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Los separadores de hidrocarburos: ¿siempre y en todo lugar?

Instalación de separador hidrodinámico Urgarbi

El desarrollo urbanístico de las últimas décadas ha generado un gran aumento de las superficies impermeables y de las escorrentías pluviales asociadas. Este fenómeno es uno de los mayores motivos de degradación de la calidad de los cuerpos de agua de nuestro entorno y una asignatura aún pendiente en nuestro país. Buena muestra de ello es la carencia actual de normativas que regulen la gestión de las aguas pluviales, como ya destacamos en un reciente post.

En los últimos años, hemos observado una creciente demanda de separadores de hidrocarburos para el tratamiento de las escorrentías pluviales, tanto en aplicaciones industriales en las que se esperan concentraciones de aceites y grasas elevadas (estaciones de servicio, refinerías, etc.), como en carreteras, polígonos industriales y muchas otras zonas extensamente impermeabilizadas y en las que las concentraciones de hidrocarburos son generalmente bajas.

Los separadores de hidrocarburos y otros dispositivos de separación agua-aceite se diseñaron originalmente para industrias que requieren tratar altas concentraciones de hidrocarburos (estaciones de servicio, talleres, refinerías, etc.). Así, los separadores de hidrocarburos certificados bajo las normas EN858/1 y EN852/2 se diseñan y usan para remover aceites y grasas en concentraciones relativamente altas y su eficacia a las concentraciones de hidrocarburos que frecuentemente se dan en las escorrentías pluviales de zonas urbanas, carreteras y otras cuencas altamente impermeabilizadas es muy limitada.

Los separadores de hidrocarburos no son muy eficaces en zonas urbanas, carreteras y otras cuencas altamente impermeabilizadas

Las concentraciones de hidrocarburos en una escorrentía pluvial típica de una zona urbana o una carretera son generalmente bajas y suelen rondar los 5-10 mg/l. Estas bajas concentraciones están muchas veces dentro de los valores permitidos de descarga a medio receptor y su reducción adicional es difícil y costosa. En varios departamentos de transportes de los Estados Unidos, uno de los países más avanzados actualmente en el tratamiento de las escorrentías pluviales, no aceptan los separadores de hidrocarburos como medida única para cumplir con los objetivos de calidad de las aguas que establecen sus normativas. La excepción son los proyectos donde se espera que las concentraciones de grasas y aceites vayan a ser muy altas. La instalación de separadores de hidrocarburos en las carreteras y autopistas de los EE.UU. solo se acepta si va acompañada de otros dispositivos de control, como los separadores hidrodinámicos o separadores de sólidos, integrando una cadena de tratamiento de las escorrentías pluviales.

Los aceites asociados con las escorrentías provenientes de zonas urbanas y carreteras están disueltos o en forma de partículas coloidales y sus concentraciones son bajas, por lo que los separadores de hidrocarburos diseñados para separar únicamente aceites libres o en dispersión no prevén un tratamiento efectivo para este tipo de contaminante. La máxima eficiencia de tratamiento obtenida por un separador de hidrocarburos se corresponderá con el contenido máximo de aceites libres que tenga la escorrentía, entre el 40% y 60% para viales urbanos y autopistas. Adicionalmente, los separadores de hidrocarburos muchas veces requieren de un mantenimiento elevado debido a la alta acumulación de arenas y sólidos y, además, deben ser diseñados para separar parte de las arenas y sólidos finos que no se encuentra generalmente en aguas aceitosas de origen industrial.

Instalación de separador hidrodinámico Urgarbi

La eficiencia de un separador de hidrocarburos está muy limitada por las concentraciones y tamaño de gota de los aceites, ya que cuantos más bajos son estos dos parámetros más difícil y costoso es el tratamiento. Además, cabe mencionar que la carga contaminante más nociva de una carretera está asociada a su fase de explotación y está formada principalmente por metales pesados asociados a arcillas, limos y otros sólidos finos. Estas partículas finas no son retenidas en un separador de hidrocarburos y acaban vertidas al medio receptor.

Los caudales de diseño suelen ser otro factor muy importante a la hora de dimensionar un equipo de tratamiento de las escorrentías pluviales; un separador de hidrocarburos deberá tener unas dimensiones considerables para tratar una intensidad de precipitación relativamente baja, de 6,5 mm/h a 65 mm/h. Estos dispositivos suelen ir siempre instalados en paralelo al sistema de drenaje y suelen requerir dispositivos de regulación que aseguren un flujo no turbulento para favorecer la separación de aceites.

