MANEJO DE DESECHOS SÓLIDOS CAPÍTULO 5: SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS INGENIERÍA CIVIL Y GERENCIA DE CONSTRUCCIONES

Tratamientos Físicos Separación de componentes para el reciclaje Para una mejor calidad de los materiales, éstos deben ser separados en la fuente Se realiza también separación en instalaciones de tipo industrial Premisas: recolección diferenciada de residuos infecciosos, barrido y escombros Tamaño de la planta Separación manual Recolección diferenciada de los residuos reciclables Presencia de un mercado fuerte y diverso Problemática socio ambiental de los recicladores Comparación de cantidades reciclables y no reciclables

Tratamientos Físicos Separación de componentes para el reciclaje (Ventajas) Conservación de los recursos naturales Ahorro de energía Economía en el transporte Prolonga la vida útil de los rellenos sanitarios Generación de ingresos y fuentes de empleo Concienciación de la población sobre los problemas sociales ambientales

Tratamientos Físicos 2. Reducción de volumen (compactación) En la fuente En el vehículo recolector En el relleno sanitario: manual, tractor, rodillo compactador (“pata de cabra”)

Tratamientos Físicos 3. Reducción de tamaño (trituración) Residuos de cocina Neumáticos Podas, ramas y similares Materia orgánica (previo a otro proceso)

Tratamientos Químicos 1. Combustión / incineración / termo destrucción controlada La incineración se define como un proceso térmico que conduce a la reducción en peso y volumen de los residuos sólidos mediante la combustión controlada en presencia de oxígeno. El objetivo es reducir el volumen de los RS transformándolos en materiales sólidos, gaseosos y líquidos, que pueden ser más manejables para su disposición final. 𝑹𝒆𝒔𝒊𝒅𝒖𝒐𝒔 𝒔ó𝒍𝒊𝒅𝒐𝒔+𝑶𝒙í𝒈𝒆𝒏𝒐 𝑵 𝟐 + 𝑪𝑶 𝟐 + 𝑯 𝟐 𝑶+ 𝑶 𝟐 +𝑪𝒆𝒏𝒊𝒛𝒂𝒔+𝑪𝒂𝒍𝒐𝒓

Tratamientos Químicos – INCINERACIÓN DESECHOS COMO COMBUSTIBLE

Tratamientos Químicos – INCINERACIÓN DESECHOS COMO COMBUSTIBLE

Tratamientos Químicos – INCINERACIÓN DESECHOS COMO COMBUSTIBLE

Tratamientos Químicos – INCINERACIÓN DESECHOS COMO COMBUSTIBLE El poder calorífico inferior de los desechos debe ser al menos 6MJ/kg a lo largo de todo el año. Proyecciones de generación y composición de los desechos deben ser establecidas. La cantidad anual de desechos a ser incinerados no debe ser menor que 50000 toneladas métricas, y las variaciones semanales de desechos que llegan a la planta no debe exceder de 20%. The lower calorific value differs from the upper calorific value by the heat of condensation of the combined water vapors, which comes from the fuel´s moisture content and the hydrogen released through combustion.

Tratamientos Químicos – INCINERACIÓN DESECHOS COMO COMBUSTIBLE – PODER CALORÍFICO INFERIOR

Tratamientos Químicos – INCINERACIÓN DESECHOS COMO COMBUSTIBLE – PODER CALORÍFICO INFERIOR Hawf: poder calorífico libre de cenizas y agua (poder calorífico de la fracción combustible)

Tratamientos Químicos - Incineración En la combustión de los RS se genera calor, el cual puede ser aprovechado como fuente de energía: Unión Europea 455 WTE (Waste to Energy) plantas tratan aproximadamente el 20% de los RS Electricidad 400 kWh/ton (para 13 millones de habitantes) Calefacción 1000 kWh/ton (para 12.5 millones de habitantes) EEUU 86 WTE plantas tratan aproximadamente el 12% de los RS 550 kWh/ton

Tratamientos Químicos - Incineración TIPOS DE INCINERADORES Con tratamiento previo (eliminar elementos no combustibles) Sin tratamiento previo: incineración en masa Parrillas de incineración Calderas de recuperación térmica Sistemas de limpieza de gases

Tratamientos Químicos

Tratamientos Químicos

Tratamientos Químicos - Incineración COSTOS Y FINANZAS Planta grande : 320000 ton/año Inversión: 142 millones de dólares Tratamiento: 60 dólares/ton Planta mediana: 150000 ton/año Inversión: 88 millones de dólares Tratamiento: 70 dólares/ton

Tratamientos Químicos - Incineración Ventajas / Desventajas

Tratamientos Químicos 2. Pirólisis Pirólisis es el procesamiento térmico de residuos en ausencia total de oxígeno. Utiliza una fuente de combustible externa para conducir las reacciones endotérmicas 𝟑 𝑪 𝟔 𝑯 𝟏𝟎 𝑶 𝟓 𝟖 𝑯 𝟐 𝑶+ 𝑪 𝟔 𝑯 𝟐 𝑶+𝟐 𝑪𝑶 𝟐 + 𝑪𝑯 𝟒 + 𝑯 𝟐 +𝟕𝑪 La mayoría de productos que se obtienen en este proceso son orgánicos y por lo tanto son fuentes potenciales de energía. La cantidad y composición de estos productos son funciones de la composición de los RS y de la temperatura y presión aplicada al proceso. El proceso de pirólisis se lleva a cabo típicamente en tres etapas: combustión, pirólisis y secado. Normalmente las tres fases ocurren simultáneamente en el reactor.

