MANUAL DE GESTION DE RESIDUOS INDUSTRIALES PELIGROSOS DIRIGIDO A LAS AUTORIDADES DE ECONOMIAS DE INGRESOS BAJOS Y MEDIOS Módulo 4 Asignación de residuos peligrosos a instalaciones de tratamiento y eliminación; Generalidades sobre plantas de tratamiento Químico, Físico y Biológico (TFQ)

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Asignación de residuos peligrosos a opciones de recuperación y eliminación De acuerdo con las propiedades fisicoquímicas de los residuos, se debe elegir la opción de gestión de residuos ambientalmente más amigable, de acuerdo con la jerarquía de cinco pasos para residuos, según lo establecido por la legislación de la UE (Directiva sobre residuos marco 2008/98 / CE).

Jerarquía de residuos de 5 pasos Un nuevo aspecto que ha de tenerse en cuenta adicionalmente es pensar en términos de ciclo de vida, a fin de aplicar una opción de gestión de residuos que tenga efectos negativos mínimos sobre el medio ambiente. La gestión de residuos es un área en la que las condiciones locales influyen con frecuencia en la elección de las opciones de una política. Pueden surgir preguntas típicas en los entornos locales o regionales, tales como: • ¿Es mejor reciclar los residuos o recuperar energía a partir de ellos? • ¿Cuáles son las ventajas y desventajas para determinados flujos de residuos? • ¿Es mejor sustituir por ejemplo los electrodomésticos con modelos nuevos, energéticamente más eficientes, o seguir usando los antiguos y evitar la generación de residuos? • ¿Se justifican, por los beneficios esperados, las emisiones de gases de efecto invernadero que se crean al recoger los residuos?

La siguiente figura muestra el enfoque sistemático de la gestión de residuos de la UE, incluyendo ejemplos de operaciones críticas que se han de clasificar.

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• • •

-

-

Fig. 46: Opciones de recuperación y eliminación de residuos (peligrosos) de acuerdo con la jerarquía de residuos de la UE, dada en cinco pasos El objetivo de la política europea de residuos es reducir los impactos ambientales negativos de la generación y gestión de residuos, y contribuir a una reducción general del impacto ambiental de la utilización de los recursos. Puede resultar compleja la tarea de evaluar los impactos ambientales de las diferentes opciones de gestión de residuos puesto que: Tanto beneficios como inconvenientes pueden ocurrir en diferentes etapas del ciclo vital (por ejemplo, la prevención de residuos en la fase de producción o el reciclaje de productos usados) Tanto beneficios como inconvenientes pueden aparecer en diferentes regiones geográficas y durante una período de tiempo prolongado (por ejemplo, las emisiones de los vertederos) Tanto beneficios como inconvenientes pueden aparecer en diferentes formas (por ejemplo, en forma de crédito para energía recuperada) Tanto beneficios como inconvenientes pueden ser difíciles de identificar, cuantificar y comparar.

Por tanto,

es importante definir la información y datos, consultando la documentación de apoyo que ofrece orientación, además de las partes clave interesadas. Esta información podrá utilizarse luego para facilitar un Pensar en Términos del “Ciclo de Vida” al tomar decisiones sobre la gestión de residuos, desde el nivel local hasta el europeo, con un enfoque y metodología sobre los que se ha logrado un acuerdo.

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Además, es posible que sean necesarias pruebas de las propiedades físicas y químicas para dar con la opción adecuada de tratamiento de residuos. En la Unión Europea, es preciso que estén consignados en las licencias de funcionamiento de las plantas de valorización y eliminación aquellos tipos de residuo cuya aceptación les ha sido autorizada. (Ver detalles en módulos 5, 6 y 7 y en el sumplemento al módulo 4). Esto con el fin de asegurar que los residuos aceptados correspondan al método de tratamiento y a los dispositivos de control de la contaminación de esas plantas.

7.1. Criterios de asignación De acuerdo con la jerarquía de gestión de residuos, la prevención de residuos (incluida la reutilización) y su valorización son las opciones preferidas, en comparación con su eliminación. La valorización puede diferenciarse en reciclaje (recuperación de materiales), recuperación de energía y otras opciones de tratamiento de residuos. El reciclaje hace uso del valor material presente en los residuos mientras que la recuperación de energía utiliza el valor calórico. Cando se selecciona entre recuperación de materiales o de energía para un tipo de residuos dado (siempre y cuando ambas opciones sean posibles), se debe dar prioridad a la opción cuyos impactos ambientales sean menos negativos. En el suplemento al módulo 4 se presenta una asignación más detallada de los diferentes códigos LER.

7.1.1. Reciclaje El reciclaje es una forma de valorización. Bajo la Directiva Marco de Residuos (DMA), la definición de «reciclaje» es "Cualquier operación de valorización mediante la cual los materiales de residuos son transformados de nuevo en productos, materiales o sustancias, tanto si con la finalidad original o con otra. Incluye el reprocesamiento del material orgánico, pero no la valorización energética ni la transformación en materiales que se habrán a usar como combustibles o para operaciones de relleno Por tanto, las actividades específicas de gestión de residuos que se clasifican como reciclaje bajo la DMA incluyen (aunque sin limitarse a ellos) el reciclaje de materiales, tales como productos o componentes de plástico en materiales de alimentación de plástico; vidrio en casco de vidrio; vidrio para construcción de agregados; papel en papel reciclado; papel en productos de papel tisú; etcétera. Reciclar significa que un residuo se transforma de nuevo en un producto por medio de procedimientos de recuperación. Se diferencia de otras operaciones de valorización, que resultan simplemente en un cambio en la naturaleza o composición de los residuos. El

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reciclaje es diferente de otras formas de recuperación en cuanto que la sustancia en cuestión deja de ser un residuo al transformarse. De la definición de reciclaje de la DMA se desprende que solo el reprocesamiento de residuos en forma de productos, materiales o sustancias puede ser aceptado como reciclaje.

7.1.2. Otra clase de valorización - Recuperación de energía / uso como combustible El propósito principal de la recuperación de energía es hacer uso del valor energético incorporado en los desechos. Líquidos, soluciones acuosas y residuos sólidos con suficiente valor calórico, como aceites lubricantes gastados, disolventes, lodo de fondo de tanque, grasa sólida y semisólida, cera, residuos orgánicos de destilación, desechos de madera y aserrín, desperdicios de papel y material de embalaje de plástico, etc. se pueden utilizar como un combustible alternativo o substituto de todos aquellos procesos industriales que requieren uso de energía térmica. Durante el proceso de combustión los contaminantes orgánicos contenidos en este material se degradan mediante la oxidación. Combustibles alternativos a partir de desechos pueden sustituir una parte del combustible usado normalmente (co-incineración). De acuerdo con la normatividad alemana actual, la valorización energética de residuos es admisible cuando el valor calórico es >11.000 kJ / kg (antes de su mezcla con otros materiales) mientras que la eficiencia de combustión del horno de combustión en el que tiene lugar la valorización de energía no puede ser inferior a un 75%101.

7.1.3. Otra recuperación - rellenos Por relleno se puede entender el uso de materiales para rellenar zonas excavadas (tales como minas subterráneas, graveras) con el propósito de recuperar o asegurar pendientes o como relleno en jardinería o en vertederos. En Alemania el material utilizado para rellenos debe cumplir con los límites de contaminación relacionados con los vertederos, aunque estos son más estrictos que los que se aplican como criterio de aceptación en un vertedero. 7.1.4. Tratamiento físico / químico y biológico (TFQ) TFQ es de gran relevancia para el tratamiento de residuos peligrosos líquidos y en suspensión. El TFQ de residuos incluye los siguientes tipos de plantas: Para residuos peligrosos:

101

http://waterquality.montana.edu/docs/methane/Donlan.shtml

212

Plantas de tratamiento fisicoquímico de residuos peligrosos líquidos y semisólidos Plantas de tratamiento biológico para suelos contaminados

