miércoles, 22 de diciembre de 2010

Entrevista a Manuel Soto, ingeniero químico - Interview to Manuel Soto, Chemical Engineer - Entrevista a Manuel Soto enxeñeiro químico

Versión en Español:

El pasado 25 de Noviembre realizamos una entrevista al doctor y profesor en la facultad de ciencias Don Manuel Soto Castiñeira , Ingeniero químico, con el fin de obtener más información sobre el tema a tratar, pero desde un punto de vista químico (especialmente el proceso de depuración).
Situación actual

El aceite doméstico que se vierte por el fregadero, se mezcla en los desagües con grasas de tipo animal (de distintas procedencias), hidrocarburos, contaminantes de tipo hidrófobo y otras sustancias insolubles en agua. Esta mezcla llega a la depuradora, donde se separa conjuntamente, como un residuo difícilmente aprovechable. Esta etapa de separación es una etapa pequeña en la depuración, pero de no realizarse, se causarían problemas en los procesos biológicos de tratamiento.
El aceite (y demás sustancias de la mezcla) es inmiscible y puede crear en el agua una pequeña película o ya una capa grande (dependiendo de la cantidad del vertido), emulsión y espumas. Todo esto provoca una contaminación estética, además de la evidente contaminación química (ya que el aceite es una sustancia muy visible, al no mezclarse con el agua) y crea dificultades en las operaciones de los sistemas biológicos o los tratamientos físico-químicos de tratamiento posteriores.
Parte de los aceites son biodegradables, pero su biodegradabilidad es muy lenta, por eso es necesario hacer la separación.

¿Cómo es el proceso de separación?

Una vez que el agua llega a la depuradora, pasa por una serie de etapas: la primera, el pre-tratamiento, incluye operaciones como la retención y retirada de sólidos de gran tamaño que se puedan encontrar en el agua; el desarenado o eliminación de partículas sólidas densas, que caen al fondo y el desengrasado. Esta última operación incluye la retirada de diversos materiales que tras dejar reposar, quedan flotando. Por tanto, la grasa que se retira va a contener una cierta cantidad de agua, partículas en suspensión (que no son grasas, pero que están mezcladas) y contaminantes hidrófobos. Así pues, lo que se separa no tiene demasiada utilidad, ya que todas estas sustancias transforman la fase inmiscible en un residuo graso muy deteriorado que puede recibir distintos tratamientos pero que será muy poco adecuado como combustible. Su destino puede ser el vertido, la incineración o el compostaje, pero el compostaje de estas grasas sería muy problemático por estar contaminadas.

¿Se retira el 100 % del aceite?

No. Tras la etapa de desengrasado, en el agua residual queda un porcentaje significativo (30% ó 40% aproximadamente) referida a grasas de partículas más finas que pasan a las etapas posteriores. Pero de todos modos, el daño que pueden provocar es mucho menor que si se vertiera el 100%. Así que el aceite vegetal que acaba llegando a los ríos, mares y acuíferos en general no es el aspecto medioambiental más preocupante, pues no llega en grandes cantidades.

¿Cuáles son los efectos medioambientales?

Una agua tratada con un 90% de eficiencia, cumpliendo con los parámetros de vertido, requiere una dilución con el medio receptor de 1:10 (un volumen de vertido sobre 10 de receptor) para reducir la concentración en parámetros como la demanda biológica de oxígeno (DBO). Las grasas en este sentido ejercen menos importancia, pues su efecto es más bien físico, que es recubrir. Recubren las zonas de sustrato en los ríos, por ejemplo, mediante las películas que forman, provocando así problemas diversos. Pero no son problemas tan importantes como los provocados por la DBO, partículas en suspensión, contaminantes (metales pesados y elementos nutrientes como el nitrógeno y el fósforo), que son los que sí se deberían eliminar al 100% del agua, pero que no se hace.

Claro que esto es en cuanto a aceites naturales, domésticos, usados en cocina; porque si en vez de esto estuviésemos hablando de aceites minerales esto ya sería más problemático, pues son menos biodegradables y en cantidades muy pequeñas provocan graves problemas de toxicidad por metales pesados y demás.
¿Cuáles son las razones para optar por una recogida selectiva del aceite?

