Proceso de saneamiento

El proceso de saneamiento de sustancias perfluoroalquiladas (PFAS) puede ser bastante complicado debido a los muchos desafíos químicos.

Muchas técnicas típicas de purificación de agua no pueden eliminar las PFAS del agua. Estas técnicas ineficaces incluyen biodegradación, filtración de micrones, filtración de arena, ultrafiltración, coagulación, floculación, clarificación y oxidación por luz ultravioleta, hipoclorito, dióxido de cloro, cloramina, ozono o permanganato. Ninguna de estas técnicas funcionará. Las únicas técnicas que se descubrió que eliminan las PFAS del agua son la adsorción de carbono, el intercambio de iones y la ósmosis inversa. Además, se están probando con éxito algunas técnicas experimentales como la flotación de gas.

Tratamiento previo

Antes del tratamiento de eliminación de PFAS, el agua debe tratarse primero para eliminar los sólidos en suspensión, las partículas, los coloides, el hierro, el manganeso, el carbono orgánico total, los agentes oxidantes, las bacterias y varios otros contaminantes, de modo que el medio de carbono, el medio de intercambio de iones o la unidad de ósmosis inversa pueden eliminar correctamente las PFAS. Por tanto, se dice que el agua se trata previamente antes de la eliminación de PFAS. Dicho tratamiento previo puede incluir muchas de las técnicas mencionadas anteriormente en el segundo párrafo: filtración de micrones, clarificación, etc.

Eliminación de PFAS

Una vez preparada el agua, se realiza la selección de la técnica de eliminación de PFAS. Finalmente, una vez que las PFAS se eliminan por el carbono, el intercambio de iones o la ósmosis inversa, deben desecharse permanentemente. Cada una de estas tecnologías tiene muchas ventajas y desventajas. Conozca más sobre qué tecnología de eliminación de PFAS es mejor para usted poniéndose en contacto con nosotros o descargando el folleto en la parte superior de la página.

Desecho

Normalmente, el desecho consiste en quemar las PFAS en un incinerador de alta temperatura (la mejor tecnología disponible). Con el carbono, los medios de carbono pueden reciclarse para su uso en otros lugares después de que se quemen las PFAS. Con la resina, los medios se usan normalmente una vez y se incineran. La resina dura mucho tiempo, por lo que la rentabilidad es atractiva. Con la ósmosis inversa, el cliente debe tener un destino adecuado para el flujo de agua concentrada, que se denomina Descarga de ósmosis inversa. Este flujo se puede tratar adicionalmente con carbono o, en algunos casos, con intercambio de iones antes de la descarga. Como el volumen de agua de descarga es pequeño en relación con la alimentación, la rentabilidad puede tener éxito. Cualquier liberación estaría sujeta a la aprobación de las autoridades regulatorias. El flujo también podría inyectarse en pozos profundos o tratarse mediante evaporación-cristalización seguida de incineración o vertedero.

Historia de las PFAS

Las sustancias perfluoroalquiladas vienen en muchas variedades. Mientras que se estima que hay 4700 (y en aumento) tipos diferentes de estos compuestos, los que generan más preocupación son casi siempre cadenas de 4-9 átomos de carbono, completamente saturadas con flúor, terminando en un sulfonato, un resto carboxílico o un grupo funcional. Algunos de los PFAS más comunes y sus abreviaturas son: ácidos sulfónicos/sulfonatos: - PFBS - ácido perfluorobutanosulfónico - PFHxS - ácido perfluorohexano sulfónico 8 - PFOS - ácido perfluorooctanoico sulfónico. Ácidos carboxílicos: - PFBA - ácido perfluorobutírico - PFHxA - ácido perfluoroesanoico - PFHpA - ácido perfluoroheptanoico - PFOA - ácido perfluorooctanoico - PFNA - ácido perfluorononanoico