Para habilitar la transferencia en masa en una planta de tratamiento físico / químico, los residuos deben ser bombeables. En general, los residuos que no cumplen con los criterios de concentración ni de eluato de la Tabla 22 (el el capitulo 11) necesitan un tratamiento físico / químico, o, en otros términos, su estabilización, además de la solidificación. Particularmente los líquidos y soluciones acuosas inorgánicos peligrosos requieren tratamiento físico / químico. Los sólidos resultantes del tratamiento son tortas de filtración que se pueden echar en vertederos. También los desechos acuosos líquidos y en suspensión con una fase orgánica emulsionada o separada requieren tratamiento físico / químico. Un ejemplo típico son las emulsiones de aciete de corte con un contenido de aceite de 10%, de acuerdo con la normatividad alemana). También requieren incineración los residuos orgánicos líquidos que no se pueden utilizar como combustibles alternativos debido a sus altos niveles de contaminación. Los residuos acuosos líquidos con alto contenido orgánico disuelto pueden incinerarse, a no ser que sea factible su tratamiento con agua residual o un tratamiento físico / químico. (Véase el módulo 6) 7.1.7. Disposición subterránea (Disposición de alta seguridad sobre el suelo) Los residuos sólidos con contenido soluble en agua > 10%, o residuos sólidos especiales que contienen cianuro, mercurio y arsénico deberán disponerse en un vertedero subterráneo. En caso de que dichas instalaciones no estén disponibles, debe exigirse en

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consecuencia la función de barrera de celdas dedicadas en un vertedero sobre el suelo, como por ej., mediante estructuras de hormigón de cemento y revestimiento adicional. Hay que excluir en todo caso que el agua tenga acceso a dichas celdas. Además, los residuos deben estar empacados y sellados en tambores. Estas celdas requieren supervisión permanente. 7.2. Regulación de la aceptación de residuos peligrosos al otorgar licencias a instalaciones Según la legislación de la UE, los residuos peligrosos solo deberán ser enviados a instalaciones de valorización y eliminación con licencia para RP, con el fin de proteger el medio ambiente y la salud humana. 7.2.1. Aplicación de listas positivas y negativas al otorgar licencias a instalaciones 7.2.1.1. Listas negativas Las listas negativas designan aquellos tipos de residuos que no deben aceptar los operadores de instalaciones para la valorización o eliminación de residuos peligrosos. En los vertederos no deben recibirse residuos líquidos, explosivos, corrosivos, oxidantes, inflamables o infecciosos. (Esto se regula en la UE mediante legislación específica relativa al vertido de residuos, la Directiva 1999/31 / CE) Para las instalaciones de disposición subterránea se dan criterios de aceptación negativa en la Tabla 25 del capítulo 12. En los incineradores de residuos peligrosos centralizados no se deben aceptar residuos radioactivos, explosivos o infecciosos (la admisión de residuos infecciosos solo se permite si se instalan dispositivos especiales en la zona búnker, tales como compuertas, para evitar la propagación de gérmenes). Las listas negativas pueden también ser más específicas y designar tipos específicos de residuos cuya aceptación no se permite. Por ejemplo, la legislación de la UE sobre residuos establece que no se puede aceptar el desecho de neumáticos usados en vertederos.

7.2.1.2. Listas positivas Las listas positivas designan tipos de residuos aceptables en una instalación. Deberán por tanto ser más restrictivas que las negativas. Por lo general, las listas positivas se basan en un catálogo nacional o internacional de residuos peligrosos. A escala europea, estas listas se estipulan en la Decisión de criterios de aceptación de residuos (2003/33 / CE) para residuos inertes. Se pueden incluir listas positivas individuales en los permisos dados a algunas instalaciones.

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Un ejemplo de lista positiva se muestra en la Tabla 16 que presenta el extracto de un "catálogo de aceptación de residuos" específico de unas instalaciones alemanas de RP que constan de planta de tratamiento físico / químico e incinerador de RP. Las listas del catálogo han seleccionado los códigos de los residuos que pueden ser aceptados en estas instalaciones, de acuerdo con su permiso. Además, se especifica el tipo de tratamiento. Los catálogos y listas de aceptación de residuos son una importante herramienta de gestión que tienen las autoridades competentes para el control del flujo de residuos. Los catálogos de aceptación también resultan útiles para los productores de residuos, durante el proceso de pre-selección de instalaciones de valorización o eliminación adecuadas, para tratar los residuos generados por ellos. Después de haber encontrado un operador que pueda tratar sus residuos, ambas partes podrán celebrar un contrato para su eliminación y preparar el "registro de una gestión adecuada de residuos" (Véase el capítulo 6). Las listas positivas pueden también ser muy específicas y señalar flujos particulares de residuos de productores individuales de estos. Se trata de algo que resulta útil, por ejemplo, en el caso de permisos para una operación de prueba con anterioridad a la concesión de una licencia permanente (por ejemplo, de co-procesamiento). Algunos enlaces de listas positivas y negativas de Alemania se dan a continuación103.

Table 14: Extracto de una lista positiva (catálogo de aceptación de residuos) de unas instalaciones de eliminación de RP (tratamiento físico / químico (primera columna: TFQ) e incineración de RP (segunda columna: IRP), x = de aceptación permitida) TFQ

IRP

Código

Categorías de desechos, nombres de residuos

LER

…

…

…

….

11 01

Residuos del tratamiento químico de superficie y del recubrimiento de metales y otros materiales (por ejemplo, procesos de galvanización, procesos de recubrimiento con zinc, procesos de decapado, grabado, fosfatación, desengrasado alcalino y anodización)

X

103

11 01 05*

Ácidos de decapado

Agencia Suiza para el Medio Ambiente, Bosques y Paisaje: "Directrices, eliminación de residuos en cementeras", Apéndice I, 1998

216

TFQ

IRP

Código

Categorías de desechos, nombres de residuos

LER X

11 01 06*

Ácidos no especificados en otra categoría

X

11 01 07*

Bases de decapado

X

11 01 08*

Lodos fosfatados

X

11 01 09*

Lodos y tortas de filtración que contienen sustancias peligrosas

X

11 01 10

Lodos y tortas de filtración distintos de los especificados en el código 11 01 09

X

11 01 11*

Líquidos acuosos de enjuague que contienen sustancias peligrosas

X

11 01 12

Líquidos acuosos de enjuague distintos de los especificados en el código 11 01 11

X

x

11 01 13*

Residuos de desengrasado que contienen sustancias peligrosas

X

x

11 01 14

Residuos de desengrasado distintos de los especificados en el código 11 01 13

…

…

…

…

12 01

Residuos del moldeado y tratamiento físico y mecánico de superficie de metales y plásticos

x

12 01 06*

Aceites minerales de mecanizado que contienen halógenos (excepto las emulsiones o disoluciones)

x

12 01 07*

Aceites minerales de mecanizado sin halógenos (excepto las emulsiones o disoluciones)

X

12 01 08*

Emulsiones y disoluciones de mecanizado que contienen halógenos

X

12 01 09*

Emulsiones y disoluciones de mecanizado sin halógenos

X

x

12 01 10*

Aceites sintéticos de mecanizado

X

x

12 01 12*

Ceras y grasas usadas

…

…

…

…

7.2.2. Prescripción de los valores límite específicos para la aceptación de residuos Hay varias razones para imponer valores límite para la aceptación de residuos en las instalaciones de valorización y eliminación de residuos peligrosos: Protección del medio ambiente (= asignación ambientalmente viable de flujos de residuos a opciones de eliminación) Protección de la salud y seguridad ocupacionales Requisitos de calidad del producto Requisitos relacionados con el proceso

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Los valores límite para los dos últimos asuntos suelen determinarse por parte de los operadores o estar definidos por los estándares de calidad del producto, a no ser que la normatividad disponga otra cosa.

7.2.2.1. Valores límite relativos a la protección del medio ambiente Además de las listas negativas y las positivas, deben utilizarse como criterios de aceptación los valores límite específicos para los contaminantes contenidos en los residuos. Un ejemplo de una lista límite para la eliminación en vertederos se muestra en la Tabla 22 del capitulo 11. La mayoría de los valores límite se centran en la protección de aguas subterráneas. Los residuos que no se ajusten a estos criterios requieren, bien un tratamineto físico / químico, estabilización y solidificación, o tener otras opciones de eliminación previstas, tales como la incineración o el desecho subterráneo. Los valores límite para el tratamiento físico / químico se suelen referir a los desechos / residuos secundarios generados por el tratamiento. La tratabilidad físico / química se prueba mediante la realización del tratamiento previsto, a escala de laboratorio, sobre una muestra de los residuos respectivos. Cuando la torta de filtro resultante cumple con los criterios para la eliminación en vertederos y la fase acuosa resultante cumple con las normas de descarga de aguas residuales, los residuos se consideran tratables. A las plantas de tratamiento térmico suele obligárseles, dentro de las condiciones de licencia, a controlar la entrada de contaminantes que pueden causar contaminación del aire. Esto, con el fin de permitir una alimentación adecuada de residuos en el horno rotatorio y evitar emisiones y sobrecargas del sistema de control de contaminación atmosférica (CCA). Se debe comprobar la concentración de los siguientes parámetros: nitrógeno, azufre, halógenos, compuestos orgánicos halogenados, arsénico, antimonio, metales pesados mercurio, cadmio talio.

