UNIVERSIDAD LATINOAMERICANA DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA

ULACIT

MAESTRIA EN GESTION AMBIENTAL

CURSO DE GESTIÓN DE DESECHSOS SOLIDOS

PROFESOR NORIEL ALFREDO FRANCO

TRABAJO DE METODOS DE TRANSFORMACION BIOLOGICA DE

LOS RESIDUOS SOLIDOS Y SU APLICACION EN PANAMÁ.

INTEGRANTES:

ANALILIA CASTILLERO

MIRZA JIMENEZ

PAMELA POLANCO

JONAS SANDERS

FECHA. 25 DE OCTUBRE DE 2014

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INDICE

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CONTEXTO

La cantidad de residuos sólidos a nivel mundial crece aceleradamente debido al aumento de la población y a los avances tecnológicos orientados a satisfacer nuevos hábitos de consumo, muchas veces innecesarios. Esta realidad obliga a elaborar normas y a desarrollar prácticas basadas en criterios sanitarios, económicos y ambientales para recolectar, aprovechar y tratar los residuos.1

Los residuos sólidos son todos los materiales y resultado de procesos de fabricación transformación uso consumo o limpieza cuyo poseedor lo destina al abandono, se considera como desecho solido hospitalario a la masa total, los residuos sólidos generados en la instalación de salud durante el desarrollo de sus actividades.

Un adecuado manejo de los residuos comprende las etapas de generación, manipulación, acondicionamiento, recolección, transporte, almacenamiento, reciclaje, tratamiento y disposición final, de manera segura, sin causar impactos negativos al ambiente y con un costo reducido.2

Residuo Sólido: Es cualquier objeto, material, sustancia o elemento sólido resultante del consumo o uso de un bien en actividades domésticas, industriales, comerciales, institucionales, de servicios, que el generador abandona, rechaza o entrega y que es susceptible de aprovechamiento o transformación en un nuevo bien, con valor económico o de disposición final.

Residuo sólido aprovechable: es cualquier material, objeto, sustancia o elemento sólido que no tiene valor de uso directo o indirecto para quien genere, pero que es susceptible de incorporación a un proceso productivo.

Residuo sólido no aprovechable: Es todo material o sustancia sólida o semisólida de origen orgánico e inorgánico, putrescible o no, proveniente de actividades domésticas, industriales, comerciales, institucionales, de servicios, que no ofrece ninguna posibilidad de aprovechamiento, reutilización o reincorporación a un proceso productivo.

Reutilización: Es la prolongación y adecuación de la vida útil de los residuos sólidos recuperados y que mediante procesos, operaciones o técnicas devuelven a los materiales su posibilidad de utilización en su función original o en alguna relacionada sin que para ello requieran procesos adicionales de transformación.

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Clasificación

RESUIDOS COMUNES. Son todos aquellos que por su semejanza con los residuos domésticos son considerados como tales se incluye los residuos generados en las áreas administrativas.

RESUIDOS PUNZOCORTANTES. Elementos punzocortantes que estuvieron en contacto con pacientes o agentes infecciosos incluye aguja epidérmica, jeringa, pipetas, bisturís, etc.

RESUIDOS BIOINFECCIOSOS. Son aquellos generados durante las diferentes etapas de la atención de salud (diagnostico, tratamiento, inmunizaciones, etc), y que por tanto han entrado en contacto con pacientes.

RESUIDOS QUIMICOS Y FARMACEUTICOS. Sustancias o productos químicos con característica toxicas corrosivas volátiles inflamables, explosivas reactivas. medicamentos vencidos contaminados desactualizados no contaminados, etc2

CARACTERIZACION DE LOS RESUIDOS SOLIDOS.La caracterización se basa en el análisis físico y químico del material que se va a manejar, los análisis tienen finalidades distintas y varían de acuerdo a los procesos a los que se van a someter estos residuos como almacenamiento, recolección interna, transporte y disposición final.3

Es una característica importante para los procesos a que puede ser sometida la basura. Se determina generalmente de la siguiente forma: Tomar una muestra representativa, de 1 a 2 Kg, se calienta a80ºC durante 24 horas, se pesa y se expresa en base seca o húmeda.

