Qumica rea tecnologa ambientalUNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL VALLE
DE TOLUCACARRERA DE TECNOLOGA AMBIENTAL
Identificacin de un proceso para el tratamiento de residuos
slidos urbanos para la obtencin de un agregado de la
construccin
M E M O R I A
QUE PARA OBTENER EL TTULO DETCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN
QUMICA REA TECNOLOGA AMBIENTAL
PRESENTAANA LAURA MORENO ORTIZ
ING. JOS LUIS LOAIZA YAEZ
Asesor Industrial
M. en C. A. GUILLERMINA GMEZ BELTRN Asesora AcadmicaDra. SOCORRO
PEDROZA BENTEZAsesora Acadmica
M. en C. E. ADELA RAMREZ GONZLEZDirectora de la Carrera de
Tecnologa Ambiental
LERMA, ESTADO DE MXICO, MAYO 2014
ContenidoContenido3Resumen8Introduccin9Problemtica111captulo I
Marco terico121.1.1residuos121.1.2Residuos slidos urbanos
(RSU)131.1.3Virus161.1.4Bacterias161.1.5Hongos171.2JUSTIFICACIN181.2.1Objetivo
general191.2.2Objetivos especficos192Captulo II Procedimientos de
tecnologas aplicables para tratamiento de los residuos slidos
urbanos existentes202.1Mtodo de eliminacin de su totalidad reciclar
residuos slidos202.2Proceso de tratamiento en continuo de los
residuos slidos urbanos202.3Procedimiento de residuos slidos
urbanos digestin anaerobia en fases de temperatura223Captulo III
DESCRIPCIN DE TRATAMIENTOS PARA LOS RSU263.1Tratamientos
fsicos263.1.1Separacin263.1.2Trituracin263.1.3Molienda293.1.4Separacin
magntica313.2Tratamiento qumico373.2.1Hidrlisis373.2.2Vitrificacin
(Tratamiento secundario)373.3Tratamiento
biolgico403.3.1Polimerizacin403.3.2Compostaje403.3.3Digestin
Anaerobia423.4Tratamiento
trmico423.4.1Gasificacin433.4.2Incineracin443.4.3Pirolisis453.4.4Deshidratado463.5Conclusin
de tratamientos fsicos473.6Recomendaciones473.7Conclusin de proceso
trmico483.8483.9Recomendaciones484Captulo IV Luz
ultravioleta504.1radiacin ultravioleta504.2Tipos de radiacin
ultravioleta504.2.1Radiacin UV-C514.3Tneles de esterilizacin
ultravioleta514.4Conclusin de luz
ultravioleta555Recomendaciones556Captulo V EQUIPO DE CONTROL PARA
TRATAMIENTO DE PARTCULAS EN AIRE571. Equipos de absorcin572.
Equipos de adsorcin:583. Equipos de combustin:595.
Condensadores606. Procesos biolgicos-olores606.1Propuesta de equipo
de control para tratamiento de partculas en aire616.1.1Colector de
polvo616.1.2Cmaras de sedimentacin63Filtracin686.1.3Lavadores de
partculas Venturi786.1.4Precipitadores
electroestticos806.2Conclusin de equipo de control para tratamiento
de partculas816.3Recomendaciones de equipo de control para
tratamiento de partculas827Captulo V Seguridad y Salud
Ocupacional837.1Medidas de seguridad durante etapas de
proceso837.1.1Trituracin837.1.2Luz ultravioleta tipo C837.2Equipo
de seguridad durante etapas de
procesos847.2.1Separacin847.2.2Triturado847.2.3Deshidratado847.2.4Luz
Ultravioleta tipo C848Conclusiones generales869Bibliografa87
ndice
Figura 1 separacin manual 1 27
Figura 1.1 Trituracin 1 28
Figura 1.1.1 Trituradora de mandbulas 1 28
Figura 1.1.3 Triturado de rodillos lisos 129Figura 1.1.3
trituradora de rodillos dentados 29
Figura 1.2 Molino de bolas 30
Figura 1.2.1 Molino de barras 31
Figura 1.2.2 Molino de martillo 131Figura 1.2.3 Molinos de
chorro 31
Figura 1.2.4 molino de disco 28 Figura 1.3 Sistemas magnticos
permanentes de banda 1 33 Figura 1.3.1 Sistemas electromagnticos
134Figura 1.3.2 Tambores separadores 1 34
Figura 1.3.2 Tambores separadores en carcassa 1 35
Figura 1.3.4 Rodillo magntico 135Figura 1.3.5 Bloques magnticos
1 36
Figura 1.6 Proceso de elaboracin de compostaje 142Figura 1.3.6
Separador magntico en casdas 1 37
Figura 1.4 Hidrolisis 138Figura 1.5 Proceso de vitrificacin 1
40
Figura 1.6 Proceso de elaboracin de compostaje 142Figura 1.7
Proceso de gasificacin 1 44
Figura 1.8 Proceso de elaboracin de composta 1 45
Figura 1.9 Proceso de pirolisis 1 46
Figura 1.10 proceso de deshidratado 1 47
Figura 1.10.1 Horno modificado 149Figura 2 Longitud de onda de
luz ultravioleta 1 51
Figura 2.1 Tiempo y distancia de luz ultravioleta 1 53
Figura 2.2 referencia de tneles 153Figura 3.1 colector de polvo
1 63
Figura 3.2 Cmaras de sedimentacin 167Figura 3.3 Dispositivos
inerciales 1 69
Figura 3.3.1 Cicln de alta eficiencia 169Figura 3.3.2 Cicln
convencional 1 70
Figura 3.3.3 Cicln de alta capacidad 170Figura 3.3.4 Eficiencia
de remocin de cicln 1 70
Figura 3.3.5 Porta filtro o carcasa inoxidable 174Figura 3.3.5.1
Filtro de canastilla 1 75
Figura 3.3.5.2 Filtro HEPA 175Figuran 3.3.5.3 Paneles filtrantes
1 76 Figura 3.3.5.4 manga filtrante 176Figura 3.3.5.6 Polister
punsonado 1 77
Figura 3.3.5.6.1 Polister Punzonado Antiesttico 178Figura
3.3.5.6.2 Polister Punzonado Antestatico 1 78
Figura 3.3.5.6.3 Nomex 178Figura 3.3.5.6.4 Polister con Membrana
PTFE (tefln) 1 79
Figura 3.3.5.6.5 Polister con Membrana 180Figura 3.6
Precipitadores electroestticos 1 83
Figura 4 Diagrama del proceso 188
Resumen
El desarrollo del presente trabajo, constituye definir las
tecnologas para el tratamiento de los residuos slidos urbanos que
no utilicen vapor de agua y/o oxido de calcio (CaO), debido a que
el vapor de agua aumentara la humedad de los residuos y as mismo el
tiempo de deshidratado del producto. El xido de calcio es un
compuesto que no favorece a los materiales de construccin.Se
identificaron procesos fsicos, qumicos y biolgicos identificando un
proceso que consta de las siguientes etapas: seleccin manual,
separacin magntica, triturado, deshidratado, desinfeccin con luz
ultravioleta y molido. Teniendo como prioridad un proceso continuo
para evitar aumentar la degradacin de la materia y el crecimiento
acelerado de los microorganismos.El objetivo principal, identificar
el proceso ms viable que ayude a la transformacin de los residuos
slidos urbanos para obtener un producto final similar a la arena
que sea estable qumica y biolgicamente para ser utilizado como
agregado en los materiales de construccin.
Introduccin
Frente a la crtica situacin que viven las ciudades por la
creciente cantidad de residuos slidos urbanos (RSU) que generan, y
por consiguiente, una demanda incesante en materia de nuevos sitios
para su disposicin final (basurales o rellenos sanitarios),
comienzan a evaluarse diferentes tecnologas para el tratamiento de
dichos residuos (Greenpeace, 2011).Se han desarrollado tecnologas
que permiten tratar los residuos para aprovecharlos como materia
prima para distintos procesos o bien para la obtencin de energas
alternativas; estas tecnologas no siempre logran disminuir con el
problema, ya que como en el caso de la incineracin los desechos de
este tratamiento significan un nuevo problema a resolver
(Greenpeace, 2011).En los ltimos aos surgieron una serie de
tecnologas que prometen superar los problemas ya conocidos de la
incineracin convencional y, a su vez, generar energa, a la que
califican como renovable. Tales tecnologas incluyen la gasificacin,
la pirolisis y el arco de plasma (Greenpeace, 2011).Los mtodos de
tratamiento de los residuos slidos se pueden clasificar en varias
formas. Como es el proceso fsico que consta de la separacin (manual
mecanizada), trituracin, separacin magntica y compactacin.El
proceso qumico: hidrolisis, oxidacin, vitrificacin,
polimerizacin.Procesos biolgicos: Composteo, Diagnstico anaerobia
Proceso de destruccin trmica: incineracin, pirolisis,
esterilizacin, microondas y deshidratado (SEDESOL, 2001)
Luz ultravioleta
La luz ultravioleta tiene diversas aplicaciones. Una de las
aplicaciones de los rayos ultravioleta es como forma de
esterilizacin, junto con los rayos infrarrojos (pueden eliminar
toda clase de bacterias y virus sin dejar residuos, a diferencia de
los productos qumicos). Durante el tratamiento de los RSU surge la
presencia de virus, bacterias y esporas por lo cual la necesidad
esterilizar nuestro producto y as poder inactivar el crecimiento
microbiano por tal motivo la luz ultravioleta entra como una opcin
en nuestro proceso del tratamiento de los RSU.