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Por regla general, hay que medir los metales pesados y, en particular, los metales pesados volátiles, entre los cuales ya se enumeraron el mercurio, el cadmio y el talio. De acuerdo con la legislación de la UE sobre incineración de residuos, los que contienen > 1% w / w de orgánicos halogenados deben ser incinerados mediante incineración de temperatura elevada , por encima de los 1100 ° C (artículo 6 de la Directiva 2000/76 / CE). También se deben establecer los valores límite designados para el co-procesamiento de residuos peligrosos en hornos de cemento. Suiza ha notificado una lista positiva de combustibles alternativos y materias primas cuya utilización se permite para el coprocesamiento en horno de cemento (una lista que se basa en el Catálogo de residuos de Suiza http://www.bafu.admin.ch/suchen/index.html?lang=de&keywords=Abfallverzeichnis&search_ mode=OR&from_day=&from_month=&from_year=&to_day=&to_month=&to_year=&site_mo de=intern&nsb_mode=yes#volltextsuche). En ella se especifican, además, los valores límite de los contaminantes pertinentes.104 Para los valores límite de disposición subterránea, consulte la Tabla 25 "La Agencia Europea para la Seguridad y la Salud en el Trabajo destacó en 2009, como riesgos emergentes, las sustancias peligrosas en el tratamiento de residuos. Se encontraron altos niveles de polvo y más de 100 compuestos orgánicos volátiles (COV). Cada vez más se reciclan los equipos eléctricos y electrónicos y los vehículos que han cumplido su ciclo de vida y contienen plomo, cadmio, mercurio y bifenilos policlorados (PCB). Si bien no es posible eliminar por completo los riesgos químicos inherentes a la gestión de residuos, la medida de prevención más eficaz consiste en reducir la generación de polvo, aerosoles y compuestos orgánicos volátiles. Las medidas técnicas colectivas y los planes de higiene también contribuyen en gran medida a reducir la exposición de los trabajadores. La prevención debe adaptarse al tipo de residuos y actividades de tratamiento de que se trate ".105 Además, la Directiva Marco de Residuos (DMA) 2008/98 / CE de 19 de noviembre 2008 establece los principios de gestión de residuos. En este documento se hace hincapié en que deben ser objetivo general de toda actividad de gestión de residuos la protección del

104

Agencia Europea para la Seguridad y la Salud en el Trabajo (http://osha.europa.eu)

105

Laenderarbeitsgemeinschaft Abfall: “LAGA PN 98. "Directrices para proceder en investigaciones físicas, químicas y biológicas, en el contexto de la valoración/eliminación de basuras"; Mainz, Alemania; 2004 (Solo versión en alemán) http://www.lagaonline.de/servlet/is/23874/M32_LAGA_PN98.pdf?command=downloadContent&filename=M32_LAGA_PN98.pdf

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medio ambiente y la salud humana contra los efectos perjudiciales de la recogida, transporte, tratamiento, almacenamiento y depósito (desecho final) de residuos .

7.2.2.2. Valores límite relativos a la protección de la salud y seguridad ocupacionales Las autoridades competentes podrán imponer valores límite de los contaminantes contenidos en residuos con el objetivo adicional de garantizar la protección de la salud y seguridad ocupacionales en las plantas de tratamiento de residuos peligrosos. Por ejemplo, cuando las medidas de protección contra incendios en el área de búnker o en la batería del tanque de un incinerador son insuficientes, pueden establecerse limitaciones para la recepción de residuos en lo tocante al punto de inflamación. Cuando los reactores por lotes de plantas de tratamiento físico / químico no están encapsulados y equipados con ventiladores para aspirar y tratar la emisión de gases, es posible que se liberen gases tóxicos en la atmósfera del lugar de trabajo, tales como óxidos de nitrógeno o amoníaco, a partir de reacciones como la fragmentación ácida de emulsiones o la precipitación de metales pesados. Como medida proactiva para proteger la salud de los trabajadores, las autoridades competentes podrán imponer límites a la concentración de los contaminantes respectivos, contenidos en los residuos. Por supuesto, la aplicación de tales limitaciones de umbral solo tiene sentido en regiones donde hay suficientes instalaciones alternativas disponibles. Este enfoque del uso de límites para el logro de mejores condiciones de salud y seguridad en el trabajo se ha utilizado, por ejemplo, en el estado alemán de Renania del Norte-Westfalia, donde la infraestructura de gestión de residuos peligrosos se organiza en gran parte por medio de operadores privados que experimentarían tales limitaciones como una pérdida económica, a menos que actualizaran sus instalaciones. 7.2.3. Otorgar licencias y garantizar el cumplimiento de las condiciones de la licencia Como se discutió anteriormente, las autoridades nacionales competentes suelen especificar, por medio de listas positivas y negativas, así como mediante valores límite o de control adecuados, los tipos de residuos cuya aceptación se autoriza a las instalaciones de valorización y eliminación de residuos peligrosos. Estos criterios de aceptación deben ser parte de las licencias de operación de esas instalaciones. Además, en la licencia deben establecerse las condiciones que obligan a los operadores, medianta auto-monitoreo, a establecer y registrar el cumplimiento de los criterios de aceptación nacionales. Los operadores deben tener la obligación de documentar todos los tipos y cantidades de residuos aceptados. Debería ser obligatorio documentar el cumplimiento de los criterios nacionales de aceptación. De cada lote aceptado se debe

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tomar una muestra como referencia. Esta muestra se ha de conservar por el período de tiempo que la autoridad competente determine, teniendo en cuenta la clase RP / tipo de residuos (véase también la sección 11.3.4., "Verificación sobre el terreno"). Las autoridades competentes deben realizar visitas aleatorias a los operadores situados en su área administrativa y comprobar la documentación del operador. 7.3. Análisis químico de residuos peligrosos La toma de muestras y las pruebas de caracterización básica y la prueba de cumplimiento las realizarán personas e instituciones independientes y cualificadas. Los laboratorios deberán tener experiencia probada en pruebas y análisis de residuos y un sistema eficiente de control de calidad. Los métodos de análisis estarán capacitados para detectar metales pesados, sales, y contaminantes orgánicos. Las pruebas utilizadas para el análisis químico de residuos peligrosos deberán seguir los métodos estandarizados, siempre que sea posible, a fin de asegurar la suficiente fiabilidad de los resultados. En la Unión Europea estas normas se han establecido para una serie de residuos y sustancias. Hasta tanto no se disponga de la norma EN que está elaborando el CEN, los Estados miembros utilizarán, o bien normas o procedimientos nacionales, o bien el proyecto de norma CEN, cuando se ha llegado a la etapa prEN. Las Normas CEN disponibles se pueden encontrar en: http://esearch.cen.eu/ (Código ICS 13.030.-) 7.3.1. Muestreo El objetivo del muestreo de residuos es la extracción de un subconjunto representativo de todo el lote del material de desecho del que se ha tomado la muestra. La toma de muestras de residuos debe seguir indicaciones específicas, toda vez que en determinadas circunstancias no resulta tan fácil obtener una muestra representativa. Por ejemplo, muestrear residuos puede convertirse en un desafío si el material de desecho es sólido y no homogéneo con respecto a la distribución de los componentes, particularmente en combinación con una alta variación en el tamaño de las partículas. Además, el muestreo debe tener en cuenta si se toman muestras de tambores, contenedores, camiones cisterna o pilas de residuos. Los residuos líquidos suelen ser homogéneos y no suponen un problema con respecto a la toma de muestras. Los lodos o residuos de varias fases tienen que ser homogeneizados temporalmente por agitación, antes de tomar una muestra.