Esta clase de compuestos ha estado presente por unos 60 años y fueron desarrollados originalmente por químicos orgánicos que buscaban surfactantes de mejor rendimiento en ciertas aplicaciones. Los tres tipos más comunes de aplicaciones son espumas para apagar incendios, agentes de superficie orgánicos en productos de consumo y agentes de superficie orgánicos en la industria. Las espumas para apagar incendios que utilizan PFAS forman una excelente película para la supresión de incendios de hidrocarburos líquidos. La espuma recubre el combustible líquido y sofoc el fuego. Los productos de consumo utilizan PFAS para tener resistencia al aceite en el envasado alimentario, y para resistencia a las manchas en telas y cueros. Las aplicaciones industriales incluyen emulsionantes, agentes humectantes y componentes de materiales de revestimiento. Las características duales lipofóbicas y hidrofóbicas de la molécula de las PFAS le dan un rendimiento superior en estas aplicaciones.

El reemplazo por materiales surfactantes sin PFAS o, alternativamente, un programa de uso cuidadoso, manejo, recuperación y destrucción está garantizado. La incineración del material es la regla de oro del tratamiento del material que se elimina del agua o lodo. Si no es posible la incineración, entonces se recurre a la concentración y un método de retención permanente. Aunque los vertederos todavía se permiten en algunas jurisdicciones, se espera reducir la frecuencia de esta práctica para dar lugar a alternativas más permanentes y menos arriesgadas. Las principales áreas emergentes de tratamiento son:

• sitios legados: Saneamiento de sitios de lucha contra incendios, Saneamiento de sitios militares, Saneamiento de sitios de descarga industrial
• casos de uso continuo: Tratamiento de agua potable que ha sido contaminada con PFAS, Limpieza de agua de tratamiento de aguas residuales, antes de la descarga (reciclaje de nuevo al medio ambiente), Limpieza de aguas residuales industriales antes de ser descargadas en un servicio receptor, Tratamiento de las nuevas clases de PFAS que no han tenido aún determinada su seguridad

Preguntas frecuentes sobre PFAS

¿Qué significa PFAS?

PFAS es una sigla en inglés que significa "sustancias perfluoroalquiladas​​​​​​​" o "sustancias polifluoroalquiladas". Generalmente, la sigla PFAS se usa para referirse a una amplia variedad de moléculas orgánicas producidas por el hombre que contienen una cadena de átomos de carbono que puede ser corta o larga. Los átomos de carbono están unidos con átomos de flúor, que es la clave de las propiedades de este material. Desde el punto de vista químico, las sustancias suelen ser C4 a C9 (o sea, con 4 o 9 carbonos), y de cadenas generalmente rectas, aunque a veces son ramificadas. Los materiales con PFAS están incluidos dentro de la gran clase de compuestos llamados "moléculas orgánicas fluoradas" o, simplemente, "fluorocarburos". Si bien se estima que hay más de 5000 tipos de moléculas de PFAS, hay veinte que son las más preocupantes. Incluyen los ya familiares ácidos sulfónicos y compuestos carboxílicos de PFAS enumerados a continuación. Aparecen junto a su cantidad de átomos de carbono:

• Ácidos sulfónicos/sulfonatos:
  • 4 - PFBS - ácido perfluorobutanosulfónico​​​​​​​
  • 6 - PFHxS - ácido perfluorohexano sulfónico
  • 8 - PFOS - ácido perfluorooctanoico sulfónico (o sulfonato)
• Ácidos carboxílicos:
  • 4 - PFBA - ácido perfluorobutírico​​​​​​​
  • 6 - PFHxA - ácido perfluoroesanoico
  • 7 - PFHpA - ácido perfluorobutanosulfónico​​​​​​​
  • 8 - PFOA - ácido perfluorooctanoico​​​​​​​
  • 9 - PFNA - ácido perfluorononanoico​​​​​​​

 

¿Cuál es la diferencia entre PFC (perfluorocarburos) y PFAS (sustancias polifluoroalquiladas)?

