El tratamiento de residuos urbanos by Certia Editorial

EL TRATAMIENTO DE RESIDUOS URBANOS Certia editorial

El tratamiento de residuos urbanos

El tratamiento de residuos urbanos. 2016 Certia Editorial, Pontevedra Tel. 986869606 www.certiaeditorial.com Impreso en España - Printed in Spain Derechos reservados 2016, respecto a la primera edición en español, por Certia Editorial. Certia Editorial ha incorporado en la elaboración de este material didáctico citas y referencias de obras divulgadas y ha cumplido todos los requisitos establecidos por la Ley de Propiedad Intelectual. Por los posibles errores y omisiones, se excusa previamente y está dispuesta a introducir las correcciones pertinentes en próximas ediciones y reimpresiones. ISBN: 978-84-16481-45-3 Depósito legal: PO 377-2016 Autor: Mª Luisa Álvarez Marín Formato: 170 x 240 mm - 219 páginas. No está permitida la reproducción total o parcial de este libro, ni su tratamiento informático, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright. Fuente imágenes cubiertas: Pixabay publicadas libres de derechos de autor bajo la licencia Creative Commons CC0.

Autor

Mª Luisa Álvarez Marín Nació en Pontevedra en el año 1974. Es licenciada en Biología por la Universidad de Santiago de Compostela en el año 2001, con posgrados en Prevención de Riesgos Laborales e Ingeniería y Gestión Medioambiental. Comienza su trayectoria profesional, en el mundo editorial, como redactora del área de ciencias de la primera enciclopedia escrita en gallego, posteriormente se ha dedicado a la educación ambiental y a la docencia, siendo formadora de cursos de prevención de riesgos laborales, medioambiente y calidad alimentaria en diferentes centros de formación. En la actualidad compatibiliza dichas actividades con su trabajo en el Parque Nacional marítimo-terrestre de las Islas Atlánticas de Galicia dependiente de la Consellería de Medio Ambiente, Territorio e Infraestructuras.

Índice

1. Recuperación y reciclado de residuos urbanos o municipales. 1.1. Introducción.................................................................................................11 1.2. Plantas de selección.......................................................................................12 1.2.1. Envases ligeros.................................................................................12 1.2.2. Fracción inorgánica.........................................................................15 1.2.3. Multiproducto.................................................................................16 1.3. Plantas de recuperación y reciclado...............................................................17 1.3.1. Instalaciones de recuperación de materiales (IRM)..........................17 1.3.2. Instalaciones de tratamiento y recuperación de materiales (IT/RM)..........................................................................................18 1.4. Funcionamiento y mantenimiento operativo básico de la maquinaria y equipos.........................................................................................................18 1.4.1. Grúas pulpo....................................................................................18 1.4.2. Trómeles..........................................................................................20 1.4.3. Cribas..............................................................................................20 1.4.4. Tolvas..............................................................................................21 1.4.5. Cintas transportadoras.....................................................................21 1.4.6. Separadores magnéticos...................................................................22 1.4.7. Separadores de corriente Foucault....................................................23 1.4.8. Separadores por gravedad................................................................23 1.4.9. Otras máquinas y equipos................................................................23 1.5. Fases de los procesos de recuperación y reciclado...........................................25 1.5.1. Trituración......................................................................................26 1.5.2. Cribado...........................................................................................26 1.5.3. Separación.......................................................................................27 1.5.4. Clasificación magnética...................................................................27 1.5.5. Extrusión.........................................................................................28 1.5.6. Almacenamiento..............................................................................28 1.5.7. Otras fases.......................................................................................28

1.6. Procesado de los residuos según su tipología..................................................30 1.6.1. Vidrio..............................................................................................30 1.6.2. Materiales plásticos..........................................................................32 1.6.3. Chatarra férrica y no férrica.............................................................34 1.6.4. Papel y cartón..................................................................................34 1.6.5. Otros residuos.................................................................................36 1.7. Compostaje...................................................................................................39 1.7.1. Planta de compostaje.......................................................................39 1.7.2. Proceso de compostaje.....................................................................42 1.7.3. Usos y aplicaciones del compost......................................................46 1.8. Aplicación de normas de seguridad y salud y protección medioambiental en la recuperación y reciclado de residuos urbanos................................................50 RESUMEN..................................................................................................... 55 ejercicios................................................................................................. 57 AUTOEVALUACIÓN..................................................................................... 61 2. Valorización de residuos urbanos o municipales. 2.1. Introducción.................................................................................................65 2.2. Tipos de valorización....................................................................................65 2.3. Valorización de residuos según su tipología...................................................75 2.3.1. Vidrio, papel y cartón, envases y plásticos........................................76 2.3.2. Materia orgánica..............................................................................89 2.3.3. Metales............................................................................................91 2.3.4. Vehículo fuera de uso.......................................................................94 2.3.5. Neumáticos.....................................................................................95 2.3.6. Residuos de zonas verdes o jardinería...............................................97 2.4. Valorización energética o incineración...........................................................98 2.5. Aplicación de normas de seguridad y salud y protección medioambiental en la valorización de residuos urbanos.................................................................112 RESUMEN................................................................................................... 117 ejercicios............................................................................................... 119 AUTOEVALUACIÓN................................................................................... 123 3. Vertido de residuos urbanos o municipales. 3.1. Introducción...............................................................................................127 3.2. Factores que determinan la ubicación de un vertedero..................................128 3.2.1. Factores ambientales......................................................................133

