SÍDNEY, AUSTRALIA — Durante muchos años, diversas autoridades australianas han ido instalando poco a poco plantas de fluoración del agua, en un esfuerzo general por promover la salud dental. Sin embargo, en los últimos años, el ritmo de la fluoración se ha acelerado, ya que varios estados han puesto en marcha programas de fluoración, respaldados por subvenciones de los gobiernos estatales. Queensland, por ejemplo, decretó en 2006 que el 90 % de sus habitantes tendría acceso a agua fluorada para 2012.
ProMinent Fluid Controls Pty Ltd. ha suministrado más de 60 sistemas de fluoración en los últimos 25 años. Muchas de las primeras instalaciones se destinaron al abastecimiento de agua en zonas rurales, en plantas de tratamiento de agua relativamente pequeñas. Inicialmente, se cargaban manualmente en una tolva sacos de 55 lb (25 kg) de silicofluoruro de sodio en polvo (Na₂SiF₆); en instalaciones posteriores se utilizó un cargador por vacío diseñado por ProMinent. Un dosificador de productos químicos secos dosifica elNa₂SiF₆ en un depósito de mezcla con agua, donde se disuelve antes de añadirse al suministro de agua. (Otros productos químicos utilizados para la fluoración son el fluoruro de sodio en polvo y el ácido hidrofluorosilícico).
Control del polvo
Sin embargo, más recientemente, la empresa ha suministrado equipos para plantas mucho más grandes, entre ellas cinco que entraron en funcionamiento en Queensland a finales de 2008. El tamaño de las plantas oscila entre aproximadamente 33 MGD (125 MLD) y 200 MGD (750 MLD) y abastecen a más del 50 % de la población de Queensland, que ronda los 4,5 millones de habitantes, según afirma Neville McKee, director comercial de ProMinent.
Para plantas de este tamaño, ProMinent ha diseñado un proceso totalmente automatizado en el que elNa₂SiF₆ permanece completamente contenido en un sistema de transferencia sellado desde el momento de su recepción hasta que se introduce en el tanque de mezcla. El sellado es importante para el control del polvo, ya que las plantas consumen hasta 1.930 lb/d (875 kg/d) deNa₂SiF₆, sustancia sujeta a un estricto control normativo. Las bolsas a granel deNa₂SiF₆ se descargan en una tolva de transición o de suelo, desde donde un transportador de tornillo flexible traslada el material a una tolva de almacenamiento que alimenta el tanque de mezcla.
La tolva de transición es pequeña, con una capacidad de tan solo 4,9 pies cúbicos (60 l). Por el contrario, las tolvas de almacenamiento pueden alcanzar un volumen de hasta 309 pies cúbicos (8.750 l) o más en una planta de 200 MGD (750 MLD), y están diseñadas para albergar el suministro deNa₂SiF₆ correspondiente a un máximo de siete días.
Los principales equipos son el descargador de sacos a granel, un sistema de contención de polvo y el transportador de tornillo flexible, todos ellos suministrados por Flexicon Corp. (Australia) Pty Ltd., de Brisbane. Los sacos a granel de 2.200 lb (1.000 kg) se elevan hasta su posición en el bastidor del descargador mediante un polipasto eléctrico y un carro montados en una viga en I en voladizo.
El polvo se descarga de la bolsa a la tolva de transición a través de un tubo telescópicoTELE-TUBE® de doble pared. El tubo se fija a la boquilla de la bolsa mediante un anillo de sujeción patentadoSPOUT-LOCK® que crea un sellado hermético al polvo, mientras que la parte inferior del tubo se conecta a un collarín situado en la tapa de la tolva sellada.
El anillo de sujeción, en posición abierta, se eleva neumáticamente hasta la boquilla de la bolsa. La boquilla se coloca sobre el borde de la pared interior del tubo y el anillo se bloquea en su sitio sobre ella. En ese momento, se libera la presión neumática que elevó el tubo, lo que hace que el conjunto del tubo telescópico ejerza una presión hacia abajo sobre la boquilla. La presión descendente continua sobre la bolsa mantiene la boquilla tensa en todo momento y ayuda a mantener un flujo constante, evitando que el exceso de material en la boquilla se abombe hacia fuera y cree puntos muertos, o que caiga hacia dentro y restrinja el flujo.
El tubo telescópico de doble pared es un elemento clave de todo el sistema, afirma McKee. En este diseño, las partículas dispersas son aspiradas hacia el colector de polvo a través de un espacio anular que rodea la junta de la boquilla de la bolsa. «Esta es la única forma de obtener una protección adicional contra las fugas de polvo», afirma.
El sistema de captación de polvoBAG-VAC® de Flexicon se activa antes de conectar el tubo telescópico a la bolsa. El sistema, fijado al bastidor del descargador, transporta el polvo neumáticamente a un depósito con separador de agua. Una vez fijado el anillo de sujeción, se apaga el extractor de polvo y se desata el cordón de la boquilla, lo que permite que el polvo fluya hacia la tolva de transición.
El extractor de polvo permanece inactivo durante todo el proceso de descarga. Sin embargo, el aire desplazado por el flujo de material sale a través del sistema de captación de polvo. Un filtro evita queel Na₂SiF₆ sea arrastrado por el aire de salida.
