Autores: Bahan Fraile, Neyla Camacho, Miriam Suárez. Centro de Tecnología de Materiales(CTM) – Unidad de Química y Ambiente. FIIIDT.
Introducción
La sociedad vive una constante evolución en sus costumbres, lo que acarrea una importante variación tanto en la composición como en la cantidad de los residuos producidos en los hogares. Esta progresiva generación de residuos sólidos urbanos (RSU) se relaciona directamente, entre múltiples factores, con la migración de la población hacia áreas urbanas, producto del desarrollo económico focalizado en las ciudades importantes.
Hoy, más de la mitad de la población mundial se ubica en espacios urbanos, cuya tasa de crecimiento poblacional se estima en 1,5% anual. Con el consecuente aumento en la demanda de bienes y servicios se estima que, para el año 2025, la producción global de RSU ascendería a unas 2.200 millones de toneladas por año. Como consecuencia de esta realidad, es inaplazable la implementación de programas de gestión de residuos sólidos efectivos para los países en vía de desarrollo que no los poseen, visualizando los RSU como un recurso y no como un problema [01].
En Latinoamérica, la mayor parte de las ciudades presentan significativos problemas medioambientales por los deficientes manejos de los rellenos sanitarios y por la falta de recursos, procedimientos y soluciones para definir nuevos sitios de disposición [02].
La mayor parte de estos residuos generados, tienen a los vertederos como sitio de disposición final, no siempre correctamente controlados. Sin embargo, en la actualidad, hay importantes movimientos sociales que tratan de introducir la conciencia del reuso y el reciclaje para disminuir el impacto que los RSU ocasionan.
En términos municipales, los residuos que se generan pueden ser industriales o urbanos. Las materias primas, minerales y/o agrícolas, se usan para originar nuevos productos de consumo y así satisfacer la imparable demanda. Pero, antes de llegar al ciudadano común, esos materiales se someten a diversos tratamientos generando, en cada uno de ellos, residuos. Estos subproductos elaborados se conocen como Residuos Industriales y la gestión los mismos debe ser competencia de las empresas que los producen [03]. Por otro lado, los residuos sólidos urbanos contienen todos los productos que, adquiridos por los consumidores, se desechan luego de su utilización.
Pero la vida útil de los productos no finaliza cuando el individuo desecha el resto del producto que no necesita. Mucho de ese material que tiramos a la basura puede emplearse como materia prima para elaborar otros bienes similares o totalmente distintos al originario. Para escoger, separar y distribuirlos eficientemente se introduce el concepto de Valorización de Residuos.
La Valorización de los Residuos
La “valorización” se expresa como cualquier acción cuyo principal resultado sea que un residuo se utilice convenientemente para sustituir a otros materiales, de manera que se aprovechen las características útiles de los residuos en un ámbito de practicidad o comercialidad [04].
La Comunidad Europea define la valorización de residuos como “cualquier operación cuyo resultado principal sea que el residuo sirva a una finalidad útil al sustituir a otros materiales que de otro modo se habrían utilizado para cumplir una función particular, o que el residuo sea preparado para cumplir esa función, en la instalación o en la economía en general” [05].
Prácticamente las tres cuartas partes de los residuos urbanos contienen materiales con la posibilidad de ser separados para luego valorizarse para su posterior reuso o reciclado. Ejemplos claros tenemos los casos del papel y cartón que pueden reciclarse varias veces, mientras que el vidrio o el acero puede hacerse infinitamente [06].
La ventaja primordial de la valorización de los residuos consiste en la reducción de la demanda de materiales de primera mano cómo metales, plásticos, combustibles fósiles y la minimización del impacto ambiental generado por la extracción de recursos naturales para su uso y transformación en materias primas.
Con ciertas limitaciones, los materiales orgánicos se valorizan para su empleo como compostaje o digestión anaerobia. De igual manera, el biogás emanado en los residuos de los vertederos, el cual incrementa el efecto invernadero, se puede valorizar para obtener energía.
La Valorización Energética tiene lugar, en su principal concepción, por la incineración controlada de los residuos obteniendo energía a partir de los materiales de desecho. En el caso de los residuos domésticos se utilizarán unos u otros dependiendo de los niveles de eficiencia energética del proceso instalado [07].
La Valorización Energética de los Residuos
En promedio, el 40% de los RSU son recuperables por medio de la recogida selectiva. El otro 60%, está compuesta por materiales no recuperables fácilmente, pero que, de por sí, son ricos en energía.
La valorización energética de residuos es un tratamiento que consiste en la recuperación de la energía de los componentes del residuo, de forma que pueda reducir de manera significativa el volumen de los materiales que requieren ser dispuestos en rellenos sanitarios. Esta acción engloba un conjunto de tecnologías diseñadas para el tratamiento térmico, o no térmico, de residuos y materiales del procesamiento de residuos.
Además, se pueden generar cantidades de energía aprovechables para uso, según las condiciones de los residuos y el tamaño de las instalaciones; y a la vez, es una alternativa para mitigar los impactos ambientales que genera su disposición final [08]. En estos tratamientos la energía es recuperada en forma de calor, electricidad o como combustibles alternativos.
