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La producción y elaboración de com-bustible sólido derivado de residuos(CDR) para hornos de cemento, utili-zando como materia prima residuosindustriales no especiales, comercialesy residenciales (Resoluciones OPDS137, 138 y 139 de 2013) se lleva acabo mediante un sistema de procesa-miento específico en el que se contem-plan diversos requisitos para la obten-ción de los CDR aplicables a cada caso.
para ser aplicados a la industria ce-mentera, así como a la siderúrgica, eincluso para la generación térmica deenergía eléctrica en pequeñas cen-trales de 25 a 65 Mw. En este últimocaso los CDR pueden formularse con laincorporación de residuos agroindus-triales tales como aserrín, chips de po-da y desmonte, cáscaras de arroz, degirasol, de maní, escobajo, bagazo decaña, expellers de producción de
El combustible derivado de residuos(CDR) es un combustible preparado apartir de residuos no peligrosos para suvalorización energética mediante copro-cesamiento (hornos industriales, cen-trales térmicas, plantas de cogenera-ción, etc.) En la Unión Europea cumplecon las normas especificadas por elComité Europeo de Normalización (CEN).
Es así que los CDR pueden fabricarse
por Witold R. Kopytynski*
FABRICACIóN DE COMBUSTIBLESDERIVADOS DE RESIDUOS (CDR)
PARA LA INDUSTRIA
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Módulos de produccion de combustibles derivados de residuos (Cdr) industrialesno especiales y residuos sólidos urbanos para la sustitución térmica en hornos de
cemento mediante el coprocesamiento en la fabricación de Clinker
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aceites, residuos de cosecha de algo-dón, entre otros.
En la presente nota nos referiremosespecíficamente a la producción de CDRpara los hornos de cemento. No obs-tante algunas especificaciones genéri-cas acerca de los diversos CDR, quepueden fabricarse mediante estos sis-temas de procesamiento, se indican enel cuadro que sigue: (ver Tabla 1).
El proceso de fabricación de cemento, esun proceso de altísima demanda deenergía térmica, en el orden de 700.000kcal/Tn, dependiendo de cada horno ysu tecnología. En Argentina continúasiendo esencialmente dependiente deuna matriz de fósiles no renovables(Gas Natural principalmente, Pet Cokey Fuel Oil).
Paralelamente, la gestión de los residuossólidos es un tema que requiere de labúsqueda permanente de soluciones in-novadoras, para encontrar las mejoresopciones disponibles y económicamenteviables para la minimización de la gene-ración, y la reutilización, reciclado y valo-rización, minimizando las necesidades dedisposición final en el suelo.
En función de tales consideraciones, lavalorización térmica de residuos que nosean aptos para ser recuperados, reci-clados o reusados, es una importanteopción a considerar antes de disponer-los finalmente en Rellenos Sanitarios.En Europa ha sido creciente la utiliza-
ción de RINEs y RSU (fracción sólidaseca), así como NFU (neumáticos fuerade uso), disminuyendo drásticamenteen el último decenio la deposición entierra (rellenos sanitarios).
Uno de los modos más viables, tanto porlas condiciones técnicas y operativas(temperaturas, capacidad de consumo,demanda de energía, costos térmicos,etc.), como por los antecedentes inter-nacionales, resultados ambientales ytécnicos internacionales y locales, conmateriales mucho más difíciles de ter-
modestruir, es la valorización térmica enhornos de cemento.
Para poder lograrlo, es necesario proce-sar los residuos de modo que dichos hor-nos sólo reciban para su consumo un pro-ducto con especificaciones controladas,cuyos efectos ambientales, operativos ytécnicos no alteren en lo más mínimo elproceso de fabricación existente y queopera bajo condiciones de calidad esta-blecidas para la actividad principal que esla producción del clinker con el que seobtiene luego el cemento. >>
Tabla 1
Vista isométrica de un sistema de procesamiento de residuos
2D: CDR de dos dimensiones, escamas también conocidas como fluff3D: CDR de tres dimensiones, granulado tipo pellets
“El combustible derivado de residuos (CDR) esun combustible preparado a partir de residuos nopeligrosos para su valorización energética me-diante coprocesamiento”
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Los sistemas de procesamiento consis-ten en la instalación de unas operacio-nes unitarias de producción y formula-ción del CDR sólido para hornos de ce-mento, utilizando residuos industrialesNO peligrosos y asimilables a urbanos,para lo cual será necesario montar plan-tas de acondicionamiento (preparación,separación y mezcla), definir métodosde análisis y muestreo, control de cali-dad y definición de parámetros de con-trol, optimización de producción y análi-sis logístico de transporte hasta plantasde consumo.
