BASES DE CÁLCULO E INSTALACIÓN PARA OZONIZADORES DE ALTA CONCENTRACIÓN

 

LA OZONIZACIÓN VERDADERA

Es un sistema de ozonización basado en que la concentración de ozono en el fluido portador son g O₃/m³, es decir miles de veces superior a la Ozonización de Coeficiente Reducido, por esa razón no puede ser utilizada en ozonizaciones ambientales, con presencia de personas. 

Su uso principal es desinfección de grandes caudales de aguas potables y desinfección terciaria de aguas residuales, sean urbanas o industriales. 

Vamos a incursionar en este terreno, para tener puntos de referencia como ejemplo, con una Gama que tiene producciones entre 2 ÷ 200 g O₃/h. Pero no debemos ignorar que en el mercado existe oferta de Kg O₃/h, por lo tanto, conectando en batería conjuntos de equipo alcanzaremos cualquier nivel de necesidad. 

Las peculiaridades de este tipo de ozonización es que no existe ningún Manual de Cálculo, y es lógico que sea así, ya que la diversidad de proyectos y aplicaciones es muy grande; los técnicos lo que hacen es ozonizar en exceso y en caso de necesidad utilizar destructores de ozono sobrante. Esta norma, se puede utilizar, pero ajustando, primero, las necesidades, ya que encarece la instalación. 

Las características inherentes a la Ozonización Verdadera son:

• SIEMPRE se alimenta con aire limpio, puro y seco con un punto de rocío de hasta -65 ºC.
• Por lo anterior se usan secadores de aire apropiados a las necesidades de cada caso.
• Muchas veces se alimenta con Concentradores de Oxígeno que alimentan oxígeno con una riqueza, normalmente, de hasta el 97%.
• En los modelos de poca producción se suelen usar Concentradores de Oxígeno, que a la vez son compresores y secadores.
• Cuando existe la posibilidad de que el ozono sobrante moleste a personas o dañe sistemas, es imprescindible colocar destructores de ozono.
• También es muy habitual el utilizar Torres o columnas de contacto, para conseguir un mayor tiempo de contacto en la interfase agua-ozono.
• Las columnas de contacto pueden ser de PRFV si están revestidos interiormente por vinil éster o polietileno.
• Toda la Valvulería debe ser resistente al ozono, así como las tuberías.
• La incorporación del ozono al agua, SIEMPRE, se realiza por sistema de eyector Venturi, y es muy conveniente que todo el caudal pase por los eyectores, haya o no columna de contacto.

La gama de muestra para nuestros ejemplos, disfruta de una experiencia en ozonización superior a los 30 años que es el tiempo que lleva trabajando el autor con estos sistemas, y las características de la gama, son las que definimos a continuación:

DESCRIPCIÓN GENERAL DE COMPONENTES

La alimentación de un Ozonizador de Ozonización Verdadera se realizará de dos posibles formas:

• AIRE
• OXÍGENO

En ambos casos necesitaremos, habitualmente, etapas de acondicionamiento que nos garantizarán los rendimientos de la Instalación y la vida media y mantenimiento del Sistema.

La decisión de qué fluido se empleará para la alimentación, será una decisión del proyectista, según las necesidades de la instalación, las características de la gama de ozonizadores ofrecida y de la posible “oferta” que tenga el usuario de aire y/o oxígeno.

Alimentación por Aire

Alimentaremos los Ozonizadores con aire comprimido, y podremos tener tres casos.

Las características necesarias para un Ozonizador de Ozonización verdadera deberán ser:

• Aire, limpio, puro y seco.
• Exento de aceite
• Con varias fases de filtración, que más adelante las veremos.
• Un Punto de Rocío de – 60 ⁰C, esto significa un aire sin humedad.

Se nos van a dar tres posibles casos: 

• El futuro Usuario del Ozonizador tiene una Central de Aire comprimido y suministrará el caudal necesario, esto implica que no tendremos que incluir compresor a nuestra Instalación, pero lo más habitual es que el aire que nos suministran tendremos que acondicionarlo hasta las características indicadas arriba.
• Tenga o no tenga Aire Comprimido el Usuario, quiere que el Ozonizador sea totalmente independiente, necesitaremos cotizar el compresor apropiado a la instalación y el acondicionamiento del aire.
• Y lo menos habitual, pero posible el Usuario nos puede entregar aire con las características fijadas arriba, en este caso prescindiremos del compresor, filtros y desecador e inyectaremos directamente a presión regulada al Ozonizador.

No mencionamos, aquí, las acumulaciones de aire comprimido (depósito/s).

Alimentación por Oxígeno

Dado que la “materia prima” para obtener el ozono, es el contenido de oxígeno en el aire, desde los principios de la ozonización se pensó que alimentar el Ozonizador directamente con oxígeno podría ser una buena idea.

Y lo es, lo que ocurre es que, durante muchos años, no estaba lo suficientemente desarrollados los Concentradores de Oxígeno, y era necesario establecer una Planta de suministro de Oxígeno, la cual se alimentaba con cargas de oxígeno líquido desde camiones especiales.

El sistema es obvio que encarecía mucho el alimentar los ozonizadores con oxígeno; pero teniendo en cuenta, que alimentar con oxígeno en vez de con aire supone DOBLAR la producción horaria del ozonizador, era algo interesante, ya que además permitía, a su vez, aumentar la concentración de ozono por Normal metro cúbico de aire, y en algunas instalaciones el poder trabajar con concentraciones altas es muy beneficioso para el rendimiento, e incluso indispensable para obtener el éxito.

