En la Unión Europea y en general en el resto de los países industrializados, hay unanimidad en la manera de enfocar la problemática del tratamiento de los residuos. A grandes rasgos, la citada política tiene 3 puntos de referencia:
Minimización. Deben fomentarse todos los procesos que supongan una reducción de la generación de residuos. Ello supone, con frecuencia, cambios en los procesos de producción, en las materias primas o, simplemente, en los hábitos de fabricación.
Valorización. Una vez producido el residuo se debe recurrir a toda una serie de técnicas para su reutilización. Es la llamada vía de las 3 «R»: La recuperación de todas aquellas materias que puedan volver a usarse. El reciclaje por medio de las numerosas técnicas existentes y la reutilización, directa o indirectamente, del material. Las bolsas de subproductos entran de lleno en este bloque.
Un ejemplo típico que combina las 3 «R» es el papel reciclado. Se procede a la recuperación del papel usado y por medio de la bolsa de subproductos se anuncia la disponibilidad de un residuo, por fin la fábrica de papel lo procesa y lo expende en forma de papel reciclado.
Algunos países tienden a englobar la valorización dentro de la minimización ya que, de hecho, es un sistema de reducir la generación de residuos.
Tratamiento. Se denomina así a todos aquellos procesos que tienen como fin reducir la toxicidad del residuo pero cuyo destino final es el vertedero. Así, un tratamiento fisicoquímico es un proceso de reducción del impacto como paso previo al vertedero. Con la incineración, al menos se recupera energía.
La prueba de lixiviación
Todo residuo, una vez situado en el vertedero, se halla sometido a la acción de los agentes meteorológicos, en particular la lluvia.
Se define la lixiviación como la capacidad de arrastre de partículas contaminantes por el agua. A partir de este punto la contaminación se multiplicará, de ahí la importancia de las pruebas de lixiviación.
La lixiviación, además de la naturaleza intrínseca del propio residuo, depende de:
• Mecanismos químicos: pH, redox, formación de sales, etc.
• Mecanismos físicos: geometría y presentación del residuo (materiales granulares o monolíticos)
Cuando el destino del residuo es el vertedero se suele practicar la prueba estándar de lixiviación, que consiste en triturar el residuo y ponerlo en contacto con agua ácida e ir controlando el arrastre de partículas contaminantes. Ello reproduce lo que va a suceder en el vertedero.
Sin embargo, si el destino del residuo es el reciclaje, la tendencia actual es someter al material monolítico (por ejemplo, bloque de hormigón con lodo) al denominado tank leaching test (norma NEN 7345), que reproduce con mayor fidelidad el futuro comportamiento del material. En él se ensaya la probeta sumergida en agua (pH=4) y se renueva la solución de contacto, analizándola a tiempos fijos.
Esta última prueba, la más interesante para la valorización de residuos, establece los materiales en 2 categorías:
• Categoría 1: materiales con valores de lixiviación acumulativa por debajo de los límites establecidos en la columna U1. Estos materiales no están sometidos a ninguna restricción medioambiental.
• Categoría 2: materiales con valores de lixiviación acumulativa superiores a los límites establecidos en U2. Estos materiales se hallan sometidos a utilización restringida.
Lixiviación y carga contaminante
Antes de entrar en las diversas clasificaciones en que se pueden agrupar los residuos, conviene dedicar unas líneas a lo que se entiende por peligro real de un residuo al ser abandonado al medio.
La lixiviación mide la capacidad de liberación de una sustancia tóxica a partir de un residuo cuando éste es sometido a determinadas condiciones que están bien detalladas por diversas normas. En general, la prueba de lixiviación consiste en mantener el residuo inmerso en agua e ir analizando la calidad de ésta. De ahí se deduce que un residuo puede contener una gran cantidad de materia tóxica pero ser inmune a la acción del agua. (Un caso típico es un vidrio de plomo, cuyo contenido en Pb puede superar el 30 por ciento en peso, sin embargo soportaría cualquier prueba de lixiviación.)
Otro concepto es la carga, o potencial de carga contaminante. El ejemplo anterior es perfectamente válido. El plomo es un metal pesado y, como tal, regulado en todas las legislaciones. El vidrio de Pb es un residuo con alta carga contaminante, pero con una capacidad de lixiviación nula. Sin embargo el polvo de acería contiene poco Pb, pero su capacidad de lixiviar es enorme.
Tecnologías aplicables al reciclaje multidisciplinar
Existe toda una gama de tecnologías probadas para el reciclaje de residuos, sin embargo, en la presente ponencia sólo se exponen aquellas que, a juicio de este autor, cumplen con 2 requisitos:
• Son tecnologías que aseguran la inertización del residuo.
• Son tecnologías asequibles y ambientalmente seguras.
Entre ellas se pueden citar:
• La ceramización.
• La vitrificación.
• La adsorción (con ciertas restricciones).
• La estabilización y solidificación (con ciertas restricciones).
• Sistemas mixtos.
La cerámica como tecnología para reciclar residuos
La cerámica es una tecnología al alcance de cualquier país o empresa que, debidamente conducida, es apta para el reciclaje de innumerables residuos.
