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El tratamiento de los residuos.
El primero, denominado también digestión anaerobia,
es un proceso biológico acelerado artificialmente, que
tiene lugar en condiciones muy pobres de oxígeno o en su
ausencia total, sobre substratos orgánicos. Como resultado
se obtiene una mezcla de gases formada por un 99% de metano y
dióxido de carbono y un 1% de amoníaco y ácido
sulfídrico. El gas combustible, metano, permite obtener
energía.
El compostaje es la transformación biológica de
la materia orgánica en productos húmicos conocidos
como compost y que se emplean como fertilizante. Se realiza en
presencia de oxígeno y en condiciones de humedad, PH y
temperatura controladas.
El compost se puede obtener a partir de dos tipos de materiales
:
- Residuos domésticos.
- Residuos de jardín.
En el primer caso es preciso haber separado previamente la materia
orgánica para que no presente ninguna clase de impurezas
ni lleve restos de medicinas, sustancias tóxicas, etc.
En primer lugar se procede a su molido y después se dispone
en hileras de dos metros y medio a cielo abierto. Los montones
son volteados periódicamente con el fin de facilitar la
oxigenación y evitar su fermentación anaerobia.
El volteo llega a hacerse hasta dos veces por semana mientras
la temperatura se mantiene alrededor de 55ºC y el grado de
humedad de la hilera es de entre el 50% y el 60%.
A partir del tercer volteo la temperatura se mantiene en los
25ºC indicando que ya ha finalizado la fermentación.
Esto ocurre transcurridas tres o cuatro semanas.
Después se deja otro periodo equivalente para que se
cure para luego proceder a su afino, para retirar cualquier clase
de resto (partículas metálicas, trozos de vidrio,
etc) que pudiera haber quedado.
Existen otras variantes a cielo abierto como la pila estática
aireada. Por último se han desarrollado sistemas a cubierto
con el fin de optimizar el proceso y sobre todo evitar malos olores.
La otra fuente de obtención de compost son los residuos
de jardín.
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1.2. Tratamiento de
los plásticos.
Los envases de plástico pueden someterse a tres tipos
de procesos.
- Reciclado mecánico.
- Reciclado químico.
- Valorización energética.
El primero consiste en trocear el material para introducirlo
posteriormente en una máquina extrusora-granceadora para
moldearse después por los métodos tradicionales.
Solamente puede aplicarse a los termoplásticos, que son
aquellos que funden por la acción de la temperatura. Presenta
dos problemas fundamentalmente. El primero es que el plástico
ya utilizado pierde parte de sus propiedades lo que obliga a emplearlos
en la fabricación de otro tipo de productos con menos exigencias.
El segundo es la dificultad para separar los distintos tipos de
plásticos. Para ello se han desarrollado diversos sistemas.
El segundo, reciclado químico se utiliza cuando el plástico
está muy degradado o es imposible aislarlo de la mezcla
en que se encuentra. Se define como la reacción reversible
de la polimerización hacia la recuperación de las
materias primas. Según el tipo de polímeros se distinguen
dos clases de procesos :
- Polímeros de adición. Por dos procedimientos
diferentes :
- Vía térmica. Se usan los siguientes sistemas
:
- Pirólisis.
- Gasificación.
- Cracking.
- Vía catalítica. Con los siguientes :
- Hidrogenación.
- Hidrocracking.
- Cracking.
- Polímeros de condensación. Se aplican los siguientes
:
- Hidrólisis.
- Metanólisis.
- Glicólisis.
- Otros.
Por último la valorización energética es
un tratamiento adecuado para plásticos muy degradados.
Es una variante de la incineración en la que la energía
asociada con el proceso de combustión es recuperada para
generar energía. Las plantas en las que se realiza se asemejan
a una central térmica pero difieren en el combustible que
en este caso son residuos plásticos.
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1.3. Tratamiento del
vidrio.
Los envases de vidrio se pueden reciclar sin que el material
pierda ninguna de sus propiedades. Una vez recogidos son triturados
formando un polvo grueso denominado calcín, que sometido
a altas temperaturas en un horno, se funde para ser moldeado nuevamentee
en forma de botellas, frascos, tarros, etc. que tienen exactamente
las mismas cualidades que los objetos de que proceden. El proceso
supone un ahorro de materias primas y de energía muy considerable.
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1.4. Tratamiento del
papel y cartón.