3.2.2. Factores económicos......................................................................139 3.2.3. Factores sociales y sanitarios...........................................................141 3.3. Parámetros de control del vertedero............................................................146 3.3.1. Procedencia del lixiviado...............................................................146 3.3.2. Caudal a tratar...............................................................................148 3.3.3. Control de extracción del biogás....................................................151 3.3.4. Aislamiento...................................................................................155 3.4. Proceso de tratamiento del lixiviado en vertedero........................................157 3.4.1. Pretratamiento...............................................................................157 3.4.2. Tratamiento primario (físico-químico, biológico)..........................159 3.4.3. Decantación secundaria.................................................................160 3.4.4. Tratamiento terciario.....................................................................162 3.4.5. Vertido de cauce del líquido tratado..............................................165 3.4.6. Deshidratación del lodo generado..................................................169 3.4.7. Recogida del lodo y destino final...................................................170 3.5. Medidas para la reducción del impacto ambiental del vertedero..................173 3.5.1. Seguimiento del vertedero.............................................................173 3.5.2. Compactación del residuo.............................................................176 3.5.3. Disminución del arrastre de materiales ligeros por el viento...........178 3.5.4. Reducción del ruido producido por maquinaria y tráfico de vehículos pesados..........................................................................................179 3.5.5. Protección contra incendios, malos olores y vectores (roedores e insectos)........................................................................................180 3.5.6. Minimización del impacto paisajístico...........................................182 3.6. Aplicación de normas de seguridad y salud y protección medioambiental en el vertido de residuos urbanos.........................................................................184 RESUMEN................................................................................................... 197 ejercicios............................................................................................... 199 AUTOEVALUACIÓN................................................................................... 203 EVALUACIÓN FINAL...................................................................................... 209 BIBLIOGRAFÍA/WEBGRAFÍA....................................................................... 211

Unidad

Recuperación y reciclado de residuos urbanos o municipales

1.1. Introducción En este primer capítulo veremos qué es una planta de selección de residuos y cuál es su cometido dentro del sistema integral de gestión de los residuos municipales. Asimismo, se hará una descripción de los diferentes tipos de plantas que existen: las de envases ligeros, las de fracción inorgánica y las multiproducto. Por otro lado, se explicará cómo funcionan las instalaciones de recuperación de materiales (IRM) y las instalaciones de tratamiento y recuperación de materiales (IT/RM) y la diferencia que existe entre ambas. Se hará una descripción de los diferentes equipos y maquinaria que se emplean en las operaciones de tratamiento de residuos y cuál es su función dentro de las instalaciones en las que se llevan a cabo la valorización de los residuos municipales. Se abordará cómo trabajan las grúas pulpo, trómeles, cribas, tolvas, cintas transportadoras, separadores magnéticos, de corriente Foucault, por gravedad, etc. Se describirán las distintas fases a las que son sometidos los residuos durante los procesos de recuperación y reciclado, haciendo especial hincapié en cómo se producen las etapas de trituración, cribado, separación, clasificación magnética, extrusión, almacenamiento, etc. Se detallará el proceso de recuperación y reciclado de diferentes fracciones de residuos, entre ellos la de vidrio, materiales plásticos, chatarra férrica y no férrica y papel-cartón. Se explicará con detalle el proceso del compostaje: qué es, dónde se lleva a cabo, cuáles son las etapas y, una vez obtenido el producto final, el compost, qué usos y aplicaciones se le pueden dar. Por último, se verán los diferentes riesgos a los que está expuesto el personal que lleva a cabo la recuperación y reciclado de los residuos municipales y cuáles son las medidas de prevención y protección existentes para evitar accidentes laborales en los trabajadores del sector.

El tratamiento de residuos urbanos

1.2. Plantas de selección La función de las plantas de clasificación es seleccionar el contenido del material procedente de la recogida de basuras con el fin de recuperar las fracciones valorizables y prepararlas para su posterior comercialización. Esta clasificación se realiza mediante una combinación de procesos de separación mecánicos o automatizados y procesos manuales. Los materiales no separados se preparan para ser procesados mediante tratamiento térmico o bien depósito en vertedero. Este tipo de tratamiento se aplica especialmente para la clasificación de los residuos de envases ligeros recogidos separadamente, aunque también se utiliza para la selección de estos materiales contenidos en la fracción resto.

Planta de clasificación de residuos. (Fuente: Imabe Ibérica, S. A., www.imabeiberica.com)

Dentro de las instalaciones de selección podemos diferenciar, a grandes rasgos, cinco áreas de trabajo: la zona de recepción de residuos, la línea de selección, la zona de prensado y embalaje, la zona de almacenamiento de materiales y las oficinas. Los camiones llegan a la zona de recepción, donde son pesados. Posteriormente los residuos son transportados hasta la línea de alimentación, en donde se lleva a cabo la selección efectiva. Los residuos recuperados se prensan y se almacenan hasta que sean trasladados a las plantas de reciclaje. La medida y la capacidad de cada planta dependerán del municipio o agrupación de municipios, de forma que todos los aspectos referentes al tamaño y capacidad de la instalación se dimensionan en función de la cantidad y el tipo de residuos que se van a tratar. 1.2.1. Envases ligeros Una planta de selección de este tipo de residuos es una instalación especializada en la selección de los envases ligeros recibidos procedentes de la recogida selectiva de esta fracción. En estas instalaciones se realiza la selección de diferentes tipos de plásticos, envases férricos y de aluminio y cartón para bebidas.

El tratamiento de residuos urbanos

Los envases ligeros recogidos selectivamente serán clasificados en las plantas de selección

Las instalaciones de selección de residuos de envases se podrían clasificar en tres grandes grupos, dependiendo del grado de automatización: manuales, semiautomáticas y automáticas. En plantas de tamaño medio, que son las más comunes en España (con una capacidad de 2-3 t/h), se opta por instalaciones semiautomáticas donde con el tiempo se pueda incrementar el grado de automatización, con el fin de pasar a instalaciones automatizadas con elevada capacidad (4,5 t/h y superiores).

