José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete
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José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) UNIDAD 15. GESTIÓN DE LOS RESIDUOS 1. Introducción y concepto de residuo. 2. Tipos de residuos sólidos e impactos sobre el medio ambiente. 2.1. Residuos sólidos urbanos 2.2. Residuos agropecuarios. 2.3. Residuos forestales. 2.4. Residuos sanitarios. 2.5. Residuos industriales. 2.6. Residuos radiactivos. 3. La gestión de los residuos. 3.1. Disminución de los residuos. 3.2. Transformación de los residuos. Compostaje 3.3. Eliminación de los residuos. Deposición e incineración. 3.4. Biometanización. 3.5. Gasificación 3.6. Hidrogenación 3.7. Pirólisis 3.8. Oxidación 4. La gestión de los residuos en España. 4.1. Problemas provocados por los RSU 4.2. Prevención 4.3. Opinión pública CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 1 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) 1. Introducción y concepto de residuo. Se define como residuo cualquier material resultado de un proceso de fabricación, transformación, utilización, consumo o limpieza cuando su poseedor o productor lo destina al abandono. Otra definición sería la de productos de desecho sólidos, líquidos o gaseosos, generados en actividades de producción y consumo, que ya no poseen valor económico por la falta de tecnología que permita su aprovechamiento. Las causas que también inciden en la generación de los residuos son: el crecimiento demográfico, la vida en las ciudades, el consumo exagerado, la explotación incontrolada de los recursos naturales, etc… Un residuo es definido según el estado físico en que se encuentre. Existe por lo tanto tres tipos de residuos desde este punto de vista: sólidos, líquidos y gaseosos. Es importante notar que el alcance real de esta clasificación puede fijarse en términos puramente descriptivos o, como es realizado en la práctica, según la forma de manejo asociado : por ejemplo un tambor con aceite usado y que es considerado residuo, es intrínsecamente un liquido, pero su manejo va a ser como un sólido pues es transportado en camiones y no por un sistema de conducción hidráulica. Como en unidades anteriores hemos estudiado los residuos líquidos y gaseosos, en este tema nos vamos a centrar en los residuos sólidos. 2. Tipos de residuos sólidos y su impacto sobre el medio ambiente. Según su origen distinguimos distintos tipos de residuos, entre los que destacamos por su conflictividad: los residuos sólidos urbanos, los residuos agropecuarios, residuos forestales, residuos sanitarios, residuos industriales, residuos radiactivos. 2.1. Los residuos sólidos urbanos: (RSU) Son aquellos que se producen en el ámbito urbano o en su zona de influencia. Son los que producimos en nuestros domicilios, en oficinas, comercios, hospitales, escuelas, limpieza de zonas verdes y recreativas, abandono de enseres, muebles, vehículos, etc… Se caracterizan por su elevada heterogeneidad, están constituidas por materiales distintos. Algunos de tienen la propiedad de ser combustible como la madera, papel, cartón, plástico, etc… Otros son fermentables como la materia orgánica, y otros constituidos por metales, el vidrio, los escombros, son inertes. En general, un mayor nivel económico implica un mayor consumo y, por tanto, más residuos. Por otra parte, también influye la estación del año, si se trata de zonas turísticas o residenciales, etc… CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 2 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) En España, como media, cada ciudadano produce entre 1 y 2 Kg de residuos al día. Los residuos sólidos urbanos contienen principalmente: materia orgánica, papel, plásticos, vidrio y envases de metal. También se encuentran aunque en menor proporción otras sustancias como madera, tejidos, goma, cerámica, etc… La materia orgánica: procede de los desechos animales o vegetales procedentes de los alimentos, los restos de los vegetales que generan en nuestros jardines como hojas secas, poda, etc… La materia orgánica de los R.S.U. se utiliza para la obtención del compost, mediante un proceso conocido como compostaje, que se utiliza como abono. El papel y cartón: aunque el papel se incorpora a los ciclos naturales y se descompone con facilidad, el problema está en la gran demanda de papel que conlleva una excesiva explotación forestal y en la elevada contaminación que ocasiona su fabricación. Para evitar estos impactos es muy importante fomentar el proceso de reciclaje de papel. Los plásticos: los plásticos se emplean para la fabricación de envases o embalajes, la mayoría de ellos de un solo uso como recipientes para líquidos, contenedores para alimentos, bolsas, etc… El principal problema de los plásticos es que no son biodegradables presentan gran dificultad para su separación y reciclaje. El reciclado de plásticos puede ser mecánico, energético o químico. En el reciclado mecánico el material recuperado se utiliza como materia prima para fabricar de nuevos plásticos. El reciclado energético supone el aprovechamiento como combustible de los residuos plásticos. El reciclado químico permite la obtención de diversos productos intermedios. El vidrio: es un material muy utilizado para envases o contenedores de alimentos. Está compuesto por arena de cuarzo, carbonato sódico y piedra caliza. El vidrio es un producto que puede ser reutilizado muchas veces de 30 a 40 veces y que además, puede reciclarse en su totalidad sin que ello signifique la pérdida de sus propiedades. El metal: los envases de metal comprenden una amplia gama de productos: envases para pinturas, aceites, alimentos, bebidas, etc…El aluminio es el metal más utilizado. También se emplea en muchos envoltorios de alimentos. Otros residuos: El brik o tetrabrik. Está compuesto por un 75% de cartón, un 20% de plástico y un 5% de aluminio. Son envases muy útiles para conservar los alimentos y son cómodos de manejar y almacenar. Son difícilmente reciclables pues