El principio de funcionamiento estriba en que la arcilla, principal materia prima de los productos cerámicos es, en pura ortodoxia, un conglomerado de minerales arcillosos junto a un universo de materiales ajenos a su naturaleza, como cuarzo, óxidos de hierro, yeso, etcétera. Así, si la propia naturaleza usa la arcilla como sumidero de materias ajenas, ¿por qué no hacerlo de manera deliberada?
De esta manera, en diferentes partes del mundo se han incluido residuos para fabricar ladrillos. En primer lugar, por la necesidad de buscar materias primas que mejoren las características de la arcilla (por ejemplo las propiedades reológicas) y, en segundo lugar, para abaratar costos de producción, ya sea vía introducción de materias primas (residuos en este caso) o costos energéticos (muchas aplicaciones sólo persiguen esta opción, como es el caso de los esquistos bituminosos).
Ecobrick: ladrillo aislante fabricado con fango de Edar
El fango de estación depuradora de aguas residuales urbanas (Edar) es uno de los mejores ejemplos de aplicación de la teoría desarrollada a lo largo de este capitulo. El fango de Edar contiene por término medio 70 por ciento de humedad y su fracción seca está compuesta por materia orgánica e inorgánica en proporciones que dependen del proceso de tratamiento a que haya sido sometido.
Si el tratamiento de las aguas urbanas se realiza simultáneamente con industriales, práctica muy común en las zonas muy industrializadas, los fangos contienen también metales pesados.
El uso directo del fango en la industria cerámica presenta ciertos problemas técnicos, por eso, el Ecobrick (proceso protegido por una patente internacional) mezcla el fango con residuo forestal y éste absorbe parte de la humedad y hace posible que la mezcla sea menos plástica, de manera que la amalgama se puede mezclar directamente con la arcilla.
Durante la cocción, los compuestos orgánicos del fango –celulosa, lignina, grasas o microorganismos patógenos– se destruyen y en su lugar se crean unos poros cerrados que darán lugar a sus propiedades térmicas. Los componentes inorgánicos: arcillas, tierras y metales pesados, quedan insertados en la matriz vítrea del cuerpo cerámico y, por tanto, inertizados.
El proceso también se puede llevar a cabo a partir de fango deshidratado y seco como el que resulta de la instalación de un secado térmico.
Microestructura y propiedades del Ecobrick
La figura simboliza la microestructura idealizada de un ladrillo Ecobrick. En él se puede observar las partículas sin reaccionar, muy habituales en estas formaciones cerámicas de ladrillería. Estas formaciones están unidas entre sí por puentes de unión en estado sólido y básicamente se hallan aglomeradas por la fase amorfa. En medio de ella se forman los poros, procedentes de la descomposición de la materia orgánica.
La primera propiedad que debe destacarse es obviamente la capacidad de aislamiento térmico. La porosidad cerrada creada, tanto la de gran tamaño como la pequeña, proporciona una gran capacidad de aislamiento térmico.
Tampoco es despreciable la resistencia mecánica. Si bien la resistencia mecánica y el aislamiento térmico son propiedades físicas contrapuestas, en el Ecobrick se ha logrado un equilibrio entre ambas.
La resistencia característica a la compresión, según norma UNE 67.046-88, de los bloques destinados a esfuerzos estructurales ha de ser superior a 70 kg/cm2. El Ecobrick tiene una resistencia a la compresión superior a 50 kg/cm2, por tanto es apto para cerramientos no estructurales.
Otra ventaja que se deriva de la alta capacidad de aislamiento es que la temperatura del aire ocluido en su interior es alta y, por tanto no se llega nunca a la temperatura de rocío, o en otras palabras a la condensación.
El Ecobrick ha superado ampliamente las siguientes pruebas:
• Lixiviación: prueba monolítica holandesa NEN-7345.
• Desgasificación según normas ESA (Agencia Espacial Europea y NASA) PSS-01.702 y PSS-01-729.
Sustratos y soportes
• En términos agrícolas, un substrato es un portador de nutriente. El caso más conocido y representativo es la turba, variedad de carbón natural procedente de la putrefacción y degradación de la hulla debido a la acción del agua.
Definición de residuo
Residuo: es aquella sustancia u objeto generado por una actividad productiva o de consumo, de la que hay que desprenderse por no ser objeto directo de la actividad principal.
Residuo tóxico y peligroso: es aquel residuo que por sus características tóxicas o peligrosas o por su grado de concentración, precisa de un tratamiento específico y un control periódico debido a sus potenciales efectos perniciosos.
Cada legislación establece la frontera entre un tipo y otro de residuo. Así, en el caso catalán y siguiendo las directrices emanadas de la directiva del consejo de la Unión Europea (12/12/1991) relativa a los residuos peligrosos ((91/689/CEE), se establece que, el resultado de la prueba estándar de lixiviación, determinará que:
• Se consideran residuos inertes aquellos que no sufren ningún tipo de cambio fisicoquímico y no superan ninguno de los valores de la columna A (excepto el punto de inflamación).
• Se consideran residuos no especiales aquellos que sufriendo transformaciones, los productos emitidos no son peligrosos y no superan ninguno de los valores de la columna B (excepto el punto de inflamación).
• Se consideran residuos especiales (o tóxicos y peligrosos) los que por ellos mismos o sus productos de transformación son tóxicos y superan alguno de los límites expuestos en la columna B (excepto el punto de inflamación, que ha de ser inferior).