Envases separados en una planta de selección de envases ligeros

Las áreas básicas de una instalación de selección de residuos de envases ligeros son: -

Zona de recepción de residuos. Es la zona donde se vierten los envases procedentes de la recogida selectiva una vez pesados.

- Línea de selección. Al principio de esta zona existe un abridor de bolsas encargado de desgarrar las bolsas de plásticos en las que vienen los residuos y dejar libre su contenido. A continuación, comienza la selección de los envases según su composición. La selección puede ser manual, magnética, volumétrica, por densidades, balística, óptica, etc. Este proceso tiende a automatizarse cada vez más. - Zona de prensado y embalaje. En esta zona los residuos seleccionados son prensados y posteriormente embalados para facilitar su transporte a las plantas de reciclaje.

El tratamiento de residuos urbanos

- Zona de almacenamiento. Es el área de almacenamiento de los materiales seleccionados y pendientes de ser transportados a instalaciones de tratamiento. -

Zona de oficinas. Lugar de las instalaciones donde se realizan todas las actividades administrativas y de control de la planta de selección.

Los residuos, una vez que llegan a la planta de selección, son depositados en una playa o foso desde donde se conducirán a la línea de selección mediante una pala cargadora o una grúa pulpo. Al principio de la zona de selección se encuentra una máquina abrebolsas, uno de los principales equipos de este tipo de plantas, encargada de la apertura de un alto porcentaje de bolsas (95-98%) de todo tipo y tamaño para extraer su contenido y garantizar que los procesos de selección posteriores se realicen con una mayor eficacia.

Máquina abrebolsas

Una vez que las bolsas han sido abiertas, se dirigen a un proceso previo de clasificación donde se extraen aquellos elementos voluminosos y de gran tamaño que puedan dificultar los procesos de selección posteriores. Esta preclasificación es manual, ya que debido al tamaño de los residuos a separar, es difícil aplicar algún tipo de automatización. En algunas instalaciones se implementa un sistema de aspiración de bolsas y plástico film, donde el seleccionador acerca el material y éste es aspirado hasta su lugar de almacenaje. La etapa de preselección mecánica normalmente consiste en una criba rotatoria o trómel, cuya función básica es distribuir los residuos por tamaño con el fin de que la selección manual posterior se realice de una manera más eficaz. Los tamaños de la malla del trómel dependen de las características de los residuos que se tratarán. Es habitual que el primer paso de malla del trómel tenga un tamaño de 40-60 mm para separar tierras, pequeños trozos de vidrio, materia orgánica, etc., es decir, aquellas fracciones que puedan considerarse no clasificables o rechazo, de tal manera que no lleguen a los clasificadores manuales. No todas las instalaciones incorporan esta etapa de preclasificación mecánica, sobre todo aquellas que tienen una baja capacidad de tratamiento. La clasificación mecánica automática consta básicamente de los mismos equipos

El tratamiento de residuos urbanos

que se utilizan para clasificar residuos procedentes de recogida no separada, con la particularidad de que en una planta de clasificación de envases su eficacia en cuanto a recuperación de materiales es muy superior. Los equipos y procesos utilizados suelen ser los siguientes: segregación en corrientes mediante separación por medida con trómeles o separación por forma con sistemas balísticos y recuperación mediante separadores magnéticos (metales férreos), separadores de Foucauld (metales no férreos), separadores automáticos por infrarrojos (plásticos y cartón para bebidas) y captación con aspiración automática (plástico film).

Trómel

El rendimiento aproximado de una instalación de este tipo es del 90% de los materiales entrantes, descontando los impropios que ya no deberían llegar a la instalación. 1.2.2. Fracción inorgánica Este tipo de instalación está especializada en la selección de la fracción inorgánica procedente de los municipios que han optado por el modelo de segregación residuo mínimo. La fracción inorgánica la constituyen los envases ligeros más el resto de materiales que no han sido recogidos selectivamente. Se trata de una planta más compleja que una planta de selección de envases, dado que recibe mucha fracción orgánica que no ha sido recogida selectivamente y que dificulta la selección y la calidad de los materiales obtenidos. La principal ventaja es que recibe la totalidad de los envases generados en los municipios usuarios y por tanto los niveles absolutos de recuperación son elevados. Las principales zonas del tratamiento en estas instalaciones son: 1. Zona de recepción de residuos. 2. Zona de separación de voluminosos. En esta zona se realiza la separación de residuos voluminosos normalmente de forma manual, con una segunda separación de cartón.

El tratamiento de residuos urbanos

Separación manual de residuos (Fuente: www.cogersa.es)

3. Zona de apertura de bolsas. Para la apertura de bolsas normalmente se utiliza un trómel con pinchos rompebolsas o un equipo abrebolsas. 4. Zona de separación y acondicionamiento de la parte orgánica. 5. Zona de tratamiento biológico y post afino de la enmienda orgánica obtenida (si el estabilizado resultante se destina a vertedero o se usa como combustible derivado de residuos, necesita de un post tratamiento particular). 6. Zona de clasificación de los materiales reciclables, donde se emplean equipos equivalentes a los utilizados en las instalaciones de selección de envases ligeros. 7. Zona de preparación (prensado y embalaje), almacenamiento y expedición de materiales.

Prensado y embalaje de materiales (Fuente: Imabe Ibérica, S.A., www.imabeiberica.com)

1.2.3. Multiproducto Una variante de las instalaciones de clasificación de envases ligeros seria las plantas de selección de multiproducto (envases ligeros y papel-cartón recogidos conjuntamente), que son instalaciones que tienen las mismas características técnicas que las plantas de selección de envases pero con el añadido de que deben seleccionar una gran cantidad de papel y cartón, que puede ser superior al 50% en peso del material entrante.