Consiste en la recuperación de las fibras de celulosa
mediante separación en soluciones acuosas a las que se
incorporan sustancias tensioactivas con el fin de eliminar la
tinta. La tinta queda en la superficie del baño y se puede
separar con facilidad.
Una vez retirada la tinta, se somete la suspensión de
las fibras a un secado sobre una superficie plana, para recuperarlas.
Después se las hace pasar por unos rodillos que las aplanan
y compactan, saliendo finalmente la lámina de papel reciclado.
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1.5. Tratamiento de
los metales.
Los envases de acero estañado, más conocidos como
hojalata, son perfectamente reciclables, se emplean en la fabricación
de otros envases o como chatarra en las fundiciones siderúrgicas
después de haber sido desestañada la hojalata. Todo
el acero recuperado se recicla por las necesidades de las acerías.
El proceso de reciclado de la hojalata reduce el consumo energético
de forma muy notable.
Los envases de aluminio se consideran materia prima en los mercados
internacionales. Su reciclado supone un elevado ahorro energético
y los materiales obtenidos mantienen sus propiedades al fundirse
repetidas veces. Para separarlos del resto se utiliza un mecanismo
denominado de corrientes inducidas de Foucault que proyecta hacia
fuera de la cinta transportadora los envases de aluminio, pega
a ésta los férricos y deja igual a los demás.
En combinación con sistemas de electroimanes sirve para
completar la separación de los metales.
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1.6. Tratamiento de
los tetrabrik.
Se reciclan de dos maneras :
- Reciclado conjunto. Dando lugar a un material aglomerado denominado
Tectán®.
- Reciclado por separado. Los componentes se aprovechan de modo
independiente.
En éste último se separan las fibras de celulosa
del polietileno y del aluminio en un hidropulper por frotamiento.
Tras finalizar el proceso se vacía el hidropulper por su
parte inferior através de un filtro que deja pasar el agua
y la fibra de celulosa.
Con la recuperación de ésta se ha reciclado un
80% en peso del envase. Para aprovechar el resto se puede recuperar
de forma conjunta obteníéndose una granza de polietileno
reforzada por el aluminio. Este resto también se usa como
combustible en las cementeras, ya que el polietileno es buen combustible
y el aluminio oxidado suple a la bauxita, ingrediente del cemento.
Por último para separar el polietileno del aluminio se
pueden usar disolventes, recuperando de la disolución el
polietileno. También se puede recuperar el aluminio por
combustión.
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1.7. Otros residuos.
Los neumáticos pueden sufrir diferentes procesos:
- Recauchutado.Con lo que puede volver a utilizarse. Consiste
en volver a realizar el dibujo gastado.
- Corte. Para que mediante un fundido a presión se puedan
fabricar felpudos, zapatillas, etc.Trituración. Con dos
variantes:
- Trituración a temperatura ambiente.
- Trituración criogénica.
Ésta última utiliza bajas temperaturas por
debajo de su temperatura de transición vítrea
convirtiéndolo en un material frágil y quebradizo.
Se obtiene así un grano fino y homogéneo.
- Triturado se emplea en :
- Como caucho asfáltico. Mejora el drenaje de la
capa asfáltica así como prolonga la duración
del pavimento y reduce su fragilidad.
- Como hormigón de asfalto modificado.
- Como combustible en grano. El caucho compuesto por un
83% de carbono en peso tiene una capacidad calorífica
de 35MJ/kg. La combustión debe estar muy controlada
porque los neumáticos contienen azufre.
- Pirólisis.
- Utilización en el compostaje de fangos. El neumático
triturado se utiliza para favorecer la oxigenación
y el compostaje.
Las pilas presentan diversos grados de potencial contaminante.
Según su composición y tipo tendrán como
destino el reciclado o el depósito controlado en un depósito
de seguridad.
Son reciclables las pilas botón de óxido de mercurio,
óxido de plata y las de níquel-cadmio. El mercurio
se recupera mediante un proceso de destilación.
Los aceites de automoción usados son residuos peligrosos.
Contienen productos de la degradación de los aditivos que
se les añaden como fenoles, compuestos de cloro, hidrocarburos
polinucleares aromáticos clorados (PCB), compuestos de
plomo, etc. Son procesados por destilación que permiten
obtener nuevamente aceites de una calidad comparable a los obtenidos
del crudo petrolífero.
Por último los residuos voluminosos como muebles, electrodomésticos
son recuperados por particulares y asociaciones que los reparan
y revenden o utilizan. Hay que hacer la salvedad de que ciertos
electrodomésticos de línea blanca como frigoríficos
deben tratarse para su desguace por personal especializado por
contener CFC, PCB, etc. Igualmente el material electrónico
debe ser tratado de forma especial para evitar que dañe
el medio ambiente.