Problemtica
Los residuos han representado una problemtica que se ha agravado
a travs del tiempo por diversos factores como son el aumento de la
poblacin, los cambios de hbitos de consumo y la variacin en la
composicin de los residuos, entre otros.De acuerdo a la SEDESOL
(citado en SEMARNAT, 2001b), en 1955 la generacin per-cpita de
residuo slido en Mxico era de 0.300 kg/hab*da y para el ao 2000
aumento a 0.865 kg/hab*da, es decir, la generacin diaria por
persona casi se triplico en menos de 50 aos. Este es dato
preocupante por la constante necesidad de sitios en donde disponer
los residuos, adems de la falta de planes de manejo que permitan
una disposicin adecuada de ms de 30 millones de toneladas generadas
anualmente en Mxico.Sin embargo, el problema no solo radica en las
grandes cantidades de residuos que se generan, sino tambin en el
cambio de composicin ya que anteriormente eran de tipo orgnico y en
la actualidad la mayora de los residuos son elementos de lenta
degradacin con un mayor efecto en el ambiente. As mismo el impacto
ambiental generado por los residuos slidos depende tambin de la
forma en que estos son manejados y dispuestos
captulo I Marco terico
residuosSe entiende por residuo cualquier producto en estado
slido, lquido o gaseoso procedente de un proceso de extraccin,
transformacin o utilizacin, que carente de valor para su
propietario, ste decide abandonar.La Ley 10/1998, de 21 de abril,
de Residuos establece que "es cualquier sustancia u objeto
perteneciente a alguna de las categoras que figuran en el anejo de
esta Ley, del cual su poseedor se desprenda o tenga la intencin u
obligacin de desprenderse (Ley 10/1998).Anejo Q1 Residuos de
produccin o de consumo no especificados a continuacin.Q2 Productos
que no respondan a las normas.Q3 Productos caducados.Q4 Materias
que se hayan vertido por accidente, que se hayan perdido o que
hayan sufrido cualquier otro incidente, con inclusin del material,
del equipo, etc., que se haya contaminado a causa del incidente en
cuestin.Q5 Materias contaminantes o ensuciadas a causa de
actividades voluntarias (por ejemplo, residuos de operaciones de
limpieza, materiales de embalaje, contenedores, etc.).Q6 Elementos
inutilizados (por ejemplo, bateras fuera de uso, catalizadores
gastados, etc.).Q7 Sustancias que hayan pasado a ser inutilizables
(por ejemplo, cidos contaminados, disolventes contaminados, sales
de temple agotadas, etctera).Q8 Residuos de procesos industriales
(por ejemplo, escorias, posos de destilacin, etc.).Q9 Residuos de
procesos anticontaminacin (por ejemplo, barros de lavado de gas,
polvo de filtros de aire, filtros gastados, etc.).Q10 Residuos de
mecanizacin/acabado (por ejemplo, virutas de torneado o fresado,
etc.).Q11 Residuos de extraccin y preparacin de materias primas
(por ejemplo, residuos de explotacin minera o petrolera, etc.).Q12
Materia contaminada (por ejemplo, aceite contaminado con PCB,
etc.).Q13 Toda materia, sustancia o producto cuya utilizacin est
prohibida por la ley.Q14 Productos que no son de utilidad o que ya
no tienen utilidad para el poseedor (por ejemplo, artculos
desechados por la agricultura, los hogares, las oficinas, los
almacenes, los talleres, etc.).Q15 Materias, sustancias o productos
contaminados procedentes de actividades de regeneracin de
suelos.Q16 Toda sustancia, materia o producto que no est incluido
en las categoras anteriores (Ley 10/1998).Residuos slidos urbanos
(RSU)
Un residuo slido o residuo slido urbano (RSU), como lo define la
legislacin de mayor jerarqua en materia de residuos en el pas, la
Ley General de Prevencin y Gestin Integral de Residuos (LGPGIR), se
define como aquel material generado como residuo en las casas
habitacin, que resultan de la eliminacin de los materiales que
utilizan en sus actividades domsticas, de los productos que
consumen y de susenvases, embalajes o empaques; los residuos que
provienen de cualquier otra actividad dentro de establecimientos o
en la va pblica que genere residuos con caractersticas
domiciliaras, y los resultantes de la limpieza de las vas y lugares
pblicos, siempre que no seanconsiderados por la Ley como residuos
de otra ndole (LGPGIR, 2003).Los generados en los domicilios
particulares, comercios, oficinas y servicios, as como todos
aquellos que no tengan la calificacin de peligrosos y que por su
naturaleza o composicin puedan asimilarse a los producidos en los
anteriores lugares o actividades.Tendrn tambin la consideracin de
residuos urbanos los siguientes:Residuos procedentes de la limpieza
de vas pblicas, zonas verdes, reas recreativas y playas.Animales
domsticos muertos, as como muebles, enseres y vehculos
abandonados.Residuos y escombros procedentes de obras menores de
construccin y reparacin domiciliaria (Ley 10/1998).Frente a la
crtica situacin que viven las ciudades por la creciente cantidad de
residuos slidos urbanos (RSU) que generan, y por consiguiente, una
demanda incesante en materia de nuevos sitios para su disposicin
final (basurales o rellenos sanitarios), comienzan a evaluarse
diferentes tecnologas para el tratamiento de dichos residuos
(Greenpeace, 2011).
Clasificacin de los RSU
TABLA 1 SUBPRODUCTOS DE NMX-AA-22-1985SUBPRODUCTOS
Algodn
Cartn
Cuero
Residuo fino que pase la criba M 200
Envase en cartn encerado
Fibra dura vegetal (esclernquima)
Fibras sintticas
Hueso
Hule
Lata
Loza y cermica
Madera
Material de construccin
Material ferroso
Material no-ferroso
Papel
Paal desechable
Plstico de pelcula
Plstico rgido
Poliuretano
Poliestireno expandido
Residuos Alimenticios
Residuos de jardinera
Trapo
Vidrio de color
Vidrio transparente
Otros
Virus Losvirus(del latnvirus, veneno) son seresacelulares. Son
agregados de grandes molculas capaces de dar copias de s mismos.Los
virus sonparsitos intracelulares obligados:necesitan penetrar en
las clulasyutilizar toda la maquinaria biolgica de estas para
formar nuevos virus. Existenvirus especficoscapaces de infectar a
cada grupo de seres celulares. Hay virus llamadosbacterifagosofagos
(del latn, fago, comer) queinfectan bacterias,virus vegetales,virus
animaleseincluso virus de hongos,algasyprotozoos.Estructuralmente,
los virus estn constituidos por unanucleocpsidaformada por
lacpsiday elcido nucleicoque se localiza en su interior. Lacpsida,
que sirve como cubierta protectora, est formada pormolculas de
protenadispuestas geomtricamente en subunidades. Haycpsidas
icosadricasyhelicoidales. El cido nucleico puede ser ADN o ARN,en
ningn caso aparecen ambos.Los virus ms complejos, como
algunosbacterifagos, poseen unanucleocpsidacon varias
partes:cabeza, cuello, cola, placa basal y fimbrias o pelos de
unin. Otros, como el virus de lagripe, tienen unaenvoltura
membranosa externa.
Bacterias Bajo la denominacin de bacterias se engloba a un
heterogneo grupo de seres vivos celulares, evolutivamente muy
antiguos y bien adaptados a todos los tipos de ambientes posibles,
desde las fuentes termales hasta los hielos
antarticos.Definicin:Las bacterias son procariotas, es decir, su
material gentico (ADN) no est rodeado y separado por una membrana
del resto del citoplasma. A diferencia de los organismos
eucariotas, no poseen verdadero ncleo.La estructura de las
bacterias se diferencia las siguientes partes: Pared celular. Es
una estructura rgida protectora, exterior a la membrana plasmtica.
Flagelos. Son filamentos de protena que permiten el movimiento.
Fimbrias. Estos filamentos de protena permiten la fijacin al
sustrato. Membrana plasmtica. Envuelve el interior de la clula y
puede presentar zonas invaginadas, denominadas mesosomas, con
funciones especiales, por ejemplo, para realizar la fotosntesis.
Citoplasma. Constituye el interior de la clula. Est formado por
elhialoplasmao lquido celular y losorgnulos.Algunos de estos
orgnulos son losribosomas(sirven para fabricar protenas),
losclorosomas(agregados de pigmentos fotosintticos),
elnucleoide(contiene el material hereditario) y lasinclusiones
(depsitos de sustancias de reserva).Hongos Los hongos) son
organismos eucariticos, hetertrofos, unicelulares o pluricelulares
con estructura de talo, Poseen pared celular, parecida a la de los
vegetales, pero no tienen celulosa.Los hongos sereproducen
asexualmente por esporas, aunque muchostambin pueden reproducirse
sexualmente.
JUSTIFICACIN
La generacin de RSU y el manejo inadecuado de estos se han
convertido en un problema ambiental en todo el mundo, por lo tanto
surge la necesidad de disear e implementar nuevas alternativas que
ayuden a mitigar los impactos negativos de estos, poder
aprovecharlos al mximo y contener el incremento acelerado que se
est viviendo en la actualidad. La mayora de los productos
industrializados se convierten en desperdicios son reciclables. Se
acopian solo los materiales menos sucios, ms fcilmente separables y
de mayor valor econmico como son el aluminio, el vidrio, el papel,
el cartn y algunos plsticos. A ello se agrega que en Mxico an no se
cuenta con una tecnologa y la infraestructura adecuada para
aprovechar todos los materiales que podran ser reciclados. Por otro
lado, la mezcla de desperdicios hace prcticamente imposible el
aprovechamiento de una proporcin de los residuos orgnicos que
producimos a nivel domstico. Si aprovechramos la totalidad de los
residuos orgnicos (43%) y todos los inorgnicos que son reciclables
(40%), solo produciramos el 17% de la basura que actualmente
generamos. En el presente proyecto se proponen tecnologas que
puedan ser aplicables para lograr el tratamiento y transformacin de
los RSU y obtener como producto final un agregado que sea utilizado
para los materiales de construccin.
OBJETIVOS
Objetivo general Identificar las tecnologas para la
transformacin de los residuos slidos urbanos en los cuales no se
utilice vapor de agua y/o oxido de calcio (CaO), para obtener un
producto final similar a la arena que sea estable qumica y
biolgicamente para ser utilizado como agregado en los materiales de
construccin.
Objetivos especficos
Identificar el equipo de control que pueda ser utilizado durante
el proceso de tratamiento de los RSU. Identificar el proceso de luz
ultravioleta para el proceso y disminuir actividad microbiana para
el proceso de tratamiento de los RSU. Identificar equipo para
tratamiento, recoleccin y/o disminucin de partculas suspendidas en
el aire durante el proceso de estabilizado de los RSU.