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Con el fin de garantizar un muestreo representativo de los materiales de desecho sólidos heterogéneos, hay que tomar varias muestras individuales y unirlas a muestras compuestas, para su posterior análisis. El número y volumen de las muestras individuales y compuestas están sujetos a la cantidad y el volumen del lote de residuos por muestrear, a la extensión esperada de la heterogeneidad, al tamaño de las partículas del material. Para un muestreo adecuado de residuos deben tenerse en cuenta los siguientes puntos: Objetivo de la toma de muestras Origen de los residuos respectivos Tipos previstos de contaminantes Alcance de la heterogeneidad Parámetros que se han de determinar

Para un muestreo sobre el terreno hay que elaborar un plan de muestreo que tendrá en cuenta aspectos tales como: Las condiciones locales (muestras que se toman desde tambores, pilas, flujos de residuos en movimiento, etc.) Cantidad / volumen del lote de residuos por muestrear La heterogeneidad del lote de residuos Grumosidad o tamaño de las partículas de los residuos (residuos sólidos) Procedimiento de muestreo Determinación del número mínimo de muestras individuales y compuestas que deben tomarse Determinación del volumen mínimo de muestras individuales que deben tomarse

Cada lote de residuos se muestrea de forma individual. Solo personal cualificado y, si es posible, un laboratorio independiente, llevarán a cabo el muestreo. Para obtener información más detallada sobre esto, acúdase a la literatura especial.106 7.3.2. Objetivo y métodos de prueba Una caracterización básica de los residuos debe incluir información de los siguientes parámetros: consistencia y composición

106

Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos: "RCRA Muestreo de tesiduos, proyecto de orientación técnica. Planificación, implementación y evaluación ", Washington, 2002

222

propiedades peligrosas, por ejemplo, las relacionadas en el anexo III de la Directiva marco de residuos 2008/98 / CE presencia o ausencia de frases R / indicaciones de peligro de acuerdo con el Reglamento (CE) nº 1272/2008 (CLP) apariencia, color olor propiedades de combustión bajo condiciones normales comportamiento de eluato reacciones con el agua y otras sustancias

Un objetivo del análisis químico consiste en asegurarse de que los residuos peligrosos generalmente se adecúan a la opción concreta de tratamiento. El análisis debe llevarse a cabo sobre una muestra representativa, con métodos estandarizados. A menudo, un productor de residuos tiene un proceso de producción que no cambia en su proceso (utilizando las mismas máquinas, el mismo orden cronológico, etc.) y se emplean los mismos materiales de entrada (materias primas, materiales utilizados durante el proceso de producción). Por tanto, los resultados de los análisis químicos y la caracterización básica pueden ser válidos por un período de tiempo más largo (incluso de años), siempre y cuando en el proceso de producción no se modifiquen los materiales de entrada. Sin embargo, a menudo hay que hacer una verificación de la conformidad de los residuos entregados (por ejemplo, mediante pruebas rápidas) con el fin de cerciorarse de que no hay divergencias y de que se entrega el mismo residuo que se ha declarado. Las pruebas rápidas pueden consistir, por ejemplo, en un ensayo de lixiviación rápido, de 20 a 100 g (o de 20 a 100 mg) de cada lote de residuos entregados con destino a vertederos. Un análisis detallado de los residuos es esencial para elegir la mejor opción de tratamiento. Por tanto, la realización de análisis químicos adicionales, por ejemplo, la determinación del poder calorífico superior, es útil para aclarar si el RP puede incinerarse, de acuerdo con su composición material.. En el caso del reciclaje, los parámetros relevantes para el análisis químico dependen principalmente del producto que se ha de obtener. Por ejemplo, en el caso del reciclaje de metales la concentración de metal es esencial para el análisis , En el caso del tratamiento físico-químico, el análisis químico depende principalmente de las actividades específicas de la planta. Para el tratamiento de aguas residuales contaminadas con petróleo, por ejemplo, una fase acuosa y un lodo rico en petróleo se generan mediante la adición de sustancias químicas. Por tanto, es preciso probar la propiedad de fragmentación. También hay que probar la precipitación química de los metales pesados y esta información es de importancia para la precipitación. También es muy útil una prueba

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simple adicional, con sal de níquel, para la existencia / concentración de agentes formadores de complejos. Los valores límite para el tratamiento físico / químico se refieren a los desechos / residuos secundarios generados por el tratamiento. La tratabilidad físico / química se prueba mediante la realización en laboratorio, sobre una muestra de los residuos, del tratamiento previsto. Cuando la torta de filtro resultante cumple con los criterios para la eliminación en vertederos y la fase acuosa resultante cumple con las normas de descarga de aguas residuales, los residuos se consideran tratables. En el caso de la incineración, los siguientes parámetros se comprueban de forma continua, o en el inicio de la operación o después de cambios en los procedimientos operacionales: polvo carbono total cloro, flúor y azufre, NOx mercurio metales pesados (al inicio de la operación / después de cambios) dibenzo-p-dioxinas y dibenzofuranos(al inicio de la operación / después de cambios)

En el caso de un co-procesamiento para la producción de cemento también se pone a prueba la cantidad de sales (principalmente cloruro) y de algunos metales volátiles como el mercurio, el cadmio y el cromo (para evitar la alta concentración de cromo hexavalente en el cemento).

En el caso de un vertedero de residuos peligrosos a nivel del suelo, los siguientes parámetros son de importancia de acuerdo con la Directiva sobre vertederos (Directiva 1999/31 / CE) (la lista de parámetros para Alemania, que se expone en la Tabla 22, difiere un tanto, ya que a los estados miembros de la UE se les permite añadir parámetros adicionales a los estipulados en la Directiva sobre vertederos): Carbono orgánico total (COT) o pérdida de ignición (LOI) Capacidad de neutralización del ácido (ANC) Prueba de lixiviación por lotes en L/S = 2 o L/S = 10 o prueba de lixiviación por percolación pH, conductividad eléctrica, arsénico (As), bario (Ba), cadmio (Cd), cromo (Cr total), cobre (Cu), mercurio (Hg), molibdeno (Mo), níquel (Ni), plomo (Pb) , antimonio (Sb), selenio (Se), zinc (Zn), fluoruro, cloro y sulfato o la cantidad total de sustancias disueltas (TDS), carbono orgánico disuelto (COD).

224

Otros parámetros, como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) en materia sólida, o cianuro en los lixiviados, pueden ser de interés para el órgano de vigilancia o para la compañía que opera los vertederos. Para un análisis químico de los parámetros, para el procedimiento de muestreo y la realización de pruebas de lixiviado (ver Fig. 47 y Fig. 48), se exponen las normas de la UE y están disponibles en las directivas correspondientes (por ejemplo: CEN (2002): EN 12457 / 1-4 Caracterización de residuos -Lixiviado - prueba de conformidad para la lixiviación de residuos granulares y en forma de lodos- 1-4 CEN107 )

Fig. 47 Agitadores para la preparación del eluato (agitador tipo shaker; agitador con movimiento suave para análisis de residuos)

107

Una relación L/S (L/S; líquido a sólido) de 2 significa que 2 partes de agua y 1 parte de residuos (en seco) son lixiviados y una relación L/S de 10 significa que 10 partes de agua y 1 parte de residuos (en seco) se lixivian, por ejemplo, 100 g de residuo seco con 1.000 g de agua destilada

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Fig. 48: Prueba de percolación. Se bombea agua en contra de la corriente a través del material de desecho (negro) en una columna, y se recoge y analiza en una cierta relación L/S (por ejemplo, 0,1 o 2,0) La extensión y el número de pruebas analíticas que se realizan en un lote de residuos peligrosos depende del tratamiento proyectado y la vía de eliminación. La incineración o tratamiento térmico requieren ensayo de porcentaje de elementos inorgánicos, tales como cadmio, mercurio, talio y azufre, así como de cloro y compuestos orgánicos altamente tóxicos, tales como las dioxinas. Para un vertedero de residuos peligrosos a nivel del suelo, son esenciales un ensayo de lixiviación y ensayos de parámetros tales como el carbono orgánico total y el carbono orgánico disuelto. Si se pretende un tratamiento físico-químico, los requisitos para el análisis químico dependen de las actividades de la planta de tratamiento. La extensión y el número de pruebas analíticas que se realizan en un lote de residuos peligrosos depende del tratamiento proyectado y la vía de eliminación. La incineración o tratamiento térmico requieren ensayo de porcentaje de elementos inorgánicos, tales como cadmio, mercurio, talio y azufre, así como de cloro y compuestos orgánicos altamente tóxicos, tales como las dioxinas. Para un vertedero de residuos peligrosos a nivel del suelo, son esenciales un ensayo de lixiviación y ensayos de parámetros tales como el carbono orgánico total y el carbono orgánico disuelto. Si se pretende un tratamiento físico-químico, los requisitos para el análisis químico dependen de las actividades de la planta de tratamiento. En cuanto a posibles vías de eliminación de residuos peligrosos, en primer término se consideran los procesos de reutilización y reciclaje. Las posibles maneras de eliminar las sustancias peligrosas contenidas en los residuos son la oxidación química, la reducción o la estabilización. La estabilización de residuos peligrosos se puede realizar a veces mediante la utilización de otros residuos como, por ejemplo, cenizas volantes de carbón

Hay información relevante adicional disponible en diferentes instituciones: Sobre residuos electrónicos, por ejemplo, la Iniciativa de desechos electrónicos indogermano-suiza108 Sobre el aceite usado, las Directrices técnicas del Convenio de Basilea sobre regeneración de aceite usado u otras regeneraciones de aceites usados previamente109.