El tratamiento de residuos urbanos

Esta gran cantidad de papel y cartón que caracteriza al multiproducto se traduce, en el momento de la selección, en un pretratamiento más minucioso que permite extraerlos (papel y cartón) lo más pronto posible, para facilitar la selección del resto de materiales recuperados (PET, PEAD –blanco y color–, PEBD, envases metálicos y de aluminio, cartón para bebidas y plástico mixto).

Selección de papel y cartón. (Fuente: Imabe Ibérica, S. A., www.imabeiberica.com)

1.3. Plantas de recuperación y reciclado Las plantas de recuperación y reciclado son instalaciones destinadas a la valorización de los residuos. En ellas las distintas fracciones que componen las basuras son separadas y clasificadas para posteriormente darles una nueva utilidad. Pueden ser plantas únicamente diseñadas para la recuperación o instalaciones construidas en combinación con plantas de tratamiento o incluso estaciones de transferencia o vertederos. Podemos hablar de instalaciones de recuperación de materiales (IRM) o de instalaciones de tratamiento y recuperación de materiales (IT/RM). 1.3.1. Instalaciones de recuperación de materiales (IRM) Las instalaciones de recuperación de materiales se utilizan para separar y procesar los residuos urbanos de tal forma que se facilita la recuperación de las fracciones valorizables. El objetivo de este tipo de plantas es obtener la separación de los componentes reciclables (papel, vidrio, aluminio y plástico) de los residuos peligrosos domiciliarios (latas de pintura, pilas, solventes) y de la materia orgánica.

Instalación de recuperación de materiales. (Fuente: Imabe Ibérica, S. A., www.imabeiberica.com)

El tratamiento de residuos urbanos

A modo general, los residuos urbanos, una vez introducidos en bolsas en la planta, son conducidos a la cinta transportadora, en donde se efectúa la separación manual de los distintos materiales secos. Éstos pasan luego al área de selección por color/calidad/ tipo y se envía al área de prensado/armado de fardos. Los fardos se almacenarán hasta su comercialización a empresas de reciclado. Los residuos no recuperados son enviados a un vertedero controlado. En estas instalaciones se lleva a cabo tanto la separación y procesamiento adicional de residuos que han sido separados en origen como aquellos no seleccionados normalmente. A partir de esta separación se recuperará una parte de los residuos, que puede estar destinada a diferentes fines: reutilización directa, materias primas para la fabricación de nuevos productos, materias primas para la elaboración de productos por conversión biológica y química, fuente de combustible, restauración de terreno con residuos de demolición limpios, etc. Este tipo de instalaciones permite la recuperación de materiales contenidos en las basuras que de otra forma terminarán en los vertederos, con lo que se consigue que el depósito de residuos únicamente se utilice para aquellos residuos no aprovechables y alargar la vida útil de los vertederos. 1.3.2. Instalaciones de tratamiento y recuperación de materiales (IT/RM) A diferencia de las instalaciones de recuperación de materiales, en las instalaciones de tratamiento y recuperación de materiales, además de obtener la separación de los componentes reciclables de las basuras, los residuos sufren un proceso de tratamiento (reciclaje o valorización energética). En estas plantas la materia orgánica es sometida a procesos de compostaje para la obtención de un compost que posteriormente podrá ser utilizado en diferentes aplicaciones, y aquellos residuos no recuperables serán sometidos a un tratamiento de valorización energética.

1.4. Funcionamiento y mantenimiento operativo básico de la maquinaria y equipos Son varios y diferentes los equipos y maquinaria necesarios para poder realizar las diversas tareas que se llevan a cabo en las plantas de selección y en las de recuperación y reciclado de materiales. Así, podemos encontrar en estas instalaciones: 1.4.1. Grúas pulpo Las grúas pulpo son máquinas que se emplean para alimentar las cadenas de tratamiento en las instalaciones de recuperación y reciclado de residuos. Estos equipos se pueden emplear también para mezclar los residuos en los fosos de almacenamiento, así

El tratamiento de residuos urbanos

como suministrar las basuras a las tolvas de alimentación de los hornos de incineración. Constan de un brazo mecánico prensil que es capaz de recoger mediante el pulpo o cuchara, dependiendo del tipo de grúa, grandes cantidades de residuos almacenados.

Grúa pulpo

Como todo equipo, las grúas pulpo deben de pasar unas revisiones y realizar operaciones de mantenimiento. Éstas vendrán determinadas por el fabricante de la maquinaria, el cual determinará las instrucciones para llevarlas a cabo y también su periodicidad. El mantenimiento que se le brinde hará que la vida útil de la máquina se prolongue y se reduzcan los fallos o averías provocados por su uso. El mantenimiento de cualquier equipo o maquinaria puede ser: - Mantenimiento correctivo: es aquel en el que se reparan las diferentes partes de la máquina en el momento en que deja de funcionar o empiezan a fallar. - Mantenimiento preventivo: consiste en seguir las instrucciones del fabricante, en las cuales se detallan las operaciones que deben realizar y en qué espacios de tiempo. - Mantenimiento predictivo: es aquel en el que se realizan diagnósticos o mediciones que permiten predecir si es necesario realizar correcciones o ajustes antes de que ocurra una avería. En el caso de las grúas pulpo es necesario inspeccionar adecuadamente los sistemas de seguridad de la maquina, el sistema de elevación, el sistema de apertura y cierre de la cuchara, etc. Las inspecciones de funcionamiento, ajustes, reparaciones, limpieza y lubricación, entre otros casos, deben llevarse a cabo periódicamente mediante un plan establecido de forma mensual, semestral o anual. Asimismo, se cumplimentarán los correspondientes registros para que quede constancia de todas las operaciones de