Pero desde los años 50 a ahora, se ha avanzado mucho en el desarrollo de equipos Concentradores de Oxígeno, que, partiendo del aire ambiente, obtiene Oxígeno con una pureza de hasta el 97%; y lo más importante se ha abaratado mucho la utilización de oxígeno para alimentar los ozonizadores.

Basándonos en lo anterior vamos a incluir una pequeña descripción de los Componentes, en todos los casos, de una instalación de ozonización verdadera. En ningún caso estamos indicando que sea obligatorio utilizar todos los componentes que vamos a describir, ni tampoco exactamente las mismas marcas y/o modelos; el proyectista sabrá identificar los modelos equivalentes a lo que describimos, y que sean más accesibles en su mercado. Y debemos mantener en mente, que hablamos de la gama tipo elegida, para realizar el artículo.

COMPRESORES AIRE EXENTO DE ACEITE

Diseñado para un alto rendimiento y una larga vida útil, la gama de compresores de pistón de pequeña capacidad de Atlas Copco le ofrece una solución fiable y libre de aceite para bajas demandas de aire.

Garantizan una alta eficiencia energética, la producción de aire comprimido mediante el sistema único y patentado “Super-flow” de entrada de aire comprimido.

La capacidad de los compresores LFX va desde 1,02 hasta 2,53 l / s (2,16 hasta 5,36 cfm), con suministro opcional monofásico o trifásico, y una presión máxima de trabajo de 10 bar (145 psi).

Además, gracias a su diseño pequeño y compacto, ofrecen máxima flexibilidad de instalación.

CARACTERISTICAS ESTANDAR DE LA SERIE LFX

• Diseño único y materiales de alta calidad para un rendimiento fiable y larga vida extra.
• Certificado ISO 8573-1 CLASE 0 por el prestigioso instituto TÜV: garantizando funcionamiento sin aceite 100%.
• Prácticamente sin mantenimiento (cambio de aceite no es necesario)
• Operación limpia y silenciosa (estándar 62 a 67 dB (A))
• Diseño compacto para una instalación sin problemas.

CONJUNTOS FILTRACIÓN

AF30 Filtro de Aire 5 micras

AFM30 Filtro Micrónico 0,3 micras

AFD30 Filtro Submicrónico 0,01 micras

AMF350 Filtro de carbón 0,01 micras

SECADORES DE AIRE EXENTO DE ACEITE. SECADORES FRIGORÍFICOS

• Prestaciones: La tecnología DTM (Dual Transfer Mode) garantiza la obtención de un punto de rocío de + 3 ºC.
• El indicador digital, de fácil programación, permite controlar en todo momento la calidad del tratamiento. Las dos tomas de presión facilitan el mantenimiento y el diagnóstico frigorífico y eléctrico.
• Ahorro de energía: La masa térmica y el intercambiador aire/aire optimizan el funcionamiento del compresor y de la producción de frío. Se reduce así la energía necesaria para conseguir el enfriamiento y el punto de rocío deseados.
• Fiabilidad: La masa térmica optimiza la duración de vida del compresor.
• Seguridad: Se eliminan los depósitos bajo presión sustituyéndolos por la tecnología DTM que permite un enfriamiento independiente, entre el aire comprimido y el gas refrigerante.
• Además, cualquier escape de fluido será absorbido por la masa térmica. Los presostatos de alta y baja presión permiten detectar cualquier fuga deteniendo inmediatamente el compresor.

SECADORES DE MEMBRANA

Satisfacen una amplia variedad de caudales (10 a 1000 l/m) y puntos de rocío (punto de rocío a presión atmosférica: -15°C a -60°C).

El secador de aire de membrana utiliza fibras huecas de una membrana macromolecular a través de la cual pasa fácilmente la humedad, pero no el aire (oxígeno y nitrógeno). 

Sin flúor carbono. 

Sin vibraciones ni descarga de calor.

SECADORES DE ADSORCIÓN

El compacto ultra.dry consiste en un prefiltro con purga automática de condensado, secador de adsorción y un filtro de polvo integrado.

Las partículas y condensados son retenidas por un filtro previo, hasta un contenido de aceite residual de 0,03 ppm. 

Los Condensados se drenan de forma segura y eficiente mediante una lluvia de condensados integrada. 

El secador de adsorción posterior elimina la humedad del aire comprimido hasta a un punto de rocío de -40°C. La regeneración y el secado se realizan en dos vasos instalados paralelos. 

Las partículas de polvo, fuera del desecante, son retenidas en el filtro posterior incluido.

CONCENTRADORES DE OXÍGENO

CONCENTRADORES ONYX: Específicamente diseñados con alta confiabilidad, eficiencia y facilidad de uso y bajo nivel de ruido; los Modelos Onyx tienen la capacidad de entregar hasta el 95,5% de concentración de oxígeno.

• Autónomo (incluye compresor de aire)
• Diseño de base con ruedas transportables.
• Ingeniería Avanzada.
• Fácil de instalar y mantener.
• Bajo coste de funcionamiento.
• Fiabilidad a prueba de tiempo.
• Caja de poli estireno de alto impacto.

