Tecnologías
El avance tecnológico experimentado por la humanidad en las últimas décadas, no ha sido ajeno a la necesidad del ser humano de gestionar los residuos que produce y que debe valorar como uno de los grandes problemas a los que se enfrenta el hombre moderno.
Son muy numerosos los aparatos, equipos y sistemas eléctricos y electrónicos que actualmente contribuyen a la buena gestión de los desechos que produce nuestra sociedad. Hasta tal punto que es imposible tratarlos todos en una obra como ésta, por tal motivo se han seleccionado algunas de las tecnologías más interesantes de las que existen actualmente y se van a estudiar a continuación:
a. Recogida neumática de residuos.
Se trata de un invento sueco que se implantó por primera vez a gran escala en 1967 en Sundbyberg, un suburbio de Estocolmo, y que consiste básicamente en transportar los desechos a través de tuberías por donde fluyen corrientes de aire, desde el lugar donde se producen hasta un centro de gestión.
La novedad es que no hay contenedores en el origen, sino unas trampillas (o buzones) colocadas en los lugares donde se generan los residuos (viviendas, oficinas, establecimientos…) y que están conectadas a esa red de tuberías subterráneas, por las que el aire empuja a los residuos hasta la central de recogida. Este sistema suele estar controlado por un equipo informático, que acciona los ventiladores o turboextractores, y abre y cierra las válvulas para el paso de las corrientes de aire que transportan la basura. Estas válvulas se encuentran normalmente en los sótanos de los edificios, en recintos habilitados para el fácil acceso desde el exterior, o en la misma vía pública.
Una vez en las instalaciones de destino, los residuos caen en grandes contenedores dónde se almacenan hasta que son vaciados para pasar a la siguiente fase (que puede ser el transporte a un centro mayor, el reciclaje, la valorización energética, la eliminación…).
Actualmente, en un mismo punto de vertido suele disponerse de varios buzones, según el tipo de residuo que se vaya a desechar (envases, papel, vidrio…). La instalación general es común, pero el sistema es capaz de derivar las basuras a contenedores diferentes ya en el centro de recepción, según por la trampilla que hayan entrado y por medio de un ciclón separador. Por último, un compactador los empuja al interior de sus respectivos contenedores para su traslado a un centro de tratamiento si este no se encuentra en la misma instalación.
- Consejo: Poner en el buscador de vídeos “recogida neumática de basuras Valdespartera”.
Tiene entre otras ventajas la de sustituir al sistema de recogida convencional de basura (mediante vehículos) por lo que evita los ruidos que se producen durante las maniobras de vaciado de contenedores, ocupa menos espacio, reduce los malos olores, suprime la presencia de focos de enfermedades, etc.
b. Plantas de compostaje y gasificación.
El compostaje al que nos referimos aquí, es el proceso de descomposición biológica aerobia (en presencia de oxígeno) de la fracción orgánica de los residuos, por el cual se obtiene un producto final utilizable como abono orgánico. El uso de este producto puede estar limitado a determinados fines, por la legislación vigente en cada país, normalmente conforme al origen de los residuos desde los que se ha extraído (por ejemplo la prohibición del uso de compost procedente de residuos urbanos para uso agrícola). Pero estas limitaciones van cayendo conforme avanza la tecnología y los análisis demuestran que se pueden obtener abonos orgánicos de calidad a partir de residuos como los restos de poda y jardinería, los forestales, los animales, etc.
Son ya numerosos los sistemas mecanizados que se emplean en el compostaje de la materia orgánica contenida en los residuos:
- Compostaje en pilas dotados con cargadores o máquinas de mezcla/ revuelta.
- Compostaje en contenedores que se pueden levantar y mover con la ayuda de grúas.
- Compostaje en túneles con equipo automático de mezcla/ revuelta, que compensa la perdida de volumen durante la fermentación.
- Etc.
Además ha irrumpido con fuerza el llamado vermicompostaje, que consiste básicamente en la digestión de la materia orgánica biodegradable por parte de ciertos tipos de lombrices (entre ellas la lombriz roja californiana), de lo que resulta un producto (el vermicompuesto o lombricompuesto) que puede ser usado como fertilizante y regenerador del suelo. Apenas cuenta con algunas plantas experimentales en el conjunto de la Unión Europea, pero la sencillez tecnológica de esta práctica (se trata de compostar a la manera tradicional, en pilas o en lechos) y sus buenos resultados (las lombrices llegan a consumir consume hasta el 90% de su peso diariamente, excretando hasta el 60% en forma de vermicompuesto), hacen prever un incremento exitoso de estas instalaciones en cuestión de años.
Otra alternativa es la gasificación de esa fracción orgánica. Se trata de un proceso termoquímico que, en presencia de un agente gasificante (aire, oxígeno y/o vapor de agua), transforma la materia orgánica en un gas combustible de bajo poder calorífico pero de calidad aceptable, que puede emplearse como combustible (en el caso de emplear hidrógeno se obtiene un gas rico en metano que puede llegar a sustituir al gas natural).
El proceso tiene lugar en una cámara cerrada y a una presión algo inferior a la atmosférica. Estos reactores tienen que ser resistentes a gases inflamables (como el hidrógeno) y tóxicos (como el monóxido de carbono), por lo que se necesitan equipos muy complejos y caros, además de un personal altamente cualificado para su manejo.
