Origen de la necesidad

Todo sistema de potabilización de agua superficial genera un subproducto, que comúnmente se conoce como “lodo”. Se estima que una planta potabilizadora, dependiendo de las condiciones del agua cruda y la época del año, puede llegar a producir:

35 [g Materia Seca]/[m³ tratado]

Sin embargo, el porcentaje de humedad que acompaña este residuo puede hacer que el volumen de lodo varíe. Es posible evacuar lodo muy espeso o diluido. Mientras mayor contenido de agua tenga el lodo, más infraestructura compleja se requerirá para su eventual tratamiento. Por eso es que se diseñan mecanismos de extracción de lodos.

¿Qué se considera en el dimensionamiento?

Entre los elementos más importantes para el dimensionamiento de un sistema de este tipo se tiene:

• Caudal y calidad del agua cruda (color y turbiedad): estos factores determinan la cantidad de lodo que se generará y su frecuencia de remoción. Un agua con alta turbiedad producirá más lodo, lo que influye en el dimensionamiento y la frecuencia de operación del mecanismo de barrido.
• Dosis de productos químicos utilizados: los coagulantes y floculantes empleados en el proceso de potabilización afectan la cantidad y características del lodo generado. Una dosis mayor de químicos puede resultar en un mayor volumen de lodo que requiere manejo.
• Dimensiones y descripción de cada etapa del proceso de la potabilización: es crucial entender el diseño de las etapas de floculación y sedimentación, ya que influye en el tamaño y tipo de mecanismo necesario. Las dimensiones del sedimentador determinarán el alcance y la capacidad del mecanismo de barrido.
• Descripción del mecanismo de evacuación actual y previsto: conocer el sistema existente y las mejoras planificadas permite diseñar un mecanismo compatible y eficiente. Esto asegura que el nuevo sistema se integre sin problemas con la infraestructura actual.
• Disponibilidad de servicio eléctrico: los mecanismos de barrido de lodos requieren energía para su funcionamiento. La disponibilidad y fiabilidad del suministro eléctrico son esenciales para garantizar una operación continua y efectiva del sistema.
• Sitio previsto para destino de lodo extraído: es fundamental planificar el almacenamiento, tratamiento o disposición final del lodo extraído. El diseño debe considerar la logística y la capacidad del sitio destinado para el manejo seguro y ambientalmente responsable del lodo.

Tipos más comunes

Los tipos de elementos para barrido de lodos más comunes son:

• Tolvas (“sludge hoppers”)
• Arrastre mecánico con cadenas o rotativo (“chain scraper / rotary scraper”)
• Succión por vacío (“vacuum suction”)

El más adecuado para cada caso dependerá de las condicione específicas de proyecto.

Los “sludge hoppers” son más apropiados en sedimentadores de flujo continuo donde la acumulación de lodos se concentra en un punto específico. Como ventaja, tienen lo siguiente:

• Requieren menor mantenimiento.
• No tienen partes móviles en contacto directo con el lodo.
• Eficientes para plantas con bajas cargas de lodo.

Se dice que son ideales para plantas con caudales moderados y donde la sedimentación es eficiente, permitiendo la concentración del lodo en las tolvas para su posterior extracción intermitente.

En el caso de los de arrastre mecánico, se dice que son apropiados para grandes sedimentadores planos o de fondo inclinado donde es necesario mover el lodo desde diferentes puntos hacia una zona de recolección. Como ventaja, tienen lo siguiente

• Capaces de manejar grandes volúmenes de lodo.
• Proporcionan una limpieza continua del fondo del sedimentador.
• Eficientes en sistemas con alta producción de lodo.

En muchas ocasiones son utilizados en plantas de gran capacidad o en aquellas con aguas crudas muy turbias, donde la producción de lodo es considerable y se requiere una remoción constante.

Por su parte, los mecanismos de succión son más adecuados para sistemas que requieren una extracción precisa y controlada del lodo, especialmente en plantas donde la calidad del agua tratada es crítica. Entre sus ventajas, se tiene:

• Permiten un control preciso del volumen de lodo extraído.
• Pueden operar de manera continua o intermitente según la necesidad.
• Minimiza la resuspensión de lodos en el sedimentador.

Esos mecanismos son preferidos en instalaciones que requieren alta eficiencia en la remoción de lodos con mínima perturbación al proceso de sedimentación, como plantas con restricciones de espacio o donde se trata agua con baja turbiedad, pero alta producción de lodo fino.

¿Para qué sirven realmente estos mecanismos?

Sirve para que la extracción del lodo acumulado en las unidades de proceso de plantas potabilizadoras logre los siguientes objetivos:

• Concentración constante: 1.5% – 2.5%
• Reduce la necesidad de lavados internos periódicos (pérdidas de agua)
• Reduce la magnitud de obras de tratamiento para el lodo pues se trata menos cantidad de lodos
• Favorece la operación de un sistema de tratamiento para el lodo, pues se logra caudal y composición constante
• Elimina presencia de zonas muertas en unidades tales como los sedimentadores
• Reduce el requerimiento de personal para limpieza de unidades