Captulo II Procedimientos de tecnologas aplicables para
tratamiento de los residuos slidos urbanos existentes
Mtodo de eliminacin de su totalidad reciclar residuos slidos
Un mtodo de tratamiento para el reciclaje de residuos slidos en
su totalidad incluye las siguientes etapas: clasificacin,
trituracin, secado, prensado con alta presin para artculos
conformados, produciendo carbn vegetal a partir de desechos de
combustible en alta temperatura y el despido de basura
incombustible de alta temperatura, se refrigeran artculos de alta
temperatura para obtener combustible slido con varias formas y
ladrillos o bordo utilizado para la construccin. El mtodo logra
enteramente reciclando de casas. El mtodo recicla desechos slidos
para obtener combustible y material de construccin con valor
econmico. El mtodo es simple y su coste de procesamiento es
bajo.Proceso de tratamiento en continuo de los residuos slidos
urbanosLa presente invencin se refiere a un proceso de tratamiento
de los residuos slidos urbanos que presenta unas caractersticas
orientadas a conseguir una valorizacin energtica de dichos
residuos, en lo que se refiere a la parte "plstica" -actuales CSR's
o combustibles slidos recuperados-; y especialmente a la parte
orgnica de los mismos.Descripcin de proyectoEl objetivo de la
presente proyecto es conseguir un proceso de tratamiento en
continuo que garantice la mxima separacin entre los productos
orgnicos de los inorgnicos para tratar los orgnicos de forma
totalmente distinta a la que se est realizando actualmente, no con
visin y proceso de fermentacin y maduracin pensada para la
generacin de compost, si no pensando en conseguir un desfibrado de
la parte de celulosa que se mezcle con la parte orgnica ya
ligeramente degradada y que tras conseguir una granulometra
uniforme y despus de un secado en continuo de la misma, colocndola
igual o por debajo del 20% de humedad, pueda ser utilizado como
producto combustible biolgico CSR BIO e incluso ser considerado
como biomasa.Para ello y segn la invencin, este proceso de
tratamiento en continuo de residuos slidos urbanos comprende los
pasos siguientes:- la entrada en masa de los residuos en un proceso
de apertura de bolsas, de homogenizacin y de desfibrado de la
celulosa, con una ligera degradacin de la materia orgnica y la
mezcla de esta materia orgnica con la celulosa desfibrada,- la
mezcla de los residuos, el cribado mecnico de dichos residuos con
unos tamaos de corte de entre 25 y 50 milmetros, y la separacin de
la materia orgnica (inferior a la seccin de corte) y de materia
inorgnica / plstica (superior a la seccin de corte) y,- un secado
en continuo de la materia orgnica hasta obtener una materia orgnica
seca, sin compostar, con un porcentaje de humedad igual o inferior
al 20%.Este proceso de tratamiento de residuos urbanos aporta
importantes ventajas respecto a los procesos tradicionales, entre
las que cabe mencionar: el tratamiento en continuo de los residuos
evitando el tratamiento habitualmente discontinuo del compostaje de
la materia orgnica; la correcta separacin de la materia orgnica y
de la materia inorgnica, y la obtencin a partir de la materia
orgnica de una materia orgnica seca sin compostar.Esta ltima
ventaja es de gran importancia para los fines propuestos ya que al
no compostar la materia orgnica, el nivel de degradacin de la misma
es muy inferior al que tendra despus de un proceso de fermentacin y
maduracin completo, y a su vez la estructura de la citada materia
orgnica, y en especial los enlaces de carbono - carbono, estn mucho
menos afectados por esta degradacin; por lo que el poder calorfico
(PCI) de la materia orgnica seca obtenida es mucho ms elevado.Esta
materia orgnica seca puede ser de gran inters en diversas
industrias, por ejemplo cementeras, como producto combustible
sustitutivo ya que dicha materia orgnica seca podr tener la
etiqueta de verde, es decir, libre de emisiones de carbono; lo que
supone una ventaja y un importante ahorro econmico para las
cementeras, no tan solo por el diferencial de precio de compra en
relacin con los productos de origen petrolfero, sino tambin por las
no emisiones y por lo tanto no penalizaciones ambientales.Esta
materia orgnica seca sin compostar tambin puede ser considerada
como una biomasa y ser utilizada las plantas de procesamiento de
biomasa.Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la
invencin, se hace constar a los efectos oportunos que en la misma
se podrn introducir las modificaciones que se consideren oportunas,
siempre y cuando ello no suponga una alteracin de las
caractersticas esenciales de la invencin que se reivindican a
continuacinProcedimiento de residuos slidos urbanos digestin
anaerobia en fases de temperaturaEl incremento en la produccin de
Residuos Slidos Urbanos (RSU) durante los ltimos aos requiere la
adopcin de medidas de gestin eficaces con el fin de minimizar su
impacto sobre el medio ambiente.Actualmente la legislacin en vigor
incorpora como estrategia la "Reduccin de Vertido de Residuos
Biodegradables" con el fin de disminuir su impacto sobre el
entorno. En este sentido se plantea la oportunidad de tratamiento
de los residuos municipales biodegradables, debido al elevado
porcentaje de materia orgnica que presentan mediante las tcnicas
biolgicas, entre las que se encuentra la digestin anaerobia o
biometanizacin.La biometanizacin es una tecnologa para el
tratamiento de residuos orgnicos que posibilita la valorizacin
energtica ya que, como resultado del proceso se obtiene un biogs
con alto contenido en metano. Adems, el proceso anaerobio genera un
residuo estabilizado biolgicamente, con buenas caractersticas como
mejorador del suelo y que puede usarse en agricultura.Hasta el
momento los sistemas de biometanizacin de residuos orgnicos con
alto contenido en slidos se han desarrollado en una sola fase de
temperatura, normalmente en rango mesoflico (25-40C) y
ocasionalmente en rango termoflico (45-60C).La presente invencin
consiste en un procedimiento para desarrollar la degradacin
anaerbica de la FORSU (Fraccin Orgnica de los Residuos Slidos
Urbanos) en fases de temperatura (termoflico-mesoflico, de manera
secuencial) por el que se consigue aumentar la estabilidad del
proceso y la capacidad diaria de tratamiento del residuo orgnico,
aumentando la eficiencia de la produccin de por unidad de materia
orgnica alimentada al sistema y la eliminacin de dicha materia
orgnica a lo largo del proceso.Por tanto, la invencin se centra en
la operacin en fases de temperatura secuenciales
(termoflica-mesoflica) para la biometanizacin de la FORSU, sin que
suponga, en ningn momento la separacin de las etapas microbiolgicas
acidognica y metanognica.
A nivel operativo, el proceso consiste en someter al residuo,
trabajando en rgimen continuo o semicontinuo, a su tratamiento en
dos unidades que operan en fases de temperatura diferenciadas: Un
pretratamiento termoflico, utilizando el tiempo de retencin idneo
para conseguir una elevada tasa de hidrlisis y solubilizacin de la
materia orgnica contenida en el residuo. La segunda etapa del
proceso consiste en someter al residuo prehidrolizado durante la
fase termoflica, a una degradacin ms extensa operando en rango
mesoflico, de forma que la materia solubilizada en la primera etapa
se consuma durante esta segunda fase.Cada fase de temperatura se
desarrolla en un reactor diferenciado, operando las dos unidades de
forma secuencial. Asimismo, la caracterstica fundamental del
proceso es que no se produce la separacin de etapas microbiolgicas
(acidognica y metanognica), sino que en ambas fases, tanto la
termoflica como la mesoflica tienen lugar ambas etapas, lo que
supone un incremento en la estabilidad del sistema. Esto supone
eliminar los problemas de inhibicin en el sistema global, ya que el
segundo reactor, donde tiene lugar la fase mesoflica, asume los
posibles desequilibrios originados en la fase termoflica.Como
principales caractersticas del proceso cabe destacar que el
contenido en slidos de las alimentaciones a tratar en el proceso
corresponden al rango denominado digestin anaerobia seca (20-30% en
slidos totales) y, adems, el procedimiento se propone para el
tratamiento de la FORSU de manera individual, aunque puede ser
fcilmente extendido para la codigestin con otros residuos (por
ejemplo, lodos de depuradora).El proceso que se describe ha
permitido tratar FORSU, un residuo orgnico heterogneo y complejo
que presenta mayores dificultades de manejo y operacin que algunos
de los residuos orgnicos tratados mediante la tecnologa de la
biometanizacin.Conclusin de tecnologas de RSU existentesLas
tecnologas de mtodo de tratamiento de RSU existentes consisten en
etapas como: clasificacin, triturado y secado con alta presin
obteniendo como producto final carbn vegetal combustible slido y
ladrillo o bordo, o el proceso continuo de separacin de productos
como es el desfibrado de la parte de la celulosa que se mezcla con
parte orgnicas con humedad del 20% dando como resultado combustible
o incluso biomasa. El proceso de digestin anaerobia en fases de
temperatura obteniendo biogs Todas estas nuevas tecnologas tienen
por objetivo la reduccin de RSU, tomando en cuenta estos
procedimientos podemos destacar la importancia de llevar a cabo
clasificacin debido que tenemos restricciones con algunos
materiales como son vidrio y metales, para esta etapa es importante
optimizar tiempos; la separacin de la materia orgnica para la
desfibrado de la parte de la celulosa sera un poco tardado y no
cumplira nuestros objetivos el cual es tratar los residuos en
conjunto ya que lo nico que no entrara al proceso son los
materiales ya mencionados. Se busca llegar a un tamao similar al de
la arena por tal motivo es necesario la reduccin de tamao de
partculas, el triturado sera un proceso favorable para el
tratamiento de los residuos el cual ayudara a cumplir los
objetivos.La digestin anaerobia son procesos que ayudan a la
deshidratacin de los materiales pero sin embargo constan de mucho
tiempo debido a esto es descartado este proceso ya que no cumplen
con lo propuestos en los objetivos.
Captulo III DESCRIPCIN DE TRATAMIENTOS PARA LOS RSUTratamientos
fsicos
Separacin
La separacin ya sea manual o mecanizada mediante el uso de
equipo industrial (planta separadoras) tiene por objetivo la
recuperacin de materiales que pueden ser comercializados y tienen
un valor agregado tales como el papel, cartn, vidrio, metales entre
otros productos. En cuanto a la separacin se refiere, de acuerdo a
la Ley General para la Prevencin y Gestin Integral de los Residuos
Slidos, queda definida como la accin de segregar los residuos
slidos urbanos, en orgnicos e inorgnicos, esta se inicia con el
proceso manual en los vehculos recolectores, posteriormente
continua en la plantas de seleccin o centros de acopio y finaliza
en los sitios de disposicin final. Actualmente a nivel nacional
empieza es una prctica comn, en parte debido a que representa una
fuente de ingreso econmico para quienes la practican, por otro
lado, como una medida implementada por los gobiernos municipales
para optimizar el manejo de los residuos slidos urbanos.
Figura 1 Separacin manualFIGURA 1 SEPARACIN MANUAL 1
Trituracin
La trituracin es tambin denominada desintegracin y las maquinas
que la producen trituradoras, desintegradoras, quebrantadoras o
machacadoras segn los diversos autores.
Etapas de trituracin Dentro del proceso de trituracin (reduccin
de tamao de los gruesos), puede haber 2 o 3 etapas distintas,
dependiendo del material a triturar o el tamao, las etapas estn
definidas como primaria, secundaria y terciaria, cada una de estas
tiene una reduccin tpica. Primaria n= 5 veces Secundaria n= 8 veces
Terciaria n= 6 vecesLos factores que deben considerase para la
seleccin de trituradora primaria, secundaria o terciaria son:
Caractersticas del material Capacidad promedio requerida Tamao del
producto o apertura de descarga de la trituracin Mtodos de
explotacin en la cantera y equipo de excavacin (con la finalidad de
conocer el tamao mximo esperado)La totalidad de la reduccin de
tamao desde la trituracin hasta la produccin de finos (molienda)
esta expresada en los mismos trminos tericos, llamada la teora de
pulverizacin, con respecto a la relacin que hay de energa y el
tamao de la partcula producida de un tamao dado de alimentacin. No
hay un proceso estndar de trituracin, la seleccin del proceso ideal
debe estar basada en cada caso particular, teniendo en cuenta la
calidad del material. Figura 1.1 Trituracin 1 Trituradoras de
mandbulas:constan de una placa fija y otra mvil y oscilante.
FIGURA 1.1.1 TRITURADORA DE MANDBULAS 1
Trituradoras rotatorias:Constan de una mandbula fija con forma
de tronco de cono invertido cncavo, en el interior del cual se
mueve de forma excntrica por medio de un eje otro tronco de cono
que se denomina nuez. El eje se mueve por medio de un apoyo
excntrico, el eje y la nuez van montados locos de forma que en
carga la nuez no gira, sino que tiene un simple movimiento de
cabeceo, comprimiendo la roca contra la mandbula fija en puntos
sucesivos a lo largo de circunferencias sobreella. Almismo tiempo
que se realiza la aproximacin en un punto, en el puesto se realiza
la salida de material.
Trituradoras de rodillos lisos: Al girar el rodillo atrapa con
sus picos la roca y la va desmenuzando obligndola a pasar por la
separacin entre rodillo yplaca. Soloes apta para rocas muy friables
y no muy duras o materiales blandos.
Figura 1.1.3 Triturado de rodillos lisos 1
Trituradoras de rodillos dentados:Es similar a la anterior pero
con otro rodillo en vez de placa, estando los dientes o picos
situados de tal forma que se alteran y pueden actuar adems de cmo
picas, como tamiz haciendo pasar rpidamente todos los tamaos
inferiores ya producidos.