la separación de sus componentes implica un elevado coste energético. El PVC (cloruro de polivinilo) es uno de los plásticos más contaminantes. Su uso ha estado muy extendido para la fabricación de botellas de agua mineral, tarjetas de crédito, etc…En la actualidad tiende a sustituirse por otro tipo de plástico denominado PET, envase reciclable y reutilizable. La utilización de envoltorios con finalidades publicitarias y promoción ha provocado que un 60% del volumen de determinados productos sea el empaquetado. También es preocupante el incremento de ciertos residuos problemáticos, como las pilas, los fluorescentes, los disolventes y los pesticidas. CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 3 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) Efectos de los R.S.U. Olores desagradables, provocados por la descomposición de la materia orgánica presente. Riesgo para la salud, pues si se acumulan de forma incontrolada favorecen la proliferación de ratas, moscas, etc… que son portadores de enfermedades. Contaminación del suelo, aguas superficiales y subterráneas, en estas últimas por lixiviados (lavados), cuando el agua de lluvia arrastra sustancias en disolución. Contaminación del aire por combustiones, controladas o incontroladas. Degradación del paisaje. 2.2. Residuos agropecuarios: se originan por las actividades agrícolas y ganaderas. Se incluyen los residuos orgánicos de siega, poda y los residuos agroquímicos como abonos químicos y pesticidas. Entre los residuos ganaderos destacan los purines por su alto poder contaminante de las aguas y los suelos y los excrementos de los animales. La dificultad en el correcto procesado de estos residuos estriba en su abundancia y en que sus fuentes de producción están muy dispersas en el territorio. 2.3. Los residuos forestales: se originan por las actividades en los bosques: explotaciones madereras y la limpieza de los mismos. Los principales productos son ramas, hojas, cortezas, raíces, serrines. Pueden utilizarse para la obtención de energía (biomasa) o para producir abono al ser descompuestos por microorganismos fermentadores (compostaje). Su control es necesario con el fin de evitar los problemas de contaminación del suelo y del agua, así como el riesgo de incendios. 2.4. Los residuos sanitarios: son los residuos generados en hospitales, clínicas y en laboratorios farmacéuticos. Además de los residuos asimilables a los domésticos, distinguimos: 1º) Residuos biosanitarios peligrosos: que poseen agentes infecciosos y, por tanto, con capacidad de contagio y toxicidad. Es obligatorio someterlos a tratamientos de desinfección. 2º) Residuos químico-sanitarios, son residuos peligrosos que contienen sustancias químicas con capacidad de contaminación ambiental y humana; como medicamentos caducados, reactivos de los laboratorios, etc… Son residuos tóxicos y peligrosos, por lo que es necesario aplicar tratamientos para disminuir su peligrosidad. 3º) Residuos radiactivos de baja y media actividad, proceden de los departamentos de medicina nuclear y radioterapia (rayos X). Su gestión se realiza como el resto de residuos radiactivos a través de ENRESA (Empresa Nacional de Residuos Radiactivos). 2.5. Los residuos industriales: los residuos industriales corresponden a una variada gama de sustancias que dependen de la industria. Algunos de estos residuos son asimilables a CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 4 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) los R.S.U. presentan tratamiento similar a los domésticos. Otros residuos son tóxicos, peligrosos y radiactivos, necesitan un tratamiento especial en instalaciones de tratamientos de residuos. Los residuos tóxicos y peligrosos se definen como aquellos que contienen determinadas sustancias o materias en cantidades que suponen un riesgo tanto para la salud humana como para los recursos naturales y el medio ambiente. Entre los productos que contienen sustancias toxicas destacan: Los productos de limpieza: aerosoles, limpiadores con amoniaco, lejías, abrillantadores, limpiahornos, quitamanchas, quitaesmaltes. Los productos del automóvil: anticongelantes, aceites, baterías… Otros productos como: medicamentos, pinturas, disolventes, insecticidas, fertilizantes, productos de fotografía… Además provocan como otros residuos contaminación del suelo, de las aguas superficiales y de las aguas subterráneas. Sus efectos dependen de la cantidad, del ritmo de producción y de su duración o permanencia en los lugares en que se depositan. El tratamiento de estos residuos se realiza mediante varios métodos: Tratamientos químicos: que transforman las sustancias nocivas o tóxicas en otras menos peligrosas mediante procesos de detoxificación. Tratamientos fisicoquímicos: como ósmosis inversa, destilación, extracción con disolventes, electrolisis… Tratamientos térmicos: utilizan elevadas temperaturas para la combustión, gasificación y cristalización de los residuos peligrosos. Después de estos tratamientos queda una fracción sólida tóxica o peligrosa que es necesario aislar en vertederos especiales, donde se controlan y se aíslan los residuos para evitar que puedan contaminar el medio. Los productores de residuos industriales tienen la obligación de inventariar sus residuos y declararlos a la administración. Han de gestionarlos adecuadamente, ya que son los responsables de ellos y de su tratamiento. Los residuos generados por las canteras y la construcción de grandes obras públicas consisten en tierras y rocas sin interés comercial que se acumulan cerca de las canteras. Estos residuos no poseen sustancias tóxicas ni contaminantes, son inertes y por tanto su gestión está encaminada a minimizar su fuerte impacto paisajístico. 