Tecnologías de Procesamiento y Valorización de Residuos Sólidos Urbanos

Procesamiento y Valorización de Residuos Sólidos Urbanos (RSU)

Este documento detalla las principales tecnologías y métodos empleados en la separación, transporte y procesamiento termoquímico de los Residuos Sólidos Urbanos (RSU), buscando su valorización y una gestión más eficiente.

Separación y Procesamiento Físico de RSU

Por Tamaño

La trituración o reducción mecánica de tamaño es un proceso fundamental para obtener un producto final más uniforme a partir de materiales no seleccionados o recuperados. Las tecnologías empleadas incluyen:

• Molino de martillos
• Trituradora cortante
• Molino batiente: similar al de martillos, pero solo proporciona trituración gruesa (conocidos como rompedores de bolsas)
• Trituradora de vidrio
• Trituradora de madera

El cribado permite separar materiales de diferente tamaño o características. Los equipos más comunes son:

• Criba vibratoria
• Criba de tambor giratorio (trómel)
• Criba de discos

Por Densidad

La densificación (compactación) es crucial para aumentar la densidad de los materiales recuperados, reduciendo significativamente los costes de transporte y almacenamiento. Ejemplos de equipos son:

• Embaladoras
• Prensas de latas (para aluminio y hojalata)

Por Campo Eléctrico o Magnético

La separación se realiza según la carga electrostática y la permeabilidad magnética de los materiales. Esta técnica es eficaz para:

• Separación de plásticos y papel
• Separación de materiales férreos y no férreos

Transporte

El transporte de RSU se realiza mediante diversas tecnologías:

• Cintas transportadoras: Utilizadas para transportar residuos sólidos.
  • Cinta transportadora de arrastre sobre engranajes
  • Cinta transportadora vibratoria
• Transportadoras neumáticas: Para el transporte de materiales utilizando aire.
  • Sistemas de transporte a vacío
  • Sistemas de transporte a sobrepresión

Combustibles Derivados de Residuos (CDR)

Los CDR son combustibles preparados a partir de residuos peligrosos o no peligrosos que pueden presentar un estado físico líquido o sólido, aptos para la valorización energética.

Procesos Termoquímicos

Los procesos termoquímicos son métodos avanzados para el tratamiento de residuos, incluyendo la combustión, gasificación, plasma y pirólisis.

Combustión o Incineración

Es un procesamiento térmico (850-1400ºC) de residuos mediante oxidación con oxígeno (aire) en exceso sobre el estequiométrico, con producción de energía. Transforma los residuos en:

• Gas caliente
• Residuo sólido: ceniza y escoria de menor peso (reducción del 70%) y volumen (reducción del 90%). Estos pueden destinarse a vertederos controlados, permitiendo la recuperación de metales pesados, y el resto puede someterse a otros procesos.

Horno de Parrillas

Este tipo de horno cuenta con parrillas en el fondo y paredes de ladrillo refractario. Para mejorar la combustión, se inyecta aire secundario encima de la parrilla. El aire se precalienta con gas de combustión hasta temperaturas de 200-250ºC.

Horno de Lecho Fluidizado

Utiliza un lecho de arena, alúmina y/o CaCO₃. El aire se inyecta por la parte inferior, generando un burbujeo (lecho burbujeante) o una circulación (lecho circulante). La temperatura se mantiene entre 800-900ºC.

Ventajas:

• Alto rendimiento térmico
• Temperatura uniforme en el lecho
• Depuración de gases ácidos por adición de reactivos en el lecho
• Muy versátiles, aptos para RSU, fangos de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) o residuos industriales

Gasificación

La gasificación es la descomposición térmica de residuos con defecto de oxígeno (aproximadamente el 30% del estequiométrico). Ofrece:

• Mayor eficiencia energética y más flexibilidad en los productos a tratar.
• Un caudal de gas emitido inferior al de la incineración, con un poder calorífico de 4-6 MJ/m³.
• Temperaturas superiores a 750 ºC.
• Diferentes tecnologías aplicables a la fracción resto de los RSU.

Tipos de gasificadores:

• Lecho fijo en corrientes paralelas o a contracorriente
• Lecho fluidizado, que puede ser circulante o burbujeante

Productos obtenidos:

Gas de síntesis compuesto por CO, H₂, CO₂, CH₄, N₂, H₂O, y contaminantes como partículas, alquitranes, NH₃, SH₂, entre otros.

Gasificación por Plasma

En este proceso, se inyecta aire u otro gas comprimido a través de una antorcha, utilizando el calor generado para gasificar los residuos. Se mantiene un arco eléctrico entre dos electrodos.

El bombardeo del gas con un flujo de electrones de alta densidad ioniza el gas (formando electrones e iones) y produce el plasma. Esto resulta en la disociación total del residuo, obteniendo:

• Componentes principales del gas de síntesis: CO₂ + H₂
• Materia inorgánica: vitrificada en un vidrio basáltico inerte, no lixiviable y apto para uso industrial.