El vertido de aceites crea contaminación de aguas. Pero también crea contaminación incluso después de recuperar la fase inmiscible, pues su destino es el vertedero o la combustión, y esto no es una solución ambientalmente satisfactoria.

Sin embargo, si optamos por hacer una recogida selectiva del aceite, tendremos un doble beneficio: aprovechamos un recurso muy energético y resolvemos el problema del vertido. El aceite podría utilizarse como biocombustible (Aceite de elevado poder calorífico).

Hoy en día, la producción de biocombustibles se suele hacer en tierras agrícolas, pero esto supone también varios problemas: un desplazamiento de la producción de alimentos (terreno que no se utiliza para huerta), problemas debidos a que se trata de una agricultura muy mecanizada y química (pues solo es para producir biocombustible) y problemas ecológicos adicionales.

Utilizando el aceite doméstico recogido selectivamente desde el origen, evitaríamos también estos problemas. Por tanto, desde el punto de vista ambiental están claras las grandes ventajas.

Pero tenemos por medio las cuestiones del mercado: un litro de gasóleo, tras ser depurado, puede valer aproximadamente 1,15 €. Con lo cual deducimos que nunca será rentable recoger un litro de aceite por ese precio, porque después habría que purificarlo y comercializarlo a ese mismo precio, y esto no compensaría.

¿Entonces, sería más rentable optar por una recogida selectiva del residuo desde su origen?

Económicamente, solo sería rentable con la colaboración de la ciudadanía. De no ser así, los costes serían superiores: por ejemplo, recoger el aceite en el hogar y llevarlo a un punto limpio, tendría que hacerlo personal laboral externo. Por tanto, sería muy importante llevar a cabo unas campañas de concienciación y sensibilización ambiental de la ciudadanía.

De todos modos, no debemos pensar que los costes debidos a la separación en la depuradora sean una razón de ahorro económico, pues de todo lo que se trata en la depuración, las grasas solo representan el 2% (más o menos): lo que se retira es poco, y el efecto sobre la cantidad total de grasas en las aguas va a ser reducido. Lo que conseguiremos será facilitar un poco el proceso de separación y obtener una agua depurada con menos grasas. Pero lo realmente importante es que haciendo una recogida selectiva aprovechamos un recurso energético que actualmente estamos despreciando.

Además, siguiendo en términos económicos, optar por este cambio si sería rentable si le añadimos subvenciones como las que ofrecen para programas alternativos de producción de biocombustibles a partir de cultivos energéticos: sería un método de ahorro importante, mucho más que el tema de coste/ahorro de la depuradora, pues en el proceso de depuración de las aguas siempre se llevará a cabo una etapa de desengrasado (independientemente de si se sigue vertiendo aceite por los fregaderos). Por tanto la cuestión del ahorro debería enfocarse más por esta vía.

Desde un punto de vista económico y ambiental, usar biocombustible procedente de un aceite recogido selectivamente implica evitar la emisión de importantes cantidades de CO2 a la atmósfera, pues es un combustible más limpio que los fósiles. Aunque es cierto que no se puede comparar cuantitativamente el uso de un combustible fósil y el de un biocombustible: todo el biocombustible que se podría generar con el aceite vegetal que se genera como residuo de una casa durante un año, quizás solo llegue para circular 50 Km, pero esto debería ir ligado a otras opciones “ecológicas” como la de reducir el consumo (usar menos el coche).
Resumiendo, el sistema actual no es de eliminación, sino de separación: la fracción del aceite que se recupera acaba siendo un vertido o se incinera, y otra parte queda en el agua, va a los afluentes y acaba igual en el medio ambiente. Optando por una recogida selectiva desde el origen evitamos un vertido y aprovechamos un recurso muy energético.

Así pues, desde el punto de vista ambiental, el cambio no solo es rentable, sino que además es necesario.

English version:

On November 25 we interviewed the doctor and professor at the faculty Mr Manuel Soto Castiñeira, Chemical Engineer, in order to obtain more information about the topic, but from a chemical point of view (specially the debugging process.)


Current Situation

The domestic oil poured down the drain, mix in the pipes with animal fats (from various sources), hydrocarbons, such hydrophobic contaminants and other substances insoluble in water. This mixture reaches the treatment plant, where it is separated together as a hardly usable residue. This phase separation is a small step in debugging, but not performed, would cause problems in biological treatment processes.