2.6. Los residuos radiactivos: son todos aquellos materiales que contienen isótopos radiactivos en unas proporciones tales que se considere que pueden ser perjudiciales. Las fuentes de residuos radiactivos son las centrales nucleares, la industria, los hospitales (equipos de medicina nuclear) y la investigación. Emiten radiación alfa, beta y gamma, además de generar calor como consecuencia de la desintegración radiactiva. Además contienen diferentes sustancias que desarrollan su radiactividad independientemente, lo que dificulta el tratamiento de los residuos; por ejemplo, aunque el principal elemento sea el uranio (95% de los residuos), son los productos de fisión del combustible (2% de los residuos) los que se mantienen mayor actividad durante los primeros 150-200 años. Entre estos residuos se encuentran también el plutonio 240, que tarda aproximadamente 6600 años en desintegrarse; y el neptunio 237, con una vida media de 2.130.000 años. El periodo de semidesintegración: es el tiempo que tarda una masa de un isótopo radiactivo en quedar reducido a la mitad. Se consideran residuos de vida corta los que duran periodos menores de 30 años y residuos de vida larga los que duran periodos superiores a 30 años. CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 5 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) Algunos periodos de semidesintegración son: - hierro 55 = 2,5 años. Cobalto 60 = 5 años. Estroncio 90 = 30 años. Plutonio 239 = 25.000 años. Neptunio 239 = 2.000.000 años. Uranio 238 = 4.500.000.000 años. En vista a su gestión, se tiende a clasificar los residuos radiactivos en: Residuos de baja y media actividad (RBA y RMA): corresponden a materiales con periodos de vida corta para los tipos de radiación más peligrosa. Por ejemplo residuos de aplicaciones médicas (guantes, jeringuillas…), herramientas, material de mantenimiento de las centrales nucleares, residuos derivados del desmantelamiento de instalaciones nucleares… Residuos de alta actividad (RAA): son los de elevada actividad específica y que emiten radiaciones peligrosas. Este es el caso del combustible gastado en las centrales nucleares y en el armamento nuclear. Se suelen clasificar por motivos de gestión en: Residuos desclasificables (o exentos): No poseen una radiactividad que pueda resultar peligrosa para la salud de las personas o el medio ambiente, en el presente o para las generaciones futuras. Pueden utilizarse como materiales convencionales. Residuos de baja actividad: poseen radiactividad gamma o beta en niveles menores a 0,04 GBq/m³ si son líquidos, 0,00004 GBq/m³ si son gaseosos, o la tasa de dosis en contacto es inferior a 20 mSv/h si son sólidos. Solo se consideran de esta categoría si además su periodo de semidesintegración es inferior a 30 años. Deben almacenarse en almacenamientos superficiales. Residuos de media actividad: poseen radiactividad gamma o beta con niveles superiores a los residuos de baja actividad pero inferiores a 4 GBq/m³ para líquidos, gaseosos con cualquier actividad o sólidos cuya tasa de dosis en contacto supere los 20 mSv/h. Al igual que los residuos de baja actividad, solo pueden considerarse dentro de esta categoría aquellos residuos cuyo periodo de semidesintegración sea inferior a 30 años. Deben almacenarse en almacenamientos superficiales. Residuos de alta actividad o alta vida media: todos aquellos materiales emisores de radiactividad alfa y aquellos materiales emisores beta o gamma que superen los niveles impuestos por los límites de los residuos de media actividad. También todos aquellos cuyo periodo de semidesintegración supere los 30 años (por ejemplo los actínidos minoritarios), deben almacenarse en almacenamientos geológicos profundos (AGP). La actividad específica se define como el número de desintegraciones nucleares por unidad de tiempo y masa. Se dice que la actividad radiactiva es de tantos becquerelios, cuyo símbolo es Bq. Pero significa exactamente lo mismo. Así, que la actividad radiactiva de un trozo de material sea 100 Bq significa que de ese trozo se desintegran 100 átomos por segundo. O sea, la unidad de actividad radiactiva es el becquerelio o, lo que es lo mismo, átomo desintegrado por segundo. Se dice becquerelio en lugar de átomos desintegrados por segundo (o desintegración por segundo) para honrar la memoria de Becquerel, físico francés que contribuyó al conocimiento de la radiactividad. Pero decir que la actividad radiactiva de un trozo de un elemento es 50 Bq significa que se desintegran 50 átomos por segundo. La gestión de los residuos radiactivos se basa en su aislamiento e inmovilización mediante el principio de las barreras. Se trata de interponer una serie de sucesivas barreras, artificiales o naturales, entre el residuo y la biosfera. Las distintas barreras que se superponen son: CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 6 José Alberto García Peinado - IES Alfonso Moreno (Brunete) Barreras físico-químicas: formadas por los bidones que albergan los residuos, así como contenedores donde se introducen los bidones (pueden ser de cemento, vidrio…) Barrera de ingeniería: instalaciones donde se ubican los contenedores. Barrera geológica: terreno que rodea la instalación, de poca actividad geológica y formado por rocas impermeables. Toda la instalación está sometida a un programa de vigilancia y control, con análisis de muestras de agua y aire, que establecen el grado de eficacia de las barreras. Estas medidas de inmovilización se aplican para los residuos de baja y media actividad. Los residuos de alta actividad precisan un tratamiento especial. Se les somete a un enfriamiento en balsas de agua, a continuación se almacenan durante miles o incluso millones de años. En la actualidad se investiga para encontrar zonas extraordinariamente estables de la corteza terrestre donde poder enterrar estos residuos. La gestión de los residuos radiactivos se realiza en cada país por las empresas nacionales. En España, la empresa ENRESA se encarga de la eliminación en el centro de almacenamiento de El Cabril (Córdoba), que recoge los residuos de baja y media actividad. El centro de almacenamiento de residuos radiactivos sólidos de Sierra Albarrana (El Cabril) está situado en la provincia de Córdoba, a unos 130 kilómetros por carretera