Aspectos ecológicos de los detergentes y desinfectantes usados en la industria alimentaria y su impacto en las aguas residuales

En cualquier caso, los límites de vertido son competencia de cada Municipio, en caso de vertido a alcantarillado, o de cada Confederación Hidrográfica, en caso de vertido a cauce público, por lo que deberá consultarse la normativa local aplicable para cada caso. 

Desde el punto de vista de los productos químicos utilizados en la industria alimentaria para procesos de Limpieza y Desinfección, los parámetros en que estos más pueden influir son:

• pH
• Conductividad
• DQO/DBO
• Nitrógeno
• Fósforo
• Materias inhibidoras

Por lo tanto, dada la necesidad de utilizar productos químicos para obtener la máxima eficiencia de los procesos de Limpieza y Desinfección, será importante conocer cuál es el impacto de estos productos sobre el agua residual generada.

Con esta información, podremos valorar que productos debemos escoger y que procesos de Limpieza y Desinfección implantar, para que el impacto sobre el agua residual sea mínimo y se ajuste a las características de la EDAR disponible (Estación de Depuración de Agua Residual) y a los límites de vertido establecidos por la normativa.

Para hacer un mejor análisis será interesante estudiar cada uno de los parámetros de control del agua residual, en que grado son afectados por los productos químicos utilizados en los procesos de Limpieza y Desinfección y que alternativas o soluciones podemos encontrar.

Pero antes de este análisis, es importante profundizar en otros aspectos relativos al impacto medioambiental, como son la Biodegradabilidad, la Toxicidad/Ecotoxicidad y la problemática de la Eutrofización.

Biodegradabilidad

El Reglamento (CE) nº 648/2004 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 31 de marzo de 2004, sobre detergentes, establece los criterios de biodegradabilidad que deben cumplir los productos detergentes comercializados a nivel europeo, fijando límites de biodegradabilidad para los componentes tensioactivos.

La biodegradabilidad es la capacidad de un material de ser degradado por la acción de microorganismos vivos de la propia naturaleza, perdiendo sus propiedades originales y descomponiéndose en estructuras químicas más simples, pudiendo llegar hasta dióxido de carbono o el agua.

Según el grado de degradación obtenido, se puede diferenciar entre:

Biodegradabilidad primaria

Es el cambio estructural de un compuesto orgánico por efecto de microorganismos, con el resultado de la pérdida de sus propiedades tensioactivas por degradación de la sustancia original.

 

Biodegradabilidad final o mineralización

Es el nivel de biodegradación alcanzado cuando el compuesto orgánico se ha descompuesto totalmente por microorganismos para dar dióxido de carbono, agua, sales minerales y biomasa.

Según si el proceso de biodegradación se produce en condiciones con presencia o ausencia de oxígeno, se diferencia también entre biodegradabilidad aeróbica o anaeróbica, respectivamente.

El Reglamento (CE) nº 648/2004 exige que los tensioactivos utilizados en productos detergentes deben cumplir niveles de biodegradabilidad final aeróbica, según ensayos OECD, con una generación mínima de CO₂ del 60% en 28 días, clasificándose como “fácilmente biodegradables (readily biodegradable)”.

La biodegradabilidad de un producto establece su cinética de degradación, pero no da información sobre el nivel de contaminación orgánica aportado a las aguas residuales. Por este motivo, en el ámbito de control de aguas residuales, para determinar los niveles de contaminantes orgánicos presentes, se utilizan los siguientes parámetros:

• DBO (Demanda Bioquímica de Oxigeno): Cantidad de O₂ consumida como consecuencia de la oxidación por vía biológica (microorganismos) de las materias orgánicas . Se admite como valor indicativo el valor de DBO5 (5 días de incubación).
• DQO (Demanda Química de Oxigeno): Cantidad de O₂ consumida en la oxidación tanto de compuestos inorgánicos oxidables como de la mayor parte de los compuestos orgánicos, biodegradables o no biodegradables.

Por lo tanto, la DQO siempre será mayor que la DBO5. Según la relación entre ambos parámetros se puede obtener una idea de la facilidad del tratamiento biológico de un efluente:

• DQO/DBO=1 -> toda la materia orgánica es biodegradable.
• DQO/DBO>1 -> el agua contiene materias orgánicas difícilmente biodegradables.