Los Generadores de Oxigeno Serie AS producen entre 0,56 y 142 metros cúbicos de oxígeno por hora de hasta 95.5% de concentración de oxígeno.

Con electricidad y un compresor apropiado se suministra aire comprimido, y estos equipos muy fiables pueden proporcionar oxígeno para cualquier aplicación. 

Los Generadores de Oxigeno Serie AS están diseñados para producir entre 45 psig y 65 psig (310 a 448 kPa) de presión de salida, -100 ° F (-73 °C) del punto de rocío y están disponibles en 120 VAC o 220 VAC.

CARACTERISTICAS

• Produce oxígeno de una fuente de aire comprimido independiente controlado por microprocesador.
• Bajo costo de operación.
• La operación automática y desatendida.
• Fácil de instalar y mantener.

GENERADORES DE OZONO ALTA CONCENTRACIÓN

CARACTERISTICAS ESTANDAR DE LA SERIE TIPO Modelos 2 a 12

La Serie de ozonizadores TIPO es adecuada para aplicaciones de pequeña capacidad, en las que la alta fiabilidad un diseño compacto y la fácil instalación, son cuestiones fundamentales.

Los Ozonizadores, requieren muy poco mantenimiento y proporcionan una producción y concentración estables.

• Alimentación por Oxígeno¹ (Opcional).
• Alimentación por Aire Comprimido SECO² (Opcional).
• Producción Regulable entre el 10 y el 100%.
• Dieléctricos de Alta Calidad.
• Concentración de Ozono en el gas portador.
• Alimentación Oxígeno 60 a 100 g O3/Nm³ (Opcional).
• Alimentación Aire 15 a 30 g O3/Nm³
• Refrigerado por AIRE.
• Medidor de Flujo de Gas.
• Regulador de Presión.

• Válvula de Seguridad en la Alimentación de Gas.

¹Calculado para 97% de O₂ y 3% de N₂

²Calculado para Aire con Punto de Rocío de    -65 ºC, Libre de Aceite y Filtro 1 micra.

CARACTERISTICAS ESTANDAR DE LA SERIE TIPO MODELOS 25 a 200

La Serie de ozonizadores TIPO es adecuada para aplicaciones de mediana capacidad, en las que la alta fiabilidad un diseño compacto y la fácil instalación, son cuestiones fundamentales.

Los Ozonizadores, requieren muy poco mantenimiento y proporcionan una producción y concentración estables.

• Alimentación por Oxígeno¹ (Opcional).
• Alimentación por Aire Comprimido SECO² (Opcional).
• Producción Regulable entre el 10 y el 100%.
• Dieléctricos de Alta Calidad.

• Concentración de Ozono en el gas portador.
• Alimentación Oxígeno 60 a 100 g O3/Nm³ (Opcional)
• Alimentación Aire 15 a 30 g O3/Nm³ 
• Refrigerado por AGUA.
• Medidor de Flujo de Gas.
• Regulador de Presión.
• Válvula de Seguridad en la Alimentación de Gas.

¹Calculado para 97% de O₂ y 3% de N₂

²Calculado para Aire con Punto de Rocío de -65 ºC, Libre de Aceite y Filtro 1 micra.

CÁLCULO DE NECESIDADES. DISEÑO DE LA INSTALACIÓNES

A diferencia de la Ozonización de Coeficiente Reducido (OCR), la Ozonización Verdadera no tiene una sistemática de cálculo publicada. La Ozonización Verdadera (OV) se utiliza en el 99,9% de las ocasiones para desinfección y descontaminación de efluentes de agua. 

La dificultad radica en que cada instalación es única y tiene sus propias peculiaridades lo que hace muy difícil, el tabular y estandarizar la sistemática de cálculo. 

Pero lo que también es cierto que hay especificaciones que son comunes a todas las instalaciones de OV.

• Necesitaremos alimentar el ozonizador con aire u oxígeno a presión.
• El aire que utilicemos deberá estar limpio, puro y seco.
• Eso significa, que el aire deberá estar exento de aceite, haberse filtrado y desecado a un Punto de Rocío de – 60 ⁰C.
• Los Ozonizadores de alta concentración u Ozonización Verdadera (OV), necesitan evacuar calor y por lo tanto habrá que dotarlos de un sistema de refrigeración por Aire o por Agua, según modelo y/o fabricante.
• Si la alimentación se realiza con Oxígeno, deberemos procurar que las condiciones del aire que le llegue al Concentrador de Oxígeno sean lo más parecidas posibles a las descritas, más arriba.
• Durante muchos años los sistemas de producción y tratamiento del aire comprimido y/o de oxígeno eran más costosos que el propio ozonizador, y eso retraso el desarrollo de la técnica.
• Hoy en día el aporte y tratamiento del fluido que utilicemos para producir ozono en un Ozonizador de (OV), seguirá suponiendo de un 40% a un 60% del valor del ozonizador y en muchos casos equivaldrá al valor del ozonizador.

Por todo lo anterior antes de ponernos a exponer como calcular las necesidades de ozono de una instalación, explicaremos un poco mejor la sistemática de cálculo y decisión de los tratamientos y aportes. 

Como base para todos los desarrollos que hagamos en estas Bases de cálculo consideraremos las ESPECIFICACIONES técnicas de nuestras gamas tipo. 