de la capital, en las estribaciones de Sierra Albarrana, sistema montañoso de Sierra Morena, dentro del término municipal de Hornachuelos. En la instalación se llevan a cabo operaciones de recepción, tratamiento, acondicionamiento y almacenamiento definitivo en celdas de los residuos de baja y media actividad generados por las instalaciones nucleares y radiactivas de toda España. Los residuos son incorporados en matriz de hormigón en bidones, generalmente de 220 litros de capacidad, que se disponen en el interior de un contenedor, también de hormigón, en el que son, a su vez, inmovilizados con hormigón. Los contenedores se sitúan en las celdas de almacenamiento, distribuidas en dos plataformas. Una vez completada la capacidad de estas celdas, se recubrirán con una serie de capas de tierra y arcilla, con objeto de conseguir su aislamiento de la biosfera y su integración paisajística. El centro dispone de un laboratorio de verificación de la calidad del residuo, en el que se realizan los estudios y pruebas de caracterización de bultos reales y de muestras de residuos procedentes de centrales nucleares, ensayos sobre probetas fabricadas con residuos simulados para determinar la calidad del producto final. También, se efectúan pruebas para comprobar la evolución de los factores de escala y asociar el valor de actividad en emisores alfa de lotes de bultos y estudios de los bultos históricos ubicados en los módulos de almacenamiento temporal de la instalación. El Cabril, como instalación nuclear, dispone de autorización de explotación otorgada por Orden del Ministerio de Economía de 5 de octubre de 2001, que le capacita para el almacenamiento de residuos radiactivos de baja y media actividad. Por Resolución de la Dirección General de Política Energética y Minas, de 21 de julio de 2008, se autoriza la modificación de diseño de la instalación al objeto de CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 7 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) incorporar unas celdas de almacenamiento diseñadas específicamente para almacenar residuos radiactivos de muy baja actividad, al tiempo que se establecen nuevos límites y condiciones sobre seguridad nuclear y protección radiológica asociados a la autorización de explotación. Para más información se puede consultar la página web de Enresa (Empresa Nacional de Residuos Radiactivos, S.A. También ver http://waste.ideal.es/nuclear.htm. 3. La gestión de los residuos A medida que la cantidad de residuos fue aumentando y que su peligrosidad para el hombre y el medio ambiente fue conociéndose, las administraciones de los distintos países fueron dictando normas para evitar su impacto mediante legislaciones que regulan el tratamiento y eliminación de los residuos, imponiendo cargas y multas a los infractores según el principio de: “quien contaminan paga”. Hasta ahora la cuantía de esas multas era irrisoria de forma que a las empresas era más rentable pagarlas que instalar sistemas de recuperación, tratamiento y eliminación de residuos. En la actualidad se pretende alcanzar mediante una legislación muy estricta, una concienciación ciudadana el principio de que “producir más limpio es más rentable que limpiar”. En la gestión de los residuos se contemplan mecanismos para: 1º-Disminuir su producción. 2º-Transformarlos para hacerlos inofensivos o menos peligrosos. 3º-Eliminarlos para que no afecten al medio ambiente no al hombre. 3.1. Disminución de los residuos: Para reducir la producción se sigue la regla de las 3 erres: reducir, reutilizar y reciclar. - Reducir: la producción de residuos tanto en calidad como en volumen. - Reutilizar: volver a utilizar los productos tantas veces como permita la vida de éstos antes de desecharlos. - Reciclar: los productos y los materiales para un nuevo uso antes de su eliminación, es decir aprovechar un residuo como materia base para la fabricación de nuevos productos, que pueden ser iguales a los iniciales o diferentes. Círculo de Möbius Por su parte, el anillo o círculo de Möbius se ha convertido en el símbolo internacional del reciclaje, si bien ha dado lugar a diversos identificadores. Cuando el anillo aparece sin más, significa que el producto o CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 8 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) envase está hecho con materiales que pueden ser reciclables. Si el anillo va dentro de un círculo quiere decir que parte de los materiales del producto o envase han sido reciclados. El símbolo puede especificar el porcentaje de producto reciclado que lleva (en este caso, un 20%). Normalmente este dato suele aparecer en envases y cajas de cartón. 3.2. La transformación de los residuos: es el conjunto de mecanismos que eliminan o reducen la peligrosidad de los residuos o bien los transforman en los otros materiales utilizables. En la transformación distinguimos una serie de fases: Pre-recogida: mecanismos para depositar los residuos y ser recogidos y transformados por los servicios municipales: bolsas, cubos de basura, contenedores, etc... Esta recogida puede ser homogénea o selectiva. En este proceso debe implicarse a toda la sociedad: Tanto en el ámbito doméstico: deben clasificarse los R.S.U. en diversas fracciones: orgánicos, papel, vidrio, pilas, envases, etc. Como en el ámbito de la administración: deben instalarse contenedores especiales para cada grupo de residuos. Recogida: operaciones de carga de los residuos en los vehículos Transporte: incluye el desplazamiento de los residuos a su punto de destino y su descarga. Su destino son las plantas de tratamiento donde se les aplicaran las transformaciones necesarias para su posterior uso o bien los vertederos e incineradoras (destinos finales). También existen instalaciones especiales, los llamados puntos limpios, donde se llevan los R.S.U. que no tienen un sistema específico de recogida. Se trata de materiales como pinturas, aceites, fluorescentes, productos de limpieza, aparatos de bricolaje, productos de