Conviene tener en cuenta algunos aspectos claves a la hora de seleccionar un equipo adecuado para el tratamiento de las escorrentías pluviales en carreteras, aparcamientos, infraestructuras de transporte y otras zonas extensas e impermeabilizadas:

1. Los separadores de hidrocarburos deberían emplearse como dispositivo de tratamiento cuando se esperan concentraciones de aceites y grasas elevadas en el afluente.

2. La carga contaminante de estas zonas está principalmente compuesta por sólidos gruesos y finos, y el tamaño de partícula es muy importante para el dimensionamiento de cualquier unidad de tratamiento.

3. El dispositivo de tratamiento debería ser dimensionado tomando como base una granulometría determinada y un peso específico concreto de partícula. En el siguiente ejemplo puede verse una granulometría comúnmente empleada en el diseño de un separador hidrodinámico para garantizar la captura de las partículas más finas de la escorrentía y la carga contaminante asociada, generalmente metales pesados:

Porcentaje
más fino

Diámetro (micrones)

Peso
específico

20%

20

1.3

20%

60

1.8

20%

150

2.2

20%

400

2.65

20%

2000

2.65


4. Cualquier dispositivo pasivo que acumule sólidos y partículas finas debería tener mecanismos para evitar la resuspensión de los contaminantes separados. No olvidemos que son las partículas finas las más perniciosas para los ecosistemas acuáticos.

5. El objetivo debe ser atacar partículas finas, las concentraciones de Zn y Cd en proporción a la carga másica de SST aumenta a medida que la granulometría se hace más fina.

Determinar la opción de tratamiento de las escorrentías pluviales en determinadas situaciones puede no ser sencillo y, por lo tanto, requiere de tiempo y conocimientos. Cada lugar o cuenca tiene sus peculiaridades, que la hacen diferente, por lo que desde Urgarbi recomendamos tomar como punto de partida o base para el dimensionamiento de cualquier solución para el tratamiento de las escorrentías una granulometría específica del material que se quiera remover. Para más información y asesoramiento sobre cómo dimensionar un dispositivo de tratamiento de las escorrentías pluviales, no dudes en contactarnos.