El tratamiento de residuos urbanos

mantenimiento llevadas a cabo en las grúas. 1.4.2. Trómeles Los trómeles son uno de los equipos fundamentales de las instalaciones de tratamiento de residuos, ya que la mayor parte de los pretratamientos mecánicos a los que son sometidos los residuos dependen de su eficiencia de separación. Estas cribas tienen forma cilíndrica o de tubo y pueden girar alrededor de un eje que pasa por su centro o mediante trenes de neumáticos accionados colocados exteriormente. Están constituidos por chapas perforadas curvadas o por paneles de malla. Los trómeles se colocan horizontalmente o con una ligera inclinación hacia la salida, para facilitar el avance del material. Las partículas pequeñas caerán a través de los agujeros de la criba, mientras el material más grande permanece en ella. Normalmente al principio del trómel se sitúan unas cuchillas que se usan como rompebolsas.

Trómel

Los trómeles se utilizan en una gran variedad de aplicaciones: para separar la materia orgánica en plantas de residuos urbanos y envases, para eliminar del proceso materiales voluminosos o para separar inertes en plantas de afino de compost. La limpieza de los orificios se logra gracias a la fuerza de la gravedad, que favorece la caída de los granos atascados, y la pequeña vibración que siempre acompaña al movimiento. Esta limpieza también se puede aumentar opcionalmente mediante la colocación de unos cepillos exteriores. 1.4.3. Cribas Las cribas son máquinas muy empleadas en las instalaciones de tratamiento de residuos urbanos, ya que permiten la separación de diferentes flujos de residuos en función de su tamaño. Existen diferentes tipos de cribas, y dependiendo del tipo de

El tratamiento de residuos urbanos

material a separar y del tipo de instalación donde se emplean, podemos hablar de: - Cribas vibratorias. - Cribas trómel. - Cribas de discos. En las cribas vibratorias los residuos pasan por una mesa vibratoria con orificios, por los que se cuelan los materiales más pequeños y quedan retenidos los más grandes. Su funcionamiento se basa en un mecanismo de vibración que hace que los materiales caigan por gravedad según sea su tamaño y los orificios de la malla. Las mallas vibradoras se colocan de forma horizontal una encima de otra. Las cribas trómel, como ya hemos visto, están compuestas de un tambor cilíndrico que gira y por donde los materiales más pequeños pasan a través de los orificios. Son altamente versátiles para el procesamiento de residuos sólidos. Por último, las cribas disco son un tipo de criba vibratoria formada por discos giratorios, entrelazados y paralelos, donde se depositan los residuos, y al igual que en los casos anteriores los materiales más pequeños son los que se cuelan por las aberturas que hay entre los discos. Pueden ajustarse y tienen la capacidad de autolimpieza. 1.4.4. Tolvas Las tolvas son equipos ampliamente utilizados en las plantas de selección, recuperación y reciclado de residuos. Son receptáculos con forma de embudo, con la parte superior más ancha que la inferior, que se emplean para la dosificación de los residuos a la línea de tratamiento o para el depósito de determinados residuos. Las tolvas de alimentación para los distintos procesos, como el de clasificación, también pueden tener elementos que vibren, de forma que el caudal sea más uniforme y se dosifique mejor. Estos equipos evitan aglomeraciones de residuos o paradas en el proceso de alimentación. Generalmente se emplean las grúas pulpo para la descarga de los residuos en las tolvas de alimentación. 1.4.5. Cintas transportadoras Una cinta transportadora es un sistema de transporte continuo formado básicamente por una banda que se mueve entre dos tambores. La banda es arrastrada por fricción por uno de los tambores, que a su vez es accionado por un motor. El otro tambor suele girar libre, sin ningún tipo de accionamiento, y su función es servir de retorno a la banda. La banda es soportada por rodillos entre los dos tambores o por una cuna continua de chapa o de algún material de baja fricción.

El tratamiento de residuos urbanos

Los materiales que componen las cintas deben ser resistentes, ya que los residuos forman compuestos abrasivos y, además, pueden contener líquidos corrosivos. Las cintas pueden ser de goma, lona, materiales sintéticos o incluso de acero; estas últimas se usan para el transporte de metales pesados o residuos urbanos en bruto.

Cinta transportadora. (Fuente: Imabe Ibérica, S. A., www.imabeiberica.com)

Las cintas transportadoras son los equipos más utilizados para la manipulación de los residuos y se usan tanto para trasladar los no seleccionados como los materiales recuperados. También se utilizan para trasladar materiales en las líneas de selección, donde se pueden seleccionar manualmente los materiales reciclados. 1.4.6. Separadores magnéticos Los separadores magnéticos son equipos muy utilizados en la industria recicladora y su función es separar metales magnéticos de corrientes de materiales que se transportan sobre bandas. Los separadores electromagnéticos overband están diseñados para extraer y recuperar las piezas ferromagnéticas que se encuentran entre el material que circula por una cinta transportadora. Consisten en una cinta transportadora de banda de goma en cuyo interior se integra un imán permanente que permite la captación de residuos metálicos de naturaleza ferromagnética. En su construcción se emplean imanes de ferrita (para la extracción de residuos metálicos de gran tamaño o tamaño medio) o imanes de neodimio (para separación de pequeñas piezas).

Separador magnético

El tratamiento de residuos urbanos

1.4.7. Separadores de corriente Foucault En los separadores de corriente Foucault el elemento separador es un rotor magnético provisto de imanes permanentes de neodimio. El campo magnético creado induce las corrientes de Foucault en las piezas metálicas conductoras. Éstas, por su parte, crean un campo magnético opuesto al del rotor. El resultado es una fuerza de repulsión de los elementos metálicos, mientras los elementos férreos son atraídos por el campo magnético y el resto de los elementos prosigue su trayectoria natural.

