La Higienización Activa de Residuos Urbanos, o también conocida como Higienización por Vapor, es un método que originariamente empezó a aplicarse a pequeña escala mediante el uso de autoclaves. De hecho es muy común en todo el mundo el empleo de estas técnicas de esterilización para el tratamiento de residuos hospitalarios.

El vapor de agua posee un coeficiente de transferencia de calor mucho más elevado que el aire y esto lo convierte en un magnifico elemento para entrar en contacto con el residuo y calentarlo. Por regla general las técnicas de esterilización empleadas en hospitales o laboratorios emplean el modelo Chamberland, exponiendo el residuo a una temperatura de 120º a 1 bar de presión durante 20 a 30 minutos.

Ahora bien, los residuos que se procesan en este tipo de instalaciones presentan grandes diferencias con respecto a los residuos urbanos, tanto a nivel de composición y morfología, como en su volumen.
Si bien el modelo teórico aportaba grandes ventajas y los primeros prototipos auguraban un futuro prometedor, su aplicación a escala real, la puesta en práctica definitiva y la consolidación del proceso a nivel industrial no se produciría hasta entrado el siglo XXI, de la mano de compañías como Ambiensys, S.L. y por medio de la invención del GEISER, un equipo especialmente concebido para el tratamiento de los residuos urbanos.

La Higienización Activa

La Higienización Activa no se considera un método finalista como pudiera ser el caso de la incineración, la pirolisis o la gasificación, sino todo lo contrario. La Higienización Activa es un tratamiento destinado a preparar el residuo, con el fin de causar un cambio de sus condiciones físicas y morfológicas, y de este modo adecuarlo para que la aplicación de posteriores procesos de separación de materiales y su valorización pueda llevarse a cabo con mayor eficiencia.

La Higienización Activa transforma los residuos en subproductos limpios y gracias a ello las plantas de reciclaje, pueden transformar en muchos casos sus precarias condiciones de trabajo en entornos operativos higiénicos, aumentando la productividad, reduciendo su impacto sobre el entorno y el consiguiente rechazo social. Por este motivo la Higienización Activa está especialmente indicada para actuar de cabecera en la cadena de procesos de una instalación de tratamiento de residuos, situándose justo después de la recogida.
Se trata pues de un método que se adapta y complementa con otras tecnologías para conformar una solución integral orientada a la recuperación de todos los materiales que integran los residuos urbanos, aportando un alto valor añadido y en muchos casos, permitiendo obtener resultados que con otras técnicas serian inviables.

Aplicación

A pesar del esfuerzo de las administraciones en la implantación de los programas de recogida selectiva con el objeto de fomentar el reciclaje de los residuos, sigue existiendo una importante fracción de residuos denominada “Resto” o “Todo uno” que se corresponde a todo aquel residuo que no ha sido clasificado por el ciudadano y que termina depositándose en el contenedor convencional.

Si a ésta se suman las fracciones que se hayan podido obtener como rechazo de las instalaciones de selección automática, obtendremos como resultado que en la mayoría de los países, más de la mitad de los residuos finalizan su ciclo de vida en centros de disposición final como los vertederos o en centros de eliminación y valorización energética tales como las plantas de incineración.
Estamos hablando de un residuo muy heterogéneo compuesto por un amplio abanico de materiales y formas, sujeto a una constante variación debido a criterios de estacionalidad y a costumbres sociales del momento. Un residuo que por regla general presenta múltiples capas de plástico y cartón, que tienen su origen en los envases y bolsas de basura que se emplean para su trasporte y manipulación a nivel doméstico. En muchos casos, estos elementos son los causantes de la baja eficiencia de las plantas de reciclaje y del aumento de los costes de mantenimiento de las mismas, al entorpecer el acceso mecánico hasta los materiales que los componen, contribuyendo a dañar estas instalaciones. Además tenemos que tener en consideración que el residuo urbano contiene elementos orgánicos en proceso de putrefacción, agentes patógenos y un importante porcentaje de líquidos. Con estos antecedentes podemos hacernos una ligera idea de la complejidad del escenario y de los retos a los que nos enfrentamos.