Figura 1.1.3 trituradora de rodillos dentados 1
Molienda Se refiere a la pulverizacin y a la desintegracin del
material slido. Especficamente. La desintegracin se refiere a la
reduccin del tamao de agregados de partculas blandas dbilmente
ligadas entre s. Es decir, que no se produce ningn cambio en el
tamao de las partculas fundamentales de la mezcla. La pulverizacin,
por su parte, implica la reduccin del tamao de laspartculas
fundamentales de las sustancias.La molienda es una operacin
unitaria que, apesar de implicar slo una transformacin fsica de
lamateria sin alterar su naturaleza,esdesuma importancia endiversos
procesos industriales, yaque eltamaode partculasrepresenta en forma
indirecta reas, que a su vez afectan las magnitudes de los fenmenos
de transferencia entre otras cosas. La molienda es una operacin
unitaria que reduce el volumen promedio de las partculas de una
muestra slida. La reduccin se lleva a cabo dividiendo o
fraccionando la muestra por medios mecnicos hasta el tamao deseado.
Los mtodos de reduccin ms empleados en las mquinas de molienda son
compresin, impacto, frotamiento de cizalla y cortado.Los molinos
son aparatos que reducen el tamao de los trozos de material por
friccin e impacto con elementos mviles del interior delmolino.
Molinos de bolas:Contienen una cierta cantidad de bolas de un
material muy duro, (normalmente cermica o acero), que trituran el
material al girar el cuerpo del molino.Figura 1.2 Molino de bolas 1
1
Molinos de barras:Son largos cilindros horizontales con rotacin
axial, que contienen barras de acero de longitud igual a la del
molino .Danuna fraccin de partculas finas muy baja.Figura
1.2.1Molino de barras 2
Molinos de martillo:Contienen en su interior martillos
oscilantes que golpean al material al girar el molino.Figura 1.2.2
Molino de martillo 1
Molinos de chorro:No contienen rellenos, la molienda se lleva a
cabo al introducir las partculas en una fuerte corriente de aire y
chocar entre s. Se usan para obtener una elevada proporcin de
partculas finas sin contaminar el material con restos de los
elementos trituradores de relleno.Figura 1.2.3 Molinos de chorro
1
Molino de disco: Los molinos de disco se utilizan para lograr la
reduccin de tamao, principalmente partculas finas. El espaciado
entre ambos discos puede regularse. En un molino de atricin de
doble disco, existen dos discos que rotan en direcciones opuestas,
lo que facilita un intenso desgaste. El molino de disco ms usado
para la molienda de harina, consiste en dos discos montados en un
eje vertical, el de arriba se encuentra fijo, mientras que el de
abajo rota.
Figura 1.2.4 Molino de disco 1Separacin magnticaIncluye:1.-
Sistemas de banda (overbands) 2.- Tambores separadores 3.- Rodillos
magnticos 4.- Bloques 5.- Cascadas 1.- Sistemas de banda
(overbands) La aplicacin ms importante de estos sistemas magnticos
la encontramos en la eliminacin de partculas frricas del material
que circula en cintas transportadoras. Por eso los imanes se montan
sobre la cinta. En esta posicin el sistema magntico extrae todas
las partculas de hierro que circulan por debajo y caen despus de
pasar el sector magntico, en una caja recolectora. Sistemas
magnticos permanentes de banda Los overbands permanentes tienen un
potente imn permanente y el sistema de banda se mueve mediante un
motor de tambor (hasta la serie 320) o un motor reductor montado en
el eje (series 400 y 500). Los sistemas de banda van provistos de
fuertes bridas de tensin giratoria, que permiten que la cinta se
ajuste rpidamente. La forma cncava de los tambores hace que la
trayectoria de la cinta se autoajuste. La cinta est hecha de goma
sinttica con palas de arrastre. Las conexiones elctricas cumplen
las normas IP 54 y si se quiere las IP 65. Los modelos estndares
estn preparados para conectar a corriente trifsica 380 V 50 Hz.
FIGURA 1.3 SISTEMAS MAGNTICOS PERMANENTES DE BANDA 1
Sistemas electromagnticos de banda En estos sistemas se
sustituye el imn permanente por un electroimn formado por potentes
bobinas hechas con cinta de aluminio, que les confiere unas
excelentes propiedades trmicas. Estas bobinas tienen un aislamiento
clase H. Bajo pedido se pueden suministrar con refrigeracin por
aceite y / o sistemas antideflagantes. La proteccin estndar es IP
54 en refrigeracin por aire y IP 65 en refrigeracin por aceite y
antideflagrante. La cinta utilizada en estos sistemas es tambin de
goma sinttica con palas de arrastre. Los tambores tienen igual que
en los sistemas permanentes, forma cncava para facilitar que la
trayectoria de la cinta se autoajuste. El sistema de conduccin es
un motor reductor acoplado al eje o un motor reductor separado con
transmisin por correa en V. La potencia elctrica es trifsica 380 V
50 Hz. FIGURA 1.3.1 SISTEMAS ELECTROMAGNTICOS 12.- Tambores
separadores El tambor separador est compuesto por dos secciones,
una magntica y la otra no magntica. Este sistema est incluido en un
tambor rotativo a lo largo del cual se dirige el flujo de material.
El tambor est provisto de aletas para efectuar una mejor separacin.
El material que circula cae sobre el sector magntico del tambor y
las partculas frricas quedan atrapadas en el tambor. Al abandonar
el campo magntico, estas partculas quedan libres y caen.
Figura 1.3.2 Tambores separadores 1Tambor separador en
carcassa
Este sistema consiste en un tambor separador montado en una
carcasa robusta, la cual se puede instalar de forma sencilla en un
sistema de conductos o tuberas ya existentes. Las partes en
contacto con el flujo de material estn fabricadas con un material
muy resistente al desgaste, por esta razn, estos sistemas son muy
adecuados para trabajar con materiales abrasivos. El tambor se
mueve gracias a un motor reductor. La versin Standard, equipada con
sistema magntico cermico, existe la versin con imanes de Neodimio
(aadir /01 al cdigo del modelo). Figura 1.3.2 Tambores separadores
en carcassa 1 Rodillos magnticos El rodillo magntico sustituye al
rodillo conductor que se encuentra al final de la cinta
transportadora. Debido a la gran variedad de cintas, los rodillos
magnticos se ofrecen a medida y a punto de instalar. Como se
muestra claramente en la figura, el rodillo extrae las partculas de
hierro del material que circula y las conduce hasta la parte
inferior, donde se desprenden y se recogen.Figura 1.3.4 Rodillo
magntico 1
Bloques
Los bloques magnticos se pueden aplicar en la extraccin de
hierro del material que circula sobre una cinta transportadora,
durante la cada en vertical o sobre canales inclinados, por encima
de rampas, etc.Figura 1.3.5 Bloques magnticos 1Cascadas
El sistema magntico en cascada se utiliza en situaciones donde
se necesita eliminar completamente la contaminacin frrica de un
flujo de material cuantioso. Estos sistemas estn disponibles en
modelos manuales y automticos. La carcasa est hecha de acero
inoxidable de 4 mm de espesor. Todos ellos estn provistos de una
caja de distribucin para descargar las partculas de hierro
retenidas. Despus de abrir la caja de distribucin, los imanes se
pueden desplazar hacia un lado. As las partculas de hierro caen
fuera del sistema por una salida lateral. Adems de los tipos con
control manual, tambin estn disponibles con control elctrico o
neumtico. De esta manera, slo pulsando un botn, las partculas de
hierro se eliminan automticamente de la caja de distribucin. Todos
los componentes del sistema neumtico se ajustan a las normas ISO y
CETOP. Como opcin, la versin automtica se puede equipar con un
tanque de presin que permite el sistema permanecer en servicio
cuando el suministro de presin de aire se pierde. Si es necesario,
todos los modelos se pueden equipar con ventanas de inspeccin.
FIGURA 1.3.6 SEPARADOR MAGNTICO EN CASDAS 1
Tratamiento qumicoHidrlisis Es un proceso mediante el cual se
rompen los enlaces moleculares de los residuos agregando reactivos
que pueden ser cidos, bases, o enzimas. Los productos de la molcula
rota pueden ser inocuos o bien requieren ser tratados
posteriormente y con ms facilidad para reducir su toxicidad. Este
mtodo se utiliza para el tratamiento de residuos peligrosos.Figura
1.4 Hidrolisis 1Vitrificacin (Tratamiento secundario)
Esta tecnologa representa un valor aadido en el tratamiento de
los productos secundarios de otros procesos como son los producidos
en gasificacin e incineracin.La valorizacin de residuos mediante
esta tecnologa consiste bsicamente en someter un caudal de residuos
a una corriente de gas producido por un potente arco elctrico,
alcanzado temperaturas muy elevadas. En estas condiciones, el gas
se encuentra en el estado de plasma, o cuarto estado de la materia,
en el que coexisten los ncleos atmicos envueltos en una nube de
electrones, rompindose los enlaces que configuran la estructura
atmica y molecular del gas.El plasma es un gas en el que una
proporcin apreciable de sus tomos componentes se hallan ionizados,
es decir, despojados de parte o de la totalidad de sus electrones
envolventes y mezclados con esos electrones libres. Puede obtenerse
por varios procedimientos elctricos. En el caso de tecnologas para
medio ambiente, se calienta el gas por un arco elctrico: adems de
ionizarlo, eleva en miles de grados su temperatura y le transfiere
gran cantidad de energa. Estas propiedades, junto con las de ser un
buen conductor elctrico y reactivo qumico, se utilizan para las
aplicaciones medioambientales.En el interior del reactor de plasma,
el plasma ascendente se encuentra con los residuos que descienden a
contracorriente, teniendo lugar los siguientes efectos: Disociacin
trmica (atomizacin) completa de las molculas orgnicas, oxidacin
parcial de los elementos simples resultantes de la disociacin y
recomposicin y formacin de los compuestos parciales resultantes del
proceso. Estos constituyen el gas de sntesis. Disociacin y fusin de
los compuestos inorgnicos no volatilizables, que a la temperatura a
la que tiene lugar el proceso se transforman en una lava de tipo
volcnico que se recoge en el fondo del reactor de plasma y que
solidifica en el exterior en una estructura cristalina similar al
basalto.La instalacin de valorizacin de residuos y fabricacin de
productos vitrocermicos mediante plasma, consta de las siguientes
fases: Recepcin y almacenamiento de los residuos. Manipulacin y
acondicionamiento. Procesado. Extraccin y tratamiento de la
vitrocermica. Posible aprovechamiento energtico del gas de sntesis
y del calor generado durante el proceso.
FIGURA 1.5 PROCESO DE VITRIFICACIN 161514131211
1 -. Basura triturada se introduce en la cmara de gasificacin
inicial 2 -. Basura parcialmente gasificada y el gas pasa a travs
de un arco de plasma muy caliente para gasificar residuos
completamente. 3 -. Gas de sntesis se filtra y borrado limpio de
toxinas. 4 -. Gas de sntesis pueden ser quemados para producir
energa o convertidos en etanol, metanol o combustible disel
sinttico similar. 5 -. Los residuos slidos pueden ser enviados a
vertedero o podra ser utilizado como material de construccin. 6 -.