Las que podremos consultar, a lo largo de todo el escrito, en la tabla siguiente:

GENERADORES DE OZONO SERIE Modelos 2 a 6

2 ÷ 6 g O₃ / h de alimentación por aire

4÷ 12 g O₃ / h alimentación por oxígeno

La Serie de ozonizadores, modelos 2 a 6, es adecuada para aplicaciones de pequeña capacidad, en las que la alta fiabilidad un diseño compacto y la fácil instalación, son cuestiones fundamentales.

Los Ozonizadores Modelos 2 a 6, requieren muy poco mantenimiento y proporcionan una producción y concentración estables.

CARACTERISTICAS TÉCNICAS
Alimentación Aire Comprimido1			Modelo 2	Modelo 4	Modelo 6
Caudal de Aire a 2 bar		l/min	3	6	9
Producción O3	11 g/Nm3	g/h	2	4	6
1Presión de aire 2 bar  Punto de Rocío del aire < -65 ºC
Alimentación Oxígeno3			Modelo 2	Modelo 4	Modelo 6
Consumo Oxígeno 2 bar		l/min	3	6	9
Producción O3	22 g/Nm3	g/h	4	8	12
397% O2 + 3% N2 Presión de Alimentación 2 bar – Presión máxima 6 bar – P.R. <-65º C
Otras Características			Modelo 2	Modelo 4	Modelo 6
Alimentación Eléctrica		V - Hz	230 V  50 Hz	230 V 50 Hz	230 V 50 Hz
Potencia Consumo		VA	200	400	600
Dimensiones	IP52	mm	310x160x425	310x160x425	600x200x600
Peso		Kg	6	8	12

Notas: El calculista deberá tener en cuenta las diferentes especificaciones de la Tabla de arriba, son las condiciones de trabajo de los diferentes modelos de ozonizador y deben considerar que los valores de alimentación y trabajo de los ozonizadores deben ajustarse a los de la tabla. 

Obviamente los equipos son regulables desde producción 0 a la producción nominal, lo que conseguiremos regulando presión y/o caudal. 

Para los modelos de la Tabla, los Componentes aconsejados: Compresores, filtros, secadores, concentradores, etc., están previstos para los valores de la tabla, pero siempre deberán asegurarse con los datos del ozonizador que entregue el fabricante.

GENERADORES DE OZONO 

Modelo 25 ÷ 100 g O₃ / h de alimentación por aire

50÷ 200 g O₃ / h alimentación por oxígeno

CARACTERISTICAS TÉCNICAS
Alimentación Aire Comprimido1			Modelo 25	Modelo 50	Modelo 1OO
Caudal de Aire a 2 bar		l/min	17	34	68
Producción O3	25 g/Nm3	g/h	25	50	100
1Presión de aire 2 bar  Punto de Rocío del aire < -65 ºC
Alimentación Oxígeno3			Modelo 25	Modelo 50	Modelo 1OO
Consumo Oxígeno 2 bar		l/min	14	28	56
Producción O3	60 g/Nm3	g/h	50	100	200
Consumo Oxígeno 2 bar		l/min	9	18	36
Producción O3	80  g/Nm3	g/h	42,5	85	170
Consumo Oxígeno 2 bar		l/min	5	10	20
Producción O3	100 g/Nm3	g/h	31,5	63	126
397% O2 + 3% N2 Presión de Alimentación 2 bar – Presión máxima 6 bar – P.R. <-65º C
Otras Características			Modelo 25	Modelo 50	Modelo 1OO
Agua refrigeración		l/h	80	120	210
Alimentación Eléctrica		V - Hz	230 V  50 Hz	230 V 50 Hz	400 V 50 Hz
Potencia Consumo		KVA	1	2	4
Dimensiones	IP52	mm	600x300x1000	600x400x1000	1200x600x1200
Peso		Kg	70	120	200

Las Notas escritas para los Modelos 2 a 6, son perfectamente válidas para los Modelo 25 a 100. 

Pero es interesante tener presente, que podemos aumentar la concentración disminuyendo la producción y viceversa, esto puede ser interesante para aplicaciones en lo que lo importante es concentraciones en el fluido portador sean lo más altas posibles.

Consideraciones al Cálculo de Necesidades de Aire. Compresor 

Para los modelos que mencionamos en este manual de cálculo, ya hemos contemplado los compresores que son necesarios y suficientes para alimentar los Ozonizadores.

Sin embargo, en cualquier otro caso habrá que hacer las correspondientes verificaciones para seleccionar los accesorios y/o componentes necesarios.

La respuesta no es inmediata:

Utilización de filtro secador de aire

Los fabricantes de secadores de aire, dan fórmulas para ayudar al cálculo de las necesidades de aire; pero en general podemos considerar que el hecho de que tengamos un secador incrementa las necesidades de aire comprimido en un 30%

Se calcula el compresor, tomando como base los consumos de aire de las Tablas de Características del Catálogo del fabricante; añadiendo un mínimo del 30%, para considerar las pérdidas en el filtro secador.

Por ejemplo:

Para un Modelo25 tomaríamos un compresor que nos diera un caudal mínimo de:

Q = (17x60*1, 3)/1000 = 1,326 m³/h a 2 bar ≈ 1, 5 m³/h a 2 bar

Es muy importante que el compresor produzca un aire exento de aceite, si no fuese así habría que considerar un filtro separador, lo que encarecería la instalación.