Las plantas convencionales de tratamiento y selección de estas fracciones “Todo uno” basadas únicamente en sistemas electromecánicos de manipulación y separación, encuentran importantes barreras para alcanzar grados de efectividad aceptables, debido a las características que presenta el residuo urbano como el que se ha descrito. A todo ello, debemos añadir que la manipulación de este tipo de residuos genera una fuerte proliferación de malos olores y por tanto el rechazo social de este tipo de instalaciones cerca de los núcleos urbanos, provocando un notable incremento en los costes derivados del transporte.
En la actualidad muchas plantas de proceso de fracción “Resto” o “Todo uno”, siguen incorporando líneas de “picking” o selección manual.

Por regla general, se trata de cabinas mas o menos estancas, donde se introducen las bolsas de residuos previamente fraccionadas y desgarradas para dejar aflorar todo su contenido, donde un número determinado de personas seleccionan manualmente los residuos y extraen aquellos componentes que a nivel visual logran identificar.
Una de las técnicas de valorización energética que mayor interés está suscitando a nivel mundial, por su alto grado de rendimiento y el poco impacto que genera sobre el medio ambiente, es la gasificación de biomasa para la producción de gas de síntesis a partir de las fracciones biodegradables de los residuos.

En los países mediterráneos el contenido de biomasa en los residuos urbanos puede alcanzar cuotas de hasta el 65%, lo que representa una importante fuente de recursos energéticos.
Sin embargo, el empleo de las técnicas de gasificación directamente con residuos urbanos en masa, también encuentra problemas de aplicación y puesta en práctica a nivel industrial, debido principalmente a las características físicas ya descritas de estos residuos. Una composición tan heterogénea, puede generar importantes fluctuaciones en el poder calorífico del producto a gasificar y por tanto provocar a la inestabilidad del proceso. Por otro lado, el alto contenido de elementos impropios no combustibles y el alto grado de humedad reducen el rendimiento de las instalaciones de gasificación y aumentan los costes de mantenimiento.

La Higienización Activa de Ambiensys resuelve en gran medida todos estos problemas que se han enumerado, a través de un proceso que tiene por objeto:

• Obtener un residuo mucho más homogéneo a través de la unificación de algunas fracciones.
• Reducir el volumen del residuo hasta en un 80% de la masa de entrada.
• Extraer todos los líquidos contenidos y obtener fracciones secas.
• Eliminar los malos olores y los agentes patógenos.
• Provocar un cambio morfológico que elimine los elementos voluminosos, las bolsas de basura y otros envases, a efectos de incrementar la eficacia de los procesos de selección.

Como resultado de su aplicación, se obtienen fracciones de materiales limpios, muy homogéneas que pueden aplicarse directamente en procesos de valorización energética aportando un alto poder calorífico o pueden reintroducirse en el mercado
a través de líneas de subproductos.

Descripción de la técnica de Higienización Activa Ambiensys

La Higienización Activa se lleva a cabo mediante el empleo de un equipo, donde se introducen los residuos para exponerlos al tratamiento. El proceso puede llevarse a cabo en modo discontinuo o en modo continuo. Para la aplicación en modo discontinuo se emplea un equipo conocido como una Unidad de Higienización o autoclave, donde los residuos son introducidos en su interior, éste se cierra herméticamente y posteriormente se presuriza para alcanzar las condiciones operativas necesarias que permitan higienizar el residuo. Transcurrido el tiempo necesario, el equipo se despresuriza y vuelve a abrirse para dejar salir los residuos transformados. Estas operaciones se repiten a modo de ciclo, procesando en cada sesión un volumen determinado de residuos.
Sin embargo la Higienización Activa en modo continuo se lleva a cabo mediante el uso de un “GEISER”, un sistema cuya invención se debe a la compañía Ambiensys, el cual permite procesar los residuos por medio de un ciclo continuo, dentro de un entorno de presión y temperatura estable, que no requiere la presurización y despresurización constante. Por tanto, mejora los tiempos de proceso y conlleva un importante ahorro energético con respecto al modo discontinuo.
En este capítulo se describe el funcionamiento del proceso en modo continuo, ya que representa la alternativa con mayores perspectivas de futuro, la que aporta mayores ventajas, relegando prácticamente al proceso discontinuo a su desaparición.