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2. La valorización
energética.
La incineración de basuras está ampliamente extendida
en algunos países como Dinamarca, que incinera hasta un
56% de sus RSU. Los Países Bajos y Suecia incineran un
30% y los Estados Unidos sólo un 16%. En nuestro país
existen 22 plantas incineradoras que queman un 6% de los residuos.
La incineración consiste en la oxidación total
de los residuos en exceso de aire y a temperaturas superiores
a 850ºC según la normativa europea. Se realiza en
hornos apropiados con aprovechamiento o no de la energía
producida en cuyo caso se habla de valorización energética.
Los elementos que componen una planta de incineración
de residuos urbanos son :
- Foso receptor.
- Tolvas de carga.
- Alimentadores del horno.
- Horno u horno caldera si se produce energía.
- Cámara de combustión.
- Inyección de aire (comprimido).
- Circuito de agua.
- Turbo grupo si se produce energíaSistema de depuración
de gases.
- Sistema de evacuación de gases (chimenea).
- Sistema de captación de partículas.
- Sistema de enfriamiento de escorias y cenizasSistemas de estabilización
de escorias y cenizas.
- Vertedero controlado para los residuos (escorias, cenizas,
etc).
En la figura se esquematiza la instalación de una planta
de valorización energética, en la que el combustible
habitual de la misma, usualmente carbón se ha sustituido
por RSU El vapor de agua producido se emplea en la producción
de electricidad o para calefacción doméstica.
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2.1. Ventajas e inconvenientes de la valorización.
La valorización presenta una serie de ventajas :
- Reducción del volumen de la basura hasta en un 90 %.
- Recuperación de energía.
- Las cenizas son más estables que los residuos de partida.
La valorización energética de los residuos consiste
en la obtención de energía a partir de su combustión.
El poder calorífico de los residuos es variable, en el
caso de los plásticos hidrocarbonados se estima que es
comparable a la de los derivados del petróleo con algunas
ventajas medioambientales como la de no generar óxidos
de azufre, causantes de la lluvia ácida. Sin embargo la
combustión de P.V.C genera un 50% de energía que
los anteriores.
Los inconvenientes que se presentan :
- La combustión indiscriminada de la basura sin separación
produce como efecto de la combustión determinados productos
muy tóxicos. La presencia de PVC en la mezcla, aporta
a los gases de combustión ácido clorhídrico
que en presencia de materia orgánica puede originar productos
tóxicos derivados de las dioxinas y de los dibenzofuranos.
- Las cenizas producto de la combustión contienen metales
pesados, tales como el cadmio en cantidades consideradas peligrosas
y deben recibir un tratamiento especial como residuos peligrosos.
- Como consecuencia de los dos puntos anteriores es necesario
hacer cuantiosas inversiones tecnológicas.
- Si se incineran materiales reciclables por otros procedimientos
se produce un consumo de recursos valiosos.
Como respuesta a estos problemas la tecnología de la incineración
se ha desarrollado mucho los últimos años con el
fin de reducir las emisiones de gases y humos. Las incineradoras
operan a temperaturas elevadas con el fin de destruir dioxinas
y furanos, normalmente lo hacen a 1000ºC. Por otro lado y
para garantizar la composición de los gases emitidos incorporan
unidades de lavado y filtros adecuados. Todo ello regulado por
una estricta normativa tanto europea como nacional.
Existen varias tecnologías de proceso : parrilla, lecho
fluidizado y plasma. El objetivo de todas ellas es el de conseguir
la combustión total y emitir a la atmósfera tan
sólo dióxido de carbono y agua, después de
haber quedado retenidos los metales pesados, gases ácidos
y partículas generadas durante el proceso de combustión.
De todas ellas la tecnología del lecho fluidizado permite
emisiones por debajo de los límites establecidos. Se emplea
un buen contacto en una cámara de postcombustión
del comburente con un lecho de arena calentado a 850ºC en
presencia de un porcentaje superior al 6% de oxígeno en
un periodo de al menos dos segundos.
