Es bien sabido que la acumulación de aguas residuales en caídas de nivel en el alcantarillado da lugar a olores molestos en las ciudades, al liberarse el sulfuro de hidrógeno (H2S) gaseoso y otras especies odorantes de las aguas estancadas con materia orgánica en suspensión. El H2S puede dañar las estructuras de hormigón y metal, aumentando los costes municipales de mantenimiento del alcantarillado. Existen varios tratamientos químicos que se usan habitualmente para paliar este problema, como la oxidación con sulfato férrrico, nitrato cálcico, peróxido de hidrógeno o mediante una inyección de ozono en la corriente de aguas residuales. No obstante hay que tener en cuenta el coste de estos métodos al tener que reponer los compuestos químicos cada vez que estos se agotan.
Un vórtice es un flujo turbulento en rotación espiral con trayectorias de corriente cerradas. Como vórtice puede considerarse cualquier tipo de flujo circular o rotatorio que posee vorticidad. La vorticidad es un concepto matemático usado en dinámica de fluidos que se puede relacionar con la cantidad de circulación o rotación de un fluido. La vorticidad se define como la circulación por unidad de área en un punto del flujo.
El Insertable de Flujo Vorticial (Vortex Flow Insert) está diseñado específicamente para sistemas de colectores o saneamientos municipales que están a dos alturas diferentes en las que hay un salto del agua. También es válido para estaciones de bombeo de aguas residuales. En este tipo de sistemas es frecuente que se generen emisiones de olores.
El mecanismo de funcionamiento de este Insertable es sencillo. El agua residual que se introduce a la entrada de este dispositivo se acelera hasta condiciones de flujo supercríticas en la forma superior del vórtice. Conforme la velocidad del flujo de aguas residuales aumenta, fluye alrededor de un remolino de grado decreciente de tal manera que se genera una fuerza centrífuga. El flujo de agua residual se dirige hacia un conducto de un diámetro más pequeño, donde continúa girando y cayendo a la misma vez. Esto crea un efecto de remolino que origina una corriente de aire hacia el centro del conducto de caída.
El efecto remolino o vórtice crea una presión ligeramente negativa en el atmósfera del conducto de caída, arrastrando los gases olorosos generados hacia el interior de la tubería, de tal manera que se evita la emisión de olores al exterior.
Además, según el fabricante, la aireación vigororosa y el mezclado que ocurre en la parte inferior del dispositivo donde se coloca una cámara de disipación, aumenta la concentración de oxígeno disuelto que oxida a su vez los compuestos sulfurados y especialmente el sulfuro de hidrógeno (H2S).
De acuerdo con el fabricante, el Insertable de Flujo Vorticial es efectivo en caídas de nivel de cómo mínimo 1 metro, aunque se aconsejan caídas de 3 metros o más para que el funcionamiento de este insertable sea óptimo.
La ventaja fundamental de este tipo de insertable es el ahorro que tiene lugar ya que no es necesario el uso de productos químicos para el control de la emisión de olores.
Según el fabricante para un caudal diario de 4.000 m3/día, con una concentración de 5 mg/l de H2S disuelto, el coste anual de productos químicos puede oscilar entre €23.000 y €30.000 (Richard St-Aubin, Environmental Science & Engineering - September 2003). Dado que el coste de instalación insertable es además normalmente menor que la mayoría de los sistemas de inyección de reactivos químicos, parece que esta tecnología está destinada a sustituir este método tradicional de control de olores.
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