La tecnología de incineración es la combustión controlada de residuos con la recuperación de calor para producir vapor que a su vez produce energía a través de turbinas de vapor. Los RSU después del pretratamiento son alimentados a la caldera de su elección, en la que se utiliza vapor de alta presión para producir energía a través de una turbina de vapor.
La pirólisis se utiliza ampliamente en la industria petroquímica y puede aplicarse al tratamiento de residuos municipales, donde los residuos orgánicos se transforman en gas combustible y residuos. La gasificación es otra alternativa que normalmente funciona a una temperatura más alta que la pirólisis en una cantidad limitada de aire.
Aunque tanto la pirólisis como la gasificación son tecnologías viables para tratar los desechos municipales, las aplicaciones comerciales de ambas tecnologías han sido limitadas.
Las tecnologías basadas en la incineración han sido objeto de un intenso debate en los círculos ambientales, sociales y políticos. Este artículo evalúa la incineración sobre la base de tres parámetros -medio ambiente, salud humana e impacto económico- y propone un mecanismo integrado para mantener un delicado equilibrio entre la recuperación de energía y las preocupaciones medioambientales.
Cuestiones medioambientales
El proceso de incineración produce dos tipos de cenizas. La ceniza de fondo proviene del horno y se mezcla con la escoria, mientras que la ceniza volante proviene de la chimenea y contiene componentes que son más peligrosos. En los incineradores de residuos municipales, la ceniza de fondo es de aproximadamente el 10% en volumen y aproximadamente del 20 al 35% en peso de la entrada de residuos sólidos.
Las cantidades de cenizas volantes son mucho más bajas, generalmente sólo un pequeño porcentaje de los insumos. Las emisiones de los incineradores pueden incluir metales pesados, dioxinas y furanos, que pueden estar presentes en los gases residuales, el agua o las cenizas. El plástico y los metales son la principal fuente del valor calorífico de los residuos. La combustión de plásticos, como el cloruro de polivinilo (PVC), da lugar a estos contaminantes altamente tóxicos.
Los tóxicos se crean en varias etapas de estas tecnologías térmicas, y no sólo al final de la pila. Estos pueden ser creados durante el proceso, en las tuberías de la chimenea, como residuos en cenizas, agua de lavado y filtros, y de hecho incluso en plumas de aire que salen de la chimenea.
No hay formas seguras de evitar su producción o su destrucción, y en el mejor de los casos pueden quedar atrapados a un coste extremo en filtros sofisticados o en la ceniza. La liberación final es inevitable, y si quedan atrapados en cenizas o filtros, estos se convierten en residuos peligrosos.
Los contaminantes que se crean, aunque estén atrapados, residen en filtros y cenizas, que necesitan vertederos especiales para su eliminación. En caso de que se intente recuperar energía, se necesitan intercambiadores de calor que funcionen a temperaturas que maximicen la producción de dioxinas. Si los gases se apagan, va en contra de la recuperación de energía. Estos proyectos dispersan las cenizas de incineración por todo el medio ambiente, que posteriormente entran en nuestra cadena alimentaria.
La intervención tecnológica del incinerador en el flujo de residuos distorsiona la gestión de residuos. Estos sistemas se basan en corrientes residuales mínimas garantizadas. Promueve indirectamente la generación continua de residuos, a la vez que obstaculiza la prevención, la reutilización, el compostaje, el reciclaje y el desarrollo económico de la comunidad basado en el reciclaje.
Cuesta más a las ciudades y municipios y proporciona menos puestos de trabajo que el reciclaje y el compostaje integrales, y también dificulta el desarrollo de empresas locales basadas en el reciclaje.
Preocupaciones de salud humana
Los sistemas de incineración de residuos producen una gran variedad de contaminantes que son perjudiciales para la salud humana. Estos sistemas son caros y no eliminan o controlan adecuadamente las emisiones tóxicas de los RSU químicamente complejos. Incluso los nuevos incineradores liberan metales tóxicos, dioxinas y gases ácidos. Lejos de eliminar la necesidad de un vertedero, los sistemas de incineración de residuos producen cenizas tóxicas y otros residuos.
El programa de conversión de desechos en energía para maximizar la recuperación de energía es tecnológicamente incompatible con la reducción de las emisiones de dioxinas. Las dioxinas son los contaminantes orgánicos persistentes (COP) más letales que tienen consecuencias irreparables para la salud ambiental. La población afectada incluye tanto a los que viven cerca del incinerador como a los que viven en la región en general. Las personas están expuestas a los compuestos tóxicos de varias maneras:
* Respirando el aire que afecta tanto a los trabajadores de la planta como a las personas que viven cerca.* Al comer alimentos o agua producidos localmente que han sido contaminados por contaminantes del aire del incinerador; y* Al comer pescado o vida silvestre que han sido contaminados por las emisiones a la atmósfera.