Tratamientos Químicos 2. Pirólisis

Tratamientos Químicos 2. Pirólisis

Tratamientos Químicos 3. Gasificación El término gasificación describe el proceso de combustión parcial en el que un combustible es quemado a propósito con menos aire que el estequiométrico. La gasificación es una técnica energéticamente eficaz para reducir el volumen de los residuos sólidos y recuperar energía ya que el proceso implica la combustión de un combustible carbonoso para generar un combustible rico en gas con altos contenidos de monóxido de carbono, hidrógeno y algunos hidrocarburos saturados, principalmente metano (syngas).

Tratamientos Químicos 3. Gasificación Durante el proceso de gasificación se producen cinco reacciones principales: 𝐶+ 𝑂 2 𝐶𝑂 2 𝑒𝑥𝑜𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝐶+ 𝐻 2 𝑂 𝐶𝑂+𝐻 2 𝑒𝑛𝑑𝑜𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝐶+ 𝐶𝑂 2 2𝐶𝑂 𝑒𝑛𝑑𝑜𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝐶+ 2𝐻 2 𝐶𝐻 4 𝑒𝑥𝑜𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎 𝐶𝑂+ 𝐻 2 𝑂 𝐶𝑂 2 + 𝐻 2 𝑒𝑥𝑜𝑡é𝑟𝑚𝑖𝑐𝑎

Tratamientos Biológicos Procesos aerobios 𝑀𝑎𝑡. 𝑂𝑟𝑔.+ 𝑂 2 +𝑁𝑢𝑡𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑁𝑢𝑒𝑣𝑎𝑠 𝑐é𝑙𝑢𝑙𝑎𝑠+𝑀𝑎𝑡. 𝑂𝑟𝑔.+ 𝐶𝑂 2 + 𝐻 2 𝑂+ 𝑁𝐻 3 + 𝑆𝑂 4 +𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟 Compostaje Lombricultura

Tratamientos Biológicos Procesos aerobios – COMPOSTAJE Es un proceso biológico controlado de transformación de los residuos orgánicos en residuos estabilizados con propiedades que mejoran las características de los suelos. Factores que intervienen en el proceso Bacterias, hongos actinomicetos Humedad (40% - 60%) Oxígeno Temperatura Relación Carbono/Nitrógeno pH Tamaño de las partículas

Tratamientos Biológicos Procesos aerobios – COMPOSTAJE Fases del compostaje Fase 1: Elevación de la temperatura (24 horas – 55°C a 60°C) Fase 2: Degradación activa de la materia orgánica (60 – 90 días) Fase 3: Enfriamiento del material (3 a 5 días) Fase 4: Maduración o curado del material compostado (30 a 60 días)

Tratamientos Biológicos Procesos aerobios – COMPOSTAJE

Tratamientos Biológicos Procesos aerobios – COMPOSTAJE Tipos de procesos de compostaje Mediante biodigestor Mediante hileras aereadas Otros Ventajas Mejora la estructura del suelo Aumenta la capacidad de absorción de agua Incremento sustancial de la vida microbiana Aumento de macro y micro nutrientes en forma estabilizada y por tanto asimilables por las plantas Mejor aireación Estabilización del pH del suelo Efecto controlador de plagas en las plantas

Tratamientos Biológicos Procesos aerobios – LOMBRICULTURA Es un tipo de tratamiento, generalmente posterior al compostaje, el cual utiliza las lombrices para digerir la materia orgánica, provocando su degradación y obteniéndose “humus”. Observaciones Uso de la gallinaza Uso de plumas de aves Uso del suelo negro andino Legislación y control

Tratamientos Biológicos 2. Procesos anaerobios 𝑴𝒂𝒕. 𝑶𝒓𝒈.+ 𝑯 𝟐 𝑶+𝑵𝒖𝒕𝒓𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆𝒔 𝑵𝒖𝒆𝒗𝒂𝒔 𝒄é𝒍𝒖𝒍𝒂𝒔 +𝑴𝒂𝒕. 𝑶𝒓𝒈.+ 𝑪𝑶 𝟐 + 𝑪𝑯 𝟒 + 𝑵𝑯 𝟑 + 𝑯 𝟐 𝑺+𝑪𝒂𝒍𝒐𝒓