The oil (and other substances in the mixture) is immiscible and water can create a slim film or larger one (depending on the amount of discharge), emulsion and foam. All this causes anesthetic pollution, in addition to chemical pollution (since oil is a substance very visible, not mixed with water) and creates difficulties in the operation of biological systems or physical-chemical posterior treatment.


Some of the oils are biodegradable, but their biodegradability is very slow, so it is necessary to perform the separation.


How is the process of separation?


Once the water reaches the filter, passes through a series of stages: first, the pre-treatment, including operations such as withholding and withdrawal of large solids that can be found in the water, the sand removal or disposal of dense solid particles that fall to the bottom and degreasing. The latter operation includes removal of different materials which after leaving to stand, remain suspended. Therefore, the fat that is removed will contain a certain amount of water, suspended particles (which are not fat, but are mixed) and hydrophobic contaminants. So what is separated does not have much use, since all these substances become immiscible phase in a very deteriorated greasy residue that can receive various treatments, but it will be very poorly suited as a fuel. It’s destination can be the dumping, incineration or composting, but the composting of these fats would be very problematic for being contaminated.


Is 100% of the oil removed?


No. Following the degreasing step, the wastewater has a significant percentage (30% or 40%) related to fat fine particles passing the later stages. But anyway, the damage they cause is much less than if you spill 100%. So the vegetable oil that ends up in rivers, oceans and aquifers in general is not the most worrisome environmental issue, it does not arrive in large quantities.


What are the environmental effects?


A treated water with 90% efficiency, meeting the discharge parameters, requires a dilution with the receiving environment of 1:10 (1 volume of discharge on 10 of receptor) to reduce the concentration parameters like biological oxygen demand (BOD). The fat in this regard put less importance, since its effect is more physical, which is to coat. Those coat substrate areas in rivers, for example by forming films, causing various problems. But problems are not as important as those caused by the BOD, suspended particulates, contaminants (heavy metals and nutrients such as nitrogen and phosphorus), which are those that should be eliminated 100% of the water, but are not.


Of course this is in terms of natural oils, household, used in cooking, because if instead we were talking about oils and minerals that would be more problematic, as they are less biodegradable and very small amounts cause severe problems of heavy metal toxicity and others.


What are the reasons for choosing a selective collection of oil?


The oil spill creates water pollution. But it also creates pollution even after recovering immiscible phase, since its destination is the landfill or burning, and this is not an environmentally satisfactory solution.


However, if we choose to do an oil collection, we will have a double benefit: we take a very energetic resource and solve the waste problem. Oil can be used as biofuel (oil of high calorific value).


Today, the production of biofuels is usually done on agricultural land, but this also involves several problems: a shift from food production (land not used for growing), problems due to that it is highly mechanized agriculture and chemical (as it is for biofuel production only) and additional environmental problems.


Using the collected domestic separated oil, also avoid these problems. Therefore, from the environmental point of view are clear advantages.


But we have in front market issues: a liter of diesel, after being purified, can be worth approximately 1.15 €. Thus deduce that would never be profitable to pick up a liter of oil at that price, because then purify and market should be at the same price, and this would not compensate.


So, would it be cheaper to choose a separate collection of waste from its origin?


Economically, it would only be profitable with the cooperation of the public. Otherwise, the costs would be higher: for example, collect the oil at home and bring it to a recycling center, external staff would have to do this. Therefore it would be very important to carry out awareness raising campaigns and environmental awareness of citizens.


Anyway, we should not think that the costs for separation in the filter plant are a reason of saving money, because everything is in debugging, fats represent only 2% (more or less): what removed is small, and the effect on the total amount of fat in the waters will be reduced. What we achieve is to provide a little separation process and obtain a treated water with less fat. But what really matters is that making a collection we use an energy resource that we are currently neglecting.


Furthermore, following in economic terms, to choose this change would be profitable if we add subsidies such as for programs that offer alternative biofuels from energy crops, it would be a significant saving method, much more than the issue of cost in saving the filter, because in the process of water purification always carry out a degreasing step (regardless of whether it is pouring oil sinks). Thus the issue of savings should focus more in this way.