Arcos de plasma son creados por el paso de corriente de alta
tensin, la cmara de gas estable, como el nitrgeno. El plasma
sobrecalentado rompe los enlaces moleculares, volviendo basura a
sus partes componentes.
Tratamiento biolgico
Polimerizacin La polimerizacin utiliza catalizadores para
convertir monmeros o polmeros de bajo grado en compuestos
particulares de alto peso molecular que pueden "encapsular" en su
matriz diversos tipos de residuos.
Compostaje
El compostaje es la descomposicin biolgica aerobia bajo
condiciones controladas para obtener un producto con una alta
calidad y suficientemente estable para su almacenaje y utilizacin
sin efectos secundarios (compost).Por lo tanto, es necesario
mantener las condiciones pticas para los microorganismos
responsables del proceso de la descomposicin, se puedan
desarrollar. La presencia de oxigeno es, en este caso, la condicin
imprescindible para que se d el proceso.Proceso basado en el
reciclado de la materia orgnica mediante una fermentacin controlada
en condiciones aerbicas Buen abono para las plantas (de liberacin
lenta) Regenerador orgnico de suelos Se obtiene compost como
producto final
Caractersticas:
Su color es oscuro, casi negro. Tiene una gran capacidad de
retencin de agua. Su olor es agradable parecido al de la tierra
hmeda Mejorador del crecimiento de las plantas y es posible de
utilizar en terrenos agrcolas o jardines, siendo un excelente o
mejor sustituto a la tierra de hoja. Agrega elementos esenciales al
suelo y no nitrifica ni acidifica el terreno como suele ocurrir con
el uso de fertilizantes qumicos.Etapas Las etapas estn muy
relacionadas con la temperaturaEl proceso de compostaje puede
dividirse en tres periodos
1. Etapa Mesfila2. Etapa Termfila3. Etapa MaduracinFigura 1.6
Proceso de elaboracin de compostaje 1Digestin Anaerobia Es el
proceso natural por medio del cual se degrada la materia orgnica,
como en el caso de los rellenos sanitarios. La fermentacin ocurre
en forma lenta y en ausencia de oxgeno, liberndose un gas que
contiene aproximadamente un 60 % de metano, por lo que se puede
emplear como una fuente de energa no convencional. Existe tambin la
posibilidad de llevar a cabo este proceso a nivel de planta,
utilizando reactores en condiciones controladas, logrando mayores
eficiencias en la produccin de metano en el menor tiempo
posible.
Tratamiento trmico
Gasificacin
El proceso de gasicacin con plasma en fro convierte cualquier
desecho en productos comercialmente viables utilizando dinmicas de
la fsica del plasma. Los residuos pasan por un campo elctrico de
plasma en una cmara procesadora sin la presencia de oxgeno. As se
produce un ambiente de temperatura extremamente alta (1300C),
descomponiendo de manera instantnea los desechos en sus componentes
moleculares. Este proceso de calentamiento extremo sin oxgeno es
distinto a la incineracin y no genera las emisiones problemticas de
gas de escape que se produce cuando se encienden desechos. En
contraste a la incineracin, nuestra gasicacin con plasma en fro
crea un combustible que se llama syngas, o gas sinttico, el cual se
puede utilizar para generar una multitud de productos valiosos
incluyendo la electricidad, combustibles lquidos, etanol y
fertilizantes. El material introducido en este proceso se
desintoxica y su volumen se reduce de un factor de 20 a 1. El nico
subproducto es una materia de ceniza inerte.
Figura 1.7 Proceso de gasificacin 1Incineracin
La incineracin es uno de los procesos trmicos que pueden
aplicarse en el tratamiento de los residuos slidos urbanos para
disminuir su cantidad y aprovechar la energa que contienen. Los
aspectos medioambientales que causan mayor preocupacin son las
emisiones atmosfricas, especialmente las dioxinas y furanos, y las
escorias y cenizas formadas. La heterogeneidad de los materiales a
tratar y los niveles de emisin impuestos por las normas legales ha
obligado a desarrollar o adaptar unas tecnologas especficas para
este proceso. Los aspectos socioeconmicos ponen de manifiesto que
se requieren elevadas inversiones, grandes costes de operacin y, en
general, una fuerte oposicin popular.
Es una tecnologa compleja y costosa pero efectiva para hacer el
tratamiento de los residuos slidos peligrosos y no peligrosos
(municipales). La incineracin exige que los residuos tengan un
poder calorfico superior a 1,200 KCal/Kg y las plantas
incineradoras incluyen los sistemas de recuperacin de energa en
forma de vapor y electricidad. Este mtodo genera gases
contaminantes, por lo que adems del costo del sistema, deber
considerarse una inversin adicional para cumplir con los estndares
de emisin a la atmsfera. La incineracin se ha orientado
principalmente al control de los residuos biolgico infecciosos.
Figura 1.8 Proceso de elaboracin de composta 1Pirolisis Este mtodo
se utiliza para el tratamiento de materiales orgnicos con alto
valor calorfico como son llantas, aceites, telas y cartn
contaminados con aceite, madera, etc. Su nombre cientfico es
termlisis y consiste en la descomposicin trmica de la materia en
ausencia de aire, transformndola en hidrocarburos limpios y/o
carbn. El proceso no genera gases contaminantes.
FIGURA 1.9 PROCESO DE PIROLISIS 1Deshidratado
El proceso de deshidratado es la extraccin de humedad mediante
corrientes de aire caliente seco controladas, dirigidas y
sostenidas, a diversas temperaturas y velocidad dependiendo del
tipo de producto.La deshidratacin o desecacin ocurre siempre que la
presin del vapor del producto es mayor que la presin del vapor del
aire de los alrededores del mismo; La rapidez de la perdida de
humedad del producto es proporcional a la diferencia entre las
presiones del vapor y el rea de superficie expuesta del producto.
La diferencia de presin del vapor entre el producto y el aire de
secado de los alrededores es principalmente funcin de la humedad
relativa y de la velocidad del aire. En definitiva con baja humedad
relativa del aire y alta velocidad ser mayor la prdida de humedad
del producto. Deshidratado elctrico
Figura 1.10 proceso de deshidratado 1Conclusin de tratamientos
fsicos
1. Dentro del proceso es importante mencionar que los RSU que no
se consideran a entrar a tratamiento son: metales y el vidrio
debido a que estos residuos pueden valorizarse.2. Sabemos que para
lograr un agregado de construccin las partculas deben de ser de un
tamao similar a la arena donde las partculas son de un tamao de
0,063 mm y 2.0 mm para que estas se puedan mezclar y sea una mezcla
con un tamao uniforme. 3. El tratamiento del triturado-triturado
fino deja un tamao de partcula de salida de 0.5 a 3 cm, por lo
tanto es necesario someter el producto (partculas de 0.5 a 3 cm) a
un proceso de molienda fina para lograr un tamao menor de 0.1 mm.
Este tamao es ptimo para poder ser usado como agregado de
construccin.Recomendaciones 1.- Se recomienda el transportador
magntico y la separacin manual debido a lo especificado en los
objetivos. 2.- El tipo de triturador que se recomienda es el
triturador con rodillos dentados ayuda a lograr un tamao homogneo y
el proceso es rpido, tomando en cuenta que la empresa cuenta con
una maquina con caracterstica similares la cual con algunas
modificaciones mecnicas.3.- El molino de disco se adecua a las
especificadores que se requieren para lograr el resultado de
partculas finas, debido a los materiales que se pretenden mole es
polietileno el cual en un molino de bolas no obtendramos el
resultado esperado.
Conclusin de proceso trmico 1.- Los residuos orgnicos entraran
al proceso en su totalidad por tal motivo habr una mayor presencia
de humedad, principalmente por los restos de comida, por lo cual es
necesario proponer un tratamiento que ayude extraer la humedad.
Recomendaciones Se propone un proceso de deshidratado elctrico
como se muestra en la figura 1.10, en el proceso se modificaron
algunas partes en el horno debido a que el proceso que nosotros
adoptando es continuo lo por lo el horno que se muestra en la
figura 1.10 no cumple las expectativas propuestas en el proceso.
Por lo tanto es necesario proponer un horno con las caractersticas
adecuadas que permita el proceso continuo, (ver figura 1.10.1).El
tipo de horno que se propone es el siguiente:Figura 1.10.1 Horno
modificado 1
Debido a las modificaciones realizadas en el horno se logra el
proceso continuo, lo cual es ptimo debido a que lo facilitara y
ahorrara tiempo.
Captulo IV Luz ultravioletaradiacin ultravioleta
La radiacin UV produce cambios fotoqumicos, cuyos efectos pueden
variar segn la especie de microorganismo que se trate. El mecanismo
de accin letal depende de su absorcin por el ADN, pudiendo detener
el crecimiento celular y provocar la muerte. La radiacin absorbida
por los nucletidos produce cambios fsicos de electrones, formando
uniones cruzadas entre tiamina y citocina, (nucletidos de bases
pirimidnicas) pertenecientes a la misma cadena, lo que provoca la
formacin de dmeros ciclobutil pirimidina.El uso de la tecnologa UV
con fines de desinfeccin implica la regin ultravioleta del espectro
electromagntico, con un rango de longitud de onda entre 100 y 400
nm. FIGURA 2 LONGITUD DE ONDA DE LUZ ULTRAVIOLETA 1
La mxima eficiencia para la desinfeccin se sita en 254 nm.
Tipos de radiacin ultravioleta
Los cientficos clasifican la radiacin ultravioleta en tres tipos
o bandas: UVA, UVB y UVC. La capa de ozono de la estratosfera
absorbe algunos de estos tipos de radiacin ultravioleta, pero no
todos:UVA: no absorbida por la capa de ozono.UVB: absorbida en su
mayor parte por la capa de ozono.UVC: completamente absorbida por
la capa de ozono y el oxgeno.La radiacin UVA y UVB que llega a la
superficie de la tierra contribuye a los trastornos graves de salud
mencionados anteriormente.
Radiacin UV-C
La tecnologa de la radiacin UV-C evita que proliferen
microorganismos en las verduras, pan, leche y residuos.Tneles de
esterilizacin ultravioleta
Los equipos son dimensionados a las caractersticas de
esterilizacin que van a ejecutar, las cuales dependen de la
existencia de un mnimo de radiacin UV-C (254 nm) sobre una
superficie o elemento determinado, en esta se encuentran las
variables de: Velocidad de Contacto - Distancia de contacto, las
cuales previamente nuestra empresa, en concordancia con la
informacin aportada por el cliente determina las variables
anteriores y el equipo adecuado (Dimensionado a instalar), le
agradeceramos nos hiciera llegar informacin en el siguiente
referente: Cantidad de unidades por minutos del producto que
transporta la banda (velocidad Banda transportadora) Tamao del
Producto que transporta la banda Medidas del riel de la banda
transportadoraActualmente empresas como NESTL DE COLOMBIA, NACIONAL
DE CHOCOLATES, PROPLAS S.A. entre otras, utilizan tecnologa UV para
esterilizacin de empaques y productos en bandas transportadoras.A
continuacin le mostramos grficamente un ejemplo:Figura 2.1 Tiempo y
distancia de luz ultravioleta 1
Los equipos son de fcil instalacin, reducido mantenimiento,
efectivos en la desinfeccin y esterilizacin.