Se necesita Filtro secador + Concentrador de Oxígeno

No necesariamente, de hecho, si la humedad ambiental no es muy alta y la operación no es continua (24 h), no es imprescindible el filtro secador.

El propio Concentrador de oxígeno es filtro secador también, aunque esto le suponga una sobrecarga de trabajo.

Pero si el ambiente es muy húmedo o el trabajo es en continuo (24 h), es muy conveniente, incluso imprescindible el montar ambos equipos. 

Pero puede ser que, en más de un caso, potabilizadoras en continuo, desinfección en continuo en industria alimenticia…, se haga preciso el montaje:

Compresor + filtro secador + concentrador de oxígeno + depósito O₂

En ese caso veamos cómo deberemos regular los parámetros de funcionamiento, para que todo vaya bien.

Al instalar un filtro secador delante de un concentrador el secador no es necesario que trabaje al máximo, es decir, obtener aire a punto de rocío de -65 ºC.

Un punto de rocío del aire de salida del secador en 0 ºC es el correcto.

Ya que el concentrador se quedará la carga de humedad restante a hasta su punto óptimo de funcionamiento.

Podríamos por lo tanto colocar un secador de menores prestaciones de secado.

Un secador de aire de punto de rocío de 0 ºC es mucho más barato.

Pero será muy eficiente refrigerando el secador y preparando el aire para el concentrador.

Por seguridad, es conveniente aumentar el caudal del compresor a usar, comparado con el caso de que sólo usáramos el secador.

Utilización únicamente de Concentrador de oxígeno 

En el caso de tener que utilizar los Concentradores de la Gama GO-ONYX..

Podemos prescindir del compresor ya que dichos equipos lo llevan incorporado. Pero para esto es imprescindible que el ambiente no esté cargado de humedad, y que el funcionamiento no sea continuo.

Esta configuración sólo se utiliza en la Gama de Ozonizadores Modelo 2 a 6.

Será en la Gama Modelo 25 a 100 en la que deberemos afinar los cálculos para saber qué compresor necesitaremos, lógicamente si vamos a utilizar concentrador de oxígeno, ya que en caso contrario en el punto anterior lo tenemos resuelto.

Y la razón es la siguiente: hay dos variables que influyen en la ozonización verdadera:

La producción de ozono en g/h

La concentración de ozono en g/m³

En términos generales cuando aumentemos el flujo de oxígeno disminuirá la concentración, pero aumentará la producción y viceversa.

Esta decisión es independiente de los equipos que estamos utilizando dependerá del efluente que estemos tratando. Los concentradores para Modelos 2 a 6 son muy sencillos de manipular y se calculan de inmediato.

CONCENTRADORES GAMA para Modelos 25 a 100. INFORMACIÓN TÉCNICA

ESPECIFICACIONES

La información en esta sección hace referencia a los generadores de oxígeno modelos estándar GO-AS-B, GO-AS-D Y GO-AS-E. Los generadores de oxígeno podrían utilizar aire de entrada a ciertas especificaciones que aquí no se muestran; sin embargo, el suministrar tal aire podría requerir la modificación de los generadores de oxígeno, para así. Consulte con el técnico que realizó el cálculo para determinar si su generador de oxígeno requiere modificaciones según el uso que usted vaya a darle.

MODELO GO-AS-B
Salida de oxígeno	30 -55 SCF/hr a 1–65 psig*
	0.85 -1.56 Nm3/hr a 6.89–448 kPa**
Pureza de oxígeno	90% mínimo
Punto de rocío del oxígeno	-73°C
	-100°F
Dimensiones	17 x 15 x 58 in. (Ancho x Fondo x Altura)
	43 x 38 x 147 cm (Ancho x Fondo x Altura)
Peso aproximado	246 lb
	112 kg
Requerimientos de aire de entrada
Flujo	11-15 SCF/min*
	0.31-0.42 Nm3/min**
Presión	90 psig mínimo
	620 kPa mínimo
Temperatura	50°C máxima
	122°F máxima
Requerimientos de energía	120 VAC, 50 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.5 Amp
	120 VAC, 60 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.5 Amp
	240 VAC, 50 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.25 Amp
	240 VAC, 60 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.25 Amp
Ajuste de interruptor de presión***	Mínima: 46 - 48 psig
	Máxima: 54 - 56 psig
*SCF (pie cúbico estándar) gas medido a 1 atmósfera y 70°F.
**Nm3 (metro cúbico normal) gas medido a 1 atmósfera y 0°C.
***La información puede variar según los requisitos del cliente.

MODELO GO-AS-D
Salida de oxígeno	65 -90 SCF/hr a 1–65 psig*
	1.84 -2.55 Nm3/hr a 6.89–448 kPa**
Pureza de oxígeno	90% mínimo
Punto de rocío del oxígeno	-73°C
	-100°F
Dimensiones	20 x 16 x 60 in. (Ancho x Fondo x Altura)
	51 x 41 x 152 cm (Ancho x Fondo x Altura)
Peso aproximado	361 lb
	164 kg
Requerimientos de aire de entrada
Flujo	12.2 -16.9 SCF/min*
	0.35 -0.48 Nm3/min**
Presión	90 psig mínimo
	620 kPa mínimo
Temperatura	50°C máxima
	122°F máxima
Requerimientos de energía	120 VAC, 50 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.5 Amp
	120 VAC, 60 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.5 Amp
	240 VAC, 50 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.25 Amp
	240 VAC, 60 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.25 Amp
Ajuste de interruptor de presión***	Mínima: 46 - 48 psig
	Máxima: 54 - 56 psig
*SCF (pie cúbico estándar) gas medido a 1 atmósfera y 70°F.
**Nm3 (metro cúbico normal) gas medido a 1 atmósfera y 0°C.
***La información puede variar según los requisitos del cliente.