Separador de corriente Foucault

Los separadores de metales son ideales para la recuperación de aluminio, cobre, latón, etc. en las plantas fragmentadoras de automóviles, electrodomésticos, plantas de tratamiento de residuos urbanos, plantas de reciclado RAEE, plástico, tratamiento de escorias de aluminio, etc. 1.4.8. Separadores por gravedad Los separadores por gravedad permiten la separación de los residuos con diferente gravedad específica. Dependiendo de que sea lo que se quiere separar con ellos, existen diversos sistemas. Uno de los más empleados son los stoner, que consisten en una parrilla porosa vibratoria a través de la cual se sopla aire. La parrilla vibra en línea recta en sentido ascendente. El material ligero, que sube por el aire fluidizante, circula hacia abajo, mientras que el material más pesado asciende por la acción vibratoria de ésta. 1.4.9. Otras máquinas y equipos Como hemos visto, los equipos utilizados en las plantas de recuperación y reciclado de residuos son muy diversos. Existen máquinas específicas de un determinado proceso de reciclado; otras, en cambio, son comunes no solo a estos procesos sino también a otros procedimientos industriales. Además de las anteriormente mencionadas en este tipo de instalaciones también

El tratamiento de residuos urbanos

podemos encontrar: - Puentes grúa. - Prensas. - Palas mecánicas. - Carretillas elevadoras. Puentes grúa Los puentes grúa son máquinas muy útiles para el traslado horizontal de grandes volúmenes de residuos. Generalmente, estos equipos se mueven a lo largo de dos vigas principales, sobre las que van montadas varios motores para la elevación y el desplazamiento horizontal de la carga.

Puente grúa

La velocidad del movimiento de la carga es variable y depende, principalmente, del momento del proceso en que se requiere el movimiento y de las características especiales tanto del proceso que se está llevando a cabo como de la carga que se desea trasladar. Prensa Las prensas son máquinas que permiten la compactación del material reciclable. Mediante la compactación de los residuos se facilita el almacenamiento y se logra reducir el coste del transporte, aumentando la eficiencia económica del proceso de reciclaje.

El prensado de residuos reduce el coste del transporte. (Fuente: Imabe Ibérica, S. A., www.imabeiberica.com)

El tratamiento de residuos urbanos

Pala mecánica Las palas mecánicas son empleadas en las plantas de recuperación y reciclado de residuos para hacer acopio de éstos en las playas de almacenamiento o para alimentar la línea de tratamiento. Estos equipos cargan, elevan y trasladan los residuos en la cuchara, la cual se encuentra fijada a una estructura formada por la pluma y un brazo balancín, para posteriormente descargarlos. El manejo de este tipo de maquinaria debe de ser realizado por personal autorizado y capacitado y deben de seguirse siempre todas las normas de seguridad, para evitar cualquier tipo de accidente. Carretilla elevadora Las carretillas elevadoras son equipos que se emplean fundamentalmente en la zona de almacenamiento de los productos resultantes del tratamiento. Permiten transportar, empujar, tirar o levantar cargas, y son ampliamente utilizadas para el transporte de los fardos de compactación de residuos. Los conductores de estas máquinas deben de ser personas preparadas con formación específica en el manejo de las carretillas y, al igual que en el resto de los equipos utilizados, en este tipo de plantas se deben de adoptar todas las medidas de seguridad para evitar accidentes.

Carretilla elevadora

1.5. Fases de los procesos de recuperación y reciclado Para poder llevar a cabo la recuperación y el reciclaje de los materiales contenidos en las basuras es necesario someterlas a diferentes procedimientos. Estos procesos son llevados a cabo en las instalaciones de tratamiento y constan de diferentes fases, entre las que podemos destacar: trituración, cribado, separación, clasificación magnética, extrusión o almacenamiento. Dependiendo de la fracción de residuos a tratar, estas fases pueden variar.

El tratamiento de residuos urbanos

1.5.1. Trituración La trituración es un proceso mecánico que se utiliza para reducir el tamaño de los residuos sólidos mediante máquinas trituradoras. Son muchas las fracciones de residuos que se someten a esta operación, para prepararlas para los siguientes tratamientos a los que son sometidas en las plantas de procesado de residuos.

Trituradora de residuos. (Fuente: Imabe Ibérica, S. A., www.imabeiberica.com)

La trituración también permite reducir el volumen de los residuos y facilitar el transporte de los mismos a las plantas de tratamiento. Se pueden someter a esta operación desde residuos de jardinería y podas, neumáticos, vidrio, plásticos, hasta residuos voluminosos como colchones, muebles, etc.

Residuos triturados. (Fuente: Imabe Ibérica, S. A., www.imabeiberica.com)

1.5.2. Cribado El cribado es un proceso mecánico que separa los materiales de acuerdo a su tamaño. Los residuos se hacen pasar una malla o una placa perforada, lo que hace que los materiales más pequeños que el tamaño de las aberturas pasen a través de ellas, mientras que los materiales más grandes sean retenidos en la criba. Generalmente los residuos, después de ser sometidos al proceso de trituración, sufren un cribado para su separación. Como hemos visto, existen diferentes tipos de cribas, que dependiendo del tipo de material a separar y el tipo de instalación donde se emplean, pueden ser: - Cribas vibratorias.

El tratamiento de residuos urbanos

- Cribas trómel. - Cribas de discos.

