Reutilización de agua y energía: de residuo a recurso

Reutilización de agua y energía: de residuo a recurso

Francesco Suman explica cómo Alufluor encontró nuevas formas de recuperar recursos colaborando con un proyecto financiado por la UE.

En los últimos años, la industria y el mundo académico de la UE han colaborado cada vez más en el desarrollo de productos rentables y respetuosos con el medio ambiente. La investigación se centra cada vez más en la conversión de residuos industriales en recursos económicamente valiosos, especialmente con materias primas y subproductos de industrias que funcionan a altas temperaturas, como la química.

Un ejemplo interesante de este enfoque lo encontramos en Alufluor, una empresa química con sede en Helsingborg (Suecia). Alufluor produce fluoruro de aluminio, un ingrediente crucial en el proceso de fusión del aluminio. La empresa es bastante conocida en el sector por su producción de compuestos, sobre todo por su índice de pureza del 97,5%.

El proceso de producción genera muchas aguas residuales, gases y compuestos químicos que hay que tratar o eliminar. Por ejemplo, el secado genera vapores calientes que contienen materiales residuales. Aunque estos gases se filtran y depuran antes de pasar a la chimenea, algunos residuos siguen escapando.

Además, el proceso requiere agua caliente para limpiar los reactores, lavar las centrifugadoras y minimizar cualquier pérdida de fluoruros en el proceso. El consumo de energía es otra cuestión crítica: todo el proceso industrial requiere una buena cantidad de energía, principalmente para secar el fluoruro de aluminio y calentar el agua.

Alufluor ya recicla parte de su calor, pero la demanda sigue siendo alta. Por ello, la empresa depende de un generador de vapor alimentado con biogás, que representa uno de sus costes energéticos más elevados. Por ello, fue una de las 19 empresas que participaron en el proyecto iWAYS , una iniciativa de investigación financiada por la Comisión Europea.

En iWAYS, universidades y empresas colaboran para desarrollar técnicas de reducción de emisiones y reciclado de materiales, calor y agua. Algunas de estas tecnologías permitirán a Alufluor ahorrar y reutilizar aproximadamente un tercio del agua que habitualmente produce como residuo y reducir su consumo de biogás en una quinta parte.

"iWAYS no sólo nos permite ser más eficientes y reducir los costes de producción, sino que también nos da más fuerza en nuestra marca de sostenibilidad", afirma Dan Turesson, ingeniero mecánico y director técnico de Alufluor.

Ahorro de energía y reducción de emisiones

El economizador de condensación por tubo de calor (HPCE) es la tecnología central desarrollada por los científicos de iWAYS: permite recuperar calor, agua y materiales. Además, es lo suficientemente flexible como para adaptarse a diversos contextos industriales.

El diseño fue desarrollado por primera vez por el profesor Hussam Jouhara, de la Universidad Brunel de Londres. La Universidad de Módena y Reggio Emilia trabajó en el modelado, y EconoTherm, una empresa británica, fabricó el sistema real.

Alufluor está a punto de instalar un HPCE iWAYS de varias secciones, con el que espera aumentar la recuperación de energía y reducir las emisiones de la chimenea. "La energía de condensación es mucho mayor que la que se obtiene con los intercambiadores de calor sensibles ordinarios", dice Turesson.

"El ahorro energético podría duplicarse utilizando componentes iWAYS. En consecuencia, esperamos reducir al mínimo la necesidad de vapor para calentar el agua de lavado. Por supuesto, seguirá habiendo generadores de vapor como reserva, pero con estas innovaciones podemos reducir el consumo de biogás en un 20%."

La reducción de emisiones se conseguirá quemando menos combustible y enviando gases más limpios a las chimeneas. Esto se debe a que la condensación absorbe muchas partículas de flúor, actuando como depurador. Mientras se fabrican algunos componentes de la HPCE, Alufluor ya está experimentando con otra parte esencial del proyecto iWAYS: el sistema de ahorro de agua.

Modelo económico basado en la reutilización del agua

Los sistemas de depuración actuales, que filtran los gases de escape, utilizan 8 m3/hora de agua potable para eliminar los fluoruros y otras partículas. En el caso de Alufluor, esta agua fluorada se somete a otro proceso antes de verterse al alcantarillado.

Esto no se hace sólo por razones medioambientales, sino también para crear un producto que se venderá más tarde". Parte de nuestra sostenibilidad también viene del hecho de que no tenemos residuos sólidos, algo que normalmente tienen todos los competidores", dice Turesson.

La cal, rica en calcio, se añade a las aguas residuales en las que aún flotan fluoruros. El calcio reacciona con los fluoruros, formando fluoruro cálcico, que a su vez se vende a la industria cementera. Una vez más, el enfoque circular beneficia simultáneamente al medio ambiente y a las empresas. El resto del agua se depura y se vierte al mar, cerca de la planta de Alufluor.

El fluoruro cálcico es pegajoso y siempre hay un pequeño exceso de calcio en el agua; incluso el agua del grifo contiene pequeñas cantidades. Por eso es necesario purificar el agua antes de reutilizarla en los depuradores. De lo contrario, los fluoruros se unirían al calcio, generando partículas escamosas que inhibirían el funcionamiento.

En el marco de su colaboración con iWAYS, Alufluor está instalando un sistema integrado de tratamiento del agua, que permite introducir agua purificada en los depuradores. El plan consiste en instalar dos filtros de arena y dos filtros iónicos, o ablandadores, que eliminan el calcio del agua añadiendo cloruro sódico. A continuación, el agua se enviará a un depósito y se reutilizará para los depuradores.

Alufluor espera ahorrar así unos 60.000 m3/año de agua potable. Otra empresa italiana que también participa en iWAYS, SINAM, fabrica tanto los filtros de arena como los iónicos. Ya ha realizado una pequeña prueba piloto con ellos durante más de un mes sin ningún problema.

"Todavía nos queda mucha agua procedente de la primera reacción con las dos materias primas, pero de momento no podemos hacer mucho con ella", dice Turesson. "No obstante, ahorrar y reutilizar el agua de los depuradores podría ser un primer paso: el uso de la técnica iWAYS podría ayudar a ahorrar aún más agua durante todo el proceso. Tenemos previsto introducir muchos cambios en la forma de gestionar el agua de lavado y en la cantidad de energía que utilizamos para ello."

Lo que los científicos que trabajan en iWAYS han hecho para Alufluor también lo han hecho para las empresas de cerámica y tubos de acero, todas ellas industrias que consumen combustibles y emiten caudales de escape y aguas residuales, unas más que otras. Por eso, gracias a este tipo de colaboraciones, las empresas europeas pueden seguir siendo sostenibles a largo plazo sin sacrificar el crecimiento económico.