MODELO GO-AS-E
Salida de oxígeno	95 -195 SCF/hr a 1–65 psig*
	2.69-5.52 Nm3/hr a 6.89–448 kPa**
Pureza de oxígeno	90% mínimo
Punto de rocío del oxígeno	-73°C
	-100°F
Dimensiones	27 x 33 x 68 in. (Ancho x Fondo x Altura)
	69 x 84 x 173 cm (Ancho x Fondo x Altura)
Peso aproximado	713 lb
	323 kg
Requerimientos de aire de entrada
Flujo	17-34 SCF/min*
	0.48-0.96 Nm3/min**
Presión	90 psig mínimo
	620 kPa mínimo
Temperatura	50°C máxima
	122°F máxima
Requerimientos de energía	120 VAC, 50 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.5 Amp
	120 VAC, 60 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.5 Amp
	240 VAC, 50 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.25 Amp
	240 VAC, 60 Hz, Un ciclo, 60 W, 0.25 Amp
Ajuste de interruptor de presión***	Mínima: 66 - 68 psig
	Máxima: 70 - 72 psig
*SCF (pie cúbico estándar) gas medido a 1 atmósfera y 70°F.
**Nm3 (metro cúbico normal) gas medido a 1 atmósfera y 0°C.
***La información puede variar según los requisitos del cliente.

Depósito o columna de contacto

Dependerá siempre del caudal a tratar y de los tiempos de contacto que consideremos necesarios, deberá ser presurizada y utilizaremos en la parte superior una válvula desgasificadora que dejará salir el ozono sobrante al destructor correspondiente.

GENERALIDADES SOBRE EL CÁLCULO FUNCIÓN DEL TIPO DE EFLUENTE. 

Este apartado es muy técnico por lo cual trataremos de resumirlo, y según cada efluente y su análisis físico químico y bacteriológico procederemos a determinar las necesidades de ozono en g O₃/m³ de agua, y siempre atendiendo, también, a la concentración en el aire portador para mantener la concentración residual necesaria en la columna de contacto.

AGUAS POTABLES. CONSIDERACIONES

Hoy en día, el principal problema que se encuentran los proyectistas de una Planta Potabilizadora es de donde se captará el agua para alimentar dicha potabilizadora, la mayor parte de las veces las opciones más fáciles son las aguas superficiales, pero tanto las aguas de los ríos como la de los lagos y mares, están muy contaminadas, y como “materia prima” para una potabilizadora dejan mucho que desear, ya contienen una gran variedad de compuestos contaminantes en concentraciones muy altas y que provienen de la industria, la agricultura, ganadería, núcleos de población, etc.

Algunos de estos contaminantes, por sus especiales características, no se terminan de eliminar en la Potabilizadora y pueden llegar al agua potable suministrada a los ciudadanos, y esto ocurre porque muchas veces se proyectan las potabilizadoras de forma estandarizada, sin emplear, sistemas de eliminación de los contaminantes que están pasando a consumo. Hasta hace unos años los vertidos de carácter industrial en los ríos eran la primordial preocupación de los expertos.

Esto era por la falta de Normativa que obligara a las empresas contaminantes a realizar vertidos controlados y con sistemas de tratamiento de sus aguas residuales; era cuando se aplicaba el axioma “el que contamina paga”, desde hace ya unos años el axioma ha cambiado a, “el que contamina, deja de contaminar o cierra”.

Hoy en día, los investigadores dirigen su mirada hacia otros campos; la causa ha sido el impacto directo que ejercen los vertidos que reciben los ríos desde los núcleos de población. Estamos en la Era de los Contaminantes Emergentes, se conocen con este nombre los contaminantes antropogénicos (producidos por la actividad humana): Pesticidas, medicamentos, hormonas, etc... Curiosamente el contaminante que lidera esta lista es la cafeína.

Pero, sin lugar a dudas, lo que está llegando a límites muy preocupantes, es la contaminación de las aguas superficiales, por la mayor de las familias dentro de los Contaminantes Emergentes: son los conocidos con el nombre genérico de Pesticidas. Desde 1945 a hoy, hay más de 100 contaminantes pertenecientes a la familia de Pesticidas, que los que había antes de 1945.

En dicha familia se incluyen herbicidas, insecticidas y fungicidas, entre otros. Décadas de Desarrollo, aumento de la población, industrialización de la agricultura y la ganadería hace que aumente exponencialmente el uso de plaguicidas. Después de 1945, la aplicación de pesticidas se incrementó rápidamente con el uso de compuestos como el DDT y sus derivados, Lindano, aldrin, dieldrin, etc.

Actualmente pueden usarse más de 33.000 pesticidas que contienen más de 1.800 componentes, muchos de los cuales, especialmente los organoclorados están prohibidos en muchos países por su peligrosidad.

