Residuos plásticos

La valorización energética es un proceso de recuperación del calor sensible contenido en los gases, el rendimiento obtenido depende de la tecnología y del proceso de valorización y/o combustión empleado ⁽²⁰⁾.

Este procedimiento de recuperación está reservado para aquellas fracciones de residuos plásticos que no pueden ser tratadas por medio del reciclaje mecánico o químico. Este método es aconsejable en el caso de tener materiales plásticos deteriorados, sucios o mezclados con otros materiales difíciles de separar ⁽¹⁰⁾.

Los procesos de valorización energética pueden clasificarse en:

• Combustión (incineración)

La combustión directa o incineración en masa es el sistema más elemental y antiguo de recuperación energética de los RSU. Se define como un proceso exotérmico de oxidación completa de la materia a alta temperatura para convertirla en gas (principalmente dióxido de carbono y vapor de agua) y cenizas, además de calor, por lo que éste se convierte en el único componente energético útil del proceso. El comburente utilizado es el oxígeno ⁽²¹⁾.

Normalmente es difícil lograr una combustión completa, por lo que en los procesos de combustión reales se suelen originar cantidades diversas de partículas sin quemar que contienen carbono, así como escorias y alquitranes que disminuyen su eficiencia energética y causan problemas medioambientales si no se eliminan adecuadamente.

Actualmente es posible la destrucción térmica de los contaminantes orgánicos contenidos en los residuos mediante la incineración en hornos de lecho fluidizado, sobre todo, de los compuestos formados por dioxinas y furanos mediante una técnica controlada de incineración sin regiones frías ligada a la regulación de la potencia de la combustión a temperaturas superiores a 850 ºC ⁽²⁰⁾.

En la figura 9 se presenta un esquema de un sistema de incineración con recuperación de energía.

• Pirólisis

El proceso de pirólisis consiste en la descomposición térmica de la materia orgánica por la acción del calor en ausencia de oxígeno, denominándose también combustión con defecto de aire. La naturaleza y composición de los productos finales dependen de las propiedades de la naturaleza del residuo tratado, de las condiciones de operación y de los tiempos de residencia del material en el reactor ^{(18) (19)}.

Figura 14: Sistema de incineración con recuperación de energía.

(Fuente: SOGAMA).

Los principios de la pirólisis se pueden dividir en dos grandes grupos, aquellos cuya aportación de calor al proceso se lleva a cabo utilizando como combustible la fracción gaseosa de la pirólisis, y aquellos en los que la energía la proporciona la combustión de una parte de la carga ⁽²⁰⁾.

Inicialmente, la pirólisis fue concebida como un método de obtención de productos combustibles, y cada vez se está enfocando más hacia un sistema de recuperación de materias primas susceptibles de ser utilizadas en la síntesis orgánica, es decir, hacia un reciclaje químico ⁽²²⁾.

Los sistemas como la pirólisis, cuyo principio de funcionamiento es teórico, generan menos gases que la incineración convencional, pero precisan de un grado de homogeneidad muy alto del residuo, tanto físico como químico, a la entrada del proceso ⁽²⁰⁾.

La pirólisis se desaconseja ya que el balance económico del proceso es negativo debido a las necesidades energéticas que las reacciones químicas endotérmicas requieren. Además los productos obtenidos se encuentran lejos de las especificaciones comerciales por su baja calidad.

• Gasificación

Se entiende por gasificación aquel proceso que lleve implícita una combustión en condiciones de defecto de oxígeno, con producción de monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno y metano en proporciones diversas según la composición de la materia prima y las condiciones del proceso.

El proceso de gasificación, aunque nada reciente (en los años veinte se utilizaba el gas de gasógeno obtenido a partir de la gasificación de la madera), ha recibido en estos últimos años un gran impulso tecnológico debido a los excelentes éxitos cosechados por el proceso durante las fases de experimentación en laboratorio o a escala de planta piloto. Este proceso puede utilizarse para la producción de electricidad, tal es el caso de la planta piloto tipo Poligás en Castellón ⁽²³⁾.

La mayor parte de las gasificaciones convencionales requieren un material de tamaño de partícula homogéneo, a fin de que pueda garantizarse la constancia de la reacción, y que no presenten un espectro de densidad amplio para evitar en la medida de lo posible segregaciones que puedan ser motivo de acumulación de sólidos o de arrastres excesivos, que constituyen el mayor problema de este sistema ⁽²⁰⁾.

En la figura 10 se muestra un esquema de un gasificador indicando los productos que se obtienen en el proceso.

Figura 15: Esquema de un gasificador.

(Fuente: CICLOPLAST)

Existe una gran relación entre los procesos de valorización energética y reciclaje químico. La combinación de ambos puede dar lugar a un mayor aprovechamiento del producto obtenido ⁽¹⁹⁾.

En la figura 16 se muestra la transformación del residuo plástico en gas de síntesis mediante un proceso de gasificación. Este producto, a su vez puede someterse a otro proceso de valorización energética para obtener por ejemplo combustibles alternativos, o a un proceso de reciclaje químico para valorizar el material y obtener productos de alto valor añadido como por ejemplo el gas natural sintético.

Figura 16: Combinación del reciclaje químico y la valorización energética.

(Fuente: CICLOPLAST)