automóvil, insecticidas de origen doméstico, materiales electrónicos (radios, ordenadores). Una vez separados los diferentes tipos de residuos, se aplica en cada caso el tratamiento más adecuado: Recuperación: consiste en aprovechar las sustancias o los recursos energéticos que contiene el residuo. Por ejemplo, la generación de electricidad en las plantas incineradoras o el aprovechamiento del biogás en los vertederos. Reutilización: se trata de utilizar nuevamente un residuo en su forma original, ya sea para el mismo uso o para usos distintos. Ejemplo, los envases retornables que pueden ser reutilizables muchas veces. Reciclaje: se aprovecha un residuo como materia prima para la fabricación de nuevos productos. Es el procedimiento más completo y ecológico pudiéndose utilizar hasta el 85% de los residuos, principalmente papel, plásticos, metales y sobre todo el vidrio realizándose una separación en origen o en destino. Con este tratamiento se ahorran una gran cantidad de recursos materiales y energéticos, eliminando al mismo tiempo los residuos. En las ciudades suele haber contenedores específicos para la recogida del papel y vidrio y programas para la recogida de pilas. Regeneración de residuos: consiste en tratar residuos CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 9 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) para que estos recuperen las cualidades que permitan utilizarlos de nuevo. Un ejemplo son los aceites minerales que usan los automóviles que una vez tratados pueden volver a utilizarse. Todos los tratamientos anteriores se aplican normalmente a la materia inorgánica. La materia orgánica se destina a la obtención de abono mediante el proceso llamado compostaje que se realiza en las llamadas plantas de compostaje. El compostaje es un proceso de fermentación controlada. El producto que se obtiene, el compost, se parece al humus y puede ser utilizado como abono o como regenerados orgánico para la agricultura, la jardinería, las obras públicas o la restauración de espacios naturales. La fermentación de la materia orgánica es realizada por microorganismos y puede producirse en presencia de oxígeno, mediante sistemas aeróbicos, o en ausencia de éste, mediante sistemas anaeróbicos. 3.2.1. Compostaje Consiste en un proceso aeróbico basado en la degradación bioquímica de la materia orgánica que se encuentra formando parte de los residuos. La degradación de la materia es llevada a cabo por las bacterias y hongos presentes en los mismos productos de desecho, y tiene como principal objetivo la obtención de un compuesto bioquímicamente estable llamado compost. El proceso de compostaje consta de tres etapas, a lo largo de las cuales se consume materia orgánica y glúcido, y se desprende dióxido de carbono y carbono, favoreciendo de este modo la generación de los materiales húmicos: Etapa de latencia y crecimiento: tiene una extensión temporal de dos días y se caracteriza por producirse un crecimiento de los microorganismos presentes en los residuos. Etapa termófila: dependiendo del producto del que se parte y de las condiciones ambientales, puede durar entre una semana y dos meses. Durante esta etapa se produce una gran actividad bacteriana a temperaturas de 50 °C o 70 °C que facilita la eliminación de organismos indeseados, como los patógenos o las larvas, y la estabilización de la materia orgánica. Etapa de maduración: la acción bacteriana decae en esta parte del proceso para dejar paso a la acción fúngica, con la que prosigue el proceso de descomposición. En esta fase se generan diversos compuestos, entre los que se encuentran vitaminas y antibióticos. En algunas ocasiones, los lodos de las depuradoras de agua (EDAR) son mezclados con la fracción orgánica de los residuos urbanos, puesto que los primeros tienen un gran contenido en microorganismos que degradan la materia orgánica, y consecuentemente, se acelera el proceso de compostaje. En España hay 38 plantas de compostaje, localizadas la mayor parte de ellas en el Levante y el sur del país. De hecho, en la Comunidad Autónoma de Murcia existe una de las mayores plantas de compostaje de todo Europa. 3.3. Eliminación de los residuos: es la etapa final de los residuos tanto para los que no han podido reciclarse o transformarse, como para los residuos obtenidos de estos últimos tratamientos. La CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 10 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) forma de eliminación varía según el tipo de que se trate, pero básicamente se utilizan tres mecanismos: - Deposición, vertido o enterramiento, tanto en suelo como en aguas. - Incineración, con obtención o no de energía. - Almacenamiento en depósitos o zonas para evitar se dispersión. 3.3.1. La deposición se realiza en vertederos controlados, donde se depositan los residuos en capas. Estas capas de residuos se alternan con capas de tierra, con ello se pretende evitar problemas sanitarios y malos olores. Los vertederos se sitúan en terrenos impermeables, y si no es así, el fondo y las paredes se impermeabilizan. De este modo se garantiza que los lixiviados (liquido formado por la disolución de los componentes de los residuos con las aguas de infiltración y que contiene gran cantidad de contaminantes) pueden ser drenados y recogidos evitando que se infiltren en el suelo y contaminen los acuíferos. Estos lixiviados son pues recogidos y tratados en estaciones depuradoras de aguas residuales. También existe un sistema de tuberías que permite la evacuación de los gases que se generan en los procesos de fermentación anaeróbica de los residuos orgánicos. Es muy importante que estos gases dispongan de una buena evacuación, ya que de no ser así podrían provocar una explosión o un incendio, incluso después de que el vertedero sea clausurado. Estos gases constituyen el llamado biogás cuyo principal componente es metano 50%, se recogen en algunos vertederos para producir energía. Estos son, por tanto, vertederos con recuperación de energía. Una vez clausurado el vertedero, al colmatarse el área que los alberga, se recubre de capas de tierra que hacen posible la rehabilitación del espacio para otros fines. No obstante los vertederos tienen una serie de ventajas y de inconvenientes como: - Ocupación e inutilización de grandes superficies de terreno útil. - Peligro de contaminación del subsuelo y aguas subterráneas por los lixiviados. - Peligro de incendios y explosiones debido a los gases de fermentación. - Malos olores. - Peligroso de proliferación de organismos indeseables (ratas) - Período de funcionamiento limitado. 