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Lo último y lo mejor en control de biopelículas

La sustitución de los tratamientos de control microbiológico tradicionales por una nueva química estabilizadora de cloro, reduce significativamente la contaminación por biopelícula en los sistemas de aguas industriales.

Por: Brad Sutherland | martes, 3 de agosto de 2021 | Tiempo de lectura: 6 minutos

Los biocidas oxidantes tradicionales, como el hipoclorito de sodio (cloro) y el cloro gaseoso, se suelen utilizar en aplicaciones de desinfección de aguas a granel. Sin embargo, estos procesos químicos pueden suponer importantes retos operativos. Puede evitar estos problemas y reducir significativamente sus costos de operación si cambia a una novedosa química estabilizadora de cloro.

Los biocidas oxidantes tradicionales tienen una influencia muy limitada en la biopelícula. Se forman biopelículas en superficies húmedas, en tuberías en sistemas de distribución de agua, en el relleno de torres de enfriamiento y en los intercambiadores de calor. Se forma cuando los microorganismos del agua empiezan a adherirse a las superficies y se multiplican. A medida que crece la biopelícula, absorbe los nutrientes y los residuos en el agua, formando así una capa cada vez más gruesa que se vuelve cada vez más difícil de controlar. Puede ser necesario realizar una limpieza mecánica o utilizar químicas penetrantes/dispersantes para eliminar depósitos y biopelícula.

Una superficie de contacto de la cual gotea limo o se siente resbalosa, es un claro indicativo de la presencia de biopelícula y de que el programa microbiológico está fuera de control. Sin embargo, el impacto de la biopelícula ocurre mucho antes de que sea visible y se pueda tocar mediante la inspección física. La biopelícula actúa como un excelente aislante porque contiene un alto porcentaje de agua atrapada con una alta capacidad calorífica. En un intercambiador de calor, tan solo 20 micrones de biopelícula (1000 micrones = 0.04 pulgadas) pueden disminuir la transferencia de calor hasta en 7%.[1] En un relleno de torre de enfriamiento, la biopelícula reduce la capacidad del agua para evaporarse de forma eficaz, que es el mecanismo para, en última instancia, evitar que haya calor en el proceso. El efecto neto es una incapacidad para enfriar de forma eficaz y eficiente equipos de proceso como bombas de vacío, condensadores de superficie, condensadores de turbina u otros intercambiadores de calor.

Una decisión típica derivada de la falta de un enfoque holístico es seleccionar el cloro como biocida. El cloro es barato, actúa rápidamente y mata las bacterias en el agua circulante a granel, lo que permite a los operadores de la planta alcanzar objetivos de recuento bacteriano de agua a granel. Sin embargo, se producen tres problemas importantes con el cloro y superan con creces su bajo costo.

El principal problema con el cloro es que solo es eficaz para matar bacterias que se distribuyen libremente en el agua de recirculación; no hace gran cosa por controlar la biopelícula a menos que se suministre en exceso, lo que crea otros problemas en toda la planta. Una vez que se forma una biopelícula, el cloro no puede penetrar y dispersarla.[2]

Otros dos problemas con el cloro son que es altamente corrosivo y que no es persistente. El cloro es altamente corrosivo debido a su fuerte e indiscriminada capacidad oxidante. Esto provoca una corrosión acelerada de los componentes metálicos dentro del sistema de enfriamiento de la planta, incluidos los intercambiadores de calor y las tuberías. El costo significativo, incluida la reducción de la vida útil prevista del equipo y el aumento del mantenimiento, se puede atribuir a un uso incorrecto del cloro. Además, el hipoclorito de sodio oxida los metales. La oxidación de los metales puede ser beneficiosa si la clarificación o la filtración eliminan los metales oxidados. Sin embargo, si no se eliminan, los metales oxidados pueden acumularse en las superficies metálicas, lo que resulta en células de aireación diferencial que favorecen la corrosión. Además, como nutriente para los microorganismos, los metales oxidados pueden contribuir a la corrosión influida microbiológicamente. El hierro y el manganeso son los principales metales implicados en estos mecanismos de corrosión.

El cloro no es persistente en sistemas de circulación grandes. Es posible que deba usarse en exceso en algunas partes del sistema para mantener un valor residual adecuado en otras partes del sistema. Como oxidante fuerte, el cloro reacciona rápidamente con los compuestos orgánicos y los metales del sistema, compitiendo así con su capacidad para matar bacterias. Esto genera residuales variables en toda la planta.

