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Sólidos volátiles frente a sólidos totales

La diferencia entre los sólidos totales y los volátiles en los lodos de laguna, por qué solo la fracción volátil está disponible para el tratamiento biológico, y cómo se determina el reparto.

Amber sample vials in a rack on an analytical laboratory bench.

The short answer

Los sólidos totales son todo el material sólido de una muestra de lodos, medido secándola. Los sólidos volátiles son la porción de ese material que se quema cuando la muestra seca se incinera, y se aproxima al contenido orgánico y biodegradable. El resto es la fracción fija o inerte: arena, gravilla, limo, precipitados minerales y plásticos. La distinción es decisiva para el tratamiento de lagunas porque la bioaumentación actúa únicamente sobre la fracción volátil. Una laguna con una fracción inerte elevada tiene, en consecuencia, menos material disponible para el tratamiento biológico, razón por la cual el reparto debe establecerse a partir de una muestra antes de dimensionar o presupuestar un programa de tratamiento.

Cómo se miden ambos

Los sólidos totales se determinan evaporando el agua de una masa conocida de lodos y pesando lo que queda. Los sólidos volátiles se determinan a continuación incinerando ese residuo seco: la masa perdida en la incineración se registra como sólidos volátiles y se toma como representación del contenido orgánico, mientras que la ceniza que queda es la fracción fija o inerte. Ambos suelen expresarse como porcentajes, y los sólidos volátiles se expresan a menudo como un porcentaje de los sólidos totales.

Por qué decide si merece la pena el tratamiento

La bioaumentación funciona mediante la hidrólisis enzimática del material orgánico. Las proteasas, lipasas, amilasas y celulasas descomponen la proteína, la grasa, el almidón y la celulosa. Ninguna de ellas actúa sobre la arena. Así pues, la fracción volátil fija un techo a lo que cualquier programa biológico puede llegar a lograr, antes siquiera de considerar la dosis, el formato, la selección de cepas o la estación.

A qué se refieren las reducciones publicadas

Cuando esta categoría cita una reducción porcentual, es importante saber qué cantidad se está reduciendo. Las reducciones de sólidos volátiles publicadas van desde aproximadamente un 33 por ciento en estudios enzimáticos controlados hasta un 60 por ciento en estudios de caso de proveedores. Se trata de reducciones de la fracción volátil, no del volumen total de lodos. Una laguna en la que los sólidos volátiles sean la mitad del total, tratada hasta el punto medio de ese rango publicado, vería un cambio en la profundidad total sustancialmente menor de lo que insinúa el porcentaje destacado.

33%

Reducción de sólidos suspendidos volátiles registrada en un estudio enzimático controlado.

Controlled study

30–50%

Reducción de sólidos suspendidos totales lograda con mezclas de proteasa, celulasa y lipasa.

Peer-reviewed

60%

La cifra superior citada en la categoría, que procede de estudios de caso de proveedores.

Vendor-published

Esto no es un argumento en contra del tratamiento biológico. Es un argumento a favor de indicar con claridad qué cifra se está reduciendo, y de medir la laguna antes de presupuestar nada en absoluto.

Fuentes

  1. US Environmental Protection Agency (2001). Method 1684: Total, Fixed, and Volatile Solids in Water, Solids, and Biosolids (EPA-821-R-01-015). US EPA Office of Water.RegulatorEl método de referencia que subyace a toda esta distinción: la incineración a 550 °C es lo que separa la fracción orgánica volátil de la fracción mineral fija. Pregunte qué método empleó el laboratorio.
  2. Nelson, K. L., Jiménez Cisneros, B., Tchobanoglous, G. & Darby, J. L. (2004). Sludge accumulation, characteristics, and pathogen inactivation in four primary waste stabilization ponds in central Mexico. Water Research 38(1): 111–127. DOI: 10.1016/j.watres.2003.09.013Peer-reviewedCaracterizó la composición de los lodos reales de una balsa, que es lo que convierte el reparto entre volátil y fijo en una cuestión práctica y no académica.

Common questions

¿Cuál es un porcentaje típico de sólidos volátiles en los lodos de laguna?
Varía mucho de una laguna a otra y no hay ninguna cifra que pueda suponerse de forma responsable. Depende de la cuenca, de la antigüedad de la acumulación, de cuánta gravilla y material de carretera llega a la instalación, y de cualquier aportación industrial. Como varía tanto y como determina lo que el tratamiento puede lograr, debería medirse a partir de una muestra en lugar de estimarse.
¿Reducir los sólidos volátiles reduce la profundidad de los lodos?
Sí, pero en menor medida de lo que sugeriría el porcentaje de sólidos volátiles por sí solo, porque la fracción inerte permanece en su sitio. Una reducción de los sólidos volátiles reduce la masa y el volumen totales del manto en proporción a cuánto de ese manto era volátil de partida.

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