DensidadLa densidad de los sólidos rellenados depende de su constitución y humedad, porque este valor se debe medir para tener un valor más real. Se deben distinguir valores en distintas etapas del manejo. Densidad suelta: Generalmente se asocia con la densidad en el origen. Depende de la composición de los residuos Densidad transporte: Depende de si el camión es compactador o no y del tipo de residuos transportados. El valor típico es del orden de 0.6Kg/l. Densidad residuo dispuesto en relleno: Se debe distinguir entre la densidad recién dispuesta la basura y la densidad después de asentado y estabilizado el sitio.5

Especificaciones para el acondicionamiento de residuos sólidos

USO DE RECIPIENTE. Los recipientes para el almacenamiento temporal en cada uno de los servicios, deben cumplir con especificaciones técnicas tales cono hermeticidad resistencia a elementos punzocortantes.

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USOS DE LA BOLSA. Debe generalizarse el uso de la bolsa para el manejo de los residuos hospitalarios. Estas deben tener entre otras las siguientes características. Espesor de 6 a 120 micrones tamaño adecuado a la composición y peso al residuo resistencia para facilitar sin riesgo la recolección y transporte.

USO DE LOS EMBALAJES. Los residuos punzocortantes y algunos residuos líquidos o semisólidos requieren de un embalaje especial generalmente utilizan recipientes y frascos de tamaño pequeño. Estos embalajes deben tener características de impermeabilidad. hermeticidad inviolabilidad entre otras cosas.

USO DE COLORES Y SIMBOLOS. El uso de colores para caracterizar los diferentes embaces para desecho facilita la labor de los operadores en la actividad de separación además de evitar errores en las fases de transporte, almacenamiento y transporte.

La forma más simple, económica y directa es el uso de tres colores. Verde: desechos comunes. Rojo: desechos bioinfecciosos. Amarrillo: desechos químicos y radioactivos.4

Composición de los residuos

Básicamente trata de identificar en una base másica o volumétrica los distintos componentes de los residuos. Usualmente los valores de composición de residuos sólidos municipales o domésticos se describen en términos de porcentaje en masa, también usualmente en base húmeda y contenidos ítems como materia orgánica, papeles y cartones, escombros, plásticos, textiles, metales, vidrios, huesos, etcLa utilidad de conocer la composición de residuos sirve para una serie de fines, entre los que se pueden destacar estudios de factibilidad de reciclaje, factibilidad de tratamiento, investigación, identificación de residuos, estudio de políticas de gestión de manejo. Es necesario distinguir claramente en que etapa de la gestión de residuos corresponden los valores de composición. Los factores de que depende la composición de los residuos son relativamente similares a los que definen el nivel de generación de los mismos.5

Reciclaje de residuos sólidos

El mundo entero moderno se enfrenta a un problema cada vez más importante y grave: cómo deshacerse del volumen creciente de los residuos que genera. La mayoría de los residuos terminan convirtiéndose en basura cuyo destino final es el vertedero o los rellenos sanitarios. Los vertederos y rellenos sanitarios son cada vez más escasos y plantean una serie de desventajas y problemas. En ello el reciclaje se convierte en una buena alternativa, ya que reduce los residuos, ahorra energía y protege el medio ambiente. La meta de cualquier proceso se reciclaje es el uso o re uso de materiales provenientes de residuos. De importancia en el

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proceso de reciclaje es que el procedimiento comienza con una separación. Desde un punto de vista de eficiencia del rendimiento de estos sistemas de separación favorece que se haga una separación en el origen.5

RECICLAJE DE MATERIA ORGÁNICA La fracción orgánica puede ser reciclada mediante el compostaje. El compos es un abono y una excelente herramienta orgánica del suelo, útil en la agricultura, jardinería y obra pública.

