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Para las industrias de alimentos, bebidas, textiles, agroindustria y manufactura en Ecuador, la extracción de agua subterránea mediante pozos profundos representa una fuente indispensable de abastecimiento. Sin embargo, la geología local presenta un desafío técnico recurrente: concentraciones elevadas de Hierro ( Fe) y Manganeso (Mn ) disueltos.

Un escenario habitual en planta ocurre cuando el agua es captada con apariencia totalmente clara, pero al almacenarse en tanques o entrar en contacto con el aire y oxidantes, desarrolla coloración (rojiza/amarillenta o café-negruzca), turbidez y un marcado sabor metálico.

Para la gerencia de operaciones y el área de calidad, este fenómeno no representa únicamente un problema estético; es una amenaza directa para la continuidad de los procesos, la vida útil de los equipos y la conformidad del producto final.

¿Por qué el Agua Subterránea Presenta Esta Alteración?

En acuíferos profundos caracterizados por condiciones anóxicas (ausencia de oxígeno disuelto), el hierro y el manganeso permanecen solubles e invisibles como y Fe2+ y Mn2+.

La alteración se desencadena al exponer el agua a la atmósfera o a procesos de desinfección:

• Precipitación Físico-Química: El hierro soluble se oxida a Fe3+  (hidróxido férrico), formando partículas en suspensión de coloración rojiza-amarillenta. El manganeso se convierte en dióxido de manganeso, generando precipitado oscuro.  

• Proliferación de Biofilm (Ferro-bacterias): La presencia continua de hierro estimula el desarrollo de bacterias especializadas que forman matrices mucilaginosas en el interior de tuberías y tanques, provocando taponamientos, malos olores y focos de contaminación.

Consecuencias de la Presencia de Metales en el Agua de Proceso

Ignorar la acumulación de hierro y manganeso genera impactos operativos y económicos directos:

• Desviación de Parámetros de Calidad: Alteración del color, sabor y consistencia en la elaboración de alimentos, bebidas y productos químicos o cosméticos.

• Manchado e Incrustación en Materiales: Coloración indeleble en tejidos (industria textil) y depósitos en superficies de envasado o empaque.

• Deterioro Prematuro de Equipamiento e Infraestructura: Reducción del diámetro interno de tuberías, atascamiento de válvulas, obstrucción de intercambiadores de calor e incrustaciones en calderas.

• Agotamiento Prematuro de Membranas de Ósmosis Inversa: El hierro no retenido precipita sobre la superficie de los elementos de filtración fina, generando un ensuciamiento (fouling) irreversible que reduce dramáticamente la vida útil del sistema.

• Riesgo de Incumplimiento Regulatorio: Superar los límites establecidos por la norma INEN 1108 para agua potable (  para Hierro y  para Manganeso) o los estándares normativos de descarga y reúso industrial.

Estrategia Técnica para la Remoción Eficiente de Metales

Un tren de tratamiento adecuado para agua subterránea no puede depender exclusivamente de la filtración mecánica convencional. Requiere una secuencia fisicoquímica estructurada:

1. Pre-oxidación Controlada

Transformación forzada de las especies metálicas solubles (Fe2+, Mn2+) a su forma insoluble antes de ingresar a la etapa de clarificación. Esto se logra mediante sistemas de aireación o la dosificación exacta de oxidantes químicos (cloro, dióxido de cloro, ozono o permanganato de potasio).

2. Condicionamiento de pH

La velocidad de oxidación del manganeso es considerablemente menor que la del hierro. Mientras que el hierro precipita eficazmente en rangos de pH entre  y , el manganeso requiere condiciones más alcalinas (pH ) para reaccionar con rapidez si no se emplea un lecho filtrante activo.

3. Filtración en Medios Catalíticos

Para la retención del material precipitado se implementan filtros con medios catalíticos de alta velocidad (Greensand Plus, DMI-65, Birm o dióxido de manganeso granular). Estos materiales no solo actúan como barrera física, sino que catalizan la reacción de oxidación en la superficie de cada grano, garantizando concentraciones residuales de metales insignificantes (<0.02mg/L ).

En ISA, desarrollamos soluciones integrales para la adecuación y purificación de agua subterránea:

• Caracterización Analítica y Diagnóstico en Sitio: Evaluación de parámetros clave (Hierro total y disuelto, Manganeso, pH, ORP, Oxígeno Disuelto, Sílice y Alcalinidad).

• Diseño e Implementación de Plantas de Filtración Catalítica: Ingeniería, suministro e instalación de sistemas automatizados de oxidación y filtración adaptados al caudal de tu planta.

• Adecuación de Pretratamientos para Ósmosis Inversa: Protección de membranas y optimización de trenes de purificación de alta exigencia.

• Optimización y Mantenimiento de Sistemas Existentes: Recarga de medios filtrantes agotados, sustitución de lechos y calibración de dosificación de oxidantes.

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