Desinfección ultrasónica del agua de lastre

El sistema de tratamiento por ultrasonidos ha demostrado su eficacia en la eliminación de bacterias, plancton y organismos de mayor tamaño.
La desinfección ultrasónica del agua de lastre es un tratamiento mecánico/físico que evita la dosificación de productos químicos activos fuertes y caros en el agua de lastre. Esto garantiza una aceptabilidad medioambiental ideal combinada con una alta eficacia biológica en lo que respecta a la destrucción e inactivación de organismos vegetales y animales y de microorganismos en el agua de lastre.

Antecedentes

“Si un buque navega sin carga o parcialmente cargado, necesitará lastre para mantener su estabilidad y seguridad. El agua se utiliza a menudo como lastre, pero, cuando se recoge en origen, pueden viajar al agua una serie de organismos, normalmente miembros de la comunidad planctónica que podrían ser extraños en el destino (alóctonos), y podrían causar una contaminación biogológica no deseada. Para evitar esta posible contaminación, debemos utilizar un sistema eficaz para esterilizar el agua de lastre.” [Mingorance Rodríguez: 2012, 163]
Las especies acuáticas invasoras son una de las cuatro mayores amenazas para los océanos del mundo y pueden causar impactos ambientales, económicos y de salud pública extremadamente graves. Para evitar la introducción de moluscos plaga (mejillones cebra, la almeja asiática y otros), se pueden aplicar varios tratamientos de esterilización del agua de lastre (también conocida como desinfección o neutralización). Un tratamiento común es la limpieza química del agua de lastre. Los productos químicos utilizados son perjudiciales para el medio ambiente y caros. Con el aumento de las regulaciones legales para la gestión del agua de lastre, los tratamientos alternativos del agua de lastre – por ejemplo, mediante desinfección ultrasónica – se integran a bordo de los buques marítimos.

Esterilización ultrasónica del agua de lastre

El tratamiento ultrasónico del agua de lastre es un método mecánico/físico que evita el uso de productos químicos nocivos y caros. Las fuerzas de cavitación matan pequeños organismos acuáticos y microorganismos. Varios estudios ya han demostrado que los ultrasonidos alcanzan un alto nivel de eficacia biológica sobre el veliger del mejillón cebra, los nematodos, las bacterias y los virus.

Clúster ultrasónico con una potencia de proceso de 120 kW

Desinfección ultrasónica por cavitación

Las ondas ultrasónicas de alta potencia generan cavitación burbujas en los líquidos, lo que da lugar a intensas fuerzas de cizallamiento y elevadas tensiones. Al acoplar ondas ultrasónicas intensas en líquidos, las ondas sonoras que se propagan en el medio líquido dan lugar a ciclos alternos de alta y baja presión, con velocidades que dependen de la frecuencia. Durante el ciclo de baja presión (fase de rarefacción), las ondas ultrasónicas de alta intensidad crean pequeñas burbujas de vacío o vacíos en el líquido. Cuando las burbujas alcanzan un volumen en el que ya no pueden absorber energía, se colapsan violentamente durante un ciclo de alta presión (fase de compresión). Este fenómeno se denomina cavitación. Durante la implosión se alcanzan localmente temperaturas (aprox. 5.000K) y presiones (aprox. 2.000atm) muy elevadas. La implosión de la burbuja de cavitación también da lugar a chorros de líquido de hasta 280 m/s de velocidad.
Esta generación de burbujas altamente energéticas y su colapso dan lugar a fuerzas de cizallamiento hidrodinámicas y oscilaciones ultrasónicas, que rompen y alteran las paredes celulares de los organismos. – matándolos de forma efectiva.
En cuanto a su aceptabilidad medioambiental, no se conocen ni se prevén problemas medioambientales asociados a la tecnología asistida por ultrasonidos.