De este modo se podrán incorporar demanera eficiente y económicamente via-ble las corrientes de residuos industrialesy asimilables a urbanos que, siendo aptospara ser valorizados térmicamente enhornos de cemento, no están siendo valo-rizados por falta de infraestructura ade-cuada para llevarlo a cabo.
En este sentido el marco regulatorio haavanzado más rápidamente que la insta-lación de una red de nodos de recepcióny procesamiento. Es decir se ha estable-cido la obligación de los generadores, pe-
ro las condiciones no están aun dadas enel corto plazo para recibir los residuosgenerados. Este aspecto es particular-mente crítico en la región del AMBA.
Requerimientos:
Para el tratamiento de residuos para suaprovechamiento económico como CDRen la industria pesada (industrias delcemento y siderúrgica), o bien en usinastérmicas, se requiere alcanzar un granu-lado de entre 50 y 20 mm.
Para conseguir este tamaño de salidacon una exitosa extracción de materia-les no deseados (metales, materialesinorgánicos, arenas, etc), es necesarioun proceso gradual de trituración, sien-do la pre-trituración un factor clave parala rentabilidad de la planta. La extrac-ción de materiales no deseados me-diante un separador de materiales pe-sados reduce los costos por desgaste,mejora la calidad del producto, eleva laproductividad, y todo ello genera unaoperación rentable.
Componentes del sistema:
º Trituración primaria de residuos notratados
º Separación de metales ferrosos pormedio de un separador magnético
º Separación neumática de materialespesados
º Trituración secundaria o granulado final
Rendimiento:
Aprox. 8 – 30 toneladas por hora, segúnel tamaño de las máquinas elegidas.
Secuencia operativa:
La alimentación del pre-triturador de uneje puede efectuarse, según se prefiera,por medio de una cinta transportado-ra o con cargadores, carretillas o grúastipo almeja. >>
“El proceso de fabricación de cemento, es unproceso de altísima demanda de energía térmi-ca, en el orden de 700.000 Kcal/Tn, dependien-do de cada horno y su tecnología”
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Tipos de residuos:
º Residuos Comerciales e Industriales(C&I),
º Residuos Sólidos Urbanos (RSU)
º Plásticos y textiles de la industria auto-motriz (a granel o en fardos)
º Materiales de empaquetado de made-ra, papel y folios plásticos (sueltos, enfardos o en rollos)
º Productos de desecho, scrap de plás-tico industrial (PP, PE, ABS, etc.)
º NFU (neumáticos fuera de uso)
Combustibles Sólidos Recupe-rados (CSR) - La experiencia dela UE
Se denomina CSR a los combustiblessólidos recuperados, procedentes delos residuos urbanos e industriales noespeciales enumerados, (que hemosvenido denominando combustibles de-
rivados de los residuos CDR) pero si-guiendo la Norma CEN/TS 15359. LosCSR constituyen el aprovechamientoenergético de una fracción que enel mejor de los casos se destinarían alos rellenos sanitarios (y en nuestropaís a basurales descontrolados a cie-lo abierto).
La característica esencial de los CSRes que siempre lo constituyen residuosno peligrosos y que se van a emplearen plantas de incineración o co-incine-ración y se emplean según las especi-ficaciones de la norma citada anterior-mente.
Realmente, el CSR se obtiene de losresiduos urbanos, en concreto, de los re-chazos en su fase de clasificación y quetienen en principio un poder caloríficobajo, son de composición muy hetero-génea, contienen mucha humedad y grancantidad de materiales no aptos.
