Guía práctica para el cálculo de nutrientes en reactores biológicos

En las plantas de tratamiento de efluentes industriales, uno de los pilares para garantizar eficiencia y estabilidad es el correcto equilibrio de nutrientes esenciales en el reactor biológico. Los microorganismos responsables de la degradación de materia orgánica requieren una dieta balanceada de Carbono, Nitrógeno y Fósforo. Sin ellos, el sistema pierde capacidad de tratamiento, aparecen problemas de sedimentación y se corre el riesgo de no cumplir con los parámetros de vertido.

💡 ¿Qué nutrientes son clave?

• Nitrógeno (N): esencial para la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos.

• Fósforo (P): necesario para la transferencia de energía celular y estructuras celulares.

⚖️ Relación ideal C:N:P

La proporción teórica es 100:5:1. Es decir, por cada 100 mg/L de DQO biodegradable, se necesitan:

• 5 mg/L de Nitrógeno (como NH₄⁺)

• 1 mg/L de Fósforo (como PO₄³⁻)

En efluentes industriales con alta carga de DQO pero deficiencia de NH₄⁺ y PO₄³⁻, se requiere la dosificación externa de nutrientes.

🧪 Ejemplo práctico

Supongamos un efluente con:

• DQO: 4.500 mg/L

• NH₄⁺ y PO₄³⁻ medidos: 0 mg/L

Demanda de nutrientes:

• NH₄⁺: 4.500 × 5 / 100 = 225 mg/L

• PO₄³⁻: 4.500 × 1 / 100 = 45 mg/L

🧴 ¿Qué productos usar?

• Urea [CO(NH₂)₂] → 46% de N → Dosis sugerida: 489 g/m³

• Ácido fosfórico al 85% → 22,7% de P → Dosis sugerida: 198 g/m³

🔬 Equipos recomendados para laboratorio

• Fotómetro o espectrofotómetro básico

• Termoreactor

• Kits de análisis rápidos

• Micropipetas y filtros (ej. Kitasato o jeringas con membranas Millipore)

Importante: utilizar solo la fracción soluble de la muestra para los cálculos, ya que solo esta es asimilable por las bacterias.

📆 ¿Con qué frecuencia medir?

Lo ideal es una vez al día, previo a cada dosificación, manteniendo:

• NH₄⁺ residual: entre 2 y 10 mg/L

• PO₄³⁻ residual: entre 0,5 y 2 mg/L

En sistemas industriales donde la carga varía ampliamente, es recomendable trabajar con un ligero exceso para prevenir desequilibrios y problemas operacionales como el crecimiento filamentoso o la baja eficiencia de clarificación.