¿Qué es la Eficiencia de Transferencia de Gas (GTE)?

1. ¿Qué es la Eficiencia de Transferencia de Gas?

La Eficiencia de Transferencia de Gas (GTE) describe cuánto de un gas inyectado realmente se disuelve en el agua en comparación con cuánto gas se suministra.

Definición simple:

GTE (%) = (Gas disuelto en agua ÷ Gas inyectado) × 100

Si inyectas 100 unidades de oxígeno y solo 15 unidades se disuelven, tu GTE es del 15%. El 85% restante se pierde en la atmósfera.

Por qué importa la GTE

Una GTE baja significa:

• Mayor consumo de energía

• Mayor consumo de gas

• Estabilidad del oxígeno disuelto más baja

• Resultados biológicos inconsistentes

Una GTE alta significa:

• Menores costos operativos

• Entrega de oxígeno más rápida

• Niveles de DO estables

• Mejor eficiencia biológica

2. ¿Qué controla la Eficiencia de Transferencia de Gas?

La eficiencia de transferencia de gas está regida por leyes físicas y químicas, no por afirmaciones de marketing. Los factores clave son:

1. Tamaño de las burbujas

Burbujas más pequeñas = mayor área de superficie por unidad de gas

2. Tiempo de residencia de las burbujas

Cuanto más tiempo permanece una burbuja en el agua, más gas puede disolverse

3. Estabilidad de la interfaz gas-líquido

Interfaces estables permiten la difusión en lugar de una rápida fuga

4. Presión y solubilidad

Mayor presión aumenta la solubilidad del gas (Ley de Henry)

5. Química y temperatura del agua

El agua más caliente retiene menos gas; los biofilms reducen la eficiencia de transferencia

3. Transferencia de Gas vs Eficiencia de Transferencia de Oxígeno (OTE)

También podrías encontrarte con la Eficiencia de Transferencia de Oxígeno (OTE), un caso específico de GTE utilizado en aireación y tratamiento de aguas residuales.

• GTE → se aplica a cualquier gas (oxígeno, ozono, CO₂, nitrógeno)

• OTE → específico para sistemas de oxígeno

La física subyacente es la misma.

4. Comparación de Tecnologías Comunes de Oxigenación

4.1 Aireadores de Superficie

Cómo funcionan:
Agitan la superficie del agua para introducir aire en el agua

GTE típica:
🔻 2–5%

Limitaciones:

• Extremadamente pobre transferencia de gas

• Alto consumo de energía

• El oxígeno se escapa casi instantáneamente

• Crea turbulencia pero no DO estable

Mejor para:
Aireación de emergencia, no control preciso de oxígeno

4.2 Difusores de Burbuja Gruesa

Cómo funcionan:
Grandes burbujas (>3–5 mm) liberadas desde el fondo

GTE típica:
🔻 5–10%

Limitaciones:

• Las burbujas grandes suben rápido

• Tiempo de contacto muy corto

• La mayoría del gas se escapa sin ser utilizado

Error común:
Suponer que “más burbujas” = más oxígeno (no es así)

4.3 Difusores de Burbuja Fina

Cómo funcionan:
Las burbujas más pequeñas (0.5–2 mm) aumentan el área de superficie

GTE típica:
⚠️ 15–30%

Limitaciones:

• Todavía flotan — las burbujas suben

• Las membranas se obstruyen con el tiempo

• El rendimiento se degrada con el biofilm

Realidad de la industria:
Frecuentemente se comercializan como “alta eficiencia,” pero aún así pierden la mayor parte del oxígeno.

4.4 Inyectores Venturi

Cómo funcionan:
Usan una caída de presión para introducir gas en el flujo de agua

GTE típica:
⚠️ 10–25%

Limitaciones:

• Requiere alta energía de bombeo

• Aún se forman burbujas de gas y se escapan

• La eficiencia depende mucho del flujo

4.5 Conos de Oxígeno Presurizado / Saturadores

Cómo funcionan:
Disuelven gas bajo presión antes de liberar el agua

GTE típica:
✅ 60–90%

Limitaciones:

• Alto CAPEX

• Gran huella

• Operación compleja

• Principalmente adecuado para instalaciones industriales grandes

Fortaleza:
Alta disolución — pero escalabilidad y flexibilidad limitadas.

4.6 Tecnología de Nanoburbujas

Cómo funciona:
Genera burbujas de gas ultra finas (<200 nm) que:

• No suben

• Permanecen suspendidas por días

• Disuelven gas por difusión, no por flotabilidad

GTE típica:
✅ 80–95% (a menudo acercándose al máximo teórico)

Por qué las nanoburbujas son diferentes (no solo “burbujas más pequeñas”)

Las nanoburbujas:

• Tienen flotabilidad casi nula

• Poseen carga electrostática superficial

• Crea área interfacial gas-líquido extremadamente alta

• Permanecen estables el tiempo suficiente para la disolución total del gas

Esto cambia la oxigenación de:

“las burbujas subiendo y escapando”
a
“gas almacenado y liberado dentro del agua misma”

5. Por qué es posible una GTE por encima del 100% de saturación

Los sistemas tradicionales apuntan al 100% de saturación de DO porque el exceso de oxígeno se escapa como burbujas.

Las nanoburbujas permiten:

• 200–400% de saturación de DO

• Sin burbujeo visible

• Sin desgasificación rápida

Sugerimos consultar nuestro artículo sobre esto.

Esto es crítico en:

• Hidroponía

• Acuicultura

• Reservorios de irrigación

• Agua potable para ganado

• Desinfección con ozono

6. Eficiencia Energética: El Coste Oculto de una GTE Baja

Los sistemas con baja GTE compensan:

• Aumentando el flujo de aire

• Aumentando la presión

• Aumentando el tiempo de funcionamiento

Resultado:

• Altas facturas de electricidad

• Desgaste del equipo

• Mejora marginal del DO

Los sistemas de nanoburbujas logran un mayor DO con menos gas y menos energía, porque casi cada molécula inyectada realmente se utiliza.

7. Tabla de Comparación Resumida

8. Principales Conclusiones

La eficiencia de transferencia de gas no se trata de cuánto gas inyectas —
se trata de cuánto permanece en el agua y realiza trabajo útil.