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• Carolyn Armas Zavaleta

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RESIDUOS SOLIDOS URBANOS

RESIDUOS SOLIDOS URBANOS

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Equipos de recogida selectiva de Residuos Sólidos Urbanos(RSU)

RESIDUOS SOLIDOS URBANOS

4. RESIDUOS SOLIDOS URBANOS 4.1.CONCEPTO DE RESIDUOS URBANOS (RU) Una de las características de las sociedades actuales es la producción de materiales sobrantes que no tienen utilidad y que son abandonados. Cuando las poblaciones eran más reducidas estos residuos se producían en cantidades que el ambiente podía absorber y eliminar. En la actualidad, la cantidad de residuos que se producen es tan grande que tienen a acumularse convirtiéndose en un problema ambiental de gran magnitud. En el artículo 3.b) de la ley 10/1988, de 21 de abril, se definen los Residuos Urbanos(RU) como: los generados en los domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios, así como todos aquellos que no tengan la calificación de peligroso y que por su naturaleza o composición puedan asimilarse a los producidos en los anteriores lugares o actividades. También tendrán la consideración de residuos urbanos los siguientes:   

Residuos procedentes de la limpieza de vías públicas, zonas verdes, áreas recreativas y playas. Animales domésticos muertos, así como muebles, enseres y vehículos abandonados. Residuos y escombros procedentes de obras menores de construcción y reparación domiciliaria.

El I Plan Nacional de Residuos Urbanos (I PNRU,2000 - 2006) aprobado en enero de 2000 abarcaba los residuos urbanos, definidos de acuerdo con el artículo anterior, incluidos los residuos originados por la limpieza de zonas públicas, los residuos textiles y maderas de origen doméstico, así como los residuos no peligros domésticos y los aceites y ciertos residuos de origen comercial, como son los aceites y grasas vegetales. Por el contrario, quedaban excluidos los residuos peligrosos definidos de acuerdo con el Real Decreto 952/1997. En el II PNRU (2007-2015) quedan incluidos los mismos residuos que fueron definidos en el I PNRU, y se complementa con otros planes de residuos, también dentro del Plan Nacional Integrado de Residuos (PNIR) como son: 



Residuos peligrosos de origen doméstico (ciertas colas y adhesivos, pinturas, barnices y disolventes, insecticidas, residuos eléctricos y electrónicos, etc.), incluidos en el II Plan Nacional de Residuos Peligrosos. Pilas y acumuladores usados de uso doméstico. Dentro del Programa Nacional de Pilas y Acumuladores usados.

Tabla 4.1. Tipos de residuos según su procedencia FUENTE Domésticos

TIPO DE RESIDUO Residuos de comida, papel, cartón, plásticos, textiles, cuero, residuos de jardín, madera, vidrio, latas de hojalata, aluminio, cenizas, hojas, residuos especiales (artículos voluminosos, electrodomésticos, baterías, pilas, aceite, neumáticos, animales muertos, etc.)

Comercial

Papel cartón, plásticos, madera, residuos de comida, aceites y grasas vegetales, vidrio, metales, residuos especiales, (ver párrafo superior), etc. Madera, acero, hormigón, tierra y alambre.

Construcción y demolición Servicios municipales

Residuos especiales, barrido de calles, poda de árboles, etc.

RESIDUOS SOLIDOS URBANOS

4.2.COMPOSICION DE LOS RU La composición de los RU es muy variada y heterogénea ya que están constituidos por materiales muy diversos. Los distintos componentes se pueden clasificar según su naturaleza en inertes (metal, vidrio, etc.), fermentables (residuos orgánicos procedentes de restos de alimentos, vegetales, etc.) y combustibles (papel, cartón, plásticos, etc.)