Criba de discos

1.5.3. Separación Los procesos de separación llevados a cabo en las instalaciones de tratamiento de residuos permiten seleccionar los diferentes materiales contenidos en las basuras. Existen diferentes métodos de separación, y la utilización de unos u de otros va a depender en gran medida de los residuos a clasificar. La separación puede llevarse a cabo mediante métodos mecánicos o mediante procedimientos manuales. En estos últimos, son los operarios de la planta los que de forma manual van seleccionando y separando los distintos tipos de residuos porteados en las cintas transportadoras. Como hemos visto anteriormente, los residuos también pueden ser separados utilizando separadores magnéticos, de corriente Foucault, trómeles, separadores ópticos, etc. 1.5.4. Clasificación magnética En el proceso de clasificación magnética se consigue separar los residuos metálicos magnéticos del resto de fracciones. Para ello, como hemos visto, se emplean los separadores magnéticos.

Para la separación de los residuos metálicos del resto de las basuras, se emplean los separadores magnéticos

El tratamiento de residuos urbanos

1.5.5. Extrusión La extrusión es una operación de transformación en la que un material fundido es forzado a atravesar un molde para producir un producto de sección transversal constante y determinada y, en principio, de longitud indefinida. Son muchos los materiales que pueden sufrir este tipo de tratamiento, entre los que nos encontramos, metales, plásticos, cerámicas, etc., dando lugar a productos muy variados como tuberías, ventanas de aluminio o PVC, etc. La extrusión es uno de los procesos más importantes de transformación de los plásticos. El proceso de extrusión es llevado a cabo por máquinas denominadas extrusoras o extrusores cuyas características variarán en función del material a procesar. 1.5.6. Almacenamiento Los residuos procedentes de la recogida de basuras o de las plantas de selección, una vez que llegan a las instalaciones de tratamiento, son almacenados en playas de descarga o fosos acondicionados a la espera de ser introducidos en la cadena de procesado. Asimismo, los productos obtenidos en la recuperación y reciclaje de los residuos son almacenados para su posterior puesta en el mercado.

Los productos obtenidos en la recuperación y reciclaje de los residuos son almacenados para su posterior puesta en el mercado. (Fuente: Imabe Ibérica, S. A., www.imabeiberica.com)

Las plantas de selección, recuperación y reciclaje de residuos deberán habilitar zonas en sus instalaciones para asegurar que tanto el almacenamiento de los residuos como de los productos resultantes de su tratamiento se lleven a cabo con todas las medidas de seguridad e higiene. 1.5.7. Otras fases En las plantas de tratamiento de residuos, además, también pueden existir las siguientes fases: Apertura de bolsas

El tratamiento de residuos urbanos

Los residuos llegan a la planta de tratamiento, generalmente, en el interior de bolsas de plástico. Un rompedor de bolsas facilita la tarea de extracción de los residuos para incorporarlos al proceso de selección. El abrebolsas es uno de los principales equipos de este tipo de plantas, ya que se debe asegurar la apertura de un alto porcentaje de bolsas (95%-98%) de todo tipo y tamaño, y garantizar que los procesos de selección posteriores se realicen con una mayor eficacia.

Equipo abridor de bolsas. (Fuente: Imabe Ibérica, S. A., www.imabeiberica.com)

Aspiración de bolsas y plásticos film Una vez que las bolsas de basuras son abiertas al principio de la cadena de procesado se dirigen a un proceso de clasificación. En algunas instalaciones se implementa un sistema de aspiración de bolsas y plástico film, donde el seleccionador acerca el material y este es aspirado hasta su lugar de almacenaje.

Aspiración automática (Fuente: www.cogersa.es)

Lavado Los residuos pueden sufrir un proceso de limpieza para eliminar todas aquellas sustancias que, de no ser eliminadas, pueden interferir en el proceso de reciclaje. Es conveniente, para facilitar el tratamiento de los residuos, que los ciudadanos en sus hogares eliminen la mayor cantidad de sustancias adheridas a plásticos, vidrios, etc.

El tratamiento de residuos urbanos

Compactación La compactación del material reciclable es esencial para facilitar el almacenamiento y el transporte, con el objeto de disminuir el coste de ambas operaciones. Los plásticos, el papel, el cartón y los recipientes metálicos son materiales muy voluminosos y ligeros, que tienen poco peso, por lo que mediante la compactación se logra reducir el coste del transporte y así aumentar la eficiencia económica del proceso de recuperación y reciclaje de residuos.

Compactación de residuos. (Fuente: Imabe Ibérica, S. A., www.imabeiberica.com)

Aparte de todos los procedimientos anteriormente citados, cada fracción de residuos, en su recuperación y reciclaje, tiene fases específicas de tratamiento; así, por ejemplo, el papel y el cartón serán sometidos a un proceso de pulpación, los plásticos a uno de peletización y el aluminio a uno de deslacación.

1.6. Procesado de los residuos según su tipología Hemos visto que dentro de las basuras podemos encontrar una gran cantidad y variedad de productos que pueden ser reciclados, aprovechándose de esta manera los diferentes elementos que los componen y consiguiéndose así reducir el consumo tanto de energía como materia prima nueva para la elaboración de nuevos productos. La gran mayoría de los residuos que se generan en los hogares pueden sufrir un proceso de recuperación y reciclaje cuyas particularidades vendrán determinadas por el residuo a tratar: vidrio, papel y cartón, materiales plásticos, chatarra férrica o no férrica, residuos especiales, voluminosos, metales nobles, entre otros. 1.6.1. Vidrio El vidrio es un material cuyas características hacen que sea un elemento altamente reutilizado y reciclado, ya que sus propiedades no se ven afectadas por el uso. Una vez recogido selectivamente es transportado a las plantas de recuperación y reciclado donde sufrirán diferentes procesos para poder ser utilizado de nuevo.