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Figura 1: Analizador OnGuard™ 3B.

Solución Química Única

Solenis ha desarrollado una novedosa química de estabilización del cloro que ofrece mejoras excepcionales en el control de biopelículas. Esta química patentada se utiliza en combinación con hipoclorito de sodio para producir una solución de cloro activo estabilizada in situ. La solución resultante controla de forma eficaz tanto las bacterias planctónicas como la biopelícula en los sistemas de agua de afluente, agua de proceso y torres de enfriamiento.. La solución de cloro activo estabilizada in situ es segura y fácil de usar y no causa ninguno de los efectos secundarios adversos asociados al uso de biocidas oxidantes fuertes. Y, en muchos casos, el uso de productos químicos ha permitido a los clientes reducir significativamente sus costos de operación.

Solución de Equipo Única

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Figura 2: Objetivo del sensor del analizador OnGuard™ 3B que muestra deposición de biopelícula.

En 2015, Solenis desarrolló un nuevo dispositivo de monitoreo de biopelículas que mide con precisión el crecimiento de las biopelículas. El dispositivo, que se comercializa como el analizador OnGuard™ 3B (ver Figura 1), imita las condiciones críticas del intercambiador de calor en tiempo real duplicando el esfuerzo de corte en una superficie y simulando al mismo tiempo la temperatura de la superficie local. El factor de deposición del intercambiador se puede medir de forma continua y se puede determinar la tendencia con cambios integrados en el programa de tratamiento. Los resultados de desempeño se pueden comparar al diseño y a las condiciones de funcionamiento de cualquier intercambiador de calor de interés. Al simular la transferencia de calor, es posible determinar el grosor de los contaminantes con una precisión de +/- 5 micrones (0,005 mm) mediante ultrasonido. El dispositivo distingue entre depósitos biológicos, orgánicos e incrustaciones. La figura 2 muestra el objetivo del sensor ultrasónico en un sistema muy sucio. El uso eficaz de esta herramienta de control permite optimizar las aplicaciones químicas y mejora los indicadores clave de desempeño (KPIs). Puede prevenirse la formación de biopelículas con un alto grado de precisión analizando tendencias y ajustando el suministro de microbicidas. El resultado es una alimentación óptima sin tener que tratar en exceso para mantener los KPIs objetivo.

Soluciones de Servicio Únicas

Los representantes de Solenis ofrecen capacidades de servicio únicas mientras implementan esta nueva y mejorada química estabilizadora del cloro. Nuestra plataforma digital permite a nuestro representante de gestión de cuentas, así como a los representantes de su planta, acceder de forma continua, remota o directa, a los datos de desempeño del programa. Además, es posible enviar notificaciones, según se desee, mediante la plataforma digital, para comunicar cualquier desviación de la operación estándar, lo que permite responder rápidamente.

Programa ClearPoint℠

Las soluciones únicas mencionadas anteriormente son la base del programa de detección y control de biopelículas ClearPoint℠ de Solenis. Este novedoso programa combina química avanzada, equipo patentado y servicio experto para proporcionar una protección integral contra la actividad microbiológica y la biopelícula en sistemas de aguas industriales.

La Figura 3 muestra la plataforma de distribución de la torre de enfriamiento del cliente antes y seis semanas después del tratamiento con el programa ClearPoint.

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Figura 3 - Plataforma de distribución de la torre de enfriamiento antes del tratamiento y seis semanas después del tratamiento con el programa ClearPoint ℠.

Para obtener más información sobre estas soluciones, visite nuestra página web del programa ClearPoint.

Referencias

  1. Knudsen, J.G. y Roy, B.V. (1982, del 6 al 10 de septiembre). Influencia de la deposición en la transferencia de calor [Presentación de conferencia]. Conferencia Internacional de Transferencia de Calor 7, Múnich (Alemania).

  2. LeChevallier, M.W., Cawthon, C.D. y Lee, R.G. (1988). Factores que promueven la supervivencia de las bacterias en el suministro de agua clorada. Microbiología aplicada y Medioambiental, 54(3), 649-654.

Brad Sutherland

Director Sénior de Desarrollo de Negocios - Industrial Water Technologies

Brad Sutherland ha trabajado durante 30 años en el sector del tratamiento de aguas, en los mercados industrial y municipal. Tiene una licenciatura en Biología y una maestría en Negocios.