Tecnología de plasma para reducir el impacto ambiental de un vertedero en Colombia

El proceso utiliza antorchas de plasma que elevan la temperatura de los residuos hasta 3.000 °C, gasificando la mayoría de los materiales.

Estudiantes de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia (UN) han desarrollado un proyecto para el tratamiento alternativo de residuos sólidos mediante el uso de tecnología de gasificación por plasma. El proceso se pretende aplicar en el vertedero Doña Juana, en Bogotá.

El plasma, conocido como el cuarto estado de la materia, no es algo común en la Tierra pero se encuentra en el Universo en todas partes; de hecho, todas las estrellas tienen materia en forma de plasma.

El proceso utiliza antorchas de plasma que elevan la temperatura de los residuos hasta 3.000 °C, gasificando la mayoría de los materiales. Los materiales más pesados, como los metales, se precipitan en forma de vitrificados, que son materiales inertes y no tóxicos.

El gas producido se utiliza para generar energía eléctrica suficiente para autoabastecer la planta, y el resto se puede vender. En general, se calcula que la planta solo utilizaría el 40% de la energía eléctrica producida.

Además, se generan otros subproductos como los sulfuros y cloruros que salen del filtrado del gas, de los cuales se podrían obtener ingresos vendiéndolos junto con los vitrificados a la industria química y a la industria de la construcción, respectivamente.

6.200 toneladas diarias de basura

Según explicó el coordinador del proyecto, Daniel Hernando Gómez, el objetivo es disminuir el impacto ambiental generado por el vertedero Doña Juana, al cual actualmente llegan 6.200 toneladas diarias de basura que son tratadas y almacenadas en el sitio.

“El problema surge cuando las basuras tienen que esperar hasta tres días para ser procesadas, pues los gases emitidos y los lixiviados generados afectan la salud de los habitantes vecinos y la integridad del ecosistema del lugar. Sumado a lo anterior, las plagas de insectos y roedores disminuyen la calidad de vida del sector”, explicó.

Con la instalación de una planta de gasificación por plasma se puede disminuir la cantidad de residuos hasta un tercio de la cifra actual, minimizando el impacto negativo de los mismos, así como la espera de los residuos para ser procesados.

A nivel mundial esta tecnología ha sido acogida en países como India, China, Inglaterra y España, con diferentes capacidades de tratamiento que oscilan entre 100 tpd (toneladas por día) y 4.000 tpd. Existen empresas con amplia experiencia en el proceso que ofrecen instalaciones automatizadas y con alta eficiencia.

El equipo de la UN manifestó que, en su caso, el desarrollo académico que han alcanzado se basa en la consulta.  “Se han realizado estudios preliminares que apuntan a la viabilidad del proyecto, tales como el estudio financiero, de mercados, el técnico, el económico y el de impacto ambiental (el que más peso tiene en este proyecto), además de la consulta a los posibles patrocinadores”, afirmaron. Con respecto a este último aspecto todavía no han obtenido respuestas.

Actualmente, el grupo está consultando el marco legal con el apoyo de la UAESP (Unidad Administrativa Especial de Servicios Públicos) y estudiando la posibilidad de instalar la planta en el mismo vertedero Doña Juana. Las instalaciones destinadas a este proceso varían su tamaño dependiendo de su capacidad, pero se estima un máximo de 80 hectáreas para la construcción de la planta, zona de almacenamiento, vías de ingreso y salidas de los camiones.

Para el desarrollo del proyecto se requerirían bandas transportadoras, un gasificador, dos turbinas para la generación de energía eléctrica, zona de filtrado de gases y vapor de agua. Como proceso opcional se encuentra la condensación del vapor de agua para ser reutilizada en los procesos internos.

Mediante la gasificación por plasma se reduciría a la mitad la huella de carbono del vertedero, así como los costes asociados a la gestión de lixiviados y del terreno

Gómez sostuvo que con los estudios preliminares se determinó que la huella de carbono se puede disminuir hasta la mitad de la actual, ya que el almacenamiento de los residuos genera emisiones constantes en su proceso de descomposición (hasta 6,4 millones de toneladas de CO2 anuales), mientras que con el uso de la tecnología de plasma las emisiones se reducen a 52 gr/kWh, que se consideran emisiones mínimas frente al proceso actual ya que las turbinas usadas generan entre los 0,7 y 10 MWh.

El problema: la financiación

Entre los estudios económicos y financieros se ha podido concluir que el Gobierno Distrital podría ahorrar hasta 100 millones de pesos por el tratamiento de enfermedades respiratorias en las localidades de Usme y Ciudad Bolívar, que son las directamente afectadas.

A largo plazo se puede reducir el tratamiento de residuos sólidos debido a que los gastos asociados a la gestión de lixiviados y del terreno se reducen significativamente, ya que no se va a tratar la misma cantidad de basuras, solamente un tercio de la cantidad actual.

El principal inconveniente es la financiación, ya que los costos de inversión pueden llegar hasta 300 millones de dólares, dependiendo de la maquinaria usada y los procesos agregados como la condensación del vapor de agua.

El costo para una planta de 300 tpd está alrededor de los 6 millones de dólares, que pueden ser financiados con el apoyo del Sistema Nacional de Regalías, inversiones públicas e inversiones privadas (con beneficios tributarios debido al carácter social del proyecto).

Para plantas más grandes se pueden obtener apoyos internacionales como financiación del BID (Banco Interamericano de Desarrollo) y convenios con el proveedor.

Los miembros del equipo también comentaron que actualmente en Colombia no han encontrado propuestas similares, ya que los proyectos encontrados se enfocan en el actual proceso. “Es por ello que se quiere implementar este tipo de planta como medida alternativa que trabaje a la par con el actual proceso, mejorándolo de manera significativa”, concluyeron los investigadores.