diseño de una planta procesadora de materiales de construccion
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL Y POLITECNICA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA MECÁNICA
DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE MATERIALES DE
CONSTRUCCION
Autor:
Br. Noland Gamboa C.I 20.504.284
Puerto Ordaz, Marzo 2013
Tabla de contenido
diseño de una planta procesadora de materiales de construccion.................................6
Material de Construcción......................................................................................6
Orígenes................................................................................................................6
Características.......................................................................................................7
Regulación............................................................................................................8
Nomenclatura........................................................................................................8
Tipos.....................................................................................................................9
Cambios ambientales y amenaza al ambiente............................................................15
Tratamiento de Residuos Solidos...........................................................................16
Residuo solido....................................................................................................16
Residuos de Construcción y Demolición............................................................16
Orígenes de los Residuos sólidos de Construcción y Demolición.....................17
Composición de los residuos de Construcción y Demolición............................17
Peso especifico de los Residuos de Construcción y Demolición.......................19
Tasa de Generación de los Residuos Sólidos de Construcción y Demolición. . .19
Posibilidades de Reutilización y Reciclaje de los Residuos Sólidos de
Construcción y Demolición.........................................................................................20
Especificaciones para Residuos de C/D recuperados.........................................23
Aspectos Ambientales de los Residuos Solidos.................................................24
Gestión Integrada de Residuos Solidos..............................................................24
Elementos Funcionales de un Sistema de Gestión de Residuos.........................25
separación y procesamiento y transformación de residuos sólidos............................27
Separación de Residuos Sólidos en IRM................................................................27
Separación Mecánica Frente a Manual...............................................................27
IRM para RSU no seleccionados........................................................................27
Procesos Unitarios Utilizados para la Separación y Procesamiento de Materiales
Residuales....................................................................................................................28
Reducción en Tamaño........................................................................................28
Trituradoras........................................................................................................28
Trituradoras para Madera.................................................................................28
Cribacion.............................................................................................................28
Las Cribas Vibratorias.......................................................................................29
Cribas Giratorias................................................................................................29
Cribas de Disco..................................................................................................29
Separación por Densidad....................................................................................29
Separación Magnética.........................................................................................30
Instalaciones para Manipulación, Transporte y Almacenamiento de Materiales
Residuales....................................................................................................................30
Transportadoras..................................................................................................30