108

UNEP/SBC, 1995 http://www.unep.org/publications/search/pub_details_s.asp?ID=1930

109

Ministerio de Medio Ambiente y Transporte de Baden-Wuerttemberg, 2003

226

Las Directrices técnicas del Convenio de Basilea, en http://archive.basel.int/meetings/sbc/workdoc/techdocs.html, proporcionan información útil sobre técnicas disponibles acerca de la manera de elegir opciones de recuperación o tratamiento de algunos residuos peligrosos específicos. Las mejores opciones de tratamiento para cada código de residuo de acuerdo con LER, tal como lo recomienda el Ministerio de Medio Ambiente y Transporte de BadenWuerttemberg110, según modificación hecha por Vida 2010. La tabla puede ser utilizada como una primera etapa de orientación. (Ver suplemento 1) 7.4. Códigos de valorización y eliminación El Convenio de Basilea define 15 Códigos D para las operaciones de eliminación y 13 Códigos R* para las operaciones de valorización, que no solo se aplican a la asignación de flujos de residuos durante el transporte internacional de residuos peligrosos, sino que sirven también de referencia en muchas legislaciones nacionales de residuos y en acuerdos internacionales. De otra parte, la Directiva de la UE 2008/98 / CE enumera trece

posibles operaciones de valorización. Cada una de estas opciones puede ser identificada con un código R para recuperación (valorización). También esta Directiva asigna códigos específicos de identificación (códigos-D) para quince diferentes operaciones de eliminación: Operaciones de recuperación Las operaciones de recuperación (valorización), de acuerdo con la Directiva 2008/98 / CE, Anexo II R1

Utilización principal como combustible o como otro medio de generar energía (*)111

*

Los códigos D y R hacen referencia a términos ingleses para elimin. y valoración de residuos, a saber, disposal y recovery (N.

del T. 111

(*) Incluye las instalaciones de incineración destinadas al tratamiento de residuos sólidos urbanos solo cuando su eficiencia

energética resulte igual o superior a: - 0,60, tratándose de instalaciones en funcionamiento y autorizadas conforme a la legislación comunitaria aplicable antes del 1 de enero de 2009; - 0, 65, para instalaciones permitidas a partir del 31 de diciembre de 2008, utilizando la siguiente fórmula: Eficiencia energética = (Ep - (Ef + Ei))/(0,97 × (Ew + Ef)) Donde: Ep es la energía anual producida en forma de calor o electricidad. Para calcular, la energía en forma de electricidad se multiplica por 2,6 y el calor producido para usos comerciales, por 1,1 (GJ/año) Ef es la aportación anual de energía al sistema, a partir de los combustibles que contribuyen a la producción de vapor (GJ/año) Ew es la energía anual contenida en los residuos tratados, calculada utilizando el poder calorífico neto de los residuos (GJ/año). Ei es la energía anual importada, excluyendo Ew y Ef (GJ/año). 0,97 es un factor que representa las pérdidas de

227

R2

Recuperación / regeneración de disolventes

R3

Reciclado / recuperación de sustancias orgánicas que no se utilizan como disolventes (incluidos el compostaje y otros procesos de transformación biológica) (**)

R4

Reciclado / recuperación de metales y compuestos metálicos

R5

Reciclado / recuperación de otras materias inorgánicas (***)

R6

Regeneración de ácidos o bases

R7

Recuperación de componentes utilizados para reducir la contaminación

R8

Recuperación de componentes de catalizadores

R9

Regeneración de aceite u otras reutilizaciones de aceite

R 10

Tratamiento de suelos en beneficio de la agricultura o de una mejora ecológica

R 11

Utilización de residuos obtenidos a partir de cualquiera de las operaciones numeradas como R 1 a R 10

R 12

Intercambio de residuos para someterlos a cualquiera de las operaciones numeradas de R 1 a R 11 (****)

R 13

Almacenamiento de residuos en espera de cualquiera de las operaciones numeradas de R 1 a R 12 (con exclusión del almacenamiento temporal previo a la recogida en el lugar donde se produjo el residuo) (*****)

Operaciones de eliminación

Si no se puede reciclar ni recuperar un residuo en particular, los residuos respectivos tienen que ser remitidos a una planta para el posterior tratamiento o eliminación final.

energía debidas a las cenizas del fondo y la radiación. Esta fórmula se aplicará de conformidad con el documento de referencia sobre las mejores técnicas disponibles para la incineración de residuos. (**) Esto incluye la gasificación y la pirólisis, utilizando los componentes como sustancias químicas. (***) Esto incluye la limpieza del suelo, que da por resultado la valorización del suelo y el reciclado de materiales de construcción inorgánicos. (****) Si no hay otro código R apropiado, puede incluir operaciones preliminares antes de la recuperación, incluyendo preprocesamientos tales como, entre otras cosas, el desmontaje, la clasificación, trituración, compactación, peletización, secado, fragmentación, acondicionamiento, reenvasado, separación, combinación o mezcla previa a cualquiera de las operaciones numeradas R1 a R11. (*****) Almacenamiento temporal significa almacenamiento inicial según el punto (10) del artículo 3.

228

Para asignar los residuos peligrosos a procedimientos específicos de tratamiento hay que aplicar criterios. El objetivo es convertir los residuos peligrosos en no peligrosos, o desecharlos, o encapsularlos de una manera tal que eviten daños al medio ambiente y la salud humana.

Operaciones de eliminación y códigos de acuerdo con la Directiva 2008/98 / CE, Anexo I D1

Depósito dentro o sobre la tierra (por ejemplo, vertedero, etc.)

D2

Tratamiento del suelo (por ejemplo, biodegradación de residuos líquidos o lodos en el suelo, etc.)

D3

Inyección en profundidad (por ejemplo, inyección de residuos bombeables en pozos, domos de sal o depósitos naturales, etc.)

D4

Embalse superficial (por ejemplo, vertido de residuos líquidos o lodos en pozos, estanques o lagunas, etc.)

D5

Vertederos de diseño especial (por ejemplo, colocación en celdas estancas separadas, recubiertas y aisladas entre sí y del medio ambiente, etc.)

D6

Vertido en un medio acuático, con excepción de mares / océanos

D7

Vertido en el mar / océanos, incluida la inserción en el lecho marino

D8

Tratamiento biológico que da lugar a compuestos o mezclas finales que se eliminen mediante cualquiera de las operaciones numeradas, de D 1 a D 12

D9

Tratamiento físico-químico que da lugar a compuestos o mezclas finales que se eliminan mediante cualquiera de las operaciones numeradas, de D 1 a D 12 (por ejemplo, evaporación, secado, calcinación, etc.)

D 10

Incineración en tierra

D 11

Incineración en el mar (*)112

112

(*) Esta operación está prohibida por la legislación de la Unión Europea y los convenios internacionales.

(**) Si no hay otro código D apropiado, pueden quedar incluidas aquí las operaciones iniciales previas a la eliminación, incluido el pre-procesamiento, tales como, entre otras cosas, la clasificación, trituración, compactación, peletización, secado, fragmentación, acondicionamiento o separación, previas al acogerse a cualquiera de las operaciones numeradas de D1 a D12. (***) Almacenamiento temporal significa almacenamiento inicial según el punto (10) del artículo 3.

229

D 12

Almacenamiento permanente (por ejemplo, colocación de contenedores en una mina, etc.)

