AIMME desarrolla un nuevo reactor electroquímico compacto para eliminación de metales en aguas residuales industriales

Actualmente son muchas las empresas que, a pesar de disponer de un sistema controlado de depuración de agua residuales industriales, se encuentran con problemas a la hora de reducir la concentración de metales disueltos hasta valores por debajo de 0,5 – 5 ppm y cumplir así con los límites de vertido. Ante esta problemática, AIMME ha estado desarrollando durante algo más de dos años un nuevo filtro electroquímico para la eliminación de metales pesados en los vertidos industriales con fugas metálicas. Para ello se ha aplicado un innovador diseño basado en nuevas tecnologías de fabricación aditiva y simulación por elementos finitos. 

Todo el trabajo se ha desarrollado a lo largo de dos etapas consecutivas: la primera se ha centrado en el estudio de un sistema con una única celda electroquímica, sistema unicelda ; y la segunda etapa ha consistido en el diseño y fabricación de una configuración con varias celdas electroquímicas contenidas en un mismo reactor,sistema multicelda. 

El desarrollo de los sistemas unicelda y multicelda ha incluido además el diseño de distintos electrodos (ánodos y cátodos), carcasas contenedoras y elementos de relleno con el objetivo de crear un prototipo de reactor electroquímico compacto, con la mayor superficie específica posible, adecuada relación área catódica/anódica, correcta distribución de flujo hidrodinámico, así como, una alta eficiencia energética. 

En la optimización del proceso de diseño se aplicó una metodología de mejora continua basado en la utilización de: 

• Tecnologías de fabricación aditiva en metal, Laser Cusing y Electron Beam Melting (EBM). 
• Tecnologías de fabricación aditiva en resina polímerica, como la Estereolitografía (SLA). 
• Simuladores de dinámica de fluidos para cálculo fluidodinámico, tipo CFD. 

Tras el diseño y construcción del sistema unicelda se realizaron una serie de ensayos de caracterización del mismo analizando su comportamiento como celda de electrodeposición de metales pesados y comprobándose unos rendimientos másicos que suponen un ritmo de eliminación de metales de hasta 10 veces el de algunas celdas electroquímicas comerciales. 

Por último, se procedió a completar el diseño y la fabricación del prototipo final. Este fue definido como un sistema multicelda conformado como un reactor electroquímico compacto. 

En los primeros test realizados con el prototipo de filtro electroquímico tipo multicelda se ha comprobado una mejora de los resultados alcanzados con el sistema unicelda. Una vez se verifiquen estos resultados mediante test adicionales con diferentes aguas industriales se abordará una fase de preindustrialización del producto obtenido, con vistas a la introducción en el mercado de un nuevo sistema de eliminación de metales que aumente el rendimiento de depuración sin superar los costes asumibles de operación.