Toxicidad y Ecotoxicidad

La toxicidad y la ecotoxicidad expresan la capacidad de una sustancia de producir un efecto dañino sobre un ser vivo o un sistema biológico, respectivamente.

La toxicidad o ecotoxicidad de una sustancia se cuantifica mediante los siguientes parámetros:

• LD50 o LC50: dosis (mg/kg) o concentración (mg/l) que causa la mortalidad en el 50% de los organismos ensayados, ya sea por ingestión o inhalación.
• LC50 o EC50: en ecotoxicologia, concentración (mg/l) que tiene un efecto letal o adverso sobre el 50% de los organismos ensayados.
• NOEC o NOEL: dosis o concentración a la que no se observan efectos.

Aunque los parámetros anteriores de toxicidad o ecotoxicidad no son determinados directamente para el control de la contaminación de las aguas residuales, son parámetros críticos, especialmente cuando las aguas residuales son tratadas mediante proceso de depuración biológicos. Los productos desinfectantes utilizados en los procesos de Limpieza y Desinfección de la industria alimentaria, debido a su carácter biocida, presenten altos niveles de toxicidad/ecotoxicidad, pudiendo alterar significativamente el equilibrio de los microrganismos necesario en una EDAR biológica.

Por lo tanto, los tratamientos fisicoquímicos o biológicos de las aguas residuales aplicados en las EDAR deben ser capaces de reducir la toxicidad y ecotoxicidad de los efluentes, para minimizar su impacto en el medioambiente acuático donde serán finalmente vertidos.

Con este fin, para controlar los niveles de toxicidad presentes en los efluentes, la normativa de aguas residuales utiliza el parámetro Materias Inhibidoras (MI) que:

• Determina el efecto tóxico del agua residual sobre un cultivo de bacterias.
• Se expresa en Equitox/m³ o UT (Unidades Tóxicas).
• Se obtiene de la fórmula: U.T. (Equitox/m3) = 1/EC50 (en %) x 100.

Una toxicidad de 1 U.T. indica que el 50% de los organismos se ve afectado (muerto o inmovilizado) por la muestra sin diluir (al 100%). Un valor de 10 U.T. indica que el 50% de los organismos se ve afectado (muerto o inmovilizado) por la muestra diluida al 10% (1/10).

Eutrofización

La eutrofización (palabra de origen griego que significa “bien alimentado”) es un fenómeno producido por un aumento excesivo de nutrientes, especialmente nitrógeno y fósforo, en cuerpos de agua, tales como lagos, ríos o pantanos.

Como consecuencia del exceso de nutrientes en el agua, se produce un crecimiento excesivo de algas y otras plantas acuáticas. Estas algas pueden cubrir la superficie del agua y reducir la cantidad de luz y oxígeno disponible para los organismos acuáticos que viven debajo de ellas. Cuando estas algas mueren, son descompuestas por bacterias (putrefacción), agotando aún más el oxígeno del agua y provocando la muerte de peces y otros organismos acuáticos, dando lugar a un ecosistema prácticamente destruido.

Para evitar fenómenos de eutrofización será imprescindible el control de los niveles de fósforo y nitrógeno en las aguas residuales vertidas. Los procesos de depuración en EDAR deben ser capaces de reducir la concentración de estos contaminantes por debajo de los niveles establecidos por la normativa, y así garantizar que los efluentes no puedan causar fenómenos de eutrofización en las aguas donde sean vertidos.

Los productos detergentes y desinfectantes utilizados en procesos de Limpieza y Desinfección de la industria alimentaria pueden contener compuestos basados en Fósforo o Nitrógeno. Por lo tanto, será importante conocer los % de estos elementos en los productos utilizados, con el fin de evaluar su impacto en las aguas residuales a tratar.

Fuentes de Fósforo de productos detergentes y desinfectantes:

• Polifosfatos: Tripolifosfatos (P₃O₁₀Na₅) y Pirofosfatos (P₂O₇Na₄).
• Ortofosfatos (Na₃PO₄)
• Ácido Fosfórico (H₂PO₄).
• Fosfatos orgánicos: fosfonatos.

Fuentes de Nitrógeno en productos detergentes y desinfectantes:

• Ácido nítrico (HNO₃)
• Aminas.
• Secuestrantes nitrogenados.
• Amonios cuaternarios (biocidas).
• Tensioactivos nitrogenados.