Frente a la gasificación termoquímica se encuentra la biometanización que es un proceso de descomposición biológico y anaerobio (en ausencia de oxígeno), producido por determinados microorganismos y bacterias sobre la materia orgánica contenida en los residuos, y por el que se obtiene un compuesto rico en metano.
Este proceso tiene lugar en digestores, recipientes estancos dotados de un sistema de recogida del biogás. El principal problema que presenta este tratamiento es que no es definitivo, sino que como resultado se obtiene un residuo sólido (digestato) a partir del cual se puede obtenerse compost.
c. Incineradoras.
Se trata de instalaciones industriales donde se lleva a cabo la oxidación térmica controlada de los desechos, en áreas cerradas y a temperaturas que normalmente oscilan entre los 850º C y los 1100º C.
Es la fracción orgánica de los residuos la que se incinera, reduciéndose el volumen de residuos a gestionar (que quedan reducidos a cenizas y escorias inorgánicas) y obteniéndose energía (en su caso). Es fundamental valorar la instalación de dispositivos de control de oxígeno, cámaras de postcombustión (para evitar la emisión al ambiente de productos orgánicos no quemados), equipos de depuración de gases, etc.; en previsión de los impactos que podrían llegar a producirse si no se instalaran.
El proceso en una planta incineradora comienza con la llegada de los residuos a la misma, tras depositarlos sobre la zona de recepción son separados y clasificados (si no lo han sido antes), y llevados (por medios automáticos o manuales) a la caldera de combustión.
Si la incineración es el método de valorización energética elegido para estos residuos, la caldera estará comunicada con un intercambiador de calor, dónde los gases generados a elevada temperatura entrarán en contacto con un fluido térmico hasta calentarlo (si lo que se quiere conseguir es agua caliente) o incluso evaporarlo. Éste vapor, puede ser utilizado directamente como energía térmica (para fines industriales, en alimentación, climatización…) o abastecer a unas turbinas de vapor que conectadas a un generador producirán energía eléctrica.
Por último, los gases procedentes de la incineración pasan a través de una serie de filtros que retienen las partículas y sustancias que lleven asociadas, antes de ser expulsados por las chimeneas.
Las cenizas resultantes de la combustión deben ser retenidas durante las diferentes fases de limpieza y filtración, y acumuladas en depósitos controlados para su gestión posterior, normalmente fuera de la planta incineradora.
Para la combustión en las incineradoras, los hornos más empleados son los:
1. De parrilla: Se llaman así porque incluyen parrillas que pueden ser de barras fijas o móviles, de rodillos o de cintas, y que mueven los residuos en el interior de la cámara de combustión, lo cual favorece la mezcla de los residuos y mejora las condiciones para la quema. Son los más utilizados para residuos de origen urbano.
En el interior de estos hornos se desarrolla el proceso de combustión en dos etapas. Primeramente los residuos se introducen en una cámara primaria y son incinerados en ausencia de oxígeno (pirólisis). Tras esta etapa viene una segunda fase en la que los humos y productos resultantes de la pirólisis (hidrocarburos y monóxido de carbono fundamentalmente), pasan a la cámara de postcombustión donde se mantienen a temperaturas más elevadas que en la primera fase, gracias al aporte de combustible auxiliar en la mayoría de los casos. Gracias a las altas temperaturas y a la atmósfera oxidante en la que se desarrolla el proceso, puede completarse la oxidación térmica de la fracción orgánica entrante.
2. Rotativos: Son capaces de quemar residuos en cualquier estado físico y con amplios márgenes de funcionamiento. La primera cámara de estos hornos consiste en un cilindro de eje horizontal dotado de cierta inclinación. A ésta acceden los residuos por su extremo superior y la rotación transporta los residuos por gravedad a lo largo de toda la cámara, proporcionando además las condiciones deseables de mezcla y exposición al calor de combustión, incrementando así la eficacia de la destrucción. El cilindro se acopla a su vez a una cámara de postcombustión provista de quemadores, donde se terminan de destruir los componentes orgánicos volátiles. Son los más usados a escala industrial para la incineración de residuos peligrosos.
3. De lecho fluidizado: Se llaman así por presentar un lecho de arena o alúmina, en el fondo de la cámara de combustión. El lecho es precalentado por medio de quemadores de combustible auxiliar, que se encuentran en la parte inferior. Tras esta fase viene la de arranque, en la cual los gases calientes pasan a través del lecho de arena a alta velocidad, de forma que la mezcla turbulenta de los gases y el aire de combustión hacen que la arena entre en suspensión, adquiriendo la consistencia de un medio fluido. El residuo se introduce dentro de este medio y comienza a oxidarse.
Al final la mayor parte de las cenizas quedan en el lecho, si bien algunas pueden ser arrastradas hasta el sistema de depuración de emisiones, y el calor generado es suficiente para quemar los contaminantes que salen arrastrados del lecho. Este horno es el único de los estudiados que tiene una sola etapa de combustión (el resto poseen dos) y se utiliza principalmente para la quema de residuos urbanos (en pequeños volúmenes).
En las incineradoras actuales, la recuperación de la energía calorífica de los gases de combustión para la producción de vapor es muchas veces determinante para la viabilidad económica de las instalaciones.
Producir vapor, agua caliente o (incluso) energía eléctrica, para el consumo propio de la planta, para otras instalaciones industriales o (en el último caso) para la venta a la red eléctrica, abaratará considerablemente los gastos de explotación de la instalación.