Autor: Niall Tynan
Dpto. Técnico Urgarbi Servicios Ambientales


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Comentarios

Muy interesante el post del enlace, esta claro que las normas tienen que tender a cubrir la generalidad de los casos pero a veces eso puede obligar a sobre costes y actuaciones ineficaces. En España falta una legislación adecuada y deberíamos fijarnos en la exeperiencia de otros paises a la hora de definir la gestión de las pluviales, que la hay y mucha.
Anonimo, 28/02/2012
Primero hay que plantearse hasta que punto merece la pena las redes separativas. Yo siempre he estado a favor presuponiendo una calidad de aguas de lluvia mucho mejor que la residual domestica. Pero segun donde, las aguas pluviales se contaminan tanto que al final los tratamientos para su reutilización son casi igual de caros que los de aguas residuales. Por ejemplo en las zonas con mucho tráfico. Por otro lado cabría plantearse el objetivo de las aguas de lluvia: reutilización o recarga de acuiferos? Para el primero se requieren instalaciones y redes, para el segundo basta con ir filtrando por biorremediación las aguas al suelo. Pienso que ambos se complementan, aunque como mínimo habría que recargar los acuíferos, puesto que elimina también carga en las EDARs con red unitaria. Para la reutilización, pienso que depende de dónde sí que debería hacerse red separativa empezando por los edificios. Hay normativas que ya obligan a recoger las aguas pluviales. Si el agua no está muy contaminada, el tratamiento es muy sencillo y económico. Por supuesto, hasta que la legislación no obligue a estos cambios el proceso será lento. Independientemente de si resulta económico se debería obligar ya a recolectar el agua de lluvia y emplearla. Son antiguas costumbres que se han perdido y que la sociedad debe recuperar y concienciarse.
Anonimo, 28/02/2012
Muy interesante el post, me ha tocado usar separadores de hidrocarburos en varios proyecto con mayor o menor éxito. Como bien explicas el rendimiento de los separadores de hidrocarburos se basa principalmente en la relativamente baja solubilidad de los hidrocarburosen agua y la diferencia entre las densidades del agua y este contaminante. No obstante los separadores de hidrocarburos y otros separadores por gravedad no están diseñados para separar otros productos tales como disolventes, detergentes o contaminantes disueltos por lo que jamás deberían usarse para separar otra cosa que no sea hidrocarburos del agua. También recomendaría que los separadores de hidrocarburos se empleen siempre junto con un separador de sólidos y un regulador de caudal ya que estos sistemas requieren de caudales muy uniformes y flujos poco turbulentos para tratar el agua. El separador de hidrocarburos además y especialmente si es de filtro coalescente se colmata con facilidad si las concentraciones e sólidos en la escorrentía pluvial son altas.
Antonio, 04/03/2012
Las empresas que compran los separadores de hidrocarburos muchas veces no conocen las aplicaciones y limitaciones de estos equipos. No sabern que tipo de separador de hidrocarburos proveerá los rendimientos deseados para una determinada aplicación por lo que tienen que soportarse en la documentación técnica que les proveen las casas que los comercializan. Los separadores de hidrocarburos a la hora de diseñarse tiene que tener en cuenta importantes características como altas variaciones en las condiciones de caudal, sólidos y concentraciones de hidrocarburos. Como dices antonio emplear separadores de solidos y reguladores de caudal en un separador de hidrocarburos debería ser obligatorio para el buen funcionamiento de estos equipos. Los rendimientos de los separadores de hidrocarburos se establecen en condiciones controladas de laboratorio ideales que varían mucho de las condiciones encontradas en el campo.
R.Gard., 04/03/2012
En mi opinión, es necesario que las instalaciones en las que se requieran separadores de hidrocarburos redacten sus especificaciones contractuales lo mas claramente y en detalle posible. Para ello, hay que entender al maximo posible los pasos del proceso y las capacidades de los diferentes tipos de separadores existentes. Desgraciadamente, no existen guías definitivas que describan las distintas configuraciones de los separadores de hidrocarburos y que indiquen los niveles de rendimiento que podemos esperar de cada configuracion. Por tanto, en mi opinión, para garantizar que el separador elegido cumplirá con las expectativas habrá que incluir la mayor cantidad de información posible en las especificaciones del contrato; y tambien habría que incluir algún tipo de requisito de testeo o de medidas de aseguramiento de la calidad posteriores.
Juan H., 08/03/2012
Estoy completamente de acuerdo con Antonio, por mi experiencia creo que un separador de hidrocarburos siempre se debe utilizar junto con un separador de solidos o un regulador de caudal, como bien dice. Por otra parte, y en general, los separadores de hidrocarburos se dimensionan en función del caudal, en lugar de en función de la superficie efectiva de la cámara de separación. De esta manera, la efectividad de cualquier separador agua-aceite se ve afectada por el caudal: a menor caudal, mejores resultados.
Roberto, 12/03/2012