En cuanto a la aparición de los contaminantes provenientes del vertido de restos de medicamentos, es prácticamente paralela a la de Pesticidas. La mayor parte del mercurio que aparecía en el agua de los ríos, provenía de los termómetros clínicos de columna de mercurio, que se utilizaban en todas las casas y que cuando se rompían se tiraban al sanitario.

Como ya hemos anticipado el problema de estas dos familias es que no es posible su eliminación cuando las aguas residuales se enfrentan a los tratamientos convencionales de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR’s), debido a que estos tratamientos no son suficientemente eficaces.

De esta forma, gran parte de estos principios activos acaban en los ríos, lagos, mares y acuíferos. Y estas aguas superficiales son utilizadas para el abastecimiento humano después de un tratamiento adecuado en las ETAP’s.

Las estaciones de tratamiento de agua potable, emplean varios procesos unitarios los usados son: el desbaste, la filtración, la precipitación, la adsorción sobre carbono activado, la cloración, la floculación, la coagulación, etc.

Sin embargo, estos tratamientos no consiguen eliminar totalmente todos los contaminantes que no son beneficiosos para la salud pública como es el caso de pesticidas, fármacos y algunos microorganismos.

Para solucionar este tipo de problemas las ingenierías y empresas especializadas están desarrollando una serie de diferentes tecnologías con el objetivo de aumentar la eficacia de los sistemas de potabilización de aguas.

Entre las tecnologías que se están utilizando, que son muy variadas, se encuentran los Procesos de Oxidación Avanzada (POA), los cuales se han mostrado eficaces en la reducción de los distintos tipos de contaminantes orgánicos presentes en aguas residuales industriales.

Uno de los Procesos de Oxidación Avanzada más utilizado es el tratamiento con ozono. El ozono ha sido aplicado tradicionalmente en plantas de tratamiento de agua potable para llevar a cabo procesos de desinfección.

El ozono, como ya se explica en otro apartado, se viene utilizando en estos procesos de eliminación de contaminantes, pero el principal problema es llevar a la práctica los procesos verificados en laboratorio.

Las cantidades de ozono en g O₃/m³, para la completa eliminación de estos contaminantes emergentes son muy elevadas y los generadores de ozono, desde el principio, fueron considerados un tratamiento muy caro.

Pero en los últimos veinte años se han desarrollado equipamientos y sistemas de ozonización que con producciones aceptables ya son más asequibles.

Pese a estos inconvenientes, hacen el proceso de eliminación de determinados pesticidas y fármacos de las aguas naturales destinadas al consumo humano mediante el tratamiento con ozono, es un tema de actualidad e investigado ampliamente.

Agua procedente de una potabilizadora 

Si lo que se pretende es desinfectar el agua potable (sin contaminantes emergentes) a la salida de una Planta de Tratamiento de Aguas Potables el residual que se necesita es 0,2 g O₃/m³ y con un tiempo de contacto mínimo de 5 minutos. 

Si se quiere alcanzar la desinfección total, no sólo la legal, serán necesarios un mínimo de 0,35 g O₃/m³ de residual durante un mínimo de 4 minutos de contacto. 

De todo lo anterior podemos especificar las siguientes tasas de aporte, la decisión será tomada en cada caso por el proyectista. 

Según la calidad de la filtración aportaremos de 1 a 2 g O₃/m³ de agua a desinfectar. Manteniendo entre 10 y 15 minutos un residual de 0,2 a 0,4 ppm.

Aguas Superficiales Muy Contaminada y Perfectamente Tratada

Se aportará 1 a 1,5 g O₃/m³ con residual de 0, 4 ppm y tiempo de contacto mínimo de 10 minutos.

Si el proyectista no se fía de que no haya fallos en el proceso de tratamiento de potabilización, deberá aumentar la tasa a 2 a 3 g O₃/m³, con los mismos residuales y tiempos mínimos de contacto.

Aguas superficiales sin hierro ni manganeso 

Utilizaremos de 2 a 4 g O₃/m³ de agua. Y mismos tiempos y residuales.

Aguas con contenido de Hierro y Manganeso 

El color natural del agua puede tener diferentes orígenes, entre los que se pueden citar las sustancias húmicas asociadas o no, a iones metálicos (como el hierro y el manganeso), material vegetal en descomposición, algas microscópicas, materias colorantes procedentes de residuos industriales.

 La eficacia de la ozonización en la eliminación del color ha llamado poderosamente la atención a los responsables del suministro de agua de todos los países y su eficacia viene certificada por abundante bibliografía inglesa, alemana, americana, francesa, rusa, etc.

Las dosis de tratamiento indicadas son realmente elevadas, como mínimo 2 gr/m³ y más, el tiempo de contacto está comprendido entre 3 y 15 minutos. La rapidez de acción es consecuencia de la temperatura, del pH y la presencia de cuerpos extraños, cuya previa eliminación nos lleva a una disminución de la dosis de ozonización.

Deben mencionarse dos aspectos particulares, tales como la presencia de hierro y manganeso y el de la materia orgánica reductora.

Se necesitan:

0,44 mg O₃/mg de F²⁺ (bivalente ferroso)

Según la reacción:

2 Fe²⁺ + O₃ + H₂O --- 2 Fe³⁺ + O₂ + 2OH^-

Y para el manganeso:

0,88 mg O₃/mg de Mn

Con mucha frecuencia existe una relación directa entre la presencia de iones hierro y el color del agua.

