TAMPA, FL — La planta desalinizadora de agua de mar de Tampa Bay, con una superficie de 30.000 pies cuadrados (2.787 metros cuadrados), produce hasta 25 millones de galones (94,6 millones de litros) de agua potable al día, lo que la convierte en la mayor planta desalinizadora de agua de mar de Norteamérica. Desde marzo de 2007, la planta ha desalinizado más de 3.000 millones de galones de agua potable procedente de la bahía de Tampa.
Sin embargo, en 2005, la planta se cerró, ya que no podía alcanzar la sostenibilidad operativa prevista. Tampa Bay Water, el organismo público responsable de la planta, encargó los trabajos de rehabilitación a American Water y Acciona Agua, a través de su asociación operativa American Water-Pridesa, un grupo que ha diseñado y construido más de 50 plantas desalinizadoras en todo el mundo.
Entre las numerosas mejoras introducidas por la empresa destaca la incorporación de la filtración por precapa mediante un sistema de manipulación a granel de tierra de diatomeas. Esto ha resultado fundamental para restablecer la planta como una de las principales fuentes de agua potable de la región de Tampa Bay.
La ósmosis inversa transforma el agua de mar
Las plantas desalinizadoras se basan en la ósmosis inversa (RO), que utiliza alta presión para hacer pasar el agua a través de membranas semipermeables que eliminan la sal del agua de mar. Para garantizar una ósmosis inversa eficiente, el agua de mar debe someterse a un pretratamiento para eliminar las partículas. Durante las obras de mejora de la planta de Tampa, American Water Acciona Agua optimizó el pretratamiento añadiendo procesos de coagulación y floculación, mejorando el funcionamiento de los filtros de arena existentes e instalando un sistema de filtración con tierra de diatomeas (DE) para eliminar los materiales microscópicos del agua antes de la RO, según informa Nacho López, jefe de obra del proyecto de Tampa.
La DE es un polvo de sílice (dióxido de silicio hidratado) compuesto por las paredes celulares de un fitoplancton denominado diatomeas. Aplicada en el lado de presión de los elementos filtrantes, la DE atrapa partículas de tamaño micrométrico que, de otro modo, pasarían a través de los medios filtrantes ordinarios. El polvo de DE se añade al agua de mar aguas arriba del filtro, formando una nube de partículas de DE que recubre el medio filtrante y, a su vez, atrapa los contaminantes sólidos a medida que el agua pasa a través de la capa de DE. Cuando se acumulan contaminantes —lo que se indica mediante un aumento de la presión—, se realiza un retrolavado del filtro, tras lo cual se añade otra dosis de DE al agua para volver a recubrir el medio filtrante.
La planta de Tampa Bay consume entre 4.000 y 6.000 lb (1.814 y 2.722 kg) de DE al día, que llega en sacos a granel de 900 lb (408 kg) que se almacenan en una zona con temperatura y humedad controladas para evitar la compactación del material. Cuando el proceso de ósmosis inversa requiere DE, una grúa traslada una bolsa desde el almacén a cualquiera de los dos sistemas de dosificación por pesaje de sacos a granel, que alimentan el DE a un depósito de 300 gal (1136 l), donde se pone en suspensión con agua hasta alcanzar una concentración del 5 %. A continuación, la suspensión se dosifica en el agua salada aguas arriba del filtro mediante bombas peristálticas.
El sistema transporta el DE sin que se genere polvo
El equipo de manipulación de diatomita a granel, fabricado por Flexicon Corp., de Bethlehem (Pensilvania), consta de dos sistemas idénticos, lo que permite limpiar y realizar el mantenimiento de cualquiera de ellos sin interrumpir el traslado de la diatomita desde las bolsas a granel hasta el depósito de dilución, donde se utiliza.
Cada sistema consta de un descargador de bolsas a granel con controles de dosificación por pérdida de peso y un transportador de tornillo flexible integrado.