Metales no ferricos 1% Metales Ferricos 3%

Madera 1%

Otros 12% Materia Organica 44%

Vidrio 7%

Plastico 11% Papel-carton 21% Materia Organica

Papel-carton

Plastico

Vidrio

Metales Ferricos

Metales no ferricos

Madera

Otros

Figura 4.1. Composición de los residuos sólidos urbanos en España. Datos del II PNRU (2007-2015). Ministerio de Medio Ambiente. (MMA) Según el país varia la cantidad de residuos que se producen. Los más desarrollados generan más residuos por habitante y día que los menos desarrollados. Aunque también existen variaciones dentro de un mismo país dependiendo de las características de la zona (urbana o rural), del nivel de vida de la población, de la estación del año, del clima, etc. La producción de RSU en los países desarrollados oscila entre 0,95 Kg Y 1,5 Kg por habitante y día. Por ejemplo, en España la producción media ha aumentado en los últimos años situándose en 2004 en 1,44 Kg/habitante y día (figura 4.2).

RESIDUOS SOLIDOS URBANOS

t/año

kg/hab/dia 22,735,142 20,465,614

17,178,736 17,418,169

21,444,705

19,124,750 18,376,532 18,925,109

14,914,235 15,307,652

1,036.00 1,063.00 1,186.00 1,200.00 1,258.00 1,299.00 1,290.00 1,336.00 1,275.00 1,437.00 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

Figura 4.2. Generación de residuos urbanos en España desde 1995-2004.Datos del II PNRU 4.3.PROPIEDADES DE LOS RESIDUOS SOLIDOS URBANOS(RSU) El tratamiento adecuado de los RSU implica los procesos de reciclaje, reutilización, transformación y eliminación, lo que hace necesario conocer las propiedades físicas, químicas y biológicas de los mismos.

4.3.1. Propiedades físicas Las propiedades físicas más importantes de los RSU a tener en cuenta son:    

Densidad Humedad Tamaño y distribución del tamaño de las partículas. Capacidad de campo y conductividad hidráulica.

La densidad se define como el peso de un material por unidad de volumen(kg/m3). Se suele determinar para el conjunto de residuos urbanos, porque la densidad de cada producto no indica que su mezcla tenga un valor global proporcional al de sus componentes. La densidad de los residuos sólidos varía según su composición, el nivel de humedad y el grado de compactación (tabla 1.2). Por ejemplo, los residuos alimentarios presentan valores entre 131 y 481 kg/m3 con niveles de humedad correspondientes al 50 y 80 %, mientras que los RSU compactados en vertedero tienen valores entre 590 a 742 kg/m3 con un contenido de humedad del 15 al 40%. El contenido de humedad(H) de los RSU se puede expresar de dos formas: como porcentaje del peso del material húmedo (método de peso -húmedo), o como porcentaje del peso seco del material (método de peso -seco). Los valores de humedad son muy variables ya que depende de varios factores, como la composición de los residuos, estación del año, condiciones meteorológicas, etc. (tabla 1 .2). El contenido de humedad según el método de peso-húmedo se calcula a partir de la fórmula:

RESIDUOS SOLIDOS URBANOS 𝑤𝑖 − 𝑤𝑓 𝐻=( ) 𝑥100 𝑤𝑖 Donde: H=Contenido de humedad en% WI=Peso inicial de la muestra (kg) Wf=Peso de la muestra (kg) después de secarse a 105°C

Tabla 4.2. Intervalos y valores típicos de densidad y humedad de algunos tipos de residuos. Tipo de residuo Domésticos (no compactados) Residuos de comida Papel Cartón Plásticos Vidrio Latas de metal Aluminio Otros metales Textiles Madera Residuos de jardín Construcción y demolición Demolición mezclados (no combustible) Demolición mezclados (combustible)

Densidad(kg/m3) Intervalo Valor tipico

Humedad (% peso) Intervalo Valor tipico

131-481 42-131 42-80 42-131 160-481 50-160 65-240 131-1.151 42-101 131-320 59-225

291 89 50 65 196 89 160 320 65 237 101

50-80 4 -10 4-8 1-4 1-4 2-4 2-4 2-4 6-15 15-40 30-80

70 6 5 2 2 3 2 3 10 20 60

1.000-1.600

1.421

2-10

4

300-400

360

4-15

8

El análisis del tamaño de partícula en un residuo es importante para el reciclaje y la recuperación de algunos de los componentes, así como para la adecuación de las dimensiones de los equipos para posteriores tratamientos (tromel, separadores magnéticos, etc.). La distribución del tamaño de partículas es fundamental para los métodos de incineración y transformación biológicas. El tamaño de un componente se determina mediante una de las medidas siguientes: SC= 1 SC=( Sc=( Donde: Sc=Tamaño del componente (mm) L=Longitud (mm)

