Combustible Derivado de Residuos (CDR): Liberando gas, insumos y espacio para Hogares y la Industria

(sobre base de información de revista de Gestión Ambiental)

El proceso de fabricación de cemento (como también de cal, acero o leca), es un proceso de altísima demanda de energía térmica, en el orden de 700.000 kcal/tonelada de producto, dependiendo de cada horno y su tecnología. El gas natural rinde 9.300 kcal por metro cúbico, por lo cual, por tonelada de cemento se consume uno 75 m³ de gas (700.000/9.300).

Para promediar una producción de cemento ronda las 12 millones de toneladas/año, el sector consumo más de 900 millones de m³/año, esto es equivalente al 10 % del gas importado por Argentina en 2012.

Más del 50 % del gas usado en las cementeras (en algunos países se sustituye más del 80 %) puede ser sustituido por el co-procesamiento con combustibles alternativos, y entre los cuales se destacan el Combustible Derivado de Residuos o CDR. Los mismo sería válido para producir acero, metales no ferrosos, cal y leca.

La producción a gran escala de CDR resuelve tres necesidades que tiene la Argentina, al permitir obtener energía, insumos de nuevos procesos y espacio territorial:

1. Producción de combustibles alternativos y renovables para el co-procesamiento en hornos cementeros, de cal, acero y otros procesos que demandan alto poder calorífico y cuentan con sistemas de tratamiento de gases con riesgo nulo para el ambiente;
2. Permite industrializar la gestión de los residuos gestionados en planes de recolección diferenciada o el rechazo no reciclado por cartoneros, y maximizar la tasa de recupero y reciclaje de materiales ferrosos, no ferrosos y vidrios;

• Reduce la conflictividad social por la demanda de nuevas y grandes superficies para montar rellenos sanitarios (síndrome NiCeMM “ningún CEAMSE en Mi Municipio”)

El el CDR se obtiene de los residuos urbanos, en concreto, de los rechazos en su fase de clasificación. En todos los casos y para que la valorización energética por parte de la industria sea efectiva, el CDR tiene que reunir unas características mínimas como son:

• Un bajo nivel de humedad. Aconsejable por debajo del 17%;
• Un grano menos a 40 mm, para lograr su rápida combustión en un horno con una temperatura superior a 1.300 ºC;
• Un buen poder calorífico. Aconsejable por encima de las 4.500 kcal/kg

Desde el punto de vista económico, la preparación de CDR a partir de los residuos sólidos urbanos, debe entenderse como un proceso intermedio y no un fin, por lo que el coste del valor añadido de dicha preparación debe situarse dentro de los parámetros de rentabilidad del mercado, que generalmente vienen condicionados por los costes de disposición final.

• Imagen línea de producción de CDR Lindner

Los sistemas de procesamiento consisten en la instalación de unas operaciones unitarias de producción y formulación del CDR sólido para hornos de cemento, utilizando residuos industriales NO peligrosos (RINE) y RSU diferenciado para lo cual será necesario montar plantas de acondicionamiento (preparación, separación y mezcla), definir métodos de análisis y muestreo, control de calidad y definición de parámetros de control, optimización de producción y análisis logístico de transporte hasta plantas de consumo.

Requerimientos para producir CDR

Para el tratamiento de residuos para su aprovechamiento económico como CDR en la industria pesada (industrias del cemento y siderúrgica), o bien en usinas térmicas, se requiere alcanzar un granulado de entre 40 y 20 mm. Para conseguir este tamaño de salida con una exitosa extracción de materiales no deseados (metales, materiales inorgánicos, arenas, etc.), es necesario un proceso gradual de trituración, siendo la pre-trituración un factor clave para la rentabilidad de la planta.

La extracción de materiales no deseados mediante un separador de materiales pesados reduce los costos por desgaste, mejora la calidad del producto, eleva la productividad, y todo ello genera una operación rentable. Los componentes del sistema son:

• Triaje y separación mecánica con grúas tipo pulpo, o manual para segregar objetos que puedan dañar los equipos de triturado,
• Trituración primaria a un grano menor a 100 mm;
• Separación de metales ferrosos por medio de un separador magnético;
• Separación neumática, densimétricos o balísticos de materiales pesados;
• Trituración secundaria o granulado final a menos de 30 mm.
• Equipos de densificación y pelletizado del CDR.

El rendimiento de una línea estándar es de 15 a 30 T/h, según el tamaño de las máquinas elegidas. La alimentación del pre-triturador de un eje puede efectuarse, según se prefiera, por medio de una cinta transportadora o con cargadores, carretillas o grúas tipo almeja.

El triturador primario reduce el material procesado a un granulado de dimensión preestablecida. Los rendimientos constantes posibilitan una separación optimizada de los elementos impropios mediante la separación de metales ferrosos y la separación de materiales pesados.

El sistema de propulsión de la trituradora (accionamiento de doble polea con acoplamiento de seguridad directamente sobre el rotor de las cuchillas) junto con el sistema de cuchillas compacto, brinda la mejor protección posible para la máquina contra daños por impurezas sólidas.

El material ya libre de impurezas se entrega al granulador final por medio de una cinta transportadora. El granulador que cuenta con tamices logra un CDR de entre 15 y 50 mm. La salida del material reutilizable se realiza a través de cintas transportadoras o mediante un sistema de transporte modular cerrado, y puede ser densificado para mejora el envío a cementeras u otros destinos del combustible sólido.

Co-procesamiento del CDR en cementeras

Las ventajas del uso de los CDR en las cementeras tienen que ver con el nulo riesgo ambiental debido a:

• Altas temperaturas : 2.000º C en el quemador principal y 1.000º C en el quemador secundario (pre-calcinador).
• Largo tiempo de residencia : los gases permanecen a muy alta temperatura, entre 3 y 4 segundos por encima de 850º C en el pre-calcinador, y entre 5 y 6 segundos por encima de 1.800º en la llama principal suficientes para asegurar la total destrucción de moléculas orgánicas complejas
• La naturaleza alcalina del horno, evita la emisión de gases ácidos.
• Los residuos secundarios producidos quedan dentro de la masa del Clinker.
• La gran estabilidad térmica del proceso evita situaciones anormales de funcionamiento
• Los compuestos orgánicos de los residuos quedan destruidos, desapareciendo su peligrosidad . La combustión de residuos en el horno clínker destruye de manera completa la materia orgánica contenida en los mismos gracias a tres factores, que son:
• Vista del uso del CDR en un horno cementero

La gestión de residuos debería seguir una jerarquía para intentar maximizar el reuso, recupero energético y reciclaje, y evitar así, que vayan a disposición final a rellenos o basurales. En la cadena de los residuos será clave incrementar los índices de reciclado de todo el material que se pueda. En tanto, los materiales que no pueden reciclarse como el rechazado de RSU secos o los plásticos finos habrá que intentar valorizarlos energéticamente, liberando gas para la industria y hogares, maximizando el recupero de materias primas y evitando el Síndrome anti CEAMSE.