Mejora las propiedades químicas y biológicas de los suelos. Hace más suelto y porosos los terrenos compactados y enmienda los arenosos. Hace que el suelo retenga más agua

RECICLAJE DE PAPEL.El consumo de papel (núcleos administrativos, editoriales de prensa, revistas, libros, etc.) y de cartón (envases y embalajes de los productos manufacturados) ha crecido también exponencialmente por el incremento de la población y de la cultura en todo el mundo desarrollado. Cada uno de nosotros tira al año a aproximadamente 120 kg/año de papel Beneficios ambientales del reciclaje de papel: Disminución de la necesidad de fibras vegetales y vírgenes. Disminución del volumen de residuos municipales (el 25% de nuestros desperdicios está compuesto de papel y cartón. Disminución de la contaminación atmosférica y de la contaminación del agua

SI SE TRATA DE INCINERAR ES IMPORTANTE CONOCER. Humedad. Poder calórico. Sólidos volátiles y cenizas, los residuos con valores elevados en sólidos volátiles indican presencia de gran cantidad de materia combustible, tales como papel, cartón, trapos, etc. Contenido de nitrógeno (orgánico, amoniacal). Contenidos de fósforos. Contenido de azufre, sirve para evaluar el potencial de contaminación del aire generando por el incinerador, pues el azufre se transforma en dióxido de azufre durante la incineración y genera graves problemas de contaminación ambiental. El valor máximo de azufre en los residuos proporciona un elevado porcentaje de azufre por la cantidad de sulfatos existentes.6

Disposición final

Después que el residuo ha sido tratado este se encuentra listo para su disposición. La forma y tipo del residuo determina en gran parte donde la disposición será

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permitida. Un limitado grupo de residuos puede ser dispuesto por inyección a pozos profundos y en descargas submarinas a océanos, muchos residuos gaseosos y particulados son dispuestos en la atmósfera. Los residuos sólidos comúnmente son depositados en:BasuralBotaderosBotaderos controladosVertederosRellenos sanitariosDepósitos de seguridad.5

Recomendaciones

Se debe utilizar carros de tracción manual. El horario de recolección debe evitar que los residuos permanezca mucho tiempo en cada uno de los servicios. La recolección es más rápida cuando disminuye el movimiento de actividades. Se debe realizar adecuadamente la ruta de recolección utilizando siempre aquella destinada para los servicios de limpieza. Se debe utilizar bolsas de color con espesor de 6 a 120 mirones tamaño adecuado a la composición y peso del residuo.Los residuos punzocortantes se deben de desechar en envases duros con boca chica.

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Transformaciones Biológicas y/o Químicas

Estas transformaciones hacen referencia a los procesos biológicos y/o químicos que pueden desarrollarse para dar tratamiento a los residuos sólidos.

La fracción orgánica de los residuos sólidos es la que tiene la posibilidad de someterse a procesos de transformación biológica. Este tipo de transformaciones tienen entre sus objetivos la reducción de volumen y del peso del material, producir un acondicionador del suelo y producir metano para su aprovechamiento (Tchobanoglous et al. 1994); para lograr dichos objetivos es necesario involucrar la disponibilidad de nutrientes que permitirá el desarrollo de bacterias y demás organismos que faciliten la biodegradabilidad de los productos orgánicos; además del tipo de metabolismo microbiano y las exigencias ambientales (Tchobanoglous et al. 1994).

 

Figura 1. Acondicionador de suelo listo para aplicarse

Fuente. http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358012/ContLin/leccin_13_transformacione

s_biolgicas_yo_qumicas.html

 

Tipos de organismos

Tchobanoglous et al. (1994) señala que los principales organismos implicados en las transformaciones biológicas de residuos orgánicos son bacterias, hongos,

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levaduras y actinomicetos. Los organismos producen transformaciones fundamentales en la naturaleza de los residuos, y dependiendo de su presencia o ausencia, los productos tendrán una dinámica de parámetros muy variados.

Bacterias: Organismos unicelulares relativamente sencillos, pueden encontrarse en ambientes aerobios y/o anaerobios, y tienen la facilidad de sostener su crecimiento de diversos compuestos orgánicos e inorgánicos.

Hongos: Protistas multicelulares no fotosintéticos, heterotróficos, aerobios, crecen en condiciones deficientes de humedad, toleran un pH entre 2 y 9, y tiene la capacidad de de degradar variados compuestos orgánicos en diversas condiciones ambientales.

Levaduras: hongos unicelulares, que pueden ser naturales o cultivados.

Actinomicetos: Se parecen a los hongos (formación de colonias) pero se relacionan más estrechamente con las bacterias, son los responsables del olor a tierra del producto final obtenido de la transformación biológica.