Recientemente la compañía Solvay, fabricante de
productos clorados, entre ellos el PVC, ha desarrollado una tecnología
de combustión (NEUTREC®) que garantiza el control de
los gases emitidos a la atmósfera y la recuperación
de las cenizas generadas. El proceso se basa en la incorporación
de bicarbonato sódico por vía seca en la corriente
gaseosa. Se logran así grandes mejoras con respecto a los
procesos húmedos y semisecos empleados anteriormente. La
novedad radica en la posibilidad de separar los productos sólidos
residuales de su contenido en metales pesados y compuestos orgánicos
y reciclarlos en la industria química.
Los gases han de estar en contacto con el bicarbonato sódico
durante dos segundos a temperaturas mayores de 140ºC para
conseguir la neutralización completa. A continuación
los gases pasan por los filtros de mangas para retener partículas
de polvo y en uno de ellos existen partículas de carbón
activo para retener los metales pesados las dioxinas y los furanos.
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2.2. Otras formas de
valorización.
Son fundamentalmente dos :
La pirólisis es un proceso térmico realizado en
ausencia de oxígeno y a una temperatura próxima
a los 400ºC. En él se genera :
- Una mezcla de gases hidrocarbonados y algo de monóxido
de carbono.
- Mezcla de hidrocarburos líquidos.
- Un sólido carbonoso que presenta incrustaciones de
elementos inertes que no pirolizan como piedras, vidrio, metales,
etc.
Por último la gasificación consiste en la oxidación
del residuo en atmósfera empobrecida para conseguir una
combustión parcial. Se tiene experiencia en materiales
homogéneos.
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3. Vertederos
sanitariamente controlados.
Una vez realizados todos los tratamientos anteriores todavía
persiste una fracción de los residuos denominada rechazo,
que no se ha podido reciclar o valorizar y cuyo destino final
es el vertedero controlado.
Un vertedero se considera sanitariamente controlado cuando se
toman las medidas necesarias para evitar que resulte nocivo, molesto
o cause deterioro al medio ambiente.
Consiste en una depresión del terreno natural o artificial
en la que se vierten, compactan y recubren con tierra diariamente
los residuos acumulados. En el fondo se trata de un tratamiento
biológico de los desechos. En ausencia de oxígeno
se produce una descomposición anaerobia de los mismos que
degrada la materia orgánica a formas más estables
y da lugar a la formación de biogás, mezcla de gases
entre los que destaca el metano. En función de cómo
se dispongan los residuos y la tierra de cubrición, de
lo que resulta el grado de compactación, se distinguen
tres tipos de vertederos:
- De baja densidad.
- De media densidad.
- De alta densidad.
En los primeros los residuos se extienden y compactan en capas
de 1,5 a 2,5 m de espesor que se cubren con una capa de tierra
diaria de 20-30 cm. Es necesaria la cubrición diaria. La
densidad que resulta es de unas 0,5 Tm/m2. En los de densidad
media, con densidades de 0,8 Tm/m2, las capas de residuos tienen
espesores inferiores a los de baja densidad y no necesitan una
cubrición tan frecuente. El espesor de las capas de residuos
en los de alta densidad es aún más pequeño
que en los dos casos anteriores, lo que unido a la utilización
de compactadores potentes da como resultado densidades de aproximadamente
1 Tm/m?.
En la planificación de un vertedero controlado es preciso
considerar una serie de factores :
- Relativos a la ubicación del vertedero :
- Naturaleza hidrogeológica del terreno.
- Topografía del terreno.
- Condiciones climatológicas.
- Dirección del viento.
- Distancia de la zona de recogida.
- Presencia de núcleos habitados.
- Relativos a las instalaciones :
- Tamaño del vertedero.
- Red de drenaje eficaz.
- Sistema de impermeabilización adecuado.
- Sistema de recogida y tratamiento de los lixiviados.
- Sistemas de evacuación y tratamiento de los gases
producto de la fermentación anaerobia, biogás.
- Control sanitario de plagas.
- Vallado de las instalaciones.
- Accesos y control de entradas y salidas
- Relativos al funcionamiento :
- Ruidos.
- Malos olores.
- Contaminación del aire.
- Prevención de incendios.
- Cumplimiento de las previsiones en cuanto a los grosores
de las capas de residuos y de cubrición.
- Prevención del impacto paisajístico y sobre
la fauna salvaje.
- Plan de recuperación medioambiental del vertedero una
vez concluida su vida útil.