FIGURA 2.2 REFERENCIA DE TNELES 1
Los Tneles UV generan 30.000 microvatios seg/cm2 o 30
mjoules/cm2 para el caudal necesario. Aqu est una pequea lista de
algunas de las numerosas bacterias y virus que nuestros sistemas UV
eliminan, con las dosis requeridas para matarlas (muy inferior a la
que nuestra unidad genera). Le aseguramos una erradicacin del 99,9%
de las bacterias, virus y quistes cuando se mantiene el flujo
apropiado:
Bacterias/Virus/QuistesPoder para matar: microvatios
seconds/cm2
Bacillus anthracis8.700
Bacteriofago (E.Coli)6.500
La levadura de Baker 8.8008.800
Corynebacterium diphtheriae6.500
Bacilos disenteria (diarrea)4.200
Escherichia coli (diarrea)7.000
Hepatitis8.000
Influenza6.600
Pneumophilia Legionella 3.8003.800
Mycobacterium tuberculosis10.000
Poliavirus (polioielitis)7.000
Pseudomonas aeruginosa3.900
Salmonella (inoxicacion alimentaria)10.000
Salmonella paratyphi (fiebre enterica )6.100
Salmonela typhosa (fiebre tifoidea)7.000
Dysentariae shigella (disenteria)4.200
Shigella Flexneri (disenteria)3.400
Staphylococus epidermidis5.800
Streptococcus faecalis10.000
Commo vibro (colera)6.500
FIGURA 2.3 EXPOSICIN REQUERIDA DE MICRORGANISMOS 1
Conclusin de luz ultravioleta
Durante el proceso del tratamiento de RSU surge la activacin
microbiana debido a la descomposicin de la materia orgnica, por tal
motivo es necesario someter el producto (partculas de RSU) por el
proceso de luz ultravioleta, el cual ayudara a aplacar los
microorganismos que se puedan reproducir en la materia durante y
despus del proceso.
Tomando en cuenta resultados de pruebas con alimentos la dosis
ptima es de 8 kJ/m2, los resultados mostraron un cambio positivo en
la textura, obteniendo una mejor integridad del tejido. Haciendo
pruebas con diferentes verduras utilizando una dosis mayor, 9.86
kJ/m2 se mostraron resultados positivos al momento, pero al ser
refrigerados cambiaron su color por el tratamiento de radiacin
UV-C.El tiempo de exposicin de los 4.5 kJ/m2 en rebanadas de pia
fresca con un tiempo de exposicin de 60 a 90 segundos. A fin de
lograr la inactivacin microbiana, la exposicin a la radiacin UV
debe ser al menos 400 J/m2 en toda la superficie del producto. Los
factores crticos incluyen la transmisividad del producto, la
configuracin geomtrica del reactor, la potencia, la longitud de
onda y la disposicin fsica de la fuente de UV, el perfil de flujo
de producto y la trayectoria de la radiacin. Por tal motivo luz
ultravioleta tipo C por su longitud de onda de grado germicida es
la ms ptima para el proceso estabilizado debido a su eficacia para
logra la inactividad microbiana.Recomendaciones
Es recomendable aumentar las dosis debido a que los resultados
mencionados son de frutas y verduras en buen estado, sin embargo
los RSU que entran al proceso estn impregnados de materia orgnica
en descomposicin por tanto presencia microbiana es muy alta.
Tomando en cuenta el tnel que se muestran en la fugura 2.2, es
conveniente partir con pruebas con el tiempo y distancia ya
recomendada.
Captulo V EQUIPO DE CONTROL PARA TRATAMIENTO DE PARTCULAS EN
AIRE
Los equipos de control son de gran ayuda e importancia debido a
que en los procesos industriales descarga directa y/o
indirectamente a la atmosfera debido a su diseo y eficiencia de la
ventilacin puede llegar a alterar el lugar de trabajo.
De acuerdo con los coordinadores Ernesto Martnez Ataz y Yolanda
Daz De Mera Morales de la universidad de castilla la mancha:
Una posible clasificacin de este tipo de equipos puede hacerse
de acuerdo al mecanismo fsico-qumico implicado en la retencin del
compuesto gaseoso. 1. Equipos de absorcin2. Equipos de adsorcin3.
Equipos de combustin4. Equipos de reduccin cataltica5.
Condensadores6. Procesos biolgicos-olores
1. Equipos de absorcin: Columnas de relleno y la absorcin con
reaccin qumica, siendo sta ltima la ms empleada por presentar
mayores velocidades de absorcin. Basan su funcionamiento en el
hecho de que los gases residuales estn compuestos de mezclas de
sustancias en fase gaseosa, algunas de las cuales son solubles en
fase lquida. En el proceso de absorcin de un gas, el efluente
gaseoso que contiene el contaminante a eliminar se pone en contacto
con un lquido en el que el contaminante se disuelve. La eliminacin
del gas contaminante se hace en tres etapas:
1. Difusin del contaminante hasta la superficie del lquido.2.
Transferencia a travs de la interfase gas-lquido (disolucin).3.
Difusin del gas disuelto alejndose de la interfase hacia el
lquido.
La transferencia de materia se realiza por el contacto del gas
con el lquido en lavadores hmedos o en sistemas de absorcin en
seco.
2. Equipos de adsorcin: se utilizan fundamentalmente dos torres,
que se colocan en paralelo y funcionan alternativamente de manera
que una acta como equipo de adsorcin hasta que su actividad decrece
y la otra se encuentra en la etapa de sustitucin o regeneracin que
se consigue mediante arrastre de los contaminantes retenidos por
una corriente gaseosa, posteriormente se separarn por condensacin
del agua. Los adsorbentes ms utilizados son: carbn activo, almina,
bauxita, gel de slice y recientemente zeolitas.En los procesos de
adsorcin los gases, vapores y lquidos se retienen sobre una
superficie slida como consecuencia de reacciones qumicas y/o
fuerzas superficiales. Se produce una difusin desde la masa gaseosa
hasta la superficie externa del slido y de las molculas del gas
dentro de los poros de slido seguida de la adsorcin propiamente
dicha de las molculas del gas en la superficie del slido.Los slidos
ms adecuados para la adsorcin son los que presentan grandes
relaciones superficie / volumen, es decir, aquellos que tienen una
elevada porosidad y rea superficial para facilitar el contacto
slido-gas.
Peridicamente, es necesaria la sustitucin o regeneracin del
adsorbente para que su actividad no descienda de determinados
niveles.
3. Equipos de combustin: La combustin constituye un proceso
apropiado para la eliminacin de compuestos orgnicos transformndolos
en dixido de carbono y vapor de agua y tambin es vlido para
determinadas sustancias inorgnicas, aunque son muy variados se
pueden distinguir:
a) combustin por antorchas, que requiere un diseo con
suficientes precauciones debido al peligro de un mal
funcionamiento. Este mtodo es aconsejable cuando las
concentraciones de los contaminantes estn dentro de los lmites de
inflamabilidad y sobre todo cuando el caudal de gas est sometido a
grandes variaciones
b) convertidores catalticos y hornos, cuando las concentraciones
de contaminantes son ms bajas. Los hornos son aconsejables cuando
hay unos porcentajes elevados de productos no combustibles. Con el
fin de realizar la combustin a temperaturas ms bajas, suele
utilizarse la combustin en presencia de un catalizador, por lo
general un metal de transicin depositado en una matriz de almina.
Este tipo de combustin suele emplearse en la eliminacin de trazas
de compuestos que contienen fenoles, formaldehdo, azufre, etc. Un
problema que presenta la combustin cataltica es la del
envenenamiento del catalizador por algunas sustancias en forma de
partculas.En la eleccin de un equipo de combustin adems de los
factores mencionados y de los econmicos los ms importantes son los
de seguridad.
4. Equipos de reduccin cataltica: resultan ms aconsejables que
los de combustin cuando los contaminantes se encuentran en un
estado elevado de oxidacin. En definitiva son reactores catalticos
en los que al pasar la corriente gaseosa tiene lugar la reaccin de
reduccin que elimine a los contaminantes. Actualmente se utilizan
para la eliminacin de monxido de carbono (NO), empleando como
elemento reductor H2, CH4, etc. y como catalizador metales nobles,
principalmente Pt y Pd, en soportes de tipo cermico.Fte: Apuntes de
clase.
5. Condensadores: en la condensacin uno o ms componentes
voltiles de una mezcla de gases se separa del resto por saturacin
seguida de cambio de fase. El cambio de fase gas-liquido puede
conseguirse de dos maneras: a) aumentando la presin del sistema a
una temperatura dada, o b) bajando la temperatura a presin
constante.En sistemas de dos componentes en los que uno no es
condensable (aire), la condensacin se produce en el punto de roco
(saturacin) cuando la presin parcial del compuesto voltil es igual
a su presin de vapor. Cuanto ms voltil es un compuesto (punto de
ebullicin ms bajo), mayor cantidad puede mantenerse como vapor a
una temperatura dada y ms baja ser la temperatura requerida para
saturacin (condensacin). Suele emplearse refrigeracin para obtener
las bajas temperaturas requeridas para conseguir eficacias de
separacin aceptables.
6. Procesos biolgicos-olores: estos procesos se basan en que
diversos microorganismos pueden romper compuestos orgnicos de alto
peso molecular, como carbohidratos, grasas y protenas en sus
componentes bsicos que los microorganismos utilizan para formar su
propia biomasa. Diversos compuestos gaseosos inorgnicos (amonaco,
sulfuro de hidrgeno) tambin pueden ser utilizados por
microorganismos como fuente de energa o de nutrientes. El carbono
necesario para el crecimiento puede obtenerse del dixido de carbono
atmosfrico.
En los procesos biolgicos de depuracin de gases residuales, se
degradan biolgicamente los compuestos peligrosos y malolientes,
despus de que hayan sido sorbidos sobre slidos o lquidos en el
equipo de depuracin biolgica. Los equipos utilizados pueden
clasificarse atendiendo al proceso utilizado para la conversin o
reaccin en:
1. Biofiltros conteniendo materiales orgnicos e inertes.2.
Biolavadores conteniendo microorganismos fijos o en suspensin.
Las condiciones existentes en el medio deben optimizarse para
favorecer el crecimiento de los microorganismos, afectado por los
siguientes factores:Demanda de oxgeno, d agua, de nutrientes, por
la temperatura y el pH.
Propuesta de equipo de control para tratamiento de partculas en
aireColector de polvo
Ha sido diseado para la extraccin de polvo, gases, vapores,
humos; que son producto de procesamiento de minerales, cemento,
granos, qumicos, productos farmacuticos, madera, caucho y
otros.Electro Clima desde el ao 2004 viene desarrollando
aplicaciones en las Mineras, Industrias de procesamiento de
Alimentos, Madereras, Empresas Qumicos, Metal Mecnica, etc.