Metabolismo aerobio y anaerobio

Dependiendo de la disponibilidad de oxígeno, la transformación puede ser aerobia o anaerobia, estas difieren en la naturaleza del producto obtenido, y en que la primera requiere de aireación para poder desarrollarse. Dependiendo del metabolismo del microorganismo, estos se clasifican en: Aerobios obligados (no pueden crecer o sobrevivir en ausencia de oxígeno), anaerobios obligados (cuando no pueden sobrevivir en presencia de oxígeno) y facultativos (capaces de crecer en presencia o ausencia de oxígeno, poseen sistemas metabólicos aerobio y anaerobio y pueden cambiar de un sistema a otro en respuesta a la presencia de oxígeno; ó también tienen solamente un sistema metabólico anaerobio pero son insensibles a la presencia de oxígeno) (Tchobanoglous et al. 1994).

 

Necesidades nutricionales

Tchobanoglous et al. (1994) menciona que para que los microorganismos puedan crecer y funcionar normalmente, deben tener todos los nutrientes orgánicos e inorgánicos necesarios para sintetizar y mantener su tejido celular. Este soporte nutricional hace referencia a:

Sustratos: Se refieren a las fuentes de carbono y energía para la síntesis de nuevo tejido celular. La energía se suministra con la luz (para organismos

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fotótrofos) o con una reacción química de oxidación (para organismos quimiótrofos); y las fuentes más comunes de carbono son el dióxido de carbono (para organismos autótrofos) y el carbono orgánico (para organismos heterótrofos).

Nutrientes orgánicos e inorgánicos: Hacen referencia a factores de crecimiento (aminoácidos, vitaminas y, purinas y pirimidinas) y a elementos como el nitrógeno, fosforo, potasio, entre otros; respectivamente.

Nutrición microbiana: No todos los residuos orgánicos pueden ofrecer los nutrientes orgánicos e inorgánicos necesarios para el proceso de transformación biológica, requiriendo la incorporación adicional de nutrientes.

Exigencias ambientales

Condiciones del ambiente que permiten la supervivencia y crecimiento de los organismos; entre estas; pH, temperatura, humedad y ausencia de toxicidad.

Transformaciones Térmicas y/o QuímicasLos procesos de transformación química y/o térmica se utilizan para reducir el volumen y el peso de los residuos que requieren disposición final; y para recuperar energía en forma de calor (Barradas Rebolledo 2009). Implican normalmente un cambio de estado; como de sólido a líquido, sólido a gas, etc. Para reducir el volumen y/o recuperarproductos de este tipo de transformaciones usualmente se conocen la combustión, la pirolisis y la gasificación; los tres clasificados como procesos térmicos (Tchobanoglous et al. 1994).

Combustión: En presencia de oxígeno, diversos elementos se pueden combinar y producir óxidos. La combustión es una rápida reacción química entre el oxígeno y el material orgánico de los residuos sólidos, que desprende simultáneamente energía lumínica estable y calórica. Es un proceso altamente exotérmico (es decir que desprende calor) (Tchobanoglous et al. 1994).

García (2001) señala que para que la combustión se lleve a cabo deben coexistir tres factores: El combustible (residuos sólidos), el comburente (oxígeno) y la energía de activación (generada por una chispa o la llama de un fósforo, es la temperatura más baja con la que se inicia la combustión para seguir ardiendo). Los tres factores pueden representarse en el llamado triángulo de combustión, en donde si falta alguno de los vértices la combustión no puede llevarse a cabo.

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Figura 2. Triángulo de la combustión

  

Fuente. http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358012/ContLin/leccin_13_transformacione

s_biolgicas_yo_qumicas.html

  Para asegurar la combustión total se usa oxígeno en exceso. Los productos derivados de la combustión son gases calientes y residuos no combustibles, compuestos por los productos que describe la siguiente ecuación; además, dependiendo de las características de los residuos se puede obtener también amoníaco (NH3), dióxido de azufre (SO2), óxidos de nitrógeno (NOx) y otros gases (Tchobanoglous et al. 1994). 

