor capacidad operativa que la necesaria.

En conclusión, suele ser conveniente la instalación de plantas cilíndricas en los casos de alta carga, pero la instalación de varios módulos pequeños puede resultar interesante en ciertas ocasiones para ajustarse a situaciones particulares.

En Bioingepro diseñamos, fabricamos y operamos plantas de tratamiento de efluentes cloacales e industriales y plantas de potabilización de agua. Tenemos amplia experiencia en diseño tanto de plantas grandes como de plantas modulares pequeñas. En caso de tener alguna consulta o estar interesado en una cotización, no dude en comunicarse con nuestro equipo.