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Tratamiento de COV, emisiones de compuestos orgánicos volátiles

tratamiento de covEl tratamiento de COV es una problemática que se da en numerosos sectores industriales. Las opciones de tratamiento son diversas y su elección depende de factores como el caudal, concentración de COV y su composición.

Los compuestos orgánicos volátiles (COV) son todos aquellos compuestos orgánicos que a temperatura ambiente o bien se encuentran en estado gas o bien son líquidos muy volátiles. Formalmente se considera como COV todo compuesto orgánico que a 20ºC tenga una presión de vapor igual o mayor de 0.01 kPa, o una volatilidad equivalente en las condiciones particulares de uso. Los COV suelen tener menos de doce átomos de carbono en su cadena y contienen otros elementos como oxígeno, flúor, cloro, bromo, azufre o nitrógeno.

El número de COV diferentes supera el millar, pero los más abundantes en el aire son metano, tolueno, n butano, i-pentano, etano, benceno, n-pentano, propano y etileno. Estos compuestos se generan en todos aquellos procesos industriales en los que se utilizan disolventes orgánicos (como el acetaldehído, el benceno, la anilina, el tetracloruro de carbono, el 1,1,1,-tricloroetano, la acetona, el etanol, etc.). Las actividades donde es posible que se produzcan emisiones de COV son muy numerosas, perteneciendo generalmente a los siguientes sectores industriales:

  • Industria siderúrgica.
  • Industria del plástico.
  • Industria alimentaria.
  • Industria de la madera.
  • Industria de las pinturas, barnices y lacas.
  • Industria ganadera.
  • Industria farmacéutica.
  • Industria cosmética.

Con respecto a su peligrosidad en relación a la salud de las personas y a los efectos nocivos sobre el medio ambiente, los COV se clasifican en 3 grupos:

  • Compuestos extremadamente peligrosos para la salud: el benceno, el cloruro de vinilo y el 1,2 dicloroetano.
  • Compuestos clase A: los que pueden causar daños significativos al medio ambiente, como por ejemplo: el acetaldehído, la anilina, el tricloroetileno, etc.
  • Compuestos clase B: tienen menor impacto en el medio ambiente. Pertenecen a este grupo, entre otros, la acetona y el etanol.

Existen COV que por sí solos destruyen la capa de ozono estratosférico, como es el caso del tetracloruro de carbono. Además, todos los COV, en combinación con los óxidos de nitrógeno y la luz solar, son precursores del ozono a nivel de suelo (ozono tropósferico) que es muy perjudicial para la salud al provocar daños respiratorios severos. Este efecto es conocido con el nombre de smog fotoquímico y se muestra como una niebla de color marrón – gris en las grandes urbes que suelen ser soleadas y que tienen emisiones de COV y óxidos de nitrógeno.

Por todas estas razones, la legislación europea vigente establece límites cada vez más restrictivos para la emisión de estos compuestos. Así, en las actividades industriales susceptibles de generar COV se deberá controlar las emisiones y, cuando sea necesario, tratarlas eficientemente. Existen diferentes técnicas viables para la depuración de las emisiones de COV, entre las cuales las más utilizadas son las siguientes:

Oxidación avanzada de la fase gas (GPAO): esta técnica consta de 4 etapas. En la primera etapa, el aire a tratar se somete a un proceso de absorción en agua y ozono. Los gases solubles que se disuelven en el agua son oxidados por el ozono a CO2. En la etapa 2, a los gases resultantes de la etapa 1 se les añade ozono y la mezcla se irradia con luz ultraviolada de alta intensidad. El ozono se transforma en radicales OH, los cuales son extremadamente reactivos con los VOC. Fruto de la oxidación se produce un aerosol de partículas, las cuales son separadas en la etapa 3 mediante un precipitador electroestático. El aire resultante, que es libre de VOC y de olores, puede ser liberado a la atmosfera. Finalmente, en la etapa 4 se transforma el ozono sobrante en oxigeno mediante un catalizador.

Se trata de una técnica robusta para una gran variedad de COV, idónea para caudales bajos, con bajo coste operativo y con una alta eficiencia energética.

Oxidación térmica regenerativa (RTO): este proceso se lleva a cabo en el interior de torres rellenas de material cerámico en el que se produce la oxidación de los contaminantes a 750 ºC. El sistema presenta una eficiencia térmica superior al 95% por lo que el consumo de gas para mantener la temperatura es bajo.

Es una técnica muy versátil en cuanto al caudal a tratar (1.000-100.000 Nm3/h), ideal para casos con una concentración de VOC media-alta y óptima para una gran variedad de COV.

Oxidación catalítica regenerativa (RCO): este proceso es similar a la RTO pero la presencia de un catalizador en la cámara de combustión permite operar a temperaturas inferiores, del orden de 300-350 ºC. El sistema presenta una eficiencia térmica superior al 98% y no consume gas cuando se alcanza el punto autotérmico.

Se trata de una técnica idónea para caudales de aire bajos o medios (1.000-30.000 Nm3/h) y para concentraciones de COV medias o bajas, que presenta un bajo coste operativo.

Rotoconcentrador de Zeolita + RTO: esta técnica se basa en el funcionamiento de una rueda con un material poroso (Zeolita) en la que mediante un proceso de adsorción se acumulan los COV para obtener una mayor concentración. Posteriormente los COV se tratan en una unidad de oxidación térmica regenerativa (RTO).

Es una técnica ideal para tratar grandes caudales de aire que contengan bajas concentraciones de COV.

Así pues, dada la peligrosidad para las personas y el medio ambiente, las emisiones que puedan contener COV deben ser controladas y, si es necesario, tratadas. Para ello se deberá implementar la técnica que en las condiciones particulares de cada caso resulte más idónea en función de diferentes parámetros como el caudal a tratar, la concentración de COV, las condiciones de operación, etc.

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