Asimismo nuestros equipos son robustos, confiables y existe una
solucin para cada necesidad.Adems, suministramos y montamos: los
ductos, campanas, encapsulados, dmpers, fabricados de fierro negro
con capa de pintura epxica Ameron 400. Incluye tuberas, codos,
niples, alimentacin elctrica, puesta en marcha y servicio
post-venta. La garanta de cada colector de polvo por 2 aos o
ms.Electro Clima, cuenta con personal tcnico e ingenieros
especializados, asimismo contamos con Oficinas y Talleres de 900
m2, ubicados en el Callao.Asimismo, desde el ao 2013 estamos
asesorando y elaborando expedientes tecnicos para la fabricacin y
eleccin de colectores de polvo.Solicita la visita de nuestros
ingenieros a su fbrica, de este modo evaluar el proceso y
entregarle la solucin a medida. (Llenar el
Formulario).Funcionamiento: Colector de PolvoFigura 3.1 colector de
polvo 1
El colector de polvo aspira partculas slidas que son
transportadas en el ambiente son introducidos al filtro por la
cmara de aire sucio (1). Este aire pasa a travs del tejido
filtrante a la zona interior del colector de aire limpio de la
manga (2), quedando retenidas las partculas en su parte exterior.
La cmara limpia (3) y la cmara sucia (1) estn separadas entre s por
la plancha portamangas (4) y nicamente conectadas a travs del
tejido filtrante.Mangas son soportadas por jaulas metalicas (6) con
sus venturis, (7) quedando todo este conjunto fijado a planchas
portamangas mediante fleje elstico.Las mangas del colector de
polvo, se limpian peridicamente a travs impulsos de aire comprimido
procedentes del tubo inyector (5) situados sobre las mangas, el
aire pasa al interior de cada manga a travs de venturi que crea un
aire secundario de varias veces su volumen.El tubo inyector est
sujeto y cerrado por un extremo y abierto en la parte contraria,
saliendo sta al exterior de la cmara de aire limpio, para
conectarse a la vlvula de diafragma (8) con su electrovlvula (9) y
stas a su vez conectadas al controlador de tiempo "timer" (10), el
cual regula el intervalo entre disparos y la duracin de los mismos,
es decir el colector funciona automticamente.El producto
desprendido (mangas) es recolectado en la tolva, pudiendo ser
evacuado a travs una vlvula alveolar, un vis-sin-fin, etc.Un
manmetro diferencial (11) opcionalmente electrnico, indica la
diferencia de presin entre las dos cmaras, regulando automticamente
el sistema de auto limpieza en funcin de la prdida de carga
3.1.1 COLECTOR DE POLVO 1Cmaras de sedimentacin
El objetivo de este equipo es la eliminacin de partculas slidas.
Su mecanismo consiste en la eliminacin de partculas aprovechando la
fuerza de la gravedad y el efecto de la variacin del movimiento.Se
aplica en el pretratamiento de corrientes gaseosas y en la
eliminacin de partculas de >40 micrometros , y el producto
resultante es por un lado corriente sin partculas y por otro
partculas slidas.Una cmara de sedimentacin consiste en una seccin
alargada colocada en el sistema de escape de los gases. Conforme la
seccin aumenta, el gas sufre una desaceleracin, lo que permite que
las partculas ms gruesas que contenga este gas sedimenten.
Generalmente, la velocidad de las cmaras es de menos de 3 m/s,
elimina partculas con un tamao aproximado a 40-50 micrmetros. La
eficacia se puede mejorar usando plataformas horizontales o baldas,
o tambin se puede aumentar la relacin ancho-profundidad para
reducir las distancias necesarias para facilitar el proceso de
sedimentacin.
Para finalizar, y deshacernos de las partculas resultantes,
podemos hacerlo utilizando raspadores o cintas de transporte.
Figura 3.2 Cmaras de sedimentacin 1
Ventajas: Bajo coste de construccin, operacin y mto. Bajas
prdidas de carga Limitaciones de P y Timpuestas por la cmara
Partculas recogidas en bandeja Recoleccion y disposicin en seco.
Excelente funcionamiento.
Inconvenientes: Se requiere un gran volumen. Bajo rendimiento
para pequeas partculas. No puede manejar materiales pegajosos o
agluntinantes.
Dispositivos: Decantador gravitatorio simple, decantador
gravitatorio con bandejas, decantador gravitatorio multietapa y
decantador con variacin en la cantidad de movimiento
En la prctica, suele usarse las cmaras de sedimentacin para
eliminar las partculas ms grandes, y que los procesos que se le de
posteriormente a los gases a tratar no se vean perjudicados por la
existencia de estas.
Dispositivos inerciales
El objetivo es la eliminacin de partculas slidas. El mecanismo
es que inducen un movimiento circular al aire de forma que la
fuerza centrifuga desva de su trayectoria a las partculas ms
pesadas. El perfil de velocidades se asemeja a un vrtice libre. Se
aplica en partculas de entre 01 y 1000 micras.Dispositivos:
tangencial/axial y Ciclones de alto rendimiento.
En el separador inercial el flujo de aire se hace pasar a travs
de una cmara con obstculos, la partcula choca con estos provocando
su coalescencia, al aumentar el dimetro de la partcula caen al
fondo de la cmara. Su diseo es complejo y provoca una gran cada de
presin, pero potencia el efecto gravitatorio separando partculas de
hasta 10 micras.
En el separador centrfugo (cicln), la fuerza de gravedad se
sustituye por otra ms importante en magnitud: la fuerza centrfuga.
La corriente gaseosa, cargada de partculas, se introduce
tangencialmente en el equipo. A lo largo del cicln, el movimiento
se produce de forma espiral. Al llegar al fondo, el cicln se
estrecha, provocando una variacin en el giro del gas y su ascensin.
Las partculas, debido a su inercia, tienden a moverse hacia la
periferia del equipo, alejndose del gas y recogindose en un
colector situado en su base. Es un proceso continuo, de bajo coste,
y que permite obtener un producto seco. Su eficacia es nula para
partculas de dimetro inferior a 5 micras. (fuente: Manual para la
informacin en medio ambiente. Bureau Veritas Formacin. Editorial
Lex Nova, S.A. Valladolid 2008.)
Figura 3.3 Dispositivos inerciales 1
Caractersticas de los ciclones
Figura 3.3.1 Cicln de alta eficiencia 1
Figura 3.3.2 Cicln convencional 1
Figura 3.3.3 Cicln de alta capacidad 1
Figura 3.3.4 Eficiencia de remocin de cicln 1Ventajas Bajos
costos de capital Falta de partes mviles, por tanto, pocos
requerimientos de mantenimiento y bajos costos de operacin Cada de
presin relativamente baja Las limitaciones de temperatura y presin
dependen nicamente de los materias de construccin Coleccin y
disposicin en seco Requisitos espaciales relativamente
pequeosInconvenientes No se pueden manejar materiales pegajosos o
aglomerantes Las unidades de alta eficacia pueden tener cadas de
presin altas
Filtracin
El sistema de filtros consiste en hacer pasar una corriente de
gases cargados con partculas de polvo a travs de un medio poroso
donde queda atrapado el polvo.El filtro de mangas ha sido uno de
los ms utilizados durante los ltimos aos, ya que pueden tratar
grandes volmenes de gases con altas concentraciones de polvo.
Con este tipo de equipos pueden conseguirse rendimientos mayores
del 99%, independientemente de las caractersticas de gas, haciendo
posible la separacin de partculas de un tamao del orden de 0.01
micras.Conforme pasa el gas, la capa de polvo depositado sobre el
material filtrante, que colabora en el proceso de interceptacin y
retencin de partculas de polvo, se va haciendo mayor, aumentando la
resistencia al flujo y la prdida de carga, lo que obliga a disponer
de mecanismos para la limpieza automtica y peridica del filtro.
Hoy en da, el filtro cermico ha adquirido una mayor importancia
en los procesos de depuracin de gases. La eficacia filtrante de
este tipo de filtros es muy cercana al 100%, excepto si las
partculas son de tamao submicrnico en su mayor parte, o el tamao
del grnulo o fibra que forman el filtro cermico es grande.
El objetivo es la eliminacin de partculas, y su mecanismo es de
dos tipos:
1. Mecanismos de captacin: Impacto y Tamizado2. Colmatacin:
aumento de la DH y ligero aumento del rendimientoSe aplica para
eliminar partculas de entre 001 y 100 micrasHay varios criterios
para la eleccin del filtro a usar:
-Temperatura del gas
-Caractersticas fsicas y qumicas de las partculas
-Composicin qumica del gas
Dispositivos:
-Dependiendo del filtro: Filtros monocapa y filtros
multicapa.
-Dependiendo de la del gas: Alimentacin inferior, alimentacin
superior y alimentacin exterior.
Ventajas Elevada eficiencia de retencin para todo tipo de
partculas Relativamente insensibles a fluctuaciones de la corriente
de gas El material se recupera seco para usos posteriores o
eliminacin final La corrosin de los componentes no es un problema
importante Operacin relativamente sencilla Los filtros estn
disponibles en un gran nmero de configuraciones, dimensiones, etc.
para cumplir los requisitos de cualquier instalacinInconvenientes
Temperaturas superiores a 290 C requiere filtros metlicos o
minerales refractarios que se encuentran en fase de desarrollo o
son muy caros Necesidad de mantenimiento (cambio de las mangas,
limpieza, etc.) La vida de los filtros puede ser corta Alta prdida
de carga Corriente de gas hmeda puede causar tortas perjudiciales o
tapones del filtro.
Porta filtr o carcasas inoxidables.
Los porta filtros tienen una amplia variedad de aplicaciones en
la industria de alimentos, cosmtica y qumica. Son Altamente
eficientes, Verstiles, de fcil operacin, Extremadamente durables,
Seguros, de fcil instalacin.Son una excelente opcin para
aplicaciones que requieren un alto volumen de fluido y altas
presiones. Son ideales para aplicaciones con altas concentraciones
de slidos. Se utilizan para filtrar partculas que pueden daar
bombas y otros equipos.El filtro usado puede ser encanastilla,
ofiltro de plieguespara mayor rea filtrante para atrapar el
material particulado. Los filtros pueden lavarse y
reutilizarse.Diseamos a medida con Conexiones Bridadas, Roscadas o
Sanitarias, con puerto para manmetro y drenado, empaques de
sellado.Fabricamos Porta filtros para filtros multicartuchos,
cartucho sencillo y de bolsa. Figura 3.3.5 Porta filtro o carcasa
inoxidable 1
Filtro de canastilla de acero inoxidable
Mecanismos de filtracin planos basados en el principio de
granulometra en el que las partculas de un dimetro superior a la
distancia libre entre dos fibras no pueden pasar. La partcula es
retenida y no puede ir ms lejos en la media filtrante. Y es un
proceso de separacin progresivo de partculas grandes a pequeas
hasta obtener la clasificacin deseada.
Figura 3.3.5.1 Filtro de canastilla 1Filtros HEPA
Los filtros HEPA evitan la propagacin de bacterias y virus a
travs del aire, por tanto, son muy importantes para prevenir
infecciones.Se pueden fabricar con una eficiencia hasta del
99.995%, lo que asegura un alto nivel de proteccin contra
enfermedades que se transmitan por el aire.Los filtros HEPA estn
compuestos por una malla de fibras dispuestas al azar. Las fibras
tpicamente estn compuestas porfibra de vidrioy conporosentre 0,5 y
2,0 m.Los factores ms importantes a tener en cuenta en un filtro
HEPA son el dimetro de las fibras, el espesor del filtro y la
velocidad de las partculas. El espacio entre las fibras es mucho
mayor de 0,3 m, pero eso no significa que las partculas con un
dimetro menor puedan pasar. A diferencia de los filtros de membrana
los filtros HEPA estn preparados para retener contaminantes y
partculas mucho ms pequeas.Figura 3.3.5.2 Filtro HEPA 1Paneles
filtrantes
Paneles filtrantes para ductos de aire acondicionado, ventilacin
industrial, cabinas de pintura y/o ambientes donde se
requerimientos de aire limpio.Diseados para controlar la
contaminacin de partculas voltiles que son transportadas por el
aire. Son fabricados en una amplia gama de tamaos, eficiencias, y
diferentes medias filtrantes.