El tratamiento de residuos urbanos

En los residuos municipales nos podemos encontrar vidrio procedentes de recipientes de comida y bebida, vidrio plano procedente de ventanas, puertas, etc. o vidrio prensado.

Los vidrios recogidos selectivamente son transportados a las plantas de recuperación y reciclado

Cuando el vidrio residuo llega a los centros de tratamiento sufre las siguientes operaciones: - Limpieza y separación. En esta etapa se separan todos aquellos elementos distintos al vidrio que hayan podido ser recogidos conjuntamente. Para ello, se hace pasar a los residuos por unas cintas transportadoras a las que le siguen separadores magnéticos para retirar todos aquellos componentes férreos. Asimismo, se someten a una limpieza para retirar todos los restos que pueden ir incrustados en el vidrio. - Rotura y trituración. En esta etapa el vidrio es triturado y molido utilizando generalmente un molino de impactos. Al final de esta etapa se obtiene vidrio triturado, que se pasará por una criba adecuada para obtener el tamaño granulométrico deseado. - Procesado final. En la última etapa del reciclado del vidrio, éste se mezcla con las materias primas utilizadas en su fabricación y se funde en un horno a una temperatura de aproximadamente unos 1500 ºC. A continuación, el vidrio fundido es moldeado y enfriado para obtener los envases que, posteriormente, serán utilizados de nuevo. Los fabricantes de recipientes de vidrio prefieren incluir vidrio triturado junto con materias primas (arena, ceniza y cal), porque se puede reducir la temperatura de los hornos de forma significativa. Casi todo el vidrio reciclado se utiliza para producir nuevos recipientes y botellas de vidrio, y el resto para producir lana de vidrio o aislamiento de fibra de vidrio, material de pavimentación (vidrio-betún) y productos de construcción como ladrillos, azulejos y hormigón ligero espumado.

El tratamiento de residuos urbanos

! Para saber más Por cada 3.000 botellas que se reciclan: - Se ahorra más de 1 tonelada de materia prima que no se tiene que extraer de las canteras. - Se reduce la contaminación del aire en un 20%, al no quemar nuevos combustibles para fabricar nuevos productos.

1.6.2. Materiales plásticos El término «plástico» engloba una gran variedad de productos, cuyas características son muy diferentes, lo que hace que su reciclado no se puede llevar a cabo de forma conjunta. Desde el punto de vista de su reciclado, los plásticos se clasifican en termoestables y termoplásticos. Los primeros son materiales altamente resistentes que al ser sometidos a una fuente de calor se endurecen, lo que les hace muy atractivos para su utilización en distintas aplicaciones de ingeniería. Este hecho, en contrapartida, hace que su reciclaje sea muy complicado, rompiéndose y troceándose para ser utilizado como material de relleno en construcción. Los termoplásticos, en cambio, sí que son ablandados por el calor, lo que los hace más fácilmente reciclables aunque su aplicación en la industria se ve más limitada. Básicamente hay dos posibles tipos de procesos de reciclaje del plástico: - Reciclaje mecánico: los residuos de envases se clasifican, se trituran y se funden en gránulos. Los materiales se modifican para obtener las propiedades deseadas. Se obtiene una nueva materia apta para aplicaciones con productos reciclados. - Reciclaje químico: la recuperación química permite reducir los plásticos a sus constituyentes químicos básicos (monómeros). Estos materiales recuperados pueden repolimerizarse nuevamente y volver a convertirse en plásticos. Los plásticos biodegradables, todavía una reducida minoría, se tratarían mediante procesos biológicos debido a su biodegradabilidad. En el caso de reciclaje mecánico, una vez que los plásticos son recogidos y llevados a las plantas de tratamiento, y con el fin de que el reciclaje resulte efectivo, sufren un proceso de separación en función de su naturaleza química. Durante esta etapa del tratamiento, que normalmente se realiza de forma manual, se consigue separar los

El tratamiento de residuos urbanos

diferentes componentes plásticos. Si no se lleva a cabo esta separación surge el problema de que al fundirse conjuntamente los diferentes plásticos, debido a su distinta naturaleza química, no se enlazan entre ellos a nivel molecular con lo que se obtienen materiales deficientes.

Para saber más PVC La separación de los diferentes plásticos que se encuentran en los residuos urbanos también se puede realizar utilizando la densidad de cada uno de ellos para clasificarlos. Este método consiste en sumergirlos en una piscina llena de agua; los plásticos con densidades inferiores al agua flotan (polipropileno), mientras que los de densidades mayores se hunden (PVC). El PVC también se puede separar del resto de materiales plásticos mediante un método en el que se detectan los átomos de cloro existentes en las moléculas que lo constituyen. Para ello se hace pasar el flujo de materiales a través de rayos X, los cuales son sensibles a los átomos de cloro.

Una vez separados, el siguiente paso en su tratamiento es someterlos a un proceso de trituración, obteniéndose unos gránulos. Estos gránulos se lavarán bañándolos en agua y se secarán mediante centrifugación. A continuación, el material plástico se moldea haciéndolo pasar por una matriz y seguidamente se somete a una peletización, para formar pequeñas bolas plásticas. En ocasiones se funden en moldes para originar piezas rígidas como tubos, tablones, etc. Como una alternativa al reciclaje físico se puede realizar el reciclaje químico, el cual, a diferencia del primero, implica cambios en la estructura química del material. El reciclaje químico, al basarse en una reacción química específica, no necesita los complicados pasos de purificación que son indispensables para el reciclaje físico. Además, permite utilizar el desecho plástico como fuente de materia prima no solo para producir nuevamente el material original (como material virgen), sino producir otros materiales con diferentes características. Existen varios procesos de reciclado químico, de los cuales los más importantes son: metanólisis, glicólisis e hidrólisis.

El tratamiento de residuos urbanos