Tratamiento de aguas industriales en la industria de semiconductores: retos y oportunidades

La industria de los semiconductores es una piedra angular de la tecnología moderna, ya que produce los chips y procesadores que alimentan nuestro mundo digital. Sin embargo, también es un sector con retos únicos, especialmente en lo que respecta al uso del agua. 

El agua en los semiconductores: un arma de doble filo

En el mundo de los semiconductores, donde la precisión y la pureza son fundamentales, la calidad del agua es innegociable. Los chips y procesadores, la columna vertebral de la tecnología moderna, son componentes sensibles que requieren agua ultrapura durante todo su proceso de producción. Los contaminantes mínimos presentes en el agua pueden provocar desastres, defectos, funcionalidad comprometida y una disminución significativa de la fiabilidad del producto. Como resultado, la insistencia de la industria de los semiconductores en utilizar agua ultrapura para sus procesos de fabricación no es un lujo, sino una necesidad.

Gestión del cumplimiento normativo y el tratamiento avanzado del agua

Mantener este nivel de pureza del agua es solo una de las facetas de los retos relacionados con el agua a los que se enfrenta la industria de los semiconductores. Los procesos de fabricación generan un volumen considerable de aguas residuales contaminadas que no pueden verterse al medio ambiente sin un tratamiento adecuado.

Los organismos reguladores imponen normas estrictas sobre el vertido de aguas residuales industriales para proteger el medio ambiente y la salud pública. El incumplimiento de estas normativas puede acarrear multas elevadas y consecuencias legales, lo que puede afectar significativamente a los resultados y la reputación de un fabricante de semiconductores.

Disminución del acceso a los recursos hídricos externos

Otro reto al que se enfrenta la industria de los semiconductores es el acceso cada vez más limitado a los recursos hídricos externos. Asegurar el agua de estas fuentes se ha vuelto prohibitivamente caro, ya que los reguladores dan prioridad a los consumidores individuales sobre las empresas rentables, imponiendo esencialmente una prima sobre el agua para la fabricación. Esto coloca a las empresas de semiconductores en una situación difícil, ya que se ven obligadas a pagar un sobreprecio por el agua pura, al tiempo que deben realizar importantes inversiones en el tratamiento y la eliminación del agua contaminada.

El camino hacia la sostenibilidad: recuperación del agua

Conscientes de la importancia de estos riesgos y retos, los fabricantes de semiconductores se han dado cuenta de que recuperar la mayor cantidad de agua posible dentro de sus procesos es el enfoque más sostenible y rentable. Para lograrlo, han recurrido a los sistemas de tratamiento de aguas industriales como solución vital. Mediante la implementación de soluciones avanzadas de tratamiento de agua, estas empresas pueden producir agua limpia de manera eficaz para sus operaciones continuas, eliminar las impurezas de sus aguas residuales, garantizar el cumplimiento de las normas reglamentarias y minimizar su impacto ambiental.

Sin embargo, el tratamiento industrial del agua, especialmente para la industria de los semiconductores con sus altas exigencias, no es un proceso sencillo. Aquí es donde entran en juego las soluciones innovadoras.

IDE ha desarrollado una solución revolucionaria para el tratamiento de aguas industriales.

Soluciones revolucionarias para el tratamiento de aguas industriales

Durante años, la industria ha confiado en el proceso de tratamiento convencional posterior al tratamiento MBR (reactor biológico de membrana). Este proceso convencional se basaba en el proceso HERO (ósmosis inversa de alta eficiencia, por sus siglas en inglés), una práctica industrial habitual para el tratamiento del agua que aborda retos específicos relacionados con la calidad del agua, principalmente el agua que contiene sílice. El proceso HERO incluye procedimientos tales como ablandamiento con cal e intercambio iónico para eliminar la dureza, desgasificación para eliminar la alcalinidad y ajuste del pH para mantener la sílice soluble. Aunque es capaz de hacer frente a los retos más difíciles en materia de agua de alimentación y aguas residuales industriales y ofrece una alta tasa de recuperación, este método requiere un esfuerzo considerable y el uso de muchos productos químicos. También se enfrenta a retos relacionados con la alta sensibilidad del proceso, en el que un pequeño error puede causar daños en los equipos, dificultando la desalación y la alta recuperación.