Niall, es una pregunta retórica. Un separador de hidrocarburos no es un separador de sólidos en suspensión. Además los separadores de hidrocarburos de infraestructuras viarias no deben de ser atendidos por la normativa estándar. Las normas UNE-EN-858 y UNE-EN-1825 definen los sistemas separadores de líquidos ligeros y de grasas. La UNE-EN-858-2 contempla el agua de lluvia procedente de gasolineras, aparcamientos, carreteras, etc. pero el tamaño nominal NS se establece hasta el valor máximo de 500, aproximadamente correspondiente a un caudal de tratamiento de 500 l/s, insuficiente en muchas de las escorrentías urbanas. Defiendo los sistemas distribuidos de recogida de escorrentía urbana pero no hasta llegar al nivel doméstico (parcelario), diferente son las aguas negras. El tratamiento debiera de ser similar al tratamiento primario (físico) de una pequeña EDAR, existen sistemas muy avanzados con buenos rendimientos. Como bien sabes, referente a carreteras tienes la “Guía técnica de diseño y gestión de balsas y otros dispositivos de retención de contaminantes en carreteras”, respecto a tratamiento primario de pequeñas EDAR extrapolable a sistemas urbanos tienes otras publicaciones del CEDEX, etc. Normativa clásica es la UNE-EN-12255-3. Plantas depuradoras de aguas residuales. Parte 3: Tratamiento preliminar. Más novedoso pero también probado es la utilización de sistemas de infiltración, depuración por infiltración, a modo de aparcamientos dotados de suelos filtrantes, sistemas drenantes de escorrentía subsuperficial, etc. Saludos
Anonimo (ver RedSUDS-Linkedin), 14/03/2012
Gracias por comentar, estoy completamente de acuerdo contigo un separador de hidrocarburos no es un separador de sólidos y viceversa. La pregunta va encaminada a discutir si un separador de hidrocarburos es la solución a casi todos los problemas de contaminación por escorrentías. ¿Tiene sentido poner un dispositivo para remover hidrocarburos en una zona en la que las concentraciones medias de hidrocarburos totales son bajas? La respuesta es evidente, la realidad no. Te cuento mi experiencia más cercana, en las carreteras de nuestra zona se han instalado durante los últimos años varios de estos dispositivos. Tras la realización de monitoreos de los afluentes y efluentes en algunos de ellos se ha observado que los niveles de hidrocarburos totales estaban por debajo de los niveles de detección a la entrada de los equipos. Más efectivo técnica y económicamente hubieses sido realizar una batería de pruebas analíticas de la escorrentías antes de seleccionar y diseñar una solución. Los separadores de hidrocarburos en este caso, como en muchas otras instalaciones que conozco, están limitándose a separar los SST. Este aspecto también se recoge y discute en el libro de CEDEX al que haces referencia. Es indiscutible que frente a un vertido accidental de estas sustancias la carretera está mejor preparada con un separador de hidrocarburos. Pero lanzo la reflexión, y de verdad que no es retórica, ¿Qué es más pernicioso y tóxico para el medio receptor, un probable vertido de hidrocarburos puntual o una aportación segura, fija y continua de sólidos en suspensión con varios contaminantes asociados a lo largo de toda la vida de la carretera? ¿Por qué las mejores prácticas de control y su efectividad se evalúan en función de la cantidad de sólidos en suspensión totales que consiguen eliminar de las escorrentías pluviales? Otra cosa importante que hay que aclarar es que la UNE-EN-858-2 habla única y exclusivamente de principios de diseño de producto, características y ensayo, marcado y control de calidad de los sistemas separadores de líquidos ligeros. Ni recomienda ni obliga a poner estos dispositivos en ningún lugar.
Niall Tynan, 14/03/2012
Niall, efectivamente, las normas UNE no son de obligado cumplimiento excepto que se indiquen, directa o indirectamente, en los pliegos de prescripciones técnicas del proyecto correspondiente. Respecto del caso de comentas tenemos varias variables a considerar: 1. Si los episodios de vertido incontrolado son tan infrecuentes ¿Qué sobrecoste supone un separador de hidrocarburos dimensionado únicamente para esos “episodios”? 2. Si retenemos los SST ¿Qué sobrecoste tiene la recogida de hidrocarburos? Por otra parte, el separador de hidrocarburos de la fotografía se parece más a los instalados en usos industriales, aparcamientos, garajes, etc. que algo dimensionado ad hoc para una carretera, me faltan dimensiones… Parece un pozo de hombre pero no sabemos a qué cuenca se atiende. Estoy de acuerdo, la contaminación continuada del cauce receptor por la constante afluencia de SST puede llegar a ser muy contaminante. A estas alturas la solución más adecuada pasa por la evaluación económica considerando: el coste constructivo, el mantenimiento, el impacto ambiental, etc. y en función de los recursos disponibles seleccionar la solución óptima. Se ha de monetarizar el impacto ambiental, los costes que a medio y largo plazo supondrá a la sociedad la desatención de éstos problemas. En este punto los técnicos de las Administraciones están dispuestos a avanzar, diferente es la política donde siempre chocamos… Saludos
Anonimo (ver RedSUDS-Linkedin), 14/03/2012
Enrique, creo que un depósito de retención con válvulas de control es una solución mucho más adecuada a un vertido accidental que pueda incorporarse al drenaje, especialmente si tenemos en cuenta que los volúmenes de un camión cisterna son de unos 30 m3, bastante para un separador de hidrocarburos. Lo que ves en la foto es un separador hidrodinámico, un dispositivo avanzado para el tratamiento de las escorrentías pluviales cuya principal función es la remoción de SST de más de 150 micrones de tamaño de partícula, ampliamente instalado como medida de control de la contaminación por escorrentías tanto en carreteras como en zonas urbanas. Básicamente es un hidrociclón que genera un vortex de baja energía y aumenta el tiempo de retención de la escorrentía para decantar sólidos finos y contaminantes asociados a estas partículas. Si te interesa tienes más detalles aquí, http://www.urgarbi.eu/es/soluciones/aguas-pluviales/separador-hidrodinamico/
Niall Tynan, 14/03/2012

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