Los descargadores de sacos a granel miden 5 pies (1,5 m) de lado. Cuatro postes de extensión verticales son ajustables en altura total desde 14,5 hasta 19 pies (4,35 a 5,8 m) para adaptarse a sacos a granel de entre 36 y 84 pulgadas (914 a 2134 mm) de altura. Los descargadores están equipados con activadores de sacosFLOW-FLEXER® que elevan y bajan los bordes inferiores opuestos del saco a granel a intervalos programados, mejorando el flujo de material hacia la boquilla de descarga del saco. A medida que el saco se aligera, la carrera de los activadores neumáticos se alarga, creando una forma de «V» pronunciada en el saco para facilitar la evacuación del material.
También favorecen el flujo un anillo de sujeciónSPOUT-LOCK®, que crea una conexión sellada y de alta integridad con la boquilla de la bolsa, y un tubo telescópicoTELE-TUBE®, que aplica una tensión descendente continua sobre la bolsa a medida que se vacía y se alarga.
Por encima del anillo de sujeción se encuentra una válvula de control de flujoPOWER-CINCHER®, cuyas varillas curvas y articuladas aprietan la boquilla de la bolsa de forma concéntrica, lo que permite al operario controlar el flujo de material a través de la boquilla tras soltar el cordón de cierre de la misma, así como cerrar y volver a atar la boquilla de las bolsas parcialmente vacías sin fugas ni dispersión de polvo.
El material fluye desde la bolsa a granel a través de la boquilla hacia una tolva de compensación con una capacidad de 63 pies cúbicos (1,8 m³), capaz de albergar todo el contenido de una bolsa a granel, lo que duplica efectivamente el tiempo de funcionamiento de los descargadores que cuentan con tolvas de compensación pequeñas.
El sistema sellado se ventila a través de un orificio en la tapa de la tolva hacia un colector de polvo que aspira el aire desplazado y el polvo, y aplana las bolsas vacías sin que se genere polvo antes de atarlas y retirarlas, lo que elimina el aplanado manual y la generación de polvo asociada. La limpieza del filtro por chorro inverso permite que el sistema de aspiración funcione con alta eficiencia, al tiempo que prolonga la vida útil del filtro.
La tolva descarga en un adaptador de entrada que alimenta con DE un transportador de tornillo flexible modelo 1250. Un brazo en voladizo situado en el bastidor de descarga de las bolsas a granel soporta el extremo de descarga del tubo transportador de 15 pies (4,6 m) de longitud, que está inclinado a 30 grados. En el extremo de descarga, un conjunto de transmisión por engranajes con un motor de 1 hp (0,75 kW) hace girar el tornillo sinfín flexible, impulsando el DE a través del tubo de plástico de 2,625 pulgadas (67 mm) de diámetro exterior.
El dosificado por pérdida de peso permite una dosificación precisa de DE
Cuando el depósito de dilución de DE ha descargado su contenido, un indicador de nivel señala al PLC que controla el sistema de dosificación por peso que inicie un ciclo de dosificación poniendo en marcha uno de los transportadores de tornillo flexibles. Las células de carga que soportan el bastidor del descargador de sacos a granel, con transportador integrado, transmiten la información sobre la pérdida de peso al PLC, que reduce la velocidad del transportador inmediatamente antes de detenerlo, lo que permite obtener un peso de lote preciso. «En función de la cantidad de peso perdido, el PLC también indica cuándo el operario debe cargar una bolsa llena de DE en el descargador», explica López.
La información sobre la pérdida de peso se muestra en una pantalla LCD, que forma parte de un centro de control que incluye un teclado, un software diseñado a medida y un inversor de CA con control de velocidad ajustable y una función de inversión para el accionamiento de la cinta transportadora.
Cuando funciona a plena capacidad, la planta abastece a la región de Tampa Bay con aproximadamente el 10 % de su agua potable.