Incineración de Residuos: Un Tratamiento Térmico Detallado

La incineración es una técnica que emplea la descomposición térmica, a 900ºC o más, para destruir la fracción orgánica de los residuos y reducir su volumen. Cualquier residuo con una fracción orgánica, por pequeña que sea, puede ser candidato para este tratamiento. La destrucción térmica de los residuos se consigue exponiéndolos a temperaturas elevadas, en un ambiente oxidante.

Procesos de Incineración

Entre estos procesos se incluyen:

• Sistemas de oxidación térmica
• Hornos y calderas industriales
• Nuevas tecnologías
• Oxidación húmeda por aire

Ventajas de la Incineración

• Excelente para el tratamiento de sustancias que posean un alto poder calorífico.
• Se pueden incinerar materiales voluminosos consiguiendo una significativa disminución de volumen que facilita su posterior eliminación.
• Elimina la peligrosidad de residuos carcinogénicos, mutagénicos, teratogénicos e infecciosos.
• Reduce la fracción lixiviable de los vertidos y los olores en los depósitos.

Inconvenientes de la Incineración

• Supone mayor inversión inicial.
• Tiene riesgos para el medio ambiente y la salud humana.
• La instalación de incineradores encuentra una fuerte oposición inicial.

Caracterización de los Residuos para Incineración

El poder calorífico del residuo debe determinarse previamente para poder realizar el balance energético en la cámara de combustión y establecer las posibles necesidades de combustibles de apoyo. El calor producido por la oxidación del residuo debe ser suficiente para llevar la alimentación hasta su temperatura de ignición y proporcionar la energía de activación necesaria para que tengan lugar las reacciones de combustión.

La composición elemental del residuo es necesaria para determinar las necesidades estequiométricas de aire. Estas se determinan en base a la formación de unos determinados productos de combustión, aunque las reacciones de combustión pueden dar lugar a productos diferentes. Otras propiedades químicas importantes son el contenido de halógenos y de metales alcalinos.

Otras características a considerar: toxicidad, propiedades mutagénicas o cancerígenas, corrosividad, etc.

Tipos de Incineradores

• Sistema de inyección líquida
• Hornos rotatorios
• Incineradores de lecho fluido (o fluidizado)
• Hornos de parrilla (o pirolíticos)
• Unidades de parrilla múltiple
• Sistemas de incineración móviles o transportables

Condiciones de Operación en la Incineración

El rendimiento depende de tres T: tiempo, turbulencia y temperatura, principales variables de diseño. Los residuos deben ser expuestos a una temperatura lo suficientemente alta y durante el tiempo necesario para que, proporcionando un contacto suficiente, se asegure su destrucción. Otra variable que afecta a la eficacia de la combustión es la concentración de oxígeno.

Dado que el aire actúa como un diluyente, reduce la temperatura en el incinerador, lo cual puede ser deseable cuando se queman residuos fácilmente combustibles con altos poderes caloríficos, para reducir la degradación del refractario. El exceso de aire plantea problemas con residuos de bajo poder calorífico. El exceso de aire debe ser mayor de 20-25%.

En la combustión de líquidos es necesario un tiempo de residencia para que se produzca la transferencia de calor del gas a la superficie de las gotitas producidas en la atomización, para la evaporización del líquido, la mezcla con oxígeno y la reacción. No hay determinaciones teóricas precisas para obtener las temperaturas y los tiempos de residencia que aseguren la construcción del residuo y de los productos intermedios de combustión.

Para mantener condiciones de operación que aseguren la eficacia de la destrucción térmica es necesario un seguimiento continuo de las mismas, empleando monitores continuos de emisión que controlen determinados componentes. Se establecen los siguientes controles obligatorios:

• Medición de contaminantes gaseosos
• Medida de parámetros de explotación

Productos de la Incineración

Los productos principales de la combustión son anhídrido carbónico, vapor de agua y cenizas inertes, CO y gases ácidos. Los componentes inorgánicos de los residuos se convierten en cenizas. La ceniza puede ser recuperada como un sólido en la descarga del horno, o como materia particulada en suspensión en la corriente de gases de combustión. Las emisiones de metales pueden ser importantes en la incineración de determinados residuos.

Los productos de combustión incompleta no están claramente definidos, aunque la aceptación más común es la de compuestos orgánicos presentes en las emisiones del proceso de incineración, que no existían en la alimentación, ni en el aire introducido en el incinerador.

Emisiones de la Incineración y Control de la Contaminación Atmosférica

Los gases de combustión producidos en la incineración requieren un sistema de control de emisiones. La presencia de cloro u otros halógenos en el residuo es una señal de que será necesario un lavado o absorción para eliminar gases ácidos.