 

Destilación destructiva: Proceso conocido también como pirólisis; permite convertir los residuos sólidos en fracciones gaseosas, líquidas y sólidas mediante una combinación de cracking térmico (reducción de la masa molar y del tamaño molecular por acción del calor y de altas presiones) y reacciones de condensación (Tchobanoglous et al. 1994). Es un proceso altamente endotérmico (es decir que absorbe calor), que se desarrolla en un ambiente libre de oxígeno y en el que se necesita una fuente de combustible

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externa para conducir las reacciones endotérmicas (Medina & Jiménez 2001).

 

Figura 3. Ejemplo de horno pirolítico

  

Fuente. http://www.youtube.com/watch?v=05rUl7acQi4&feature=related

 

Tchobanoglous et al. (1994) establece que las principales características de los compuestos que resultan de la pirolisis son: una corriente de gas que contiene hidrógeno, metano, monóxido y dióxido de carbono y otros gases, dependiendo del material pirolizado; una fracción líquida de alquitrán y/o aceite con contenido de ácido acético, acetona y metanol; y coque inferior (carbonilla) que consiste en carbono casi puro más cualquier material inerte que hace parte del proceso.

La pirolisis se ha usado ampliamente en procesos industriales, sobre todo del sector de hidrocarburos; sin embargo, para residuos sólidos no ha sido muy exitosa por la alimentación no uniforme del sistema (Medina & Jiménez 2001).

 

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Gasificación: Proceso altamente exotérmico que se usa también para convertir los residuos sólidos en fracciones gaseosas, líquidas y sólidas, no requiere fuentes externas de calor, utiliza aire u oxígeno como oxidante y un combustible carbonoso (que genera un combustible rico en gas con altos contenidos de monóxido de carbono, hidrógeno y algunos hidrocarburos saturados, principalmente metano) para la combustión parcial de los residuos (Medina & Jiménez 2001).

 

  Figura 4. Gasificación

  

Fuente. http://www.youtube.com/watch?v=NoSz8ctMaD4

 

En condiciones de oxígeno adicional, el gas combustible puede quemarse en un motor de combustión interna, turbina de gas o en una caldera (Barradas Rebolledo 2009). Entre los productos finales del proceso están: la carbonilla que contiene carbono y materiales inertes del combustible, líquidos similares al aceite pirolítico, y gas de bajo poder calorífico (con CO2, CO, H2, CH4 y N2) (Tchobanoglous et al. 1994).

 

Otros procesos: además de los procesos de transformación anteriormente descritos están la neutralización de residuos peligrosos, la antorcha de plasma para destrucción de residuos tóxicos, la hidrogenación y la hidrólisis.

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Hidrogenación: La celulosa es el componente más abundante de la fracción orgánica de los residuos sólidos, y puede transformarse en productos orgánicos combustibles con la utilización de diversos catalizadores. Esta tecnología utiliza monóxido de carbono, agua a temperaturas de 350 a 400 °C y presiones próximas a 300 atmósferas (Matas et al. 1980).

Hidrólisis: Es de gran interés para tratar residuos con alto contenido de celulosa, la hidrólisis permite transformar este tipo de residuos en azúcares fermentables, mediante el empleo de ácidos a temperatura elevada; de este proceso de fermentación se obtiene alcohol etílico y ácido cítrico, entre otros compuestos (Matas et al. 1980).

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ANALISIS

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ANEXO

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BIBLIOGRAFIA

1. Ministerio de Salud. 2002. Gestión Integral de Residuos Hospitalarios y Similares en Colombia. Colombia: Fotolito.

2. MANDEL DOOUGLAS. Enfermedades infecciosas 3ra edición editorial México panamericana 2001 pág. 232-234.

3. MINSA- bioseguridad en Centros y Puesto de Salud 1era edición Editorial escuela nueva lima 2002 pág. 12-15.

4. FIRTCHER- Medicina interna 2da edición editorial limosa México 2002 pág. 365-366.

5. Monica P. Espirilla Calsina,: Rene F. Osorio Mendoza. disposición de residuos solido universidad adab de cusco 2010.

6. VILDOSOLA H. revista de gastroenterología del Perú 2002

7. André, F. J., and E. Cerdá. 2006. Gestión de residuos sólidos urbanos: análisis económico y políticas públicas. Cuadernos económicos de ICE:71-91.

8. Vértice, 2008. P. Gestión medioambiental: manipulación de residuos y productos químicos. Publicaciones Vértice.

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