Detener el flujo es pan comido
Una característica especial de la unidad de descarga es una válvula neumática de control de caudalPOWER-CINCHER® que puede cerrar la bolsa en cualquier momento, de modo que una bolsa parcialmente vacía pueda permanecer en su sitio hasta que se necesite más material. Esto resulta importante para las plantas de fluoración, que utilizan aproximadamente 265 lb/d (120 kg/d) deNa₂SiF₆ por cada 26,4 MGD (100 MLD) de agua. La válvula de cierre también ayuda a mantener la humedad fuera de la bolsa y permite aislarla en caso de emergencia.
Los activadores de sacosFLOW-FLEXER® favorecen el flujo: se trata de dos placas accionadas neumáticamente que suben y bajan rítmicamente los bordes inferiores opuestos del saco para dirigir el material hacia la salida. A medida que el saco se vacía, la carrera de las placas se alarga, lo que da al saco una forma de V pronunciada y favorece su vaciado total. Un temporizador ajustable controla la frecuencia de las carreras.
El sistema estanco al polvo está conectado a un colector de polvo Bag-Vac que elimina el polvo residual y aplana la bolsa vacía antes de atarla, lo que evita el polvo que se genera al aplanar manualmente las bolsas vacías.
Como se ha mencionado anteriormente, un transportador de tornillo flexible transporta elNa₂SiF₆ desde la tolva de suelo hasta una tolva de almacenamiento que alimenta el tanque de mezcla. El transportador consta de un tornillo espiral giratorio de acero inoxidable, alojado en un tubo de polímero de 2,5 pulgadas de diámetro (65 mm de diámetro). El extremo inferior del tubo, de aproximadamente 16,5 pies de longitud (5 m), atraviesa la pared de la tolva de suelo, cerca de la parte inferior, y el extremo superior descarga el polvo a través de una rampa en la parte superior de la tolva de almacenamiento, situada a unos 14,5 pies (4,5 m) por encima del suelo de la planta.
Una cinta transportadora centrada en sí misma
A medida que el tornillo gira, se autocentra dentro del tubo, lo que proporciona un amplio espacio libre entre el tornillo y la pared del tubo para evitar el desgaste del producto. Un motor eléctrico de 5 hp (4,0 kW), situado por encima del punto de descarga, hace girar el tornillo a una velocidad variable de hasta 13 228 lb/h (6 000 kg/h). El transportador de tornillo flexible está completamente cerrado a lo largo de toda su longitud para evitar la dispersión de polvo en el aire.
A medida que el contenido de la bolsa se vacía en la tolva de suelo, se activa el transportador. La transferencia de polvo a la tolva de almacenamiento continúa hasta que la tolva de transición se vacía o hasta que el peso de la tolva de almacenamiento alcanza un nivel máximo preestablecido, según indican cuatro células de carga situadas debajo de la tolva. El sistema de control ordena al transportador que se detenga cuando se alcanza dicho nivel máximo.
Desde la tolva de almacenamiento, un dosificador de productos químicos secos dosifica el polvo de fluoruro en un tanque de mezcla a través de una unidad sellada que impide la fuga de polvo. El flujo de polvo se ajusta automáticamente al caudal de agua que entra en el tanque en una proporción que da como resultado una solución saturadade Na₂SiF₆ al 0,2 %. El tanque cuenta con un mezclador de alta velocidad y un tiempo de retención de 10 minutos.
Por último, la solución se dosifica cuidadosamente en el suministro de agua corriente mediante una bomba peristáltica (o una bomba de reserva de cavidad progresiva). La dosis varía entre 0,6 y 1 ppm (0,6 mg/l a 1 mg/l), dependiendo de los requisitos locales.
En casos excepcionales, una planta de tratamiento de agua puede tener dos tuberías independientes, cada una con su propio sistema de dosificación. Esta situación se da, por ejemplo, cuando una localidad o ciudad ha crecido y ha aumentado su capacidad de tratamiento.
Estos casos requieren tolvas de almacenamiento y sistemas de dosificación independientes para cada tubería, afirma McKee. Sin embargo, un único descargador de sacos a granel y una tolva de transición pueden alimentar dos tolvas de almacenamiento incorporando dos transportadores de tornillo flexibles independientes en la única tolva de transición común. La alimentación de dos tolvas de almacenamiento está perfectamente dentro de la capacidad del sistema. McKee señala que un único transportador suministra material a un ritmo de unas 11 000 lb/h (5 000 kg/h), mientras que la capacidad de almacenamiento de siete días de una tolva grande es de solo unas 19 250 lb (8 750 kg).
El sistema Flexicon es el único que ProMinent utiliza para las plantas de fluoración, afirma McKee. «Siempre hemos promocionado exclusivamente los descargadores de sacos a granel Flexicon con tubos telescópicos de doble pared para el flúor, ya que consideramos que son los mejores disponibles para manipular un polvo tóxico con un riesgo mínimo de generación de polvo», afirma. «Creo que sería muy arriesgado por parte de una autoridad de abastecimiento de agua probar una marca diferente en este momento, ya que llevamos promocionando esta solución desde que surgió la necesidad de instalaciones de flúor a granel de mayor tamaño (hace unos tres años)».