From an economic and environmental standpoint, using biofuel from selective collected oil, means to avoid the emission of large quantities of CO2 into the atmosphere, so that is a cleaner fuel than fossil ones. While it is true that we should not compare quantitatively the use of fossil fuel and a biofuel: any biofuel that could be generated with the vegetable oil waste generated in a home for a year, maybe is only enough to move 50 km, but this should be linked to other "green" options, such as reducing the consumption (use cars less.)


In summary, the current system is not for disposal, but separation: the fraction of oil recovered ends up being a dumping or incinerated, and the part which lasts is in the water, going to the affluents and just ends up in the environment. Opting for a separate collection at source we will avoid a spill and we take a very energetic resource.


Then, from the environmental standpoint, the change is not only profitable but also necessary.

Versión en Galego:

O pasado día 25 de novembro realizamos unha entrevista  ó doutor e profesor da facultade de ciencias Don Manuel Soto Castiñeira, Enxeñeiro Químico, co fin de obter máis información sobre o tema a tratar pero dende un punto de vista químico (especialmente o proceso de  depuración).

Situación actual

O aceite doméstico que se verte polo fregadeiro, mestúrase nos desaugues con graxas de tipo animal (de distintas procedencias), hidrocarburos, contaminantes de tipo hidrófobo e outras sustancias insolubles en auga. Esta mestura chega á depuradora, onde se separa conxuntamente como un residuo dificilmente aproveitable. Esta etapa de separación é unha etapa pequena na depuración, pero de non realizarse causaríanse problemas nos procesos biolóxicos de tratamento.
O aceite (e demais sustancias da mestura) é inmiscible e pode crear na auga unha pequena película ou xa unha capa grande (dependendo da cantidade do vertido), emulsión e escumas. Todo isto provoca unha contaminación estética, ademais da evidente contaminación química (xa que o aceite é unha sustancia moi visible, ó non se mesturar coa auga) e crea dificultades nas operacións dos sistemas biolóxicos ou físico-químicos de tratamento posteriores.
Parte dos aceites son biodegradables, pero a súa biodegradabilidade é moi lenta, por iso é preciso facer a separación.

¿Cómo é o proceso de separación?

Unha vez que a auga chega á depuradora, pasa por unha serie de etapas: a primeira, o pretratamento, inclúe operacións como a retención e retirada de sólidos de gran tamaño que se poidan encontrar na auga; o desareado ou  eliminación de partículas sólidas densas, que  caen ó fondo, e o desengraxado. Esta última operación inclúe a retirada de diversos materiais que, tras deixar repousar, quedan flotando. Por tanto, a graxa que se retira vai conter unha certa cantidade de auga, partículas en suspensión (que non son graxas, pero que están mesturadas) e  contaminantes hidrófobos. Así pois, o que se separa non ten demasiada utilidade, xa que todas estas sustancias transforman a fase inmiscible nun residuo graxo moi deteriorado que pode recibir distintos tratamentos pero que será moi pouco axeitado como combustible. O seu destino pode  ser o vertido, a incineración ou a compostaxe, pero a compostaxe destas graxas sería moi problemática por estaren contaminadas.

Retírase o 100% do aceite?

Non. Tra-la etapa de desengraxado, na auga residual queda unha porcentaxe significativa (30 ou 40%, aproximadamente) referida a graxas de partículas máis finas que pasan ás etapas posteriores. Pero de tódolos xeitos, o dano que poden provocar é moito menor que se se vertera o 100%. Así que o aceite vexetal que acaba chegando ós ríos, mares e acuíferos en xeral non é o aspecto medioambiental máis preocupante, pois non chega en grandes cantidades.

¿Cales son os efectos medio ambientáis?

Unha auga tratada cun 90% de eficiencia, cumprindo cos parámetros do vertido, require unha dilución co medio receptor de 1:10 (1 volume de vertido sobre 10 de receptor) para reducir a concentración en parámetros como a Demanda Biolóxica de Osíxeno (DBO). As graxas neste sentido exercen menos importancia, pois o seu efecto é máis ben físico, que é recubrir: recobren zonas de sustrato nos ríos, por exemplo, mediante as películas que forman, provocando así problemas diversos. Pero non son problemas tan importantes como os provocados pola DBO, partículas en suspensión, contaminantes (metais pesados e elementos nutrientes como o nitróxeno e o fósforo), que son os que sí se deberían eliminar ó 100% da auga, pero que non se fai.
Claro que isto é en canto a aceites naturais, domésticos, usados en cociña;  porque se en vez desto estiveramos falando de aceites minerais isto xa sería máis problemático, pois son menos biodegradables e en cantidades moi pequenas provocan graves problemas de toxicidade por metais pesados e demais.