D 13

Combinación o mezcla previa a cualquiera de las operaciones numeradas de D 1 a D 12 (**)

D 14

Reempaque con anterioridad a su presentación a cualquiera de las operaciones numeradas de D 1 a D 13

D 15

Almacenamiento previo a cualquiera de las operaciones numeradas de D 1 a D 14 (con exclusión del almacenamiento temporal previo a la recogida en el lugar donde se produjo el residuo) (***)

230

Generalidades sobre el tratamiento químico / físico / biológico de RP para su eliminación 8.1. Tratamiento físico / químico o biológico general de RP para su eliminación Los tratamientos físico-químicos son aplicables a aguas residuales, residuos sólidos y lodos. El tratamiento físico-químico aplica más de 133 técnicas para el tratamiento, prevención y gestión de residuos. Las técnicas aplicadas para aguas residuales y lodos comprenden la neutralización, precipitación, oxidación / reducción, la floculación y la evaporación, filtración, tamizado, deshidratación, decantación y centrifugación. Para los residuos granulares sólidos la técnica más importante es la solidificación / inmovilización (mecánica), o la estabilización (química). Los procedimientos sirven para la aplicación específica de reacciones físico-químicas en el caso de la conversión de un material (por ejemplo, neutralización, oxidación, reducción) y para la separación de materiales (por ejemplo, filtración, sedimentación, destilación, intercambio iónico). Por cantidad, el "Tratamiento Físico-Químico" (TFQ) se utiliza sobre todo para el tratamiento previo de residuos acuosos líquidos, orgánicos e inorgánicos. El pre-tratamiento se refiere a un tratamiento con anterioridad a la recuperación o eliminación definitivas. Los desechos que se someten a TFQ pueden estar también en suspensión o ser de naturaleza pastosa; sin embargo, con el fin de permitir el flujo de material en una planta de TFQ, los materiales deben ser bombeables (incluyendo por ejemplo, polvos, cenizas). Los residuos por tratar proceden de diversos procesos de producción industriales y comerciales, y de actividades de mantenimiento, reparación y limpieza.

Suplemento 2: Código de lista Y del Convenio de Basilea y asignación a los métodos de tratamiento físico-químicos o Directrices técnicas del Convenio de Basilea en: http://archive.basel.int/meetings/sbc/workdoc/techdocs.html Ver también el Suplemento1: Asignación de códigos LER de residuos a las opciones de recuperación y eliminación Consultando también la directriz DEFRA recibirá orientaciones sobre la manera de implementar el principio de jerarquía de residuos. Información adicional en:

231

http://www.google.de/url?q=http://www.defra.gov.uk/publications/files/pb13687-hazardouswaste-hierarchy111202.pdf&sa=U&ei=2CKMT5uNM4qFhQe4kdHsCQ&ved=0CBkQFjAC&usg=AFQjCNF8Zn 6VWw52FAHDYZKbQlC_Q9xR1g Tipos de residuos característicos son: Residuos inorgánicos Diversos líquidos y lodos que contienen contaminantes, tales como metales pesados, Cr (VI), cianuro, nitrito, formadores de complejos, amoníaco y otros como, por ejemplo, los procedentes de industrias de procesamiento y acabado de metales Ácidos (por ejemplo, de decapado) y soluciones alcalinas Residuos orgánicos: Emulsiones de aceite de refrigeración usado; Toda clase de mezclas de aceite/agua Toda clase de lodos de aceite/agua/sólidos, tales como los contenidos de cámaras de asentamiento, separadores de aceite/agua, etc. Lodos de pintura y residuos de látex. Los residuos inorgánicos peligrosos son tratados en vasijas equipadas con dispositivos de dosificación para la adición de productos químicos oxidantes o reductores o la adición de soluciones alcalinas para la precipitación de metales pesados tóxicos, y con dispositivos para la eliminación de los hidróxidos de metales pesados precipitados. Las sustancias peligrosas inorgánicos como el cianuro se pueden oxidar químicamente mediante agentes tales como el hipoclorito de sodio o el peróxido de hidrógeno. El cromo hexavalente peligroso puede ser reducido por agentes reductores (por ejemplo, bisulfito de sodio, sulfato ferroso) y posteriormente se precipita. Para el tratamiento de residuos orgánicos peligrosos, como las aguas residuales contaminadas por aceites, emulsiones, es necesario instalar vasijas con equipos mecánicos para la separación y dosificación del aceite, y dispositivos para la adición de productos químicos desemulsionantes. Para las emulsiones que contienen hidrocarburos, una fragmentación de la emulsión mediante la adición de ácidos es la opción de tratamiento preferida. La oxidación química también es posible para algunas sustancias orgánicas. Las plantas de tratamiento físico-químico están diseñadas y equipadas para asegurar que se puedan separar un número máximo de materiales reciclables, de tal suerte que se utilice una cantidad mínima de materiales auxiliares. 232

De acuerdo con el documento (DRMTD o BREF) sobre el tratamiento de residuos, los objetivos de las plantas de tratamiento físico-químico son: permitir alcanzar los objetivos de protección del medio ambiente, en especial, la gestión de la calidad del agua. En dichas plantas, los materiales que pueden ser nocivos para el agua, o son tratados, o retenidos o convertidos en una forma no peligrosa; permitir la correcta eliminación de grandes cantidades de (generalmente) residuos líquidos acuosos y residuos que requieren controles especiales separar el aceite o la fracción orgánica que será utilizada como combustible.

Las plantas de tratamiento físico-químico se configuran caso por caso, según las necesidades o la aplicación. Cada planta de tratamiento físico-químico obedece a un concepto tecnológico y operacional individual específico; esto se orienta a los residuos que se han de tratar. Por esta razón, no existe una planta de tratamiento físico-químico "estándar". Aunque todas las plantas tienen laboratorios de proceso e inspección y tienden a ejercer una función de neutralización, la gama de procesos de pre-tratamiento, los métodos de manipulación de lodos y la combinación de flujos de desechos de entrada hacen que cada operación sea única. Instalaciones para el tratamiento físico-químico de aguas residuales Este sector se encuentra representado por una amplia gama de procesos categorizados como "tratamientos químicos". Estos van desde los sistemas de mezcla sin interacciones químicas reales hasta las plantas complejas con una gama de opciones de tratamiento, algunas de ellas diseñadas a medida para determinados flujos de residuos. Un ejemplo de una planta de tratamiento físico-químico de aguas residuales suele contener los siguientes procesos unitarios: destrucción del cianuro, reducción de cromo, precipitación de metal de dos etapas, ajuste de pH (por ejemplo, neutralización), filtración de sólidos, tratamiento biológico, adsorción con carbón, deshidratación de lodos, coagulación / floculación y algunos otros. Tratamientos físico-químicos de residuos sólidos y lodos residuales El objetivo principal de los tratamientos físico-químicos de residuos sólidos y lodos residuales es reducir al mínimo la liberación a largo plazo, mediante lixiviación, de metales pesados y compuestos poco biodegradables. Las opciones de tratamiento disponibles actúan para prolongar el período de tiempo de lixiviación, por ejemplo mediante la liberación de metales pesados en concentraciones más bajas y ambientalmente más aceptables durante un período prolongado de tiempo. Tratamientos fisicoquímicos típicos de residuos 233

sólidos y lodos de residuos son la extracción y separación, el tratamiento térmico, la separación, acondicionamiento, inmovilización mecánicas (este tratamiento cubre la solidificación y estabilización); la deshidratación, secado, desorción térmica, extracción por vapor de tierra excavada, extracción de residuos sólidos con disolventes (por ejemplo, la tierra excavada), la excavación y remoción de tierra excavada y el lavado de tierras. Las operaciones a nivel de Unidad que se aplican en un TFQ se pueden clasificar, con respecto a su impacto sobre los contaminantes, como las que degradan o convierten los contaminantes en sustancias menos peligrosas y las que separan o concentran los contaminantes. Las operaciones más destacadas a nivel de unidad y sus respectivos efectos se muestran en la tabla 15. Table 15: Operaciones de nivel de unidad del tratamiento físico-químico y su efecto sobre los contaminantes Operación de la unidad

Efecto sobre contaminantes Degradación, conversión

Neutralización

(quím.)

X

Oxidación

(quím.)

X

Reducción

(quím.)

X

Precipitación

(quím.)

X

Fragmentación ácida de emulsiones

Separación, concentración

X X

(quím.) Floculación

(fís.)

X

Sedimentación

(fís.)

X

Filtración

(fís.)

X

Centrifugación

(fís.)

X

Adsorción

(fís.)

X

Exclusión

(fís.)

X

Destilación

(fís.)

X

Procesos de membrana (Fís.)