El robusto sistema de propulsión de latrituradora (accionamiento de doblepolea con acoplamiento de seguridaddirectamente sobre el rotor de las cu-chillas) junto con el sistema de cuchillascompacto, brinda la mejor protecciónposible para la máquina contra dañospor impurezas sólidas.
El triturador primario reduce el materialprocesado a un granulado de dimensiónpreestablecida. Los rendimientos cons-tantes posibilitan una separación optimi-zada de los elementos impropios median-te la separación de metales ferrosos y laseparación de materiales pesados.
El material ya libre de impurezas se entre-ga al granulador final por medio de unacinta transportadora. Con ayuda de tami-ces o cribas adecuados, se realiza elgranulado fino hasta lograr un tamaño departícula de entre 15 y 50 mm.
La salida del material reutilizable se rea-liza a través de cintas transportadoras omediante un sistema de transporte mo-dular cerrado.
Mediante un mecanismo de inyecciónse efectúa la separación de materialesde densidades distintas y dimensionesespecíficas.
“La valorización térmica de residuos que no seanaptos para ser recuperados, reciclados o reusados,es una importante opción a considerar antes dedisponerlos finalmente en Rellenos Sanitarios”
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Estos rechazos, antes de llevarse a unrelleno y que se pierdan como recurso,pasan a una planta de preparación ydepuración específica, diseñando uncombustible de acuerdo a las especifi-caciones de la norma.
La composición típica media en pesobruto de entrada de rechazos a unaplanta de preparación de CSR es la si-guiente: (ver Tabla 2).
Una vez depurado y preparado el com-bustible, se clasifica en 5 tipos aten-diendo a las siguientes características:(ver Tabla 3).
El combustible así obtenido tiene un po-der calorífico importante pudiéndose uti-lizar como sustituto de los combustiblesderivados del petróleo.
La utilización de los CSR es amplia: ce-menteras, centrales de ciclo combina-do, plantas de cal, centrales térmicasmulticombustibles y calderas industria-les. Donde tienen mayor demanda es enlas cementeras dado que el 30% de loscostos de operación de las mismas esenergía.
Las ventajas del uso de los CSR en lascementeras se deben a:
º Altas temperaturas y tiempo de resi-dencia suficientes para asegurar la to-tal destrucción de moléculas orgáni-cas complejas.
º La naturaleza alcalina del horno, evitala emisión de gases ácidos.
º Los residuos secundarios producidosquedan dentro de la masa del clinker.
º La gran estabilidad térmica del >>
Tabla 2
Tabla 3
“Los CSR son una solución alternativa y viable tantotécnica como económicamente a los actuales mode-los de gestión de los RSU”
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proceso evita situaciones anormales defuncionamiento
Con estas condiciones de proceso, noes nueva la utilización de los CSR en lascementeras.
En los países europeos, la sustituciónglobal en diversas aplicaciones de com-bustibles fósiles por CSR es la siguiente:(ver Tabla 4).
Como conclusión del análisis, es que sedebería hacer una transición del mode-lo de gestión tradicional al modelo in-dustrial con alto potencial y estabilidad,como paso intermedio hacia otros sis-temas de gestión de demostrada efi-ciencia y eficacia.
Por ello, los CSR son una solución alter-nativa y viable tanto técnica como eco-nómicamente a los actuales modelosde gestión de los RSU, y que debe for-mar parte de las diversas soluciones aimplementar.
valga señalar que al mencionar en elfinal de esta nota los CSR, estamos indi-cando la necesidad de adoptar un ade-cuado marco regulatorio para que losCDR cumplan normas de calidad comolas especificadas más arriba.
Con ello se dará un importante pasoen el camino de la sustentabilidadenergética. GA
* Witold Roman Kopytyński
Director de SIM - Servicio Integral de Medioambiente. Licenciado en QuímicaIndustrial por la UBA, y es actualmente Profesor Titular de la Carrera deCiencias Ambientales de la Universidad del Salvador.
Tabla 4
“La utilización de los CSR es amplia: Donde tienenmayor demanda es en las cementeras dado que el30% de los costos de operación de las mismas esenergía”