En el caso de presencia de estos oligoelementos, lo mejor es calcular las necesidades de ozono para eliminarlos y luego aplicar la regla general.

Los estándares dados arriba son también válidos para agua ultra pura. 

Aguas Residuales 

En estos casos es imprescindible un conocimiento exhaustivo del efluente, incluso de sus variaciones en el tiempo, trataremos de establecer unas ideas generales:

Para obtener un tratamiento aceptable deberemos emplear 10 g O₃/m³ de agua, es decir 10 ppm. Y con diferente tiempo de contacto según el contaminante predominante.

Si queremos eliminar colores procedentes de tratamientos químicos (ejemplo industria del curtido de pieles), deberemos pensar en cantidades entre 15 y 20 ppm.

Se pueden eliminar sustancias tenso activas, surfactantes clasificados por su carga iónica, (detergentes, jabones…), pero las aportaciones deberán ser de 10 g O₃/g de surfactante.

Consideraciones generales respecto Aguas Residuales 

Conforme se generaliza el uso del ozono como desinfectante, y se abaratan sus costos por m³ de tratamiento, aumenta el uso del ozono en el tratamiento de aguas residuales para eliminar toda clase de contaminantes.

Las cantidades de ozono por metro cúbico que hay que aportar son bastante elevadas suelen ir entre los 5 g O₃/m³, en casos relativamente sencillos y los 250 g O₃/m³, para la Industria Papelera, Textil, Química, Farmacéutica, etc... Por lo tanto estaremos hablando de equipos de producciones de hasta 2 Kg O₃/h de producción y colocados en batería.

Origen propio del tratamiento: 

Olores y sabores, principalmente productos clorados fijados en  las materias contaminantes descritas con  anterioridad.

En la práctica muy raramente se encuentra el caso de aspecto organoléptico que proviene de un solo origen de contaminación, sino que estos son el resultado de una combinación de varios de ellos. En la mayoría de casos debe hacerse frente a situaciones procedentes de contaminaciones diversas y éstas, pueden encontrarse simultáneas o sucesivamente en el curso de un año hidrológico.

La ozonización, ya sea final o repartida en pre ozonización y post ozonización, es muy eficaz en cualquier caso para la eliminación de olores tenaces de tierra, de moho o farmacéuticos. Los derivados clorados, que aparecen en las aguas pre cloradas, desaparecen a menudo después de la ozonización.

La noción de micro polución se ha implantado progresivamente durante los últimos años y abarca la contaminación por trazas de productos orgánicos: hidrocarburos, sustancias extraíbles al cloroformo (SEC), detergentes aniónicos, fenoles, pesticidas.

El ozono actúa generalmente sobre estos micropolucionantes en dosis parecidas a las que se utilizan en la inactivación de virus y en la esterilización.

Desinfección y Reutilización Agua Horticultura Invernadero

Es una aplicación propia del riego por goteo, y la cantidad de ozono a utilizar es de 10 g O₃/m³.

Agua con alto contenido de Fenoles

Si existen fenoles en pequeñas concentraciones en las aguas sin tratar, se eliminan radicalmente mediante una ozonización aplicada en dosis bactericidas o virulicidas. Sin embargo, también se ha estudiado la acción del ozono en aguas más concentradas en fenoles.

Habrá que utilizar, para que concentraciones de fenol de 5 mg/l desaparecen en 10 a 15 min con tratamientos de una dosis de ozono en el agua de 2,5 g/m³ a 6 g/m³.

Los cresoles en concentraciones de 0,2 g/m³ a 0,4 mg/l, se destruyen igualmente en estas condiciones. En los casos de di y trifenoles de 0,2 mg/l (solución coloreada) y los naftoles de 0,5 mg/l, se obtiene su destrucción por medio de ozono en 10 minutos.

Aguas con contenido de Detergentes NO Biodegradables

El 70% de los detergentes no degradables se oxidan parcialmente por el ozono. Normalmente, es conveniente someter al agua, si es posible a una decantación.

Con tasa de 1,5 a 3 g O₃/³ se descomponen en un 50% del contenido inicial.

Pesticidas Organoclorados

Los Tratamientos clásicos: floculación – decantación – filtración.., sólo funciona y parcialmente con el DDT.

Los Organoclorados se destruyen con tasas de ozonización de: 1 a 3 g O₃/m³

Piscinas

La rutina de cálculo de las piscinas se basa en el tiempo de recirculación del total de agua del vaso de la piscina, suelen estar calculadas para recircular toda el agua en un periodo de 4 a 8 horas.

Según las diferentes legislaciones las Piscinas Públicas está perfectamente regulado alrededor de 4 horas para una recirculación completa.

Teniendo en cuenta esto, se aplica una tasa de ozono entre 0,4 y 0,6 g O₃/m³, según el caso y características del agua y de la instalación.

Se ha considerado, en todos los casos, la necesidad de una columna de contacto o cámara de desgasificación y un destructor de ozono, no se indica el modelo ya que en algunos casos el cliente preferirá colocar un filtro de carbón, que tendrá una duración de 1 año en media. (Piscinas tiene un Artículo independiente)

Zaragoza (España) 01 junio 2022

Ing. Roberto A. García