Hay varias diferencias:

• Los compuestos de PFC contienen solo carbono (C) y flúor (F).
• Los compuestos de PFAS contienen, como mínimo, carbono, flúor y oxígeno (O), más hidrógeno (H) en forma ácida, o si uno o más de los enlaces C-H originales permanecen (es decir, no han sido desplazados por F). Los diferentes compuestos de PFAS también pueden contener azufre (S) y nitrógeno (N).
• Ambos son productos químicos de larga duración fabricados por humanos, que normalmente no se encuentran en la naturaleza, que persisten durante décadas en el medioambiente, ya que no son biodegradables.
• Los PFC vienen en moléculas pequeñas volátiles, como CF4, o plásticos no volátiles, como PTFE o teflón. Si se liberan, los PFC volátiles dañan la atmósfera, mientras que los plásticos no. Ninguno se considera tóxico. Como resultado, las PFAS se tratan como contaminantes del agua para consumo, mientras que los PFC normalmente no lo son.
• Las moléculas de PFAS tienen grupos funcionales específicos que imparten una funcionalidad de surfactante (similar al jabón), lo que las hace excelentes para espumas para apagar incendios, entre decenas de usos industriales.
• Desafortunadamente, estos grupos funcionales a menudo imparten toxicidad a la molécula.
• Dado que los PFC son generalmente moléculas simples y pequeñas, o cadenas o polímeros, suelen estar limitados en términos de estructura química. Por lo general, los PFC no contienen una multiplicidad de grupos funcionales químicos, como grupos carboxílicos, grupos sulfonato, amidas o estructuras de éter.
• Las PFAS tienen algunos o varios de estos grupos funcionales en diferentes combinaciones; y, por lo tanto, tienen una estructura mucho más variada, con más de 4000 compuestos de PFAS diferentes identificados en los datos.
• Como resultado de las múltiples estructuras químicas, las PFAS son mucho más variadas y complicadas que los PFC, en términos de fabricación, destino, transporte, toxicidad, riesgo ambiental, vías de descomposición, tratamiento, saneamiento, química, destrucción final, pruebas, seguridad, y requisitos y técnicas de manipulación.
• Las PFAS más comunes son cadenas de carbono de entre 3 y 12 carbonos, normalmente, pero no necesariamente, saturadas con flúor y que terminan en un grupo carboxilato o sulfonato (COOH o SO3H o sus respectivas sales).

¿Por qué existen las PFAS?

Esta clase especial de compuestos se inventó hace alrededor de 60 años. Se descubrió que otorgaban grandes beneficios a una amplia variedad de aplicaciones. Su uso más importante fue como ingrediente activo en las espumas contra incendios. Al mezclarse con agua, este producto puede sofocar un incendio provocado por hidrocarburos mejor que cualquier otra sustancia conocida. Para ámbitos que involucren grandes cantidades de combustible, como aviación, usos militares, gasoductos y depósitos, tener una buena espuma contra incendios es indispensable. La molécula, paradójicamente, es hidrofóbica y lipofóbica a la vez. Significa que no le "gusta" el agua ni el aceite. Por lo tanto, cuando se usa, migra de inmediato a la interfaz entre el combustible y el aire, de modo que ahoga y sofoca el fuego. Su espuma se esparce más rápido que cualquier otra sustancia conocida para sofocar estos incendios. Otras aplicaciones son: recubrimientos antimanchas para alfombras, ropa y equipos para el aire libre, además de recubrimientos resistentes a la grasa para los empaques.

¿Cómo se tratan las PFAS?