La dioxina es un compuesto altamente tóxico que puede causar cáncer y daños neurológicos, y alterar los sistemas reproductivos, los sistemas tiroideos, respiratorios, etc.
Impactos financieros
En todo el mundo desarrollado, casi la mitad de la inversión se destina a sistemas de control para reducir las emisiones tóxicas como el mercurio, el cadmio, el plomo, las dioxinas, los furanos, los compuestos orgánicos volátiles, etc. Por ejemplo, un incinerador de 2.000 toneladas diarias puede costar más de 500 millones de dólares en Europa, la mitad de los cuales se destinan al control de emisiones.
Otro problema surge en el caso de los países en desarrollo porque el valor calorífico medio de la basura en estos países es de unos 800 calorías/kg. Para que las tecnologías de combustión tengan éxito, necesitarían entre 2000 y 3000 calorías / kg, y hay que añadir otro tipo de combustible auxiliar. Esto hace que el proceso sea más antieconómico y contaminante de lo que ya es.
La mayor parte del tamaño y el gasto del incinerador se dedica a los equipos de control de la contaminación. El primer componente del equipo de control de la contaminación es la etapa en la que el amoníaco se inyecta en los gases producidos por el proceso de combustión que ayuda a eliminar los NOx. La eliminación del mercurio se consigue mediante la inyección de carbón activado. Luego se inyecta cal en la etapa de lavado en seco, mediante la cual se eliminan los gases ácidos.
Además, la mayoría de los incineradores tienen un filtro de bolsas o un precipitador electrostático para facilitar la captura de partículas y tóxicos. Por lo tanto, se puede observar que el costo del sistema de control de la contaminación sobrepasa el costo del incinerador por un margen enorme.
Los expertos en incineración generalmente afirman que para tener una operación económicamente viable, se requiere tener un incinerador que queme al menos 1000 toneladas de basura cada día. El costo de construir una instalación de este tipo es de aproximadamente 100 millones de dólares. Los costos de operación para mantener el equipo, especialmente el equipo de control de la contaminación, también son altos.
Es peligroso enterrar las cenizas volantes en un vertedero municipal normal. Se requiere un vertedero especial de residuos peligrosos que es casi diez veces más costoso que un vertedero municipal. Por lo tanto, el coste de la incineración de residuos municipales se dispara debido a la necesidad de un vertedero especial para la eliminación de cenizas volantes.
Conclusiones
Es necesario adoptar métodos alternativos más limpios para la eliminación de la basura municipal. Según el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), los incineradores son la principal fuente de dioxinas en el medio ambiente mundial. La EPA, en un estudio reciente, identificó a las dioxinas como la causa de muchos cánceres, siendo el peor componente la TCDD (también conocida como Agente Naranja).
La necesidad de soluciones de bajo costo presenta dificultades significativas, pero no es una tarea imposible. La estrategia ideal de gestión de recursos para los RSU es evitar su generación en primer lugar. En 1993, una Comisión Real de Contaminación Ambiental de Inglaterra emitió un procedimiento de decisión en cuatro etapas, de las cuales las dos primeras son las siguientes
* Siempre que sea posible, evitar la generación de residuos,
* Cuando los residuos sean inevitables, recíclalos si es posible.
Esto implica cambiar los patrones de producción y consumo para eliminar el uso de productos y envases desechables, no reutilizables y no retornables.
Una gestión integrada de residuos sólidos (GISRS) es esencial para establecer una jerarquía de residuos que identifique los elementos clave. La jerarquía general debe estar compuesta por el siguiente orden:
1. Reducir
2. Reutilización
3. Reciclar
4. Minimización de residuos y recuperación de energía a partir de residuos mediante compostaje, digestión anaeróbica, incineración, etc.
5. Vertido
El costo de construir y operar incineradores o de proporcionar vertederos especiales es enorme. Si una parte sustancial de estos fondos se desviara hacia la minimización de los residuos y el fomento del reciclado, la necesidad de eliminación de residuos podría reducirse enormemente, además de reducir los peligros derivados tanto de la incineración como de los vertederos.
Es esencial explorar el potencial de las tecnologías respetuosas con el medio ambiente, como la digestión anaeróbica (AD), para el tratamiento de los residuos municipales, ya que promete abordar dos problemas medioambientales muy importantes: la gestión de los residuos y las energías renovables.
Escrito por Salman Zafar , Renewable Energy Expert.
