Técnicas de Tratamiento y Eliminación de Residuos: Procesos Físicos, Químicos y Biológicos

Introducción a los Tratamientos de Residuos: Físicos, Químicos y Biológicos

Los tratamientos físicos, químicos y biológicos comprenden un conjunto de tecnologías que pueden utilizarse para eliminar la toxicidad de los residuos, para destruirlos o para transformarlos en formas aceptables desde un punto de vista medioambiental. Frecuentemente, dichos métodos constituyen técnicas de pretratamiento, que implican la separación de contaminantes para su posterior tratamiento, almacenamiento o eliminación. Cada proceso de tratamiento tiene sus propias limitaciones y es aplicable a un determinado tipo de residuos.

Procesos Físicos: Pretratamientos

Adsorción con Carbón Activo

El proceso en el que las moléculas presentes en un medio fluido quedan retenidas sobre la superficie de un sólido mediante enlaces físicos o químicos. A la sustancia adsorbida se le llama adsorbato y al sólido, adsorbente. El sólido más utilizado como adsorbente es el carbón activo, que se puede obtener a partir de distintas materias primas carbonosas (carbón, turba, huesos, etc.) sometiéndolas a un proceso de calentamiento en ausencia de aire, que produce la actividad del carbón para crear una red de poros. Se han empleado profusamente como adsorbentes en las plantas de tratamiento de aguas para eliminar olores y sabores, y para eliminar compuestos orgánicos de corrientes gaseosas.

La cantidad de adsorbato que puede retener un adsorbente es función de la concentración C del adsorbato en el medio y de la temperatura T. La cinética de la adsorción depende de las velocidades de las tres etapas del proceso:

Transferencia desde el seno de la fase fluida a la superficie del adsorbente.
Transporte a través de los poros hasta el centro activo.
Adsorción propiamente dicha.

El proceso es generalmente reversible, por lo que el adsorbente agotado puede ser regenerado. La regeneración puede ser térmica o química.

Intercambio Iónico

Proceso de separación de iones en el que estos quedan unidos a grupos funcionales que se encuentran sobre la superficie de un sólido. El uso más extendido de esta técnica se refiere al ablandamiento de aguas. Suele ir acompañado de otras operaciones complementarias. Actualmente, se utilizan resinas sintéticas que son polímeros insolubles a los que se añaden grupos funcionales ácidos o básicos. Estos grupos son capaces de intercambio reversible con los iones presentes en una disolución. La operación es cíclica y consta de las siguientes etapas:

Intercambio: el agua pasa a través de la columna que está rellena con resina en los 2/3 de su altura.
Lavado a contracorriente: reacondiciona la resina y arrastra los sólidos retenidos.
Regeneración: con solución ácida o básica según el tipo de resina.
Desplazamiento y enjuagado.

Tratamiento Biológico

Compostaje

Se refiere a la transformación rápida, mediante una degradación aerobia, de la materia orgánica y gérmenes patógenos presentes en los residuos, convirtiéndola en un producto apto para ser usado como fertilizante, el compost. Los residuos que pueden ser sometidos a este proceso son sólidos agrícolas, urbanos o los de la industria alimentaria. Su contenido en materia fermentable ha de ser superior al 35%. Otro parámetro importante es la humedad, cuyo valor óptimo se cifra en el 55%. Los parámetros más importantes para el control del proceso son la relación C/N, la humedad y la temperatura. El pH debe estar entre 5 y 8.

La aireación es un factor crítico del proceso que puede llevarse a cabo mediante diferentes técnicas:

Hileras.
Pilas (sin volteo).
Reactor cerrado (digestor).

La aireación permite asegurar que se dan condiciones aerobias. Sirve también para controlar la temperatura del proceso. La duración del proceso puede estar entre días y meses, según la tecnología aplicada.

Las etapas del proceso pueden ser:

Pretratamiento: recepción y clasificación. Separación de materiales. Trituración.
Fermentación: obtención de compost bruto (20 días).
Maduración, posfermentación y estabilización: (30-50 días).
Trituración secundaria, cribado, refinado: obtención de compost refinado.

Entre las ventajas del compost se pueden citar:

Sustituye con ventaja al estiércol natural.
Posee elementos en formas fácilmente asimilables.
Contiene oligoelementos.
Aumenta la capacidad de retención de agua de los terrenos y su porosidad.
Incrementa la actividad biológica del suelo.

Principales inconvenientes:

Presencia de elementos indeseables.
Aporte de metales pesados.

Eliminación de Residuos por Vertido Controlado

Vertedero Controlado de RSU

Sea cual sea el método de gestión elegido para los residuos, siempre quedará una fracción que debe ser eliminada. Los objetivos básicos son:

Resolver la eliminación de residuos para 10-15 años.
Asegurar la protección del medio ambiente.
Conseguir recuperar el paisaje.

Problemas asociados a estas instalaciones:

Riesgos de contaminación de acuíferos.
Migración de gases.
Necesidad de grandes superficies de terreno y necesidad de nuevos emplazamientos.
Fuerte oposición social.

Un vertedero de residuos urbanos se puede considerar como un reactor biológico, con residuos y agua como entradas principales y gas de vertedero y lixiviados como principales salidas.

Elección del Emplazamiento

Antes de decidir una ubicación, deberán tenerse en cuenta los datos de la zona. También es necesario disponer de datos geológicos e hidrogeológicos. No es aconsejable la ubicación en lugares donde las precipitaciones son muy abundantes. Otros factores son los ruidos consecuencia del movimiento de maquinaria y camiones, eligiendo emplazamientos alejados de zonas habitadas. El paisaje debe ser alterado en la menor medida posible.

Medidas Preventivas

Contaminación de Aguas: Aguas Subterráneas y Lixiviados

La contaminación de las aguas es el problema ambiental más grave que se puede plantear en un vertedero. Un proyecto correcto debe evitar que las aguas subterráneas o superficiales del entorno puedan ser contaminadas por los lixiviados. Lixiviados y escorrentías deben ser corregidos, separadamente, en sendas balsas, caracterizados y tratados convenientemente.

Control de la escorrentía superficial.
Protección de las aguas subterráneas.
Caracterización, evolución y tratamiento de los lixiviados.

Normativa Actual

Hay tres clases de vertederos:

De residuos peligrosos.
De residuos no peligrosos (RSU).
De residuos inertes (escorias y cenizas, construcción).