Los tratamientos térmicos fueron de los primeros procesos utilizados para gestionar los residuos urbanos. Los consecuentes inconvenientes ambientales surgidos, por desconocimiento y abuso, al no contar con adecuados sistemas de protección, han formado una imagen deficiente de estos métodos que, todavía hoy, a pesar de los importantes adelantos tecnológicos, siguen lastrando su utilización [03].
La energía obtenida en estos procesos, es equiparable en muchas ocasiones a los combustibles convencionales. Aunque, por lo general, la eficiencia de esta conversión energética es inferior a la de las instalaciones de generación de energía de combustibles fósiles, la eficiencia de tal recuperación energética va a depender en gran medida de la constitución de los insumos utilizados y del tipo concreto de tecnología empleada [10] [11].
Las tecnologías de valorización energética de residuos recuperan energía en forma de calor, electricidad o como combustibles alternativos. En la actualidad existen diversas tecnologías que aplican para la valorización energética. En su gran mayoría tratan de procesos térmicos como la incineración, la gasificación, la pirólisis o la gasificación vía plasma. Cada una de ellas se halla en diferentes estados de desarrollo [04].
El vapor producido en estos procesos, puede ser capaz de alimentar un generador o una turbina, que genere electricidad para utilizarse in situ o para acoplarse a la red eléctrica. El vapor también se puede destinar para producir agua caliente de uso industrial o para conectarse en una red de calefacción local para viviendas, hospitales y oficinas.
Además de los procesos térmicos, se puede recuperar energía de los residuos a través de procesos bioquímicos como la biometanización o digestión anaerobia de la fracción orgánica de los residuos, con obtención del biogas, el cual puede procesarse como materia prima para usarlo en la red de gas natural, envasarse o emplearse en turbinas.
La valorización energética de los residuos, ya sea mediante la incineración directa (con la eficiencia energética requerida), la producción y valorización de biogás, o el aprovechamiento de los residuos como combustible sustitutivo en algunas aplicaciones industriales, deberá tomar un papel cada vez más importante dentro de las planificaciones de gestión de los residuos.
Gestión de Residuos Sólidos
Alrededor del mundo se están realizando esfuerzos para concientizar a la población en la reducción de la generación de residuos y en su reuso, así como en la formación de personal en materia de gestión residuos, valorización y protección al ambiente. Pero aún hay lagunas que se deben resolver para avanzar en ciertos aspectos.
Uno de esos aspectos que hay que desarrollar, es el de invertir la pirámide de manejo de residuos tal como se conoce hoy en día, con la finalidad de categorizar eficazmente las etapas de los procesos de gestión de los residuos desde los orígenes
Hay una considerable cantidad de trabajo que realizar en materia de residuos. Los profesionales deben desarrollar e implementar, alternativas claras y eficientes para la gestión de los residuos mediante reutilización y valorización, donde se evalúen diferentes alternativas, así como las últimas tecnologías y, además, tener un conocimiento integral de los procesos. Adicionalmente deben ser capaces de detectar oportunidades de negocio para establecer una autosustentable economía circular.
En próximos artículos desarrollaremos el tema de la valorización energética de los residuos: análisis químicos.
Referencias
- Montiel-Bohórquez, N.D. y Pérez, J.F. Generación de Energía a partir de Residuos Sólidos Urbanos. Estrategias Termodinámicas para Optimizar el Desempeño de Centrales Térmicas. Información Tecnológica. Vol. 30(1) (2019)
- PÉREZ, M.; VALENCIA, J.; RUBIANO, J.; FEO, D.; CUELLAR, E. Energía de la basura. Revista Tecnura, Vol 14, No. 26. (2010).
- Rodrigo, M.; Centeno, L.M.; Muruais, J.; Maíllo, A.; Ramírez, M.J.; Vallina, D. y Tolosa, E. Guía de valorización energética de residuos. Madrid (2010)
- Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE). Situación y potencial de valorización energética directa de residuos. Estudio Técnico. Madrid. (2011).
- La valorización de residuos almacenada temporalmente. www.ismedioambiente.com/la-valorizacion-de-residuos-almacenada-temporalmente. (2016).
- FERNÁNDEZ M., A. Valorización de residuos. www.consumer.es/medio-ambiente/valorizacion-de-residuos.html. (2007).
- RAMOS, R. Valorización de Residuos. https://ecomedioambiente.com/medio-ambiente/valorizacion-residuos . (2013).
- VARGAS, F.; RAMÍREZ, Y. Potencial de Energía Calorífica de los Residuos Sólidos Municipales para Reemplazar el Carbón Mineral. Revista TEKNOS. Vol. 14. (2014).
- TUSET, S. Valorización Energética de Residuos. https://blog.condorchem.com. Barcelona. (2019).
- Whiteman, A.; Gupta, S.; Briciu, C. y Bates, S. Herramienta de evaluación rápida de tecnologías de Valorización Energética de Residuos. Suiza (2016).
- FRAILE, B. Compostaje para la Reducción de Residuos. Método Takakura. Presentación Oral. Jornada «Gestión de Residuos Urbanos en Margarita. Experiencia Japonesa e Iniciativas Venezolanas». Porlamar (2016).
- FERNÁNDEZ G., J. R. VALORIZACIÓN ENERGÉTICA DE RSU. IDEUS, Ingeniería Sostenible. I JORNADAS DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS. Conference Paper. Murcia. (2014).
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