Como consecuencia del tratamiento recibido se reduce el impacto
medioambiental del vertido incontrolado. Al recubrir la basura
con tierra se reduce la proliferación de plagas y la emisión
de malos olores. Como no se quema la basura incontroladamente
se reduce la contaminación del aire. No obstante siguen
siendo muchos los inconvenientes :
- Ocupación del territorio. Los vertederos ocupan grandes
extensiones de terreno relativamente próximas a los núcleos
urbanos. Según algunas estimaciones la basura producida
por una población de 10.000 personas ocuparía
en un año una superficie de una hectárea a 1,2
m de profundidad. A mayor distancia aumentan los costes de transporte
proporcionalmente y aumentan las emisiones de gases de efecto
invernadero producidos en el transporte.
- Con frecuencia los vertederos ocupan ecosistemas valiosos.
En ocasiones, áreas húmedas de alto valor ecológico
se han convertido en vertederos.
- Los vertederos requieren excavaciones y grandes movimientos
de tierra que consumen gran cantidad de energía.
- Se producen lixiviados, que son líquidos de composición
variada producto de la descomposición y que se movilizan
por la acción del agua de lluvia que se infiltra en el
vertedero y deben ser evacuados y tratados para evitar la contaminación
de las aguas subterráneas.
- En los vertederos controlados se produce metano fruto de la
descomposición anaerobia de los materiales orgánicos,
ya que los materiales están enterrados. Existe un riesgo
de explosión que debe ser evitado captando los gases
resultantes. Además el metano es uno de los responsables
del efecto invernadero.
- Supone un derroche de recursos que podrían volver a
entrar en el sistema productivo y cuya transformación
supone un ahorro considerable en materias primas, energía
e impacto medioambiental fruto de su extracción.
- Los vertederos generan un altísimo rechazo social.
Son fuente de molestias de todo tipo para la población
ruido, contaminación, impacto visual, etc.
A pesar de esta problemética existen medidas factibles
para reducir el impacto de los vertederos :
- La compactación de la basura puede reducir el coste
energético y económico de su transporte y vertido.
Con la tecnología actual se puede reducir la basura en
volumen en un 60%.
- Existen sistemas de transporte neumático que pueden
reducir en áreas de gran densidad los costes.
- El problema de los lixiviados puede reducirse con una adecuada
planificación de la localización de los vertederos
lejos de los acuíferos y las masas de agua superficial.
Paralelamente son imprescindibles sistemas de drenaje que capten
los lixiviados y los sometan a tratamiento. Éste puede
ser:
- Por aspersión. Se procede a la aspersión
de los lixiviados sobre :
- Superficies de vertido ya clausuradas con objeto de
que se airee, evapore o sea absorbido.
- Sobre el propio vertedero en zonas debidamente dotadas
de una cubierta vegetal adecuada. Así se airean
los lixiviados y la superficie actúa como un
lecho bacteriano que ayuda a su desaparición.
- Tratamientos físico-químicos :
- Absorción.
- Oxidación.Precipitación.
- Coagulación-floculación.
- Percolación sobre escorias producto de la incineración
de los residuos urbanos.
- Transferencia a sistemas de depuración de aguas
residuales urbanas :
- Depuradoras convencionales.
- Lagunas anaerobias.
- Sistemas de lodos activados.
- Sistemas de lechos bacterianos.
- El biogás puede ser captado y aprovechado como fuente
de energía, obteniéndose así ingresos suplementarios
y evitándose emisiones indeseadas.
- Hay que realizar la correcta impermeabilización del
vertedero para evitar fugas subterránea.
- Con las medidas correctoras necesarias es posible recuperar
medioambientalmente el espacio anteriormente ocupado por un
vertedero. Un ejemplo lo tenemos en el proyecto de recuperación
del verterdero de Valdemingómez, que durante más
de veinte años sirvió para acumular la basura
producida por tres millones de madrileños y que está
en la actualidad en fase de recuperación para convertirlo
en un parque forestal.
Para terminar hay que indicar que el vertido controlado se considera
como la última posibilidad y la menos deseable de todas.
Se ha eliminado por completo cualquier forma de vertido incontrolado
o de vertido al mar. Éste se ha convertido con demasiada
frecuencia en el receptor de vertidos de aguas residuales, residuos
industriales, tóxicos y radioactivos. Centrándonos
en la materia de nuestro estudio muchas ciudades costeras en el
mundo optaron en el pasado por verter sus residuos en el mar.
Afortunadamente estas prácticas están cayendo progresivamente
en desuso a pesar de algunos intentos de camuflarlas detrás
de la construcción de islas de basura donde albergar edificios,
infraestructuras, etc. en algunos países del mundo especialmente
en Oriente.
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4. Bibliografía
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