Pirólisis, CDR y compostaje aeróbico: tratamiento y valorización de residuos

1. Pirólisis

La pirólisis es un proceso termoquímico mediante el cual una materia orgánica o residuo se descompone por la acción del calor en una atmósfera carente de oxígeno (O₂). A través de esta descomposición, la materia se transforma en una mezcla líquida de hidrocarburos, gas de síntesis (syngas), residuo seco carbonoso (char) y agua. Los productos generados pueden emplearse incluso en motores diésel.

Ventajas de la pirólisis

• Facilidad logística: Genera una fracción líquida fácil de manejar, transportar y almacenar.
• Bajas emisiones: Produce menores emisiones a la atmósfera al tratarse de un proceso completamente cerrado.
• Economía circular: Los productos y subproductos generados pueden ser reutilizados.
• Eficiencia energética: Es un proceso energéticamente autosuficiente.

Inconvenientes y desventajas

• Alta inversión económica requerida para la instalación.
• La alimentación del sistema requiere un pretratamiento exhaustivo para no mermar el rendimiento del proceso.
• Generación de un residuo carbonoso de bajo Poder Calorífico Inferior (PCI) que debe ser gestionado.
• Los hidrocarburos líquidos generados deben someterse a procesos posteriores de refinado.
• Menor rendimiento de los combustibles obtenidos en comparación con otros métodos directos.
• Reducción de volumen inferior a la obtenida mediante incineración convencional.
• Altos costes operativos y complejidad en la gestión de cenizas.

Características técnicas operativas

• Rango de temperaturas: Opera comúnmente entre 400 °C y 800 °C.
• Refinado: Los hidrocarburos líquidos exigen un proceso de refinado para su aprovechamiento final.
• Residuo carbonoso: Fracción residual de bajo PCI que requiere acondicionamiento o gestión específica.
• Integración: Posibilidad de combinación con etapas posteriores de gasificación.
• Madurez: Se trata de una tecnología con limitadas referencias industriales y comerciales a escala mundial.

2. Combustibles Derivados de Residuos (CDR)

Los Combustibles Derivados de Residuos (CDR) se obtienen a partir de la fracción resto de residuos municipales, restos industriales no peligrosos, residuos voluminosos y rechazos de plantas de reciclaje de residuos recogidos selectivamente.

Métodos de tratamiento para CDR

• Biosecado: Tratamiento biológico aplicado a la totalidad de la masa del residuo mediante el calor metabólico generado para reducir su humedad.
• Tratamiento Mecánico-Biológico (TMB): Proceso en el que primero se separa la fracción orgánica durante una fase de tratamiento mecánico, y posteriormente solo dicha fracción orgánica es sometida a tratamiento biológico.

3. Compostaje Aeróbico

El compostaje aeróbico es un proceso microbiológico aerobio que combina fases mesófilas (15 °C - 45 °C) y termófilas (45 °C - 70 °C) para transformar un residuo orgánico en un producto estable, libre de patógenos y semillas, y de elevado valor agronómico. Consiste en la descomposición biológica controlada de la materia orgánica en presencia continua de oxígeno.

Fases principales del proceso

1. Procesamiento inicial del residuo: Acondicionamiento físico y ajuste de la mezcla.
2. Descomposición aerobia: Degradación biológica activa de la fracción orgánica.
3. Preparación y comercialización: Maduración, afinado y distribución comercial del producto final obtenido.

Sistemas abiertos: Pilas de volteo dinámicas

Consisten en la disposición de los residuos en montones o mesetas de superficie cuadrangular, dispuestos en pilas aisladas y paralelas dotadas de sistemas de aireación natural o inducida.

• Dimensionamiento: Presentan una altura ideal comprendida entre 2 y 2,7 metros, sin limitación en su longitud.
• Importancia de la altura: Es el parámetro más crítico del diseño. Una altura excesiva provoca que el material se comprima por su propio peso, generando condiciones anaerobias indeseadas. Por el contrario, una altura insuficiente ocasiona una rápida pérdida de calor y de humedad.
• Geometría según el clima: En zonas lluviosas, las pilas deben poseer una morfología semicircular o abovedada para favorecer la escorrentía superficial del agua.
• Frecuencia de volteos: El calendario de volteos depende de la naturaleza del residuo, el porcentaje de humedad y la rapidez deseada para el compostaje (habitualmente en torno a 6 meses). Al inicio del proceso se requiere una mayor frecuencia de volteo debido a la intensa actividad microbiana y la descomposición activa.
• Ventajas: Representa un sistema sumamente sencillo y económico que libera calor, humedad y CO₂ de manera fluida.
• Desventajas: Presenta gran dificultad para mantener un nivel de concentración de oxígeno constante, experimentando fuertes fluctuaciones térmicas y gaseosas en función del intervalo entre volteos.

Sistemas de pilas estáticas

Son sistemas de compostaje en los que las pilas no se voltean periódicamente. La oxigenación se asegura mediante el suministro de aire a presión (aireación forzada) o mediante succión de aire (aireación inducida), pudiendo adoptar configuraciones de lecho semiagitado.

• Tratamiento de emisiones: El aire evacuado de la pila puede ser capturado y conducido a sistemas de desodorización (biofiltros) antes de su liberación a la atmósfera.
• Control operativo: Resulta indispensable monitorizar y regular el funcionamiento de los ventiladores para garantizar en todo momento las condiciones aerobias requeridas por los microorganismos.