El “GEISER”

El “GEISER” es un equipo especialmente concebido para el tratamiento de residuos. Se trata de un aparato compuesto por un cuerpo cilíndrico terminado con dos fondos “klopper” ciegos, construido para aguantar altas presiones y temperaturas.

La presión interior que puede alcanzar en según que casos hasta los 8 ó 9 bar. lo cual permite que el vapor de agua penetre en el interior del residuo y rompa la estructura de formaciones orgánicas, huesos y otras composiciones como el papel y el cartón, unificándolas en una única fracción de biomasa.

El “GEISER” dispone de un sistema de drenaje y extracción que permite separar los líquidos contenidos en el residuo y extraerlos, conjuntamente con los excesos de vapor condensado, hacia el exterior del equipo.
Todos estos líquidos, una vez extraídos se exponen a un proceso de depuración con objeto de obtener agua limpia que se empleará de nuevo en la producción de vapor y así generar un ciclo cerrado que minimice el consumo de recursos hídricos.
Las cámaras de entrada y salida del “GEISER”, actúan como reguladoras de presión, para compensar la presión interior del equipo con la presión atmosférica exterior del ““GEISER””, sin que ello conlleve la perdida de presión o temperatura en el interior del equipo. Las pequeñas variaciones de temperatura que se pudieran producir en el interior del “GEISER”, como resultado de la entrada de nuevos residuos fríos del exterior, se regulan y compensan automáticamente con la entrada de nuevo vapor.

Cada “GEISER” se presenta con un armazón a modo de caja, de dimensiones similares a un contenedor marítimo de 40 pies, es decir, aproximadamente unos 12 metros de longitud por 2,5 metros de anchura, conformando una estructura modular denominada “GEISER BOX”.

Los residuos se introducen en las unidades “GEISER BOX” sin necesidad de haber estado sometidos a ningún otro proceso previo de manipulación, que no fuera exclusivamente el de su recogida, transporte y disposición en la planta de Higienización. Las plantas de tratamiento de residuos que emplean esta técnica, pueden disponer de una o más “GEISER BOX” para adaptar la capacidad de producción a la demanda.

Características de los residuos higienizados

Partiendo de la base de que el residuo procesado se corresponde a fracción en masa o “todo uno” de residuos urbanos, el resultado experimentado una vez aplicada la técnica de Higienización Activa de Ambiensys es el siguiente:

Como regla general que podrá aplicarse a todas las fracciones, los residuos ya Higienizados presentan una reducción de volumen que puede alcanzar el 80%. Los residuos se obtienen esterilizados y sin presencia de agentes patógenos. Los malos olores han desaparecido y presentan un aspecto seco, disgregado, sin voluminosos o envoltorios apreciables visualmente. Todos los metales se obtienen limpios, carentes de etiquetas, pinturas, líquidos o piezas de plástico adheridas. Cabria resaltar el resultado obtenido de los envases de bebidas de aluminio u otras aleaciones como el que se muestra en la figura, ya que estos se obtienen completamente limpios y en perfectas condiciones para prensar en bloques y enviar directamente a fundición.