¿Cales son as razóns para optar por unha recollida selectiva do aceite?

O vertido dos aceites crea contaminación das augas. Pero tamén crea contaminación incluso despois de recuperar a fase inmiscible, pois o seu destino é o vertedoiro ou a combustión, e isto non é unha solución ambientalmente satisfactoria.
Sen embargo, se optamos por facer unha recollida selectiva do aceite teremos un dobre beneficio: aproveitamos un recurso moi enerxético e resolvemos o problema do vertido. O aceite podería utilizarse como biocombustible (aceite de elevado poder calorífico).
Hoxe en día, a produción  de biocombustibles sóese facer en terras agrícolas, pero isto supón tamén varios problemas: un desprazamento da produción de alimentos (terreo que non se utiliza para horta), problemas debido a que se trata dunha agricultura moi mecanizada e química (pois é só para producir biocombustible) e problemas ecolóxicos adicionais.
Utilizando o aceite doméstico recollido selectivamente dende orixe evitaríamos tamén estos problemas. Por tanto, dende o punto de vista ambiental están claras as grandes vantaxes.
Mais temos por medio as cuestións do mercado: un litro de gasóleo tras ser depurado pode valer aproximadamente 1,15 €. Co cal deducimos que nunca será rendible recoller 1 litro de aceite por ese prezo, porque despois habería que purificalo e comercializalo a ese mesmo prezo, e iso non compensaría.

Daquela, ¿sería máis rendible optar por unha recollida selectiva do residuo dende a orixe?

Economicamente, só sería rendible coa colaboración da cidadanía. De non ser así, os custos serían moi superiores:  por exemplo, recoller o aceite no fogar e levalo a un punto limpo teríao que facer persoal laboral externo. Por tanto, sería moi importante levar a cabo unhas campañas de concienciación e sensibilización ambiental para a cidadanía.
De todos modos, non debemos pensar que os custos debidos á separación na depuradora  sexan unha razón de aforro económico, pois de todo o que se trata na depuración, as graxas só representan un 2% (máis ou menos): o que se retira é pouco, e o efecto sobre a cantidade total das graxas nas augas vai ser reducido. O que conseguiremos será facilitar un pouco o proceso de separación e obter unha auga depurada con menos graxas. Pero o realmente importante é que facendo unha recollida selectiva aproveitamos un recurso enerxético que actualmente estamos desprezando.
Ademais, seguindo en termos económicos, optar por este cambio si sería rendible se lle engadimos subvencións como as que se ofrecen para programas alternativos de produción de biocombustibles a partir de cultivos enerxéticos: sería un método de aforro importante, moito máis que o tema de custo/aforro da depuradora, pois no proceso de depuración das augas sempre se levará a cabo unha etapa de desengraxado (independentemente de se se segue vertendo aceite polos fregadeiros). Por tanto a cuestión do aforro debería de enfocarse máis por esta vía.
Dende un punto de vista económico e ambiental, usar biocombustible procedente dun aceite recollido selectivamente implica evitar a emisión de importantes cantidades de CO2 á atmósfera, pois é un combustible máis limpo que os fósiles. Anque é certo que non se poden comparar cuantitativamente o uso dun combustible fósil e o dun biocombustible: todo o biocombustible que se podería xerar co aceite vexetal que se xera como residuo nunha casa durante 1 ano, quizais só chegue para circular 50 km, pero isto debería ir ligado a outras opcións “ecolóxicas” coma a de reducir o consumo (usar menos o coche).

Resumindo, o sistema actual non é de eliminación se non de separación: a fracción do aceite que se recupera acaba sendo un vertido ou se incinera, e a outra parte queda na auga, vai ós afluentes e acaba igual no medio ambiente. Optando por unha recollida selectiva dende a orixe evitamos un vertido e aproveitamos un recurso moi enerxético.

Así pois, dende o punto de vista ambiental, o cambio non só é rendible, se non que ademais é necesario.

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