3.3.2. Incineración: se realiza en las plantas incineradoras donde tiene lugar la combustión controlada de los residuos para ello se somete a los residuos a altas temperaturas (850 – 1000ºC), produciéndose la oxidación de la materia orgánica. Como resultado de esta combustión se obtienen cenizas y escorias (material incombustible), así como gases, (algunos tóxicos como las dioxinas) partículas en suspensión que deben ser filtradas o depuradas para evitar que pasen a la atmósfera. Las escorias y cenizas se pueden utilizar como material de relleno en obras públicas y la fracción metálica puede ser aprovechada en fundiciones. En los casos en los que los residuos obtenidos no puedan utilizarse para estos usos se transportan a los vertederos controlados. Muchas incineradoras tienen sistemas de transformación de la energía eléctrica. De esta forma, las incineradoras constituyen una buena solución para la eliminación de los residuos y obtención de energía a partir de materiales que, de otro modo, serían desaprovechables. CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 11 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) 3.4. Biometanización. La biometanización es un proceso de fermentación anaeróbica de la fracción orgánica presente en los residuos, mediante el que se obtiene biogás. Pero además de este gas, durante el proceso de fermentación anaeróbica también se origina un producto ligeramente básico (pH = 7,5) y no estabilizado al que se le atribuyen una serie de propiedades fertilizantes, pues actúa mejorando parte de las características físicas del suelo (aumenta la retención de la humedad y la cantidad de infiltración de agua). La composición de este producto sufrirá importantes variaciones dependiendo del tipo de materia orgánica que es degradada, aunque en términos medios se encuentra constituido por un 85% de materia orgánica, un 2,6% de nitrógeno y presenta un porcentaje inferior al 2% de fósforo y potasio. La biometanización presenta una serie de ventajas con respecto al resto de métodos de tratamiento de residuos, puesto que durante su desarrollo no se producen ningún tipo de pestilencias y además, el hecho de que se trate de un proceso anaeróbico favorece la minimización de los microorganismos perjudiciales para la salud humana y la animal en un período reducido. Para que la biometanización se pueda producir, se requiere de unas estructuras selladas que permitan mantener bajo control determinados parámetros como el pH, la presión o la temperatura durante la fermentación, llamadas biodigestores. Además, estas contrucciones también se requieren ante la necesidad de crear un ambiente sin oxígeno para el desarrollo de las bacterias anaeróbicas. 3.5. Gasificación: es un proceso termoquímico que transforma la materia orgánica presente en los residuos urbanos en un gas con un poder calorífico reducido y que consta de tres etapas o fases, que son el secado, el craqueo y la gasificación. Para que la gasificación se pueda llevar a cabo se requiere de una oxidación parcial, de la existencia de un agente gasificante (agua, oxígeno, hidrógeno o vapor de agua) y de una temperatura que se sitúa entre los 600 °C y los 1.000 °C. Este método de tratamiento residual posee múltiples ventajas, como son la versatilidad en la valorización del residuo, un considerable rendimiento eléctrico y un escaso impacto ambiental. Hidrogenación: la hidrogenación de la celulosa presente en los residuos urbanos permite la transformación de esta en productos combustibles. Pero para que esta transformación se produzca se requiere de la presencia de monóxido de carbono y agua a una temperatura de 400 °C y sometidos a una presión de 300 atmósferas, además del empleo de una gran variedad de catalizadores. Pirólisis: consiste en la transformación de la materia orgánica presente en los residuos urbanos a altas temperaturas, las cuales se sitúan entre los 550 °C y los 1.100 °C, y en condiciones anaeróbicas. Los productos finales obtenidos pueden ser gases, líquidos o materiales de naturaleza inerte, entre otros. Oxidación: mediante el empleo de oxidantes y oxígeno atmosférico a presión y temperaturas que se encuentran cercanas a los 300 °C, se logra oxidar la materia orgánica en suspensión o disolución acuosa presente en los residuos, con la consiguiente obtención de agua, dióxido de carbono y compuestos orgánicos simples. CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 12 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) 4. LA GESTIÓN DE LOS RESIDUOS EN ESPAÑA Directrices de la UE: • Reducir la producción de residuos con tecnologías limpias y uso de productos que generan menos residuos. • Fomentar el reciclado y la reutilización de los residuos. • Eliminar de manera segura aquellos residuos que no se puedan recuperar. Líneas de la Dirección General de Política Ambiental: • Apoyo a los planes de gestión que contemplen el reciclado y la recuperación de vertederos incontrolados. • Apoyo al reciclado de vidrio y papel suministrando camiones y contenedores a los ayuntamientos. • Elaboración del Plan Naciones de Residuos Sólidos Urbanos (PNRSU), el de residuos peligrosos (PNRP) o el de residuos industriales (PNRI). • Establecimiento de leyes como la de Envases y Residuos que apoya a todos los sectores para realizar una gestión integrada de los residuos (ECOVIDRIO, SIGRE, ECOEMBES) y otras que prohíben los vertidos incontrolados y establece el principio de “quien contamina paga”. 