Los plásticos se transforman dependiendo de su composición. Los polietilenos de baja densidad (PEBD), que frecuentemente se emplean para la fabricación de las bolsas de supermercado, películas para el envasado de alimentos o la base de los pañales desechables, se retractilan y adoptan formas a modo de cantos rodados macizos.
En el caso de las bolsas de plástico, al retractilarse durante el proceso de Higienización, éstas dejan aflorar todo su contenido exponiéndolo al baño del vapor, lo que hace innecesario que el residuo deba fragmentarse antes de su tratamiento.
Otros plásticos como el polietileno tereftalato (PET), el Polietileno de alta densidad (PEAD) o cloruro de polivinilo (PVC), no llegan a retractilarse en su totalidad pero sí que se encogen, retornando algunos envases a su preforma.
En el caso concreto de los PVC es preciso considerar, que debido a la baja temperatura del proceso de Higienización, no se produce reacción alguna con este tipo de plástico que libere átomos de Cloro y por tanto presenta una ventaja más con respecto a otras técnicas como la incineración.

La transformación más importante que se obtiene durante el proceso de Higienización, es, sin lugar a dudas, la que presentan las fracciones correspondientes al papel, cartón y orgánica. Todas estas fracciones se disgregan en unidades elementales para posteriormente unirse en una fracción única de biomasa, de textura fibrosa y granulometría excelente para su posterior manipulación. Esta biomasa estabilizada que se conoce como Fibra Orgánica, se obtiene con un grado de humedad inferior al 30%. Presenta un color marrón claro y responde con un olor característico similar a la avena y en ningún caso desagradable. Las características físicas de la Fibra Orgánica, le confieren la posibilidad de ser almacenada en silos, pudiendo ser transformada en “pellets” o briquetas para aumentar su densidad.

El resto de componentes como el vidrio, el textil, o los cascotes también se obtienen limpios sin apenas sufrir variación alguna en su morfología, a excepción de las roturas propias al haber estado expuestos al movimiento durante el proceso de higienización y a los golpes con el resto de los residuos.

Valorización de los residuos higienizados

Prácticamente la totalidad de los materiales obtenidos como resultado de la aplicación del proceso de higienización sobre los residuos urbanos, pueden emplearse en otros procesos productivos a modo de subproductos.
Tienen sin embargo especial relevancia dos fracciones de materiales, la biomasa (Fibra Orgánica) y el plástico, que por sus características una vez Higienizados, se transforman en perfectos combustibles para ser empleados en sistemas de valorización energética, aplicando técnicas como la gasificación. La viabilidad de ser extraídos sin apenas impropios, su presentación homogénea en ambos casos, su bajo contenido en humedad, su morfología y su poder calorífico, propicia la viabilidad de combinación de las tecnologías de Higienización y Gasificación trabajando en simbiosis.

Movilidad y modularidad

Una de las características más interesantes del sistema exclusivo de Higienización Activa desarrollado por Ambiensys, es su presentación bajo el concepto modular “GEISER BOX”.
El empleo de cajas apilables, diseñadas con dispositivos de conexión entre ellas permite trasladar este tipo de instalaciones con suma facilidad y ocupar un espacio muy reducido.
Un pack de 3 “GEISER BOX” permite procesar más de 75.000 toneladas de residuos al año, ocupando apenas 150 m2. Los equipos de producción de vapor, extracción de condesados y depuración de agua, se presentan también en cajas de las mismas dimensiones. Cada tres “GEISER” requieren de un contenedor de producción de vapor.
La posibilidad de ubicar equipos de higienización “GEISER BOX” autónomos en pequeños municipios en lugar de grandes plantas, abre las puertas a un modelo basado en el concepto de “quien ensucia , limpia” y por tanto se evita la creación de enormes centros de proceso que provocan el rechazo social y el conocido efecto NIMBY (“Not in my backyard” “No en mi jardín”).
Este nuevo modelo aporta importantes ventajas económicas, ya que se reducen muy significativamente los costes derivados de la recogida y transporte del residuo hasta su centro de procesado o disposición final.