X

Lo que produce un tratamiento físico-químico Como resultado del TFQ hay tres flujos de salida:

234

Materiales orgánicos separados, en la mayoría de los casos aceite mineral que se envía a otras instalaciones para ser usado como combustible secundario o, si no cumple con las especificaciones requeridas, a un incinerador. Residuos sólidos deshidratados, por lo general tortas de filtro que contienen metales pesados inmovilizados en compuestos poco solubles, lo mismo que otros contaminantes fijos. Estos materiales tienen que ser depositados en vertederos para residuos peligrosos. Aguas residuales que cumplen con las normas de descarga industrial y pueden ser descargadas en una planta de tratamiento de aguas residuales domésticas, para su tratamiento final. Diseño de procesos La operación de una planta de TFQ solo tiene sentido en combinación con las instalaciones de valorización (reciclaje de materiales o recuperación de energía) o / y las instalaciones de eliminación (incineración, vertederos). El TFQ se lleva a cabo mediante una operación por lotes. La línea de tratamiento para el flujo de residuos inorgánicos se separa en forma estricta de la línea de tratamiento orgánico. Las experiencias de Alemania y otros países europeos han demostrado que, para un tratamiento efectivo, se necesitan líneas separadas de tratamiento para los residuos peligrosos líquidos que estén contaminados orgánica e inorgánicamente. Solo en la última etapa del tratamiento –la deshidratación mecánica de los lodos procedentes del tratamiento– se pueden combinar ambas corrientes (ver Fig. 51). La línea de tratamiento para el flujo de residuos orgánicos peligrosos incluye los siguientes elementos principales: Estaciones de entrega para la recepción de todo tipo de mezclas de agua y aceite y emulsiones Tanque calentado para el almacenamiento y separación de aceite –emulsiones Reactor para la separación de fases de las emulsiones Tanque de sedimentación Tanque de almacenamiento para la fase de aceite separado La línea para el flujo de residuos inorgánicos peligrosos incluye los siguientes elementos principales: Estaciones de entrega para la recepción de residuos ácidos, concentrados metálicos, lejías alcalinas y cromatos Tanques de almacenamiento separado para los diferentes residuos inorgánicos 235

Reactor para la neutralización, reducción de cromatos y precipitación de metales pesados Para la solidificación de lodos se recomienda la deshidratación mecánica mediante prensas de filtro de cámara. En comparación con la solidificación alternativa con aditivos, la prensa de filtro de cámara lleva a una reducción del volumen y cantidad de los residuos resultantes. Tanque calentado para el almacenamiento y separación de aceite –emulsiones Reactor para la separación de fases de las emulsiones Tanque de sedimentación Tanque de almacenamiento para la fase de aceite separado

La línea para el flujo de residuos inorgánicos incluye los siguientes elementos principales: Estaciones de entrega para la recepción de residuos ácidos, concentrados metálicos, lejías alcalinas y cromato Tanques de almacenamiento separado para los diferentes residuos inorgánicos Reactor para la neutralización, reducción de cromatos y precipitación de metales pesados

Para la solidificación de lodos se recomienda la deshidratación mecánica mediante prensas de filtro de cámara. En comparación con la solidificación alternativa con aditivos, la prensa de filtro de cámara lleva a una reducción del volumen y cantidad de los residuos resultantes.

236

Fig. 49: Esquema de proceso de una planta de tratamiento QF con dos secciones de tratamiento (organico e inorganico)

237

Requisitos de salud y seguridad ocupacional El Tratamiento físico/químico (TFQ) es un método de eliminación final que a menudo se subestima en su complejidad. En el curso de un TFQ, con frecuencia se manejan aleaciones/mezclas reactivas o incluso altamente reactivas. Este tipo de reactividad puede potencialmente conducir a incidentes peligrosos. Por ejemplo, es frecuente que las neutralizaciones, es decir, las reacciones entre ácidos y lixiviados, no se lleven a cabo con sustancias puras. Cuando, por ejemplo, debe neutralizarse el residuo de un ácido mineral fuerte (por ejemplo, a partir de un proceso de decapado / grabado), es posible hacerlo mediante la adición de algún tipo de lejía, como el hidróxido de sodio. El uso de una sustancia pura, sin embargo, sería relativamente costoso. Estos costos pueden reducirse si otra sustancia de desecho que consiste en una solución alcalina (es decir, una lejía) también debe ser neutralizada. En este caso, la neutralización se podría alcanzar mediante la mezcla de los dos tipos de residuos químicos en la relación de mezcla correcta. Este método no puede ser criticado en términos económicos, ni por motivos ecológicos –por el contrario, es en realidad ecológicamente bueno, a la vez que económico–. Si, por el contrario, los componentes adicionales de la solución conducen a efectos secun– darios del tipo de reacciones químicas diferentes a la neutralización pretendida, podría resultar crítico para la planta. Un potencial efecto secundario que podría generarse es una reacción redox. Si la solución de decapado llegase a contener sales de hierro divalentes y la lejía por su parte tuviera nitratos, esto podría conducir a la creación de gases nitrosos en el rango de pH definido. Esta reacción redox constituye solo uno de los muchos escenarios posibles para reacciones químicas que podrían conducir a un incidente en la planta. Esta es la razón por la que es problemático mezclar desechos/residuos cuya composición no está suficientemente clara o clarificada. Por consiguiente, es fundamental obtener información sobre la procedencia y composición de los productos químicos, antes de mezclar sustancias de desecho. En ese contexto, también debe haber al menos un empleado en la empresa que tenga un conocimiento básico de la química (al menos en el nivel requerido para este propósito). En el caso de nuevos tipos de residuos de origen desconocido, la realización de un análisis químico es altamente recomendable. Por otra parte, un "ensayo en probeta" ("ensayo con vaso de precipitados") debe llevarse a cabo de forma rutinaria para cantidades mayores de sustancias químicas distintas, antes de su mezcla, incluso si se conocen el tipos de residuos y su origen. El término "ensayo en probeta" se refiere a una prueba en la que, de antemano, pequeñas cantidades de las dos sustancias de desecho en cuestión se combinan y mezclan en un vaso de precipitados en

238

un laboratorio, bajo condiciones prácticas, con el fin de detectar e identificar las posibles reacciones químicas que podrían conducir a incidentes. El diseño y la operación de la planta deben cumplir con los requisitos de salud y seguridad ocupacional: La instalación completa, incluyendo las áreas de almacenamiento, debe ser sellada para evitar la contaminación del subsuelo Las emisiones gaseosas tienen que recogerse y tratarse en instalaciones adecuadas de limpieza de gases Todos los tanques y reactores deben estar equipados con sistemas de monitoreo de fugas El equipo de salud y la seguridad tienen que cumplir con los requisitos de instalaciones comparables de la industria química

Equipos auxiliares El siguiente equipo auxiliar es fundamental para el funcionamiento de una planta de TFQ: Laboratorio: Se han de comprobar los residuos entregados mediante pruebas rápidas, si cumplen con los criterios del análisis básico de caracterización; hay que desarrollar los métodos de tratamiento y hay que monitorear la calidad de los materiales descargados (aguas residuales, torta de filtro, aceite). Almacenamiento intermedio: Se recomienda operar parques de tanques para materiales orgánicos como el aceite – agua – mezclas o emulsiones de aceite, y para el aceite ya tratado. Para los ácidos, lejías y residuos que contienen metales pesados se debe planificar un área de almacenamiento para contenedores o bidones. Con el fin de garantizar que, en cumplimiento de los estándares de descarga nacionales, en el sistema de alcantarillado solo se descargan las aguas residuales, se deben instalar dos o tres tanques de compensación con la capacidad suficiente. En estos tanques se recogen y analizan las aguas residuales antes de su descarga. El diseño final de una planta de TFQ depende en gran medida de las cantidades y calidades de los residuos por tratar. Ejerce considerable influencia sobre las especificaciones definitivas en especial la relación entre residuos orgánicos e inorgánicos o tipos de residuos especiales, como los ácidos fluorhídricos. 8.2. Escala de plantas TFQ - Economía de escala

239

En contraste con las incineradoras, las plantas físico-químicas de tratamiento son relativamente independientes de la escala, tanto con respecto a los aspectos técnicos como con respecto a los aspectos económicos. La tabla 16 presenta varios parámetros financieros para plantas de TFQ de diferentes capacidades, que van desde 10.000 hasta 30.000 t/a. Los cálculos se refieren a plantas de TFQ con dos líneas de tratamiento (inorgánico-orgánico) y se hicieron durante un proyecto de planificación de infraestructuras de residuos peligrosos en la provincia de Zhejiang de China, como parte del Programa "Consultoría Ambiental de Empresas de Zhejiang" (GTZ). Como lo muestra la tabla, la inversión necesaria para las plantas de TFQ es mucho menor que para los incineradores, y la rebaja de los costos específicos por tonelada de residuos por incinerar es mínima a medida que aumenta la capacidad de las instalaciones. Por lo general, los insumos para el TFQ son por su naturaleza tipos de residuos líquidos, pastosos o en suspensión, es decir, son residuos con un considerable contenido de agua. Por tanto, desde un punto de vista económico resulta razonable separar el contenido de agua de este tipo de residuos cerca del lugar de su generación y antes del transporte, con lo que se reduce la cantidad total de materiales que deben transportarse hasta los destinos de tratamiento y eliminación final (plantas de recuperación, incineradores, vertederos). Teniendo en cuenta que la inversión en las plantas de TFQ es relativamente baja, es obvio que las plantas de TFQ se suelen implementar en un nivel mucho más bajo de centralización que los costosos incineradores o vertederos. Las plantas de TFQ son ideales para atender las industrias de una ciudad o de un parque industrial. Las plantas de TFQ pueden servir además como puntos de recogida de otros tipos de residuos, a fin de organizarlos en unidades de transporte para su posterior traslado a otras instalaciones centralizadas, tales como los incineradores y los vertederos.

