Por Daniela Rodríguez Marín - Estudiante de Ingeniería Química Industrial

Los fenómenos de transferencia de masa que se dan mediante el crecimiento de microorganismos en medio líquido involucran la disolución de nutrientes, la transferencia de productos y la transferencia de oxígeno. Este factor representa en algunos cultivos limitaciones debidas a la baja solubilidad del oxígeno en los medios de cultivo con sales disueltas y alta viscosidad (Soler, 2009).
La transferencia de oxígeno es aquel proceso en el que se moviliza oxígeno de una fase a otra. Este tipo de transferencia de masa es muy utilizada en procesos biotecnológicos, en los que la transferencia de oxígeno es necesaria para garantizar la óptima respiración aeróbica de microorganismos presentes en dichos procesos. La transferencia de oxígeno a partir de sistemas de aireación se conoce como una operación unitaria importante en los procesos biológicos de tratamiento de aguas residuales (Duran y Rojas, 2006).

La aireación en procesos biológicos es uno de los procesos con un porcentaje mayor de gastos en el consumo de energía de una planta de tratamiento de aguas residuales, por lo que se considera importante optimizar este proceso. Por la razón anterior se presenta la transferencia de oxígeno como una alternativa rápida para los sistemas de aireación.

A nivel industrial, en la mayoría de los sistemas de tratamientos de aguas residuales el oxígeno debe estar presente en la misma tasa que la carga de oxígeno que ejercen las aguas residuales que ingresan a la planta (Simón et al, 2015). Es importante conocer de qué manera se distribuye el consumo de energía, así como gestionar estos de manera óptima, pero siempre asegurando la mayor calidad posible del efluente.

Tradicionalmente el método para mejorar la transferencia de oxígeno se basa en el aumento de la velocidad de agitación o de la velocidad de aireación, de modo que se pueda producir un régimen de turbulencia que permita mejorar el mezclado, incremente la velocidad de transferencia de masa (Soler, 2009). Por otro lado, se debe tener en consideración diferentes factores influyentes en la transferencia de oxígeno de los procesos de tratamiento de las aguas residuales, tales como los contaminantes presentes en dichas aguas, la temperatura, la concentración de oxígeno disuelto, es decir, la fuerza motriz, el dispositivo de aireación utilizado, turbulencia y las medidas que el tanque posea (Duran & Rojas, 2009). Estos factores se encargan de que la aplicación de los dispositivos de aireación sea única, por lo que es común encontrar sistemas de aireación con condiciones estándar. Por lo tanto, se debe siempre tomar en cuenta estos factores para evitar problemas drásticos en el sistema de aireación (Duran & Rojas, 2006).

La utilización de este tipo de transferencia de masa en sistemas de aireación para el tratamiento de aguas residuales es positiva tanto para el medio ambiente como para los costos de proceso; además de que ayuda a disminuir el consumo energético, pero optimizando el dicho proceso. Por otro lado, es importante tener en cuenta qué factores pueden afectar el proceso y cuáles pueden ser positivos. Como futura ingeniera química considero importante evaluar la ganancia de la transferencia de oxigeno ante cambios que se puedan dar en el sistema de aireación.


Figura 1. Mapa Conceptual sobre la Transferencia de Masa en sistemas de Aireación.

Referencias bibliográficas:

• Duran, E. y Rojas, G. (2006). Modelación de la transferencia de Oxígeno en sistemas de aeración mediante un modelo de dos zonas de simplificado. Universidad de Costa Rica.
• Simón et al. (2015). Transferencia de oxígeno: evaluación rápida de la eficiencia de los sistemas de aireación. TecnoAqua.
• Soler, A. (2009). Evaluación de un sistema de Aireación externo en la fermentación con Lactococcus Lactis. http://bdigital.unal.edu.co/2327/1/293718.2009.pdf