4.1. PROBLEMAS PROVOCADOS POR LOS RSU Las características propias de los residuos sólidos urbanos hacen que estas causen una serie de problemas, que pueden revestir mayor o menor gravedad dependiendo de la situación, cuando no son tratados de la forma adecuada. A continuación se exponen los efectos más comunes que provocan los RSU: Contaminación atmosférica: la fermentación en ausencia de aire de la materia orgánica genera metano (gas de efecto invernadero veinte veces más potente que el dióxido de carbono),6 siendo este gas el que constituye la mitad las emisiones gaseosas producidas en los vertederos y el principal responsable de los incendios y explosiones que se producen en estos lugares. Además, cuando se produce un incendio en un recinto destinado a la deposición de residuos y arden compuestos clorados, se emiten a la atmósfera compuestos químicos altamente contaminantes como las dioxinas y ácido clorhídrico. Otros gases perjudiciales para la atmósfera y derivados de los residuos urbanos son el benceno, que es además potencialmente cancerígeno, el cloruro de vinilo o el cloruro de metilo. Contaminación edáfica: las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo se ven profundamente alteradas cuando sobre éste se depositan residuos no biodegradables. 8 Consecuencia directa de una contaminación edáfica moderada es la desaparición de la flora y la fauna de la región afectada, la alteración de los ciclos biogeoquímicos y la pérdida de nutrientes esenciales para la existencia de vida animal o vegetal. Contaminación de las aguas superficiales o subterráneas: los lixiviados, que son los líquidos producidos cuando el agua se mueve por un medio poroso, arrastran las sustancias tóxicas que se generan en los vertederos. Los ejemplos más representativos de estos productos nocivos son el cloruro de vinilo, el cloruro de metilo, el tetracloruro de carbono y los clorobencenos (por su alta toxicidad destaca el hexaclorobenceno), siendo todos ellos sustancias persistentes y bioacumulativas en todos los eslabones de la cadena trófica. CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 13 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) En los lixiviados también se encuentran presentes metales pesados que tienen un alto índice de toxicidad, y que por lo tanto son perjudiciales para la salud. A continuación se exponen algunos de estos materiales que se hallan en los lixiviados: — El plomo (Pb): este elemento químico procede de las baterías de los vehículos y de una gran variedad de aparatos electrónicos (en los últimos años, las baterías de plomo han sido substituidas por las de litio, especialmente en los objetos tecnológicos), así como también de plásticos, vidrios, cerámicas y pigmentos.7 Cuando este compuesto penetra en nuestro organismo se producen una serie de anomalías en el sistema nervioso, que se manifiestan en forma de pérdidas cognoscitivas y de debilidad en diferentes partes de nuestro cuerpo, especialmente en los dedos, las muñecas y los tobillos. Además, las mujeres embarazadas son más propensas a sufrir abortos y la producción de espermatozoides en los hombres, se puede ver profundamente mermada. Otro efecto producido por el plomo es el radical empobrecimiento de la sangre, lo que en terminología médica se denomina con el nombre de anemia.10 Aunque no está científicamente comprobado, algunos facultativos piensan que el plomo es potencialmente carcinogénico, puesto que personas con una alta exposición a este compuesto han desarrollado tumores en los riñones e incluso, tumores cerebrales.10 — El mercurio (Hg): este elemento químico procede, principalmente, de las baterías (especialmente de localizadores, equipos móviles...), de las lámparas fluorescentes compactas o de las pilas alcalinas, aunque el mercurio es generado en grandes cantidades en el sector de la sanidad, donde se utilizan productos como los termómetros, las vacunas con thimerosal (producto que ayuda a la conservación de éstas), las sondas gástricas o las amalgamas dentales, que se encuentran en gran medida constituidos por este metal pesado.11 Si por diversos motivos el mercurio penetra en el organismo humano, se debe de tener en cuenta que es una neurotoxina extremadamente potente, que atacará al sistema nervioso central.12 Además, puede causar daños en los riñones y en los pulmones de carácter irreversible, así como también tiene la capacidad de atravesar la placenta y la barrera hematoencefálica. Cuando el mercurio penetra en el organismo de una mujer embarazada, se corre el riesgo de que el niño que se está gestando padezca en el futuro sordera, ceguera, parálisis cerebral, dificultades para hablar o ataques de apoplejía.11 Cuando los lixiviados que contienen mercurio alcanzan el mar, este compuesto se dispersa y los seres vivos acuáticos lo ingieren de tal manera que queda acumulado en su organismo. De esta manera, cuando estas especies son capturadas y se comercializan, los consumidores, sin darse cuenta, están introduciendo considerables cantidades de mercurio al comerse ese pescado que habían adquirido. — El cadmio (Cd): este elemento se halla presente en algunas aleaciones de bajo punto de fusión, en soldaduras, en antioxidantes (principalmente en aquellos que recubren al hierro o el latón), en ciertos pigmentos y en piezas de joyería y bisutería, así como algunos compuestos de cadmio son usados como estabilizantes de plásticos (como es el caso del PVC).13 Cuando una persona inhala cadmio está corriendo el riesgo de sufrir una gran variedad de enfermedades pulmonares, que ocasionalmente conducen a la muerte. Además, este elemento químico daña a otros órganos del cuerpo humano como el hígado y los riñones (alteración en el mecanismo de filtración, con la consecuente pérdida de proteínas vitales y de azúcares). Otros efectos nocivos que se producen sobre la salud humana como consecuencia de la exposición al cadmio, son el aumento de la fragilidad de la CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 14 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) estructura ósea del cuerpo, la infertilidad, las alteraciones en el sistema nervioso central y en el sistema inmune y la aparición de dolencias de carácter gastrointestinal.13 Pestilencias: la descomposición de la materia orgánica que se encuentra formando parte de los residuos sólidos urbanos provoca una serie de malos olores, que se pueden ver acentuados cuando hay viento. Proliferación de plagas y aparición de focos infecciosos: al acumularse de forma incontrolada los residuos sólidos urbanos se favorece la proliferación de plagas de roedores, insectos o aves carroñeras, entre otros seres vivos, que pueden ser posibles portadores de enfermedades.14 Degradación del paisaje: la acumulación de residuos en lugares no apropiados o adecuados a menudo conlleva un impacto paisajístico negativo (además de accidentes y otros incidentes), puesto que se produce un importante deterioro visual.15 4.2. Prevención La prevención en la producción de residuos urbanos es la primera de las estrategias contempladas. No forma en sí parte de la gestión porque es un paso previo pero se considerará aquí porque se relaciona estrechamente con ella. Según el Plan Nacional de Residuos Urbanos se entiende por prevención y minimización el conjunto de medidas destinadas a conseguir la reducción en la producción de residuos urbanos así como de la cantidad de sustancias peligrosas y contaminantes presentes en ellos. Para ello es necesario actuar en las siguientes etapas del proceso: 1. Fabricación. Aquí se puede reducir su peligrosidad, volumen y peso. Es preciso diseñar el producto de manera que se facilite su reutilización y reciclaje. 2. Transporte. Disminuyendo en lo posible envases y embalajes innecesarios. 3. Consumo. Favoreciendo la reutilización, la menor generación de residuos a través de cambios en los hábitos de consumo y la facilidad de separación. Hay que señalar que todas aquellas medidas conducentes a prolongar la vida útil de los artículos y su facilidad de reparación y reutilización ayudan a reducir la producción de residuos urbanos. Para conseguir el objetivo de reducir la producción de residuos urbanos el ya mencionado Plan de Residuos Urbanos, arbitra una serie de medidas que ejemplifican muy bien lo que se debe hacer en este campo: Acuerdos entre la Administración y los sectores productivos implicados. Fomento de la recuperación y reutilización en origen a través de planes empresariales de prevención. Normativas que prioricen la minimización de ciertos residuos peligrosos. Adopción de sistemas que graven el exceso en la producción de residuos y repercutan el coste de la correcta gestión de los residuos en las tasas de basuras. Fomento del I+D orientado a mejorar la reciclabilidad de los artículos y disminuir la peligrosidad de los residuos que se generan. Desarrollo de campañas educativas y formativas orientadas a fomentar la minimización. El Plan nacional de Residuos Urbanos pretendía estabilizar a finales de 2002 la producción de RSU a niveles CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 15 José Alberto García Peinado IES Alfonso Moreno (Brunete) de 1996. Se trata de contrarrestar el previsible aumento debido al crecimiento demográfico y a la variación de los hábitos de consumo. Se pretende conseguir una reducción del 6 % de la cantidad de RSU per cápita. 4.3. OPINIÓN PÚBLICA La primera postura es la de los que no reciclan. Se sienten contrarios a eso de clasificar sus basuras, acostumbrados a depositarlas todas en un mismo contenedor. La primera razón que alegan es la complicación del método: parece que para ellos separar plásticos, envases y orgánico en tres cubos es algo sumamente complicado. Los que sí reciclan rebatieron a ello que sólo es cuestión de acostumbrarse. Otro de los argumentos de este primer grupo de opinión se basa en los puestos de trabajo que se pierden con el reciclaje, ya que existen plantas dedicadas a la selección de los residuos que los ciudadanos no separan, y estos puestos de trabajo se perderían. También explican que, en realidad, el medio ambiente ya está contaminado por fábricas, química, centrales nucleares, y que el hecho de que ellos tire la basura junta o por separado no afecta en absoluto al ecosistema en que vivimos. No son partidarios de la teoría de que a base de granitos de arena se hace una montaña. Incluso alguno de ellos llegó a decir que el mundo se iba a acabar de todas maneras, y entonces para qué iba a reciclar: le parecía un esfuerzo inútil. La segunda postura encontrada, aquellos que están de acuerdo en que es importante reciclar, pero no lo hacen, justifican su opinión diciendo que el sistema está muy mal organizado: los cubos de basura orgánicos, o tradicionales se encuentran en cada esquina, y sin embargo para encontrar los demás es necesario caminar bastante más. Además, están de acuerdo con los que no reciclan en que el código de colores y la forma de clasificación es complicada, les costaría mucho trabajo acostumbrarse y además seguro que lo harían mal, y sería más perjudicial que quedarse tal como están. A estos dos grupos de opinión les parece excesivo imponer sanciones económicas a aquellos que no separen su basura en origen, una medida injusta descrita anteriormente. La última tendencia surgida, formada por aquellos que activamente clasifican sus basuras antes de tirarla en los contenedores públicos. Son personas con una amplia conciencia ecológica, por lo general las más jóvenes del grupo, y a las que no les importa hacer un esfuerzo extra para contribuir a la conservación del medio ambiente. De hecho, insisten en que una vez te has hecho con la combinación de colores, es más cómodo ya que la basura orgánica, la que hay que sacar todos los días, se acumula menos, y es más fácil deshacerse de ella. Evitan así incómodos goteos por el suelo, bolsas de basura demasiado llenas, etc. CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES 16
