Incineración, vertederos y biometanización de residuos sólidos urbanos (RSU)

Resumen

El documento describe los componentes de una planta de incineración de RSU, los tipos de vertederos controlados (alta, media y baja densidad) y sus características de ubicación y operación. Además, explica los procesos biológicos de tratamiento, como las fases del compostaje y las etapas anaerobias de la biometanización, diferenciando compost y material bioestabilizado.

Puntos clave

Una planta de incineración de RSU incluye báscula, fosa de almacenamiento, grúa, cámara de combustión, caldera, turbina de vapor, depurador en seco, filtro de mangas y chimenea.
Los vertederos de alta densidad tienen densidad de 1 t/m³, capas de 15-20 cm, descomposición aerobia y no requieren cubrición de RSU.
Los vertederos de baja y media densidad necesitan recubrimiento para evitar olores y roedores, con capas de 1,5-2 m, descomposición anaerobia y densidad de 0,5-0,6 o 0,8 t/m³.
El compostaje pasa por fases de latencia, inicial, termófila (50-70 °C, higienización) y de enfriamiento (relación C/N ≈ 20).
El compost procede de recogida selectiva, mientras que el material bioestabilizado se obtiene de contenedores donde se mezclan todos los residuos.
En la biometanización anaerobia, la hidrólisis es la etapa limitante; después vienen la acetogénesis y la metanogénesis, que produce CH₄ y CO₂.

Ponte a prueba

Instalaciones de una Incineradora

A continuación, se detallan los componentes principales de una planta de incineración de Residuos Sólidos Urbanos (RSU):

Báscula
Fosa de almacenamiento de RSU
Grúa
Conducto de alimentación
Parrillas
Cámara de combustión
Caldera
Turbina de vapor
Horno
Depurador en seco
Filtro de mangas
Ventilador de tiro forzado
Chimenea
Tanque de enfriamiento
Cenizas del vertedero

Vertederos Controlados

Vertederos de Alta Densidad

Se caracterizan por una alta compactación de los residuos, lo que ofrece varias ventajas operacionales y ambientales:

Alta densidad, alta vida útil.
Mayor homogeneización, menor asentamiento.
Menos lixiviados debido a la compactación.
Poco material de recubrimiento.
Reducción de las masas de fermentación.
Disminución del riesgo de incendio.
Disminución de emanaciones de biogás.
Disminución del impacto de papeles y polvo.
Menor proliferación de animales, más limpio.

Características Operacionales del Vertedero de Alta Densidad

Capas de 15-20 cm.
Descomposición aerobia.
Densidad (d) = 1 t/m³.
No requiere cubrición de RSU.

Vertedero de Baja Densidad y Media Densidad (Convencional)

Requiere recubrimiento de residuos para evitar malos olores y la presencia de roedores.

Capas de 1,5 m a 2 m con intervalos de 0,3 m a 0,4 m de capa protectora.
Descomposición anaerobia.
Densidad (d) = 0,5-0,6 t/m³ o 0,8 t/m³.
Más económico que el de alta densidad.
Requiere menor superficie que el de alta densidad.

Características de Ubicación de Vertederos

Sitio con baja presión o sin presiones.
Material de cubrimiento cerca del vertedero.
Con más de una ruta de acceso.
Relativamente cerca del núcleo urbano.
Con drenaje.
En sitios de poca lluvia o cubierto y de bajas temperaturas.
Se debe considerar que el lugar pueda ser reutilizado posteriormente.

Procesos Biológicos de Tratamiento de RSU

Fases del Compostaje

El pH y la temperatura no controlan el proceso, sino que lo reflejan. La relación C/N y el porcentaje de humedad (%H) sí controlan el proceso de compostaje.

Fase de Latencia: Periodo de adaptación de los microorganismos.
Fase Inicial: Aumento de la población microbiana y aumento brusco de la temperatura (2-5 días).
Fase Termófila: Temperatura elevada (50-70 °C). Disminución de la relación C/N. Dura 1-8 semanas, periodo de higienización.
Fase de Enfriamiento: Lenta, proceso de humificación. Relación C/N ≈ 20. Dura 3 meses máximo.

Compost vs. Material Bioestabilizado

Compost: Producto resultante de la selección selectiva de los residuos. Es material orgánico en general, seleccionado intencionalmente (poco usual en grandes plantas).
Material Bioestabilizado: Se obtiene a partir de contenedores donde se vierte todo junto. Requiere separar los residuos posteriormente (casi todo el material es bioestabilizado).

Etapas Anaerobias de la Biometanización (Proceso Sensible al pH)

Hidrólisis (Etapa Limitante): Transformación de los ácidos orgánicos de cadena larga en cadena más corta y acetona.
Acetogénesis: Transformación de estos ácidos de cadena corta en ácidos volátiles, CO₂ y H₂.
Metanogénesis: Formación final de metano (CH₄) y dióxido de carbono (CO₂).

Preguntas frecuentes

¿Qué ventaja tienen los vertederos de alta densidad frente a los convencionales?

Según el documento, ofrecen mayor vida útil, menos lixiviados, menor riesgo de incendio y menor emisión de biogás. Además no requieren cubrición de RSU y ocupan menos superficie que los de baja densidad.

¿Qué controla realmente el proceso de compostaje?

El documento indica que el pH y la temperatura no controlan el proceso sino que lo reflejan. Lo que sí lo controlan son la relación C/N y el porcentaje de humedad.

¿Cuál es la etapa limitante de la biometanización?

La hidrólisis es la etapa limitante del proceso anaerobio, donde los ácidos orgánicos de cadena larga se transforman en otros de cadena más corta.