Fundamentos de Sistemas Biológicos, Tratamiento de Gases y Evaluación Ambiental

Clasificación de Sistemas Biológicos según la Respiración Microbiana

Los sistemas biológicos se clasifican en tres tipos principales según el mecanismo de respiración de los microorganismos:

1. Respiración Aerobia

La materia orgánica (AH₂) se oxida mediante la transferencia de electrones o hidrógenos al oxígeno (O₂), que actúa como aceptor final. Los procesos de oxidación biológica se realizan en presencia de un exceso de oxígeno disuelto.

Reacción general:

[Materia orgánica + Microorganismos + Nutrientes + O2 → Productos finales + Nuevos microorganismos + Energía]

La mayor parte de la materia orgánica disuelta presente en el agua residual se transforma en microorganismos, lo que implica la necesidad de un tratamiento de los lodos generados.

• Generación de lodos: Aproximadamente el 60-70% de la materia orgánica se transforma en lodos.
• Requerimientos: Este proceso demanda una mayor cantidad de nutrientes debido a la alta concentración de microorganismos en el sistema, y un coste energético muy elevado para mantener concentraciones adecuadas de O₂ disuelto en el medio.

2. Respiración Facultativa

En este tipo de respiración, el aceptor final de electrones es el oxígeno (O₂) presente en una molécula oxidada, como el nitrato o el sulfato. El rendimiento energético es menor en comparación con la respiración aerobia.

3. Respiración Anaerobia Estricta

La oxidación de AH₂ está asociada a la reducción de un compuesto orgánico oxidado (B) que se transforma en BH₂ (su forma reducida). Los procesos anaerobios se caracterizan por la ausencia total de O₂ disuelto en el medio.

• Destrucción de patógenos: Alcanza una mayor destrucción de microorganismos patógenos.
• Generación de lodos: Solo el 3-10% de la materia orgánica se convierte en lodos.
• Requerimientos: No requiere O₂ y produce una mezcla de gases con un alto contenido de metano (CH₄).
• Temperatura: La velocidad de degradación de la materia orgánica por los microorganismos aumenta con la temperatura.
• Costes: Las plantas anaerobias suelen tener costes de operación significativamente menores que las plantas aerobias.

Etapas clave en la digestión anaerobia:

• Bacterias acidogénicas: Materia orgánica → Ácidos grasos volátiles → (Hidrógeno y CO₂)
• Bacterias acetogénicas: Ácidos grasos volátiles → Acetato → (Hidrógeno y CO₂)
• Bacterias metanogénicas utilizadoras de hidrógeno: Hidrógeno y CO₂ → Metano (CH₄)
• Bacterias metanogénicas acetoclásticas: Acetato → Metano (CH₄) y CO₂

Esquema de Tratamiento de Gases Contaminantes: Partículas y Óxidos de Nitrógeno (NO_x)

A continuación, se describe el esquema de tratamiento para la eliminación de partículas y óxidos de nitrógeno (NO_x) de corrientes gaseosas contaminadas.

1. Captación de Partículas

La precaptación es el primer paso, seguido de diversas tecnologías para la eliminación de partículas:

• Separadores mecánicos: De bajo coste y funcionamiento sencillo. Presentan baja eficacia para partículas pequeñas (ej., ciclones, separadores de impacto).
• Filtros de manga: Hacen pasar la corriente de aire cargada de polvo a través de un tejido filtrante. Las partículas cuyo tamaño es mayor que el de los intersticios quedan retenidas. La película de polvo acumulada actúa como un filtro adicional.
• Precipitadores electrostáticos: La separación de partículas se produce por la fuerza que un campo eléctrico intenso ejerce sobre las partículas, previamente cargadas eléctricamente.
• Colectores húmedos (Scrubbers): Transfieren la materia suspendida en el gas a un líquido absorbente en la fase de mezcla gas-líquido, mediante la colisión entre las partículas de polvo y las gotas de líquido en suspensión en el gas (ej., cámaras ciclónicas, colectores Venturi).

2. Eliminación de Gases NO_x

La eliminación de óxidos de nitrógeno (NO_x) se realiza principalmente mediante procesos de reducción:

• Proceso de reducción: Se emplea cuando el compuesto a eliminar puede transformarse en compuestos no tóxicos mediante reacción con un agente reductor.
  • Reducción no catalítica: Se emplea amoníaco (NH₃) a temperaturas elevadas (800-900ºC).
  • Reducción catalítica: Requiere la presencia de un catalizador para la reacción de reducción.

Trámite de Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) y sus Actores Principales

El proceso de Evaluación de Impacto Ambiental (EIA) es un instrumento preventivo de la política ambiental que busca identificar, predecir, interpretar y comunicar los impactos que un proyecto, obra o actividad puede causar en el medio ambiente.

Actores Principales del EIA:

• Promotor: La persona física o jurídica que propone la realización del proyecto, obra o actividad.
• Órgano Sustantivo: La administración pública competente para autorizar o aprobar el proyecto.
• Órgano Ambiental: La autoridad ambiental encargada de la tramitación y resolución del procedimiento de EIA.
• Población e Instituciones Afectadas: Ciudadanos, asociaciones y entidades que pueden verse influenciados por el proyecto y tienen derecho a participar en el proceso.

Fases del Trámite de Evaluación de Impacto Ambiental:

1. Inicio del Trámite: Se inicia con la presentación de una memoria-resumen del proyecto por parte del promotor.
2. Consultas Previas: El órgano ambiental realiza consultas a personas e instituciones relevantes para recabar información y opiniones sobre el proyecto.
3. Elaboración del Estudio de Impacto Ambiental (EIA): El promotor es el responsable de la realización del Estudio de Impacto Ambiental (EIA), que posteriormente presenta al órgano sustantivo.
4. Participación Pública: Se abre un proceso de participación pública para que los interesados puedan examinar el EIA y presentar alegaciones.
5. Declaración de Impacto Ambiental (DIA): El proceso concluye con la Declaración de Impacto Ambiental (DIA) emitida por el órgano ambiental, que establece las condiciones bajo las cuales el proyecto puede ser autorizado o, en su caso, denegado.