Las PFAS pueden eliminarse del agua con una de estas tres técnicas: resinas de intercambio de iones selectivas, adsorción de carbón y separación de membrana, también llamada "ósmosis inversa" o "nanofiltración". Cada una de estas técnicas tiene ventajas y desventajas, como se detalla en la tabla que se muestra aquí. Algunos factores que influyen en el enfoque a tomar son los componentes del agua, cocontaminantes tales como sólidos suspendidos, contaminación orgánica, otros compuestos fluorados relacionados y los diversos sólidos disueltos; restricciones reglamentarias y de descarga; requisitos y permisos; disponibilidad e idoneidad de medios de remoción; disponibilidad de espacio de impacto; decisiones sobre rentar en lugar de comprar; preferencias por operar en lugar de usar presupuesto de capital; disponibilidad y consumo de energía, y más.

¿Cómo puedo saber si mi agua tiene PFAS?

Para determinar el nivel y tipo(s) de PFAS en un suministro de agua, se debe enviar una muestra a un laboratorio que cuente con el equipo y los procesos apropiados para evaluarla. La agencia EPA de EE. UU. tiene métodos de laboratorio documentados para analizar PFAS, llamados "Métodos EPA 537.1". Muchos laboratorios de EE. UU. y el resto del mundo pueden llevar a cabo estos análisis. Hasta 25 compuestos PFAS (y la lista sigue creciendo) pueden identificarse con este método, generalmente en un plazo de 1 a 2 semanas. El método de laboratorio que se usa es cromatografía de líquidos seguido de una espectrometría de masas en tándem. Los resultados suelen informarse en partes por trillón, o ppt. Antes del análisis, en EE. UU. vale la pena consultar el sitio web de la agencia EPA destinado a la regla de control de contaminantes sin regular, o UCMR, por su sigla en inglés. El sitio contiene resultados de miles de análisis de lugares en todos los EE. UU. y suele ser consultado por las municipalidades, el Ejército y diversas industrias cuando inician procesos de limpieza.

¿Cómo se eliminan o destruyen las PFAS?

Las PFAS que son recolectadas en sistemas de purificación se concentran y capturan en sistemas de filtros especiales. Luego, estos instrumentos deben retirarse del servicio y enviarse a una unidad de incineración que quemará las PFAS a altas temperaturas. La incineración a altas temperaturas rompe el enlace carbono-flúor, destruye las PFAS y convierte el flúor en un fluoruro a través de un proceso llamado "mineralización". Una vez mineralizado, el fluoruro puede tratarse según sea necesario.

Las legislaciones pendientes ¿afectarán cómo se pueden tratar las PFAS?

El Congreso, la agencia EPA y los Departamentos de Estado de Protección Ambiental están trabajando activamente en leyes nuevas que limitarían el uso y/o descarga de materiales con PFAS. En muchas aplicaciones, se las reemplazará con compuestos que no son perfluorados ni polifluorados. En situaciones donde la vida humana y la seguridad requieren que se continúe con su uso, tales como peligrosos incendios de hidrocarburos líquidos a bordo de naves militares y en tierra, esperamos que se implementen el uso prudente y la limpieza cuidadosa para evitar una posible contaminación ambiental. Mientras tanto, la agencia EPA, el Ejército y el Departamente de Estado están evaluando los suministros de agua de todo el país para asegurar que, en lugares donde la población pueda estar en riesgo, se implementen soluciones a cortísimo y largo plazo para ofrecer agua limpia y segura. Afortunadamente, como vimos en el caso del PFOA y el PFOS, que dejaron de producirse hace más de 10 años, las concentraciones de estas sustancias en la sangre de la población están bajando significativamente, lo que indica que su eliminación total, si bien lenta, es posible.

SUEZ tiene amplia experiencia en el suplemento de equipos, químicos y servicios para saneamiento, limpieza y mercados de agua potable. Más específicamente, hemos aplicado tecnología de medios, resinas y membradas a una variedad de desafíos para producir agua para tomar segura y limpia. Hemos desarrollado e introducido una gama de tecnologías de eliminación y saneamiento para ocuparnos de la contaminación en cada una de las aplicaciones industriales, militares y municipales que hay en todo el mundo. Nuestras tecnologías incluyen: