UT5. Control de los Vertidos en la Industria Alimentaria PDF

UT5. VERTIDOS GENERADOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA ÍNDICE 1. Vertidos generados en la industria alimentaria. 2. Residuos generados en la industria alimentaria 3. Emisiones generadas en la industria alimentaria Principales características Impacto ambiental que provocan....

UT5. VERTIDOS GENERADOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA ÍNDICE 1. Vertidos generados en la industria alimentaria. 2. Residuos generados en la industria alimentaria 3. Emisiones generadas en la industria alimentaria Principales características Impacto ambiental que provocan. Límites legales exigidos y Parámetros de control. Técnicas de tratamiento, control y depuración. INTRODUCCIÓN En esta unidad veremos los principales tipos de contaminantes que se generan en la industria alimentaria, junto con la descripción de sus principales características y el impacto ambiental que provocan, así como los límites legales exigidos y los tratamientos que se podrían realizar a cada uno de ellos. Posteriormente, revisaremos la legislación ambiental, junto con las licencias y los permisos necesarios. Por último, revisaremos los límites de ruidos establecidos para el sector.  1. VERTIDOS GENERADOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA El principal vertido en la IA es el agua residual. El consumo de agua varía en función de las actividades realizadas. Los diferentes usos son: Limpieza de la materia prima o productos intermedios. Calentamiento o enfriamiento de la materia prima, como por ejemplo, la pasteurización. Ingrediente del producto final, por ejemplo, en bebidas no alcohólicas o cervezas. Operaciones de limpieza para mantener los estrictos estándares de limpieza y desinfección característicos de la industria alimentaria. Operaciones auxiliares como refrigeración o calderas. Se estima que la industria alimentaria consume entre el 8 % y el 15 % del agua consumida en la industria europea. Teniendo en cuenta que el agua y, en concreto, el agua dulce es un recurso natural limitado y partiendo de la base de que el consumo de agua en el sector alimentario es muy alto, debemos buscar las formas más eficientes para el uso de la misma. El efluente(vertido) de la industria alimentaria, por su origen, puede clasificarse en los siguientes grupos: Aguas de proceso: Intervienen en el proceso de fabricación y suelen estar en contacto con la materia prima, el producto o los productos semielaborados. Se emplea habitualmente tanto en operaciones de acondicionado de materias primas (por ejemplo: lavados y escaldados), como en tratamientos térmicos de conservación, en forma de vapor o agua caliente, transporte de productos semiterminados, etc. Aguas de limpieza: Se utiliza para la limpieza de equipos e instalaciones. Es uno de los principales focos de consumo y, por consiguiente, de generación de aguas residuales de las industrias alimentarias. Aguas de servicio: Se utilizan para aguas de refrigeración o purgas de calderas. Suelen estar menos cargadas de materia orgánica que las anteriores y, debe ser optimizado su consumo mediante un buen mantenimiento de las instalaciones y la reutilización de esas aguas, en la medida de lo posible. Aguas sanitarias: Se utilizan en los servicios, duchas, aseos. Sus características son similares a las aguas domésticas. Las aguas de proceso y las de limpieza son las más importantes, tanto por su volumen como por su composición y suelen tener un alto contenido de materia orgánica y sólidos en suspensión, además de contaminantes específicos procedentes de las materias primas, como por ejemplo: sales disueltas, aceites y grasas, nitrógeno o fósforo y también productos químicos que intervienen en los procesos de fabricación o limpieza. 1.1 Principales características Las aguas residuales de la industria alimentaria tienen, por lo general, un marcado carácter orgánico, debido a la naturaleza de la materia prima que se procesa en estas empresas. Suele ser biodegradable por lo que los sistemas de depuración biológicos obtienen buenos resultados en la reducción de la contaminación de esas aguas residuales. La estacionalidad de la producción es otra de las características del sector alimentario, ya que en muchas empresas las labores realizadas y la carga de trabajo varía según campaña. Como ejemplo, las bodegas, conserveras, almazaras o azucareras. También se caracterizan por la variabilidad diaria, tanto en volumen como en composición, debido a la operación discontinua de los procesos de fabricación y al carácter intermitente de la mayoría de los procesos de limpieza. Además, entre los distintos sectores agroalimentarios existen grandes diferencias en cuanto a consumo y carga de las aguas residuales vertidas.  Tipos de contaminantes que pueden contener las aguas residuales y los efectos que pueden provocar en el entorno. Se clasifican en tres grupos: CONTAMINANTES FÍSICOS: La temperatura del agua puede variar a causa de los procesos térmicos a los que se somete. Por ejemplo, el agua se puede utilizar para pasteurizar leche y, en ese caso, la temperatura del agua sube, y la cantidad de oxígeno disuelto en ella se reduce. Además, con el cambio de temperatura pueden desaparecer especies o se puede ver afectado el ciclo reproductivo de algunos seres vivos. Sólidos en suspensión: Esta contaminación puede ser inorgánica (lodo o arena) u orgánica (restos de vegetales). Las partículas en suspensión no dejan que los rayos de luz se transmitan bien, por lo que, es más difícil para los seres vivos realizar la fotosíntesis. Además, los animales pueden tener dificultades para respirar y pueden cambiar las propiedades físicas del agua como el olor, color o sabor. CONTAMINANTES QUÍMICOS: Orgánicos: ○ Glúcidos, proteínas, y grasas y aceites del sector alimentario. ○ Pesticidas: provenientes del sector agrario. Provocan la disminución de la concentración de oxígeno en el agua receptora. ○ Fenoles: producen cambios en la cadena trófica. Inorgánicos: provienen de las aguas residuales de las viviendas y empresas. ○ Alcalinidad: modifica el valor del pH del agua. Produce cambios en las reacciones químicas y bioquímicas que se dan en el medio. ○ Cloruros ○ Ácidos: son tóxicos en su mayoría, y producen la acidificación del medio. Gases: ○ Hidrógeno sulfuro y metano: provienen de la descomposición de las aguas residuales de las viviendas y empresas alimentarias. CONTAMINANTES BIOLÓGICOS: Microorganismos que hay en el agua: bacterias, virus, protistas y algas que provienen de las aguas residuales de las viviendas, empresas y depuradoras. ACTIVIDAD 1 1. Realiza un mapa conceptual sobre los efluentes de la industria alimentaria según su origen, indicando cuál es su uso. 2. Y otro sobre los tipos de contaminantes que pueden contener las aguas residuales y los efectos que provocan.  1.2.- Impacto ambiental que provocan. Las consecuencias que acarrean los vertidos sobre el agua de ríos, lagos y mares son: Aparición de fangos y flotantes. Existen en las aguas residuales sólidos en suspensión de un tamaño relativamente grande, que cuando llegan a los cauces naturales aparecen sedimentos de fango en el fondo, alterando seriamente la vida acuática en esa zona, ya que dificultará la transmisión de gases y nutrientes hacia los organismos que viven en el fondo. Por otra parte, ciertos sólidos pueden acumularse en las orillas de los ríos, formando capas de flotantes de contaminantes que pueden provocar graves efectos sobre los seres vivos.  Agotamiento del contenido en oxígeno. Los organismos acuáticos precisan del oxígeno disuelto en el agua para poder vivir. Cuando se vierten en las masas de agua residuos que se oxidan fácilmente, bien por vía química o bien por vía biológica, se producirá la oxidación de estos residuos, básicamente materia orgánica, con el consiguiente consumo de oxígeno del medio. Si ese consumo es excesivo, los niveles de concentración de oxígeno serán inferiores a los necesarios para que se desarrolle la vida acuática, provocando una muerte masiva de seres vivos. Además, de esas aguas se desprenderán malos olores, por la aparición de procesos bioquímicos anaerobios, que dan lugar a la formación de compuestos volátiles y gases.  Daño a la salud pública. Los vertidos de efluentes residuales a cauces públicos, pueden fomentar la propagación de virus y bacterias patógenas para el ser humano. Eutrofización. Un aporte elevado de nitrógeno y fósforo en los sistemas acuáticos propicia un desarrollo masivo de consumidores primarios (zooplancton, fitoplancton y plantas superiores) de esos nutrientes. Estos organismos pueden consumir todo el oxígeno del ecosistema acuático, provocando la desaparición de toda forma viva de la masa del agua. Otros efectos. Pueden ser muy variados y son consecuencia de contaminantes muy específicos, como valores de pH por encima o por debajo de los límites tolerables, presencia de tóxicos que afecta directamente a los seres vivos, etc. 1.3.- Límites legales exigidos. La ley de aguas de 1985 es la que establece los límites a los contaminantes más habituales de las aguas residuales y se resumen en la siguiente tabla. 1.4.- Parámetros de control. El impacto ambiental que estos contaminantes causan en las aguas receptoras se evalúa mediante una serie de parámetros de calidad de las aguas residuales. Es importante conocer las características de estos parámetros, para saber en qué medida van a producir daño en el agua receptora, ya sea ésta un río, laguna o mar. PARÁMETROS FÍSICOS: Temperatura. Es un parámetro muy importante porque puede afectar negativamente a la vida acuática, la cual se desarrolla en un estrecho rango de variación térmica. La recomendación es que la temperatura del curso receptor después de mezclarse con el agua residual, no varíe más de 3ºC. La temperatura influye en otros parámetros tales como la conductividad, solubilidad de gases, (en especial del oxígeno), pH y densidad. Turbidez. Este parámetro indica la falta de transparencia debida a la presencia de una elevada variedad de sólidos en suspensión presentes en el agua residual. Las Características organolépticas, que se miden porque pueden ocasionar perjuicios en el medio, son el color, el olor y el sabor.  PARÁMETROS QUÍMICOS pH: con este parámetro sabremos si las aguas son de carácter ácido o básico. La vida acuática se desarrolla en rangos de pH de entre 5,5 a 9,0. Los organismos acuáticos son muy sensibles a valores de pH fuera de ese rango. En consecuencia, el control del pH es esencial para la adecuada preservación de la flora y la fauna acuática. Demanda biológica de oxígeno (DBO5): Es la cantidad de oxígeno necesaria para que los microorganismos de las aguas residuales degraden la materia orgánica presente en el medio líquido, en un período de tiempo y temperatura determinado, generalmente de 5 días a 20ºC. En la práctica permite apreciar el grado de material putrescible que existe en los vertidos.  Demanda Química de Oxígeno (DQO): representa la existencia de material oxidable en el líquido, sea su origen orgánico o mineral. La relación DBO/DQO se llama biodegradabilidad, óptima si es >50%. Carbono orgánico total (COT): Es un indicador de la presencia de compuestos orgánicos, fijos o volátiles, presentes en las aguas residuales, tales como celulosa, azúcares, aceites y otros. Conductividad eléctrica: Evalúa la cantidad de sales disueltas presentes en las aguas residuales, es decir, la cantidad de iones, ya que son éstos los que conducen la corriente eléctrica. La conductividad aumentará a medida que aumenta la salinidad en el agua.  Nitrógeno y fósforo orgánico: Derivan principalmente de la industria cárnica, debido a las altas concentraciones proteicas y altos contenidos de nitrógeno presentes en esos alimentos. Ambos nutrientes son responsables del desarrollo microbiano y del crecimiento excesivo de algas en ríos y lagos, es por ello por lo que deben ser controlados y balanceados. Por lo tanto, desde el punto de vista ambiental, la presencia de nitrógeno y fósforo en aguas residuales estimula los procesos de eutrofización en los cursos de agua natural, provocando, a la larga, la contaminación del agua y alteraciones en el ecosistema. PARÁMETROS BIOLÓGICOS: Se estudia la presencia de microorganismos como bacterias coliformes, indicadoras de contaminación fecal. Además de estos parámetros existen organismos bioindicadores que nos pueden informar sobre la calidad del agua. Éstos pueden ser larvas de algunos insectos o moluscos, que no pueden vivir en aguas contaminadas, por lo que su presencia es indicadora de una buena calidad del agua en el que se encuentran. ACTIVIDAD 2 1. Realiza una tabla que contenga la clasificación de los parámetros que miden los indicadores de contaminación. 2. Investiga sobre la gestión de los vertidos de una empresa alimentaria: destino, cantidad y parámetros de calidad. Los resultados serán expuestos en clase.  1.5.- Técnicas de tratamiento, control y depuración. Con el objetivo de reducir la contaminación de las aguas residuales, las mismas se someten a diferentes tratamientos, dependiendo del grado de purificación que se quiera conseguir. Los principales tratamientos a los que se somete el agua residual son los siguientes: PRETRATAMIENTO: Es un proceso en el que usando rejillas y cribas se separan del agua restos voluminosos como palos, telas, plásticos, etc. TRATAMIENTO PRIMARIO: Hace sedimentar los materiales suspendidos usando tratamientos físicos o físico-químicos. Se deja reposar, las aguas residuales, durante un tiempo en grandes tanques o, en el caso de los tratamientos primarios mejorados, añadiendo al agua contenida en esos grandes tanques, sustancias químicas quelantes que hacen más rápida y eficaz la sedimentación. También se incluyen en estos tratamientos la neutralización del pH y la eliminación de contaminantes volátiles como el amoniaco. Las operaciones que se realizan son: desaceitado y desengrasado, sedimentación primaria, filtración, neutralización y desorción (stripping). TRATAMIENTO SECUNDARIO: Elimina las partículas coloidales y similares. Es un proceso biológico, en el que se facilita que, bacterias aerobias digieran la materia orgánica que lleva el agua. El efluente que sale del tratamiento primario se lleva a tanques en los que se mezcla con agua cargada de lodos activos (microorganismos). Esos tanques tienen sistemas de burbujeo o agitación, que garantizan condiciones aerobias para el crecimiento de los microorganismos. Posteriormente se realiza la decantación de los lodos en tanques cilíndricos, con forma de cono. Finalmente, se separan los lodos. TRATAMIENTO TERCIARIO: El tratamiento terciario consiste, sobre todo, en la eliminación de los agentes patógenos, sobre todo bacterias fecales y de los nutrientes. Este tratamiento es opcional y normalmente se hace cuando el agua se va a reutilizar como, por ejemplo, en jardines u otros espacios públicos para que no supongan un peligro para la salud humana, o en el caso de que los cauces receptores se encuentren en espacios protegidos o con una alta calidad en sus aguas. Las técnicas más habituales son: radiación ultravioleta, intercambio iónico, ósmosis inversa, filtración, cloración. TRATAMIENTO DE LODOS: En este proceso se tratan los lodos generados tras la decantación, tanto tras el tratamiento primario, como tras el secundario. El objetivo del tratamiento de los lodos es disminuir su carga de materia orgánica, ya que es su mayor contaminante y también darles valor, ya que se pueden aprovechar para la obtención de gas y electricidad. Otras posibles soluciones para esos lodos podrían ser: llevarlos directamente al vertedero, aprovecharlos como fertilizantes o para la elaboración de compost. Actividad 3 Realiza una infografía sobre el tratamiento de las aguas residuales.