1+𝑎 ) 2

1+𝑎+ℎ ) 3

RESIDUOS SOLIDOS URBANOS a =Anchura(mm) h =Altura(mm) Como hay diferencias significativas entre las diversas medidas del tamaño, se deben hacer mediciones individuales para los residuos en cuestión, utilizando la medición de tamaño que proporcione la información necesaria para una aplicación específica. La capacidad de campo(CC) de los residuos sólidos se define como la cantidad total de humedad que puede ser retenida por una muestra de residuo sometida a la acción de la gravedad. Por encima de la capacidad de campo el agua drena libremente. Los RSU no compactados tienen una capacidad de campo del 50 al 60%, y el agua que excede de la CC, drenara como lixiviado. Por tanto, su determinación adquiere importancia a la hora de diseñar los vertederos de residuos, estaciones depuradoras, etc. Una de las ecuaciones empeladas para calcular la capacidad de campo es la de Tchobanoglous et al.: CC=0,6-0,55(

𝑊 4.500+𝑊

)

W = peso en kg del recubrimiento calculado a la altura media de la capa de residuo. La conductividad hidráulica de los residuos compactados es una propiedad física que determina en gran parte el movimiento de líquidos y gases, por ejemplo, dentro de un vertedero y, se puede definir como la velocidad de movimiento de agua en el suelo cuando es sometida a una fuerza neta igual a la gravedad. El coeficiente de permeabilidad (k) se calcula según la expresión: 𝛾 𝜇

𝛾 𝜇

K=Cd2( ) = 𝑘 ( ) Donde: C=Constante d = Tamaño medio de los poros. 𝛾 =Densidad del agua 𝜇= Viscosidad del agua K= Permeabilidad intrínseca o especifica La permeabilidad intrínseca k, cuyo valor es Cd2, depende de las propiedades del material sólido, como son distribución de los tamaños de poro, superficie específica, etc.

4.3.2. Propiedades químicas Además de las propiedades físicas, es importante conocer la composición química de los materiales que constituyen los RSU para poder evaluar las opciones de tratamiento y recuperación. Por ejemplo, la viabilidad de la incineración depende de la composición química de los residuos sólidos. Por ello, si los residuos sólidos van a utilizarse como combustibles, se realizan fundamentalmente los siguientes ensayos:  

Análisis inmediato. Punto de fusión de las cenizas.

RESIDUOS SOLIDOS URBANOS  

Análisis elemental. Contenido energético.

El análisis inmediato incluye la determinación de la humedad, del contenido en materia volátil combustible, de las cenizas y del carbono fijo. La determinación de la humedad se hace mediante calentamiento de la muestra a 105°C durante una hora. El contenido en materia volátil corresponde a la pérdida de peso de la muestra con la ignición a 950°C en un crisol. El residuo que permanece después de la incineración a esa temperatura constituye las cenizas. El carbono fijo se determina por diferencia: Carbono fijo = 100 – Humedad – Materias volátiles - Cenizas Punto de fusión de las cenizas. Otro valor que interesa conocer es la temperatura de fusión y solidificación de las cenizas formadas en la combustión de estos materiales. El punto de fusión de las cenizas oscila entre 1.100 °C y 1.200°C. En el análisis elemental se determinan los porcentajes de carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrógeno y azufre de los residuos. También es frecuente incluir en este análisis la determinación de halógenos debido a la preocupación acerca de la emisión de compuestos clorados durante la combustión. La composición química de la materia organiza en los RSU es obtenida mediante los datos del análisis elemental (tabla 4.3)

Tabla 4.3. Datos sobre el análisis elemental (%) de diferentes componentes de los RSU Componentes Residuos de comida Papel Cartón Plásticos Vidrio Metales Textiles Madera Residuos de jardín

Carbono 48,0 43,4 43,0 60,0 0,5 4,5 48,0 49,5 47,8

Valores típicos de porcentaje en peso Hidrogeno Oxigeno Nitrógeno 6,4 37,6 2,6 5,8 44,3 0,3 5,9 44,8 0,3 7,2 22,8 0,1 0,4