Soluciones disruptivas para el tratamiento de aguas industriales

IDE ha desarrollado una solución disruptiva para el tratamiento de aguas industriales que resuelve algunos de los problemas asociados al proceso convencional. Esta tecnología es una combinación de dos tecnologías complementarias: PFRO (ósmosis inversa por flujo pulsado) y desalador MAX H2O. Estas tecnologías permiten altas tasas de recuperación de agua a un pH neutro sin los problemas de complejidad y la alta demanda química asociados con los métodos tradicionales como el proceso HERO. La PFRO y el desalador MAX H20 reducen significativamente los costes de capital, el espacio necesario y los gastos operativos.

Transición hacia cero descargas líquidas con el sistema de tratamiento de agua del desalador

Tanto el proceso HERO como el desalador pueden concentrar el agua de forma significativa y alcanzar una concentración de salmuera de aproximadamente el 10 %, lo que cumple los requisitos de muchas plantas. Sin embargo, muchos actores de la industria de los semiconductores están optando ahora por el siguiente paso: la descarga cero de líquidos (ZLD) y la desalación térmica para lograr una recuperación de agua aún mayor y, lo que es más importante, la ausencia total de descargas líquidas. En tales casos, el desalador ofrece una ventaja adicional al eliminar la sílice, un problema habitual en el tratamiento del agua para semiconductores. La sílice puede formar incrustaciones en el tubo de transferencia de calor del cristalizador, lo que dificulta alcanzar altas tasas de recuperación mediante el tratamiento. Mientras que con las tecnologías convencionales la sílice permanece soluble y debe tratarse en el evaporador, en el proceso del desalador la mayor parte de la sílice se elimina durante el proceso, lo que reduce significativamente el riesgo de incrustaciones en la parte del cristalizador.

El tratamiento de aguas residuales de semiconductores cumple con la normativa sobre contaminación por PFAS

Otra razón por la que ZLD se ha convertido en una opción muy codiciada por la industria de los semiconductores es la creciente presión de los reguladores para abordar la contaminación por PFAS (sustancias perfluoroalquílicas y polifluoroalquílicas). Las PFAS, o sustancias perfluoroalquílicas y polifluoroalquílicas, representan un grupo de sustancias químicas sintéticas que han suscitado una gran atención y preocupación en diversos sectores industriales. En la industria de los semiconductores, el potencial de contaminación por PFAS surge del uso de productos químicos y materiales que contienen PFAS en los procesos de fabricación. Con el tiempo, estas sustancias químicas pueden llegar a los flujos de aguas residuales y, si no se gestionan y tratan adecuadamente, pueden tener efectos adversos potenciales para la salud humana y el medio ambiente. Algunas sustancias químicas PFAS se han asociado con riesgos para la salud, entre ellos problemas de desarrollo, trastornos del sistema inmunitario y un mayor riesgo de padecer ciertos tipos de cáncer.

Como resultado, los organismos reguladores y las agencias medioambientales se han centrado cada vez más en la supervisión y regulación de los PFAS en las fuentes de agua y en las aguas residuales industriales. La amenaza inminente de medidas reguladoras está empujando a estas empresas hacia el ZLD y las tecnologías avanzadas de tratamiento de agua.

Pioneros en sostenibilidad en semiconductores

La industria de los semiconductores, base de la tecnología moderna, se encuentra en un momento crucial. A medida que la demanda de chips y procesadores alcanza niveles sin precedentes, también lo hacen los retos asociados al uso del agua y la responsabilidad medioambiental.

El agua es un recurso precioso y su gestión responsable es crucial para la sostenibilidad de la industria de los semiconductores. Las tecnologías disruptivas de recuperación de agua están transformando la forma en que las empresas de semiconductores abordan las soluciones de tratamiento de agua, lo que les permite reducir los costes, el impacto medioambiental y los riesgos normativos. A medida que la industria continúa evolucionando, las soluciones innovadoras desempeñarán un papel fundamental para garantizar el éxito a largo plazo del sector de los semiconductores.

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