Control del ácido sulfúrico en el ambiente es clave para evitar un daño en la salud de las personas expuestas y en instalaciones, debido a la corrosión de las mismas.

Inevitablemente en los procesos de electro-obtención y dentro de sus respectivas naves se libera Neblina Acida, un aerosol formado por pequeñas gotas de ácido sulfúrico que son arrastradas al ambiente por las burbujas de oxígeno generadas en el ánodo, producto de la reacción electroquímica que permite la depositación de cobre en la superficie del cátodo de cobre. Este aerosol ácido provoca daño a la salud de las personas, pues contamina el aire que se inhala y menoscaba las instalaciones, debido a su alto poder corrosivo.

Conciente del perjuicio que provoca este “invitado de piedra” dentro y fuera de estas instalaciones, está Fernando Santana, gerente de la División Neblinas Acidas de Same Ltda., quien entregó a Revista Nueva Minería & Energía un panorama de las tecnologías aplicadas actualmente en el mercado que se utilizan para el control y captura de estas emisiones ácidas. A continuación una descripción de ellos:

Sistema de Dilución: este consiste en la dispersión de los contaminantes por medio del uso de ventilación natural o forzada. Implica el retiro de los contaminantes desde el interior de la nave expulsándolos hacia el exterior, buscando reducir la concentración de ácido sulfúrico dentro de los edificios, pero sin tener un tratamiento de las neblinas que se liberan y menos aún propiciar su captura en la misma fuente.

Ese flujo se puede producir a través de medios naturales donde la geometría de los edificios toma especial relevancia o, de métodos forzados que utilizan ventiladores ubicados a lo largo de la nave produciendo extracción vertical o arrastre lateral.

“Considerando que el Decreto 594/1999 establece que se deben capturar los contaminantes emitidos en su origen, impidiendo su dispersión en los lugares de trabajo, es recomendable verificar que la implementación de este tipo de sistemas, en los procesos de electro-depositación de cobre en el país, no sea contraria a lo indicado en dicho marco legal”, señala Santana.

Barreras Mecánicas: consiste en el uso de elementos que se disponen sobre la superficie del electrolito o sobre los electrodos y que obstaculizan el paso de la neblina hacia el ambiente. Se pueden utilizar como barreras mecánicas, elementos flotantes tales como esferas de plástico, típicamente tres capas en cada celda, y elementos de retención tales como alfombras o cubiertas de goma. “En el caso de la utilización de esferas, cuando el oxígeno generado en la reacción anódica sube por el electrolito y llega a la superficie de éste, se encuentra con una barrera física que ayuda a evitar la dispersión de las gotas que son arrastradas durante su salida desde el electrolito.

Sin embargo, muchas de estas gotas son de tamaños tan pequeños que aún así son capaces de salir al ambiente a través de los intersticios formados entre las esferas.

Estas emisiones aumentan con los incrementos en la densidad de corriente normalmente asociados a necesidades de aumento de producción, explica Fernando Santana. En el caso de las alfombras, la neblina en vez de ser parcialmente contenida por las esferas, sigue subiendo y se encuentra con esta barrera física dispuesta sobre las barras de los electrodos. Dependiendo del material de estas cubiertas se puede verificar el paso de las gotas mas pequeñas a través de sus espacios interiores (alfombras fabricadas con filamentos), como también por los bordes exteriores en el caso de las cubiertas no permeables. El ejecutivo dice que “Además de los problemas operacionales que conlleva el uso de estos elementos, se comprueba con bastante facilidad que el aerosol generado no encuentra una vía natural de escape hacia el exterior y tampoco se incorpora un mecanismo apropiado para sacarlo de esa zona.

Debido a la generación de este ambiente con alta concentración de ácido sulfúrico es frecuente encontrar corrosión localizada en la superficie de los cátodos, fenómeno conocido como “pitting”.

Uso de Surfactantes o Tensoactivos: actúan reduciendo la tensión superficial del electrolito. La superficie del electrolito pone menos resistencia a la salida de las burbujas de oxígeno, reduciendo la fuerza con que éstas estallan y por consiguiente disminuyendo la cantidad de gotas arrastradas al ambiente. “Adicionalmente algunos productos disponibles en el mercado generan una delgada capa de espuma que sirve como trampa para la captura de parte de dichas emisiones ácidas”. “Estos productos pueden reducir la tensión superficial del electrolito desde 70 a menos de 30 dinas/cm, dependiendo de la concentración de producto adicionada, siendo efectivos en la reducción de las emisiones ácidas y, al igual que las esferas de plástico, un muy buen complemento para el uso junto con otros sistemas de mitigación”.

Equipos para Captura en la Fuente: estos equipos cubren completamente la celda permitiendo la captura de los aerosoles ácidos directamente sobre la fuente de emisión, virtualmente sobre la superficie del electrolito, evitando la dispersión de los contaminantes dentro de las naves de electro-obtención.

La neblina ácida extraída por estos medios es canalizada a través de ductos hasta un equipo lavador donde se retiene el ácido sulfúrico contenido, el cual puede ser reintegrado al proceso para su reutilización.

Dentro de los Equipos para Captura en la Fuente se cuentan:

La Tapa tipo Cáscara, que es básicamente una caja ahuecada de dimensiones tales que permite cubrir la proyección vertical de la celda, y cuyo volumen interior se encuentra conectado a un punto de succión ubicado sobre el extremo de la misma.

La Tapa tipo Cáscara con Techo Falso, de geometría externa igual a la anterior, adiciona un cielo falso tal que genera dos volúmenes en su interior, el superior entre la cáscara y el techo falso, y el inferior entre dicho techo y las barras de los electrodos. Estos volúmenes se conectan por medio de perforaciones que permiten el paso de la neblina ácida capturada desde el volumen inferior al superior, dada la conexión de este último con el ducto de extracción ubicado en el extremo de la celda.

Tecnología de Campana de Alta Energía, si bien por fuera pueden parecer similares a las anteriores, su diseño interior le otorga características únicas respecto de su desempeño operacional. Conceptualmente, las Campanas de Alta Energía, actualmente instaladas en numerosas plantas de electro-obtención en el mundo, generan un frente de baja presión que se distribuye en forma homogénea a lo largo de toda la celda, guiando los aerosoles ácidos hacia su interior en forma casi natural, utilizando un caudal de succión de baja velocidad, el cual se mantiene estable incluso durante las operaciones de cosecha en celdas contiguas. Estos equipos permiten que la extracción de la neblina en todas las secciones de la celda se realice en forma pareja, sin permitir la generación de flujos preferentes en su interior. Por otro lado, al propiciar que la extracción se realice a baja velocidad y con un arrastre controlado de aire exterior, se limita la generación de sulfatos en los puntos de succión como también en las barras de los electrodos.

“En términos simples, la Campana de Alta Energía no funciona como una aspiradora, sino que, por el contrario, captura sólo los aerosoles ácidos que tienen la energía suficiente para llegar hasta la zona de succión generada bajo la Campana (frente homogéneo). Las demás gotas de ácido sulfúrico volverán a su origen, tal y como lo harían en forma natural o, dicho de otra forma, sin que la celda note que existe una Campana operando sobre ella, por esta razón esta tecnología se define como Ventilación Natural Asistida”, finaliza Santana.