Eficacia biológica de los ultrasonidos

Varios estudios han demostrado que los ultrasonidos pueden afectar eficazmente a virus y bacterias. Los estudios de desinfección con dispositivos ultrasónicos para esterilizar flujos de volumen de 100 gpm (galones por minuto), equivalentes a 23 m3/h, han demostrado alrededor de una reducción de 7 log para el virus de la polio (< 5μm) y una reducción de 6-7 log para las bacterias Cryptosporidium parvum. Con Nematodo Óvulos de helminto, Ascaris (8-10μm) y moluscos larvas de mejillón cebra (70μm), se alcanzó el 100% de mortalidad. La misma tasa de mortalidad con mejillón cebra se ha demostrado en sistemas de caudal de 600 gpm (Buchholz et al., 1998).
Se han alcanzado tasas de inactivación del 100% en organismos de mayor tamaño y una reducción de 6-7 log en bacterias y virus. Con 20 segundos de exposición en un sistema experimental de flujo continuo, se ha conseguido una inactivación del 93-98,6% de Cryptosporidium ocyst y se ha logrado una reducción de 4 log a 10 seg. de exposición en un reactor discontinuo de laboratorio. También se han notificado tasas de inactivación para Cryptosporidium parvum (7 log), viable huevos de helmintos (4.2 log), virus de la polio (8 log), Salmonella sp. (9 log) y Echerichia coli (9 log) (Oemcke, 1999; Buchholz et al., 1998).
El número de registro representa el número de 9 en el porcentaje de reducción. Por ejemplo, una reducción de 2 log significa que el 99% de los organismos originalmente presentes en el agua han sido inactivados. Una reducción de 3 log significa que el 99,9% se ha inactivado, etc.
La capacidad de los sistemas ultrasónicos también depende de la potencia suministrada. Los dispositivos ultrasónicos de alta potencia/alta intensidad requieren menos tiempo de exposición para que se produzca la mortalidad, lo que permite tratar caudales más elevados. Estos sistemas ultrasónicos pueden utilizarse para lastrar y deslastrar.
(cp. Sassi et al. 2005, p. 49)

Ventajas de la neutralización ultrasónica del agua de lastre

• no químico
• respetuoso con el medio ambiente
• eficaz y eficiente
• efectos sinérgicos
• bajo mantenimiento
• Funcionamiento seguro y sencillo
• Robustez y fiabilidad
• escalable a cualquier tamaño

Equipo ultrasónico

Hielscher está especializada en el diseño y fabricación de equipos ultrasónicos de alta potencia de grado industrial para la instalación en entornos exigentes. Polvo & La suciedad, las altas humedades y los entornos agresivos no dañan los ultrasonidos industriales (serie UIP). Estos aparatos de alta resistencia están fabricados para un funcionamiento permanente (24h/7d). Los armarios vienen preconfigurados y son fáciles de instalar y poner en marcha. El sistema de ultrasonidos sólo debe conectarse a la tubería de alimentación del depósito de agua de lastre (suministro de medios) y a la fuente de alimentación.
Diferentes tamaños de dispositivos ultrasónicos con una potencia ultrasónica de 500W, 1kW, 1,5 kW, 2kW, 4 kW, 10 kW y 16 kW, que pueden instalarse como unidad individual o como clúster, permiten la configuración y la capacidad de procesamiento ideales.
Háblenos de su volumen de procesamiento Estaremos encantados de recomendarle un sistema de ultrasonidos adecuado a las exigencias de su proceso.

Sinergias con otros tratamientos del agua de lastre

Los estudios sobre tecnologías de tratamiento combinadas han demostrado que los ultrasonidos funcionan de forma muy sinérgica en combinación con otros métodos de desinfección del agua de lastre, como el ozono, la cloración, la luz ultravioleta, la temperatura o las presiones elevadas. Debido a la facilidad de instalación y al poco espacio que requieren, los equipos de ultrasonidos son ideales para actualizar y mejorar los sistemas de neutralización de agua de lastre ya existentes.
Háblenos de su entorno de procesamiento Estaremos encantados de recomendarle un sistema ultrasónico adecuado para reequipar su sistema de a bordo.