Detalles de los cálculos de costos específicos de TFQ en China Table 16: Efecto de la "Economía de escala" en plantas de tratamiento físico-químico de diferentes capacidades (con base en costos locales estimados, China, 2007. 1RMB ≈ 0.1€)113

113

Decker, KH; Hasel, B .; Krüger C .; Mertins, L .; Vida, "Plan de infraestructura del manejo de residuos peligrosos para la provincia de Zhejiang" J .:, ERM GmbH, Neu-Isenburg, Hangzhou, 2007

240

Capacidad

10,000

20,000

15,000

(2 turnos) Inversión TFQ

30,000

toneladas/a

(2 turnos)

20

20

25

25

Mllns. RMB

Amortización

1.33

1.33

1.67

1.67

Mllns. RMB/a

Interés

0.8

0.8

1

1

Mllns. RMB/a

Costos de capital por año

2.13

2.13

2.67

2.67

Mllns. RMB/a

Mantenimiento

1.50%

3.00%

1.50%

3.00%

(% de inver.)

0.3

0.6

0.375

0.75

Mllns. RMB/a

Personal

0.45

0.61

0.49

0.73

Mllns. RMB/a

Costos fijos de operación

0.75

1.21

0.87

1.48

Mllns. RMB/a

Total de costos fijos anuales

2.88

3.35

3.53

4.15

Mllns. RMB/a

Costos de capital por tonelada

213

107

178

89

RMB/ton

Costos fijos de operación por

75

61

58

49

RMB/ton

Total de costos fijos por tonelada 288

167

236

138

RMB/ton

Costos variables de operación por 527.35

527.35

527.35

527.35

RMB/ton

602

588

585

577

RMB/ton

815

695

763

666

RMB/ton

Costos anuales

Costos específicos por tonelada

tonelada

tonelada Total costos var. & fijos de op. Costs Costos totales por tonelada:

Evaluación de costos del proyecto germano-chino de cooperación en Zhejiang, China, para una planta de TFQ

Los siguientes 3 cuadros presentan una evaluación detallada de los costos de una planta de tratamiento físico químico con un período de operación mínimo de 20 años con operación en uno o dos turnos y un tratamiento de 10.000 - 30.000 toneladas de residuos al año. Los datos provienen de China, 2007. (1RMB = 0.1€) La evaluación de los costos consiste en: 241

Gastos de personal como parte del costo operativo fijo del TFQ Capital y costos operativos totales y específicos de TFQ con capacidades diferentes Consumo por tonelada, como parte de los gastos de funcionamiento del TFQ Explicación de los diferentes tipos de costos Tipo de costos

Explicación

Costos anuales Costos de capital por año

Tasa de amortización + intereses

Costos operativos fijos por año

Costos de mantenimiento y de personal

Costos específicos por tonelada de residuos Costos de capital por tonelada

Tasa de amortización + intereses

Costos fijos de operación por tonelada

Costos de mantenimiento y de personal

Costos variables de operación por tonelada Costos totales de operación por tonelada Costos de transporte por tonelada

- lo calculado -

Costos operativos fijos y variables Tarifas planas de transporte, suponiendo transporte en camión de 20 t

Costos totales por tonelada:

Suma de costos de capital, costos fijos y variables de operación (si está indicado, también gastos de transporte)

242

Gastos de personal de TFQ

243

Capital y costos operativos totales y específicos de TFQ con capacidades diferentes

244

Consumo por tonelada, como parte de los gastos de funcionamiento del TFQ

245

E. Schultes, HIM GmbH

Fig. 50: Planta de tratamiento físico/químico de HIM GmbH en Kassel, Alemania (capacidad total = 31.000 t/a; de las cuales hay una capacidad de 25.000 t/a para tratamiento de emulsión de aceite)

8.3. Aclaración de términos: Estabilización - Solidificación - Tratamiento físico-químico "Estabilización" y "solidificación" son dos términos mencionados con frecuencia en el contexto del tratamiento previo de los residuos peligrosos. Mientras que el "tratamiento físico-químico" designa un tratamiento previo a cualesquiera opciones de gestión, tales como la recuperación, la incineración o el depósito en vertederos, la "estabilización" y "solidificación" suelen referirse exclusivamente a un tratamiento previo al depósito en vertederos. La Decisión de la UE 2000/532 / CE define: "Los procesos de estabilización cambian la peligrosidad de los constituyentes del residuo, transformándolos de peligrosos en no peligrosos. Los procesos de solidificación solo cambian el estado físico del residuo (por ejemplo, de líquido a sólido) mediante el uso de aditivos, sin cambiar las propiedades químicas de los residuos". La solidificación como tratamiento exclusivo, por lo tanto, no es sostenible. Con el fin de hacer que los residuos peligrosos se conviertan en no peligrosos, siempre deben encontrarse bajo el manto de la estabilización. La estabilización y la solidificación se aplican principalmente a residuos inorgánicos. Las sustancias peligrosas como los metales pesados no se pueden destruir químicamente. Tienen que ser inmovilizados en formas insolubles, de modo que no puedan ser 246

lixiviados. Los procesos de estabilización comunes trabajan a menudo con una fijación en fases de cemento. Los procesos de estabilización incluyen también las operaciones de las unidades químicas que figuran en la tabla 16. La eficacia de la estabilización se puede comprobar mediante ensayos de eluato. La solidificación utiliza aglutinantes tales como cemento, cal/piedra caliza, o de base puzolánica. En contraste con el tratamiento físico/químico en el que los productos estabilizados solo se solidifican por deshidratación, la solidificación con el uso de aditivos va acompañada de un aumento de masa y volumen y, en consecuencia, provoca costos adicionales de funcionamiento y de consumo de espacio en los vertederos. Los residuos peligrosos estabilizados tienen su propio código de identificación en la lista europea de residuos (LER). Se conocen como "Residuos estabilizados/solidificados" y se codifican con 19 03. Los residuos peligrosos estabilizados/solidificados se utilizan, por ejemplo, en Alemania como material de construcción en vertederos de residuos domésticos. El concepto de la solidificación y estabilización se origina en los países anglosajones. En los EE.UU., la "estabilización" y la "solidificación" también se aplican a residuos orgánicos peligrosos y se utilizan principalmente para la rehabilitación de suelos contaminados. US EPA tiene su propia definición de estos términos.114 115

Fig. 51: Diferentes tipos de residuos de tratamiento físico-químico que contienen sustancias peligrosas, dispuestos sobre un vertedero de residuos peligrosos a cielo abierto

114 115

Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos: "Guía de solidificación/estabilización de recursos", P. 7, Washington DC. 1999 http://www.epa.gov/superfund/action/spanish/pdfs/esp_roadmap_sec8.pdf

247

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Friedrich-Ebert-Allee 40 53113 Bonn, Alemania Teléfono: +49 228 44 60-0 Fax:

+49 228 44 60-17 66

Dag-Hammarskjöld-Weg 1-5 65760 Eschborn, Germany Teléfono: +49 61 96 79-0 Fax:

Email:

+49 61 96 79-11 15

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Internet: www.giz.de

Proyecto de Convenciones de Seguridad Química Responsable: Dr. Frank Fecher

Autores: Jochen Vida, Adi Heindl, Ulrike Potzel, Peter Schagerl, Franziska Frölich, Ferdinand Zotz, Anke Joas, Uwe Lahl y Alberto Camacho Traducción: Asociación colombiana de ingeniería sanitaria y ambiental (ACODAL), Martin Felipe Wohlgemuth Pinzón y Javier Escobar Isaza

Persona de contacto en el Ministerio Federal de Cooperación Económica y Desarrollo (BMZ): Heiko Warnken

Bonn, Mayo 2012

La Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH se creó el 1 de enero de 2011. Reunió bajo un mismo techo la capacidad y larga experiencia de tres organizaciones: el Deutscher Entwicklungsdienst (DED) gGmbH (Servicio Alemán de Desarrollo), la Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbH (Cooperación Técnica Alemana) e InWEnt - Capacitación Internacional, Alemania. Para mayor información, vaya a www.giz.de.

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