Figuran 3.3.5.3 Paneles filtrantes 1Mangas filtrantes
Filtros para diferentes tipos de fluidos; Que soportan grandes
caudales con concentraciones altas de contaminantes, teniendo un
bajo costo de filtracin, y son fabricadas en una amplia gama de
tamaos y medios filtrantes con diferentes rangos de retencin.
FIGURA 3.3.5.4 MANGA FILTRANTE 1Filtro de aire
Un filtro de aire es un dispositivo que retiene partculas slidas
(polvo, polen y bacterias y otros contaminantes del aire). El
filtro de aire ms frecuente es un filtro de papel plegado.Son
fabricado de fibras de celulosa de alta calidad que atrapa la
suciedad y la retiene.El propsito del filtro es muy simple: Atrapar
todo el polvo posible (microparticulas), pero permitiendo el paso
del flujo de aire.FIGURA 3.3.5.5 FILTRO DE AIRE 1Telas
filtrantes
Polister Punzonado
Fieltro de Poliester Punzonado, es el ms verstil, rentable y es
el medio de filtro ms utilizado para la recoleccin de polvo.Es
fuerte, resistente a la abrasin, puede trabajar hasta 150 C y tiene
una buena resistencia a los cidos comunes, disolventes y agentes
oxidantes.Figura 3.3.5.6 Polister punsonado 1Polister Punzonado
Antiesttico
Evita la acumulacin de energa esttica. Tiene lneas conductoras
de energa que descargan la energa esttica generada por la
concentracin de polvo industrial, que al llegar a cierto grado
(Lmite de explosin) ocasionan el incendio posterior las mangas y
los colectores. Esta esttica es producida por polvos como polvo de
la harina, polvo qumico, carbn, polvo de madera, etc.
FIGURA 3.3.5.6.1 POLISTER PUNZONADO ANTIESTTICO 1
Polister Punzonado Antiesttico (mezclado con fibras
elctricas)
Polister antiesttico (mezclado con fibra elctrica) que descargan
la energa esttica generada por la concentracin de polvo industrial,
que al llegar a cierto grado (Lmite de explosin) ocasionan el
incendio posterior las mangas y los colectores. Esta esttica es
producida por polvos como polvo de la harina, polvo qumico, carbn,
polvo de madera, etc.
Figura 3.3.5.6.2 Polister Punzonado Antestatico 1Nomex
Metamax punzonado (Nomex) Metamax es la mezcla de 95% m-aramida
y 5% de p-aramida.LasFibras NOMEX son del grupo de fibra genrica
llamada meta-aramida.Resistente a las altas temperaturas.
FIGURA 3.3.5.6.3 NOMEX 1Polister con Membrana PTFE (Tefln)
Polister no tejido recubrimiento con una membrana de PTFE para
una mayor eficiencia en la recoleccin y liberacin de polvo. Tiene
una resistencia qumica mejorada en comparacin con el acrlico y
polyurethane.usada en bolsa de filtro, permite a las empresas
reducir los gastos y Costos.
FIGURA 3.3.5.6.4 POLISTER CON MEMBRANA PTFE (TEFLN) 1
Tejido de fibra de vidrio con membrana PTFE
Una de las ms fuertes fibras textiles, que tiene una mayor
resistencia, tiene un bajo estiramiento bajo carga, generalmente 3%
o menos.Las fibras de vidrio producen telas con excelente
estabilidad dimensional bajo diferentes tipos de condiciones.Alta
Resistencia al calor: tiene una excelente resistencia al calor a un
costo relativamente bajo.Fibra de vidrio tela del filtro se compone
de materiales inorgnicos, y son ignifugos, una eleccin natural
donde inflamabilidad es motivo de preocupacin.Buena conductividad
trmica: La disipacin rpida del calor de tela con fibra de vidrio es
particularmente importante en aplicaciones de aislamiento
elctrico.Durabilidad:Al ser inerte, tela con fibra de vidrio no se
ve afectada por la luz solar, hongos o bacterias.Econmico:Fibra de
vidrio pao de filtro es ms bajo en costo que muchos otros tejidos
para aplicaciones similares.Industria Aplicaciones: Minerales
Hornos Planta de energa Incineradores produccin de negro de humo
Refineras aceras
FIGURA 3.3.5.6.5 POLISTER CON MEMBRANA 1
Lavadores de partculas Venturi
Los lavadores Venturi usan un flujo lquido para eliminar las
partculas slidas del gas.
El objetivo es la eliminacin de partculas slidas de menor tamao
y la eliminacin de partculas gaseosas. Su mecanismo consiste en
poner en contacto la corriente de gas con el lquido. El mecanismo
de captacin predominante es el impacto inercial y la difusin debida
al movimiento browniano. Se aplica en partculas de entre 0001 y 20
micras.
En resumen, se trata de proceso en el que las partculas de polvo
son transferidas desde la corriente gaseosa al lquido. El proceso
se puede simplemente describir segn el esquema siguiente:
a) movimiento del gas + partculas
b) las partculas se aproximan a la gota
c) las partculas pueden chocar y acumularse en su superficie o
penetrar en el interior de la gota
Normalmente un lavador Venturi se aplica en el control de
problemas de contaminacin donde se requieren elevadas eficiencias
para partculas de dimetro menor de 2 micras.fugura 3.Figura 3.4
Lavadores de partculas Venturi 1Ventajas: Separacin de
partculas-gases Requiere poco espacio Bajo coste de implantacin
Depura corrientes de elevada T y H No es fuente de polvos
secundarios Capacidad para conseguir elevadas eficiencias con
partculas de pequeo tamaoInconvenientes: Depuracin del agua La
corriente gaseosa tiene un elevado grado de humedad Mayores prdidas
de carga Problemas de corrosin Elevados costes de mantenimiento
Necesidades energticas elevadas
Dispositivos: Torres pulverizadoras o de espray, lavadores con
lecho de contacto y lavadores venturi.
Entre los ms empleados destaca el Bioscrubber, el cual est
formado por:
- Scrubber: El gas contaminado fluye en contracorriente de la
fase acuosa alimentada, en donde se origina una eliminacin de los
contaminantes y del O2 de la fase gas a la fase acuosa por
absorcin. El tiempo de contacto es corto.
- Biorreactor: La fase acuosa enriquecida en contaminantes y O2
se pasa a un biorreactor donde se produce la descontaminacin
biolgica.
- Tanque de sedimentacin: Sirve para separar biomasa del
efluyente lquido limpio.
Precipitadores electroestticos
El objetivo es eliminar partculas, y su mecanismo se basa en
hacer pasar la corriente contaminante entre dos placas con una
elevada diferencia de potencial (30-100 kV). El precipitador
electroesttico se suele construir alternando placas y alambres. Se
establece una diferencia de potencial de corriente directa (de 30 a
75 kV) entre las placas y los alambres, lo que causa la creacin de
un campo inico entre ellos. Cuando el gas cargado de partculas pasa
entre el alambre y la placa, los iones se fijan a las partculas y
les confieren una carga negativa. Entonces las partculas migran
hacia la placa con carga positiva, donde se adhieren. Las placas de
agitan en intervalos frecuentes, y las partculas aglomeradas en la
lmina caen en una tolva.
El proceso de precipitacin consta de tres etapas
fundamentales:
1. Carga electrosttica de las partculas
2. Recoleccin de partculas sobre las placas del precipitador
3. Evacuacin del material recolectado.
Los precipitadores electrostticos estn especialmente indicados
en los casos que requieran una elevada eficacia de tratamiento de
grandes caudales de gases con partculas pequeas en su seno y con
temperaturas elevadas (hasta 700 C). La prdida de carga de la
corriente gaseosa es muy pequea en comparacin con la de otros
equipos, situndose en torno a 2-12 mm de columna de agua. Por el
contrario, los costes de inversin son elevados y la operacin es
compleja. Estos son los equipos que se utilizan, hoy en da, en
centrales trmicas de carbn y en cementeras. Tambin tiene una
aplicacin extendida en la industria qumica en general.
Figura 3.6 Precipitadores electroestticos 1Fuente: Ciencia y
tecnologa del medio ambiente (Antonio Eduardo Palomares Gimeno,
Mara Teresa Montas Sanjun y Jos Antonio Mendoza Roca)Ingeniera y
ciencias ambientales (Davis - Masten).Conclusin de equipo de
control para tratamiento de partculas
Durante el proceso de estabilizacin y secado surge la presencia
de gases y vapores debido a las altas temperatura a las que se
encuentra los residuos, por tal motivo es necesario poner en marcha
un equipo para minimizar el riesgo de exposicin. Recomendaciones de
equipo de control para tratamiento de partculas
Se recomienda el uso de ciclones para el tratamiento de
partculas, debido a la eficiencia de tratamiento de partculas y a
su bajo costo debido a que no poseen partes mviles y a que apenas
exigen mantenimiento. Adems destaca el hecho de que, al hacer uso
de fuerzas centrfugas en vez de gravitatorias, la velocidad de
sedimentacin de las partculas se incrementa en gran medida
hacindose ms efectiva la separacin. Tambin es recomendable el uso
de filtro de acero inoxidable puesto que estos filtros pueden
lavarse y reutilizarse lo cual es de gran ventaja ya que no se
genera n ms residuo.
Captulo V Seguridad y Salud OcupacionalMedidas de seguridad
durante etapas de proceso
Trituracin
Los procedimientos de diseo y operacin deben realizarse
correctamente para evitar accidentes. El proceso debe contar con
separacin e inspeccin previo a la trituracin Aislamiento de equipo
Control de las instalaciones elctricas Instalacin de sistemas
automticos contra fuego y explosiones
Luz ultravioleta tipo C
Limitar o minimizar el tiempo de exposicin a LUV. Cumplir con
las recomendaciones suministradas por el fabricante sobre el manejo
y cuidado de los equipos. Conocer la longitud de onda con la que
trabaja, o el tipo de fuente de radiacin que emplea. (Esta
informacin la suministra el fabricante). Conservar siempre y leer
regularmente la documentacin tcnica de los equipos que se tengan.
Verificar que la instalacin sea adecuada y realizada por un
especialista en este tipo de elementos. Reducir y controlar el rea
de superficie sobre la que inciden estas radiaciones, encerrndola o
limitndola lo mximo posible. Instruir y capacitar a todo trabajador
sometido a radiaciones ultravioletas en el proceso de induccin y
reinducciones en forma repetida, verbal y escrita de los riesgos a
que est expuesto y los medios apropiados de proteccin.
Equipo de seguridad durante etapas de procesos Separacin
Se trabaje con RSU es necesario utilizar el equipo de proteccin
personal como: Guantes Cubre bocas Cofia Traje tyvek Zapatos de
seguridad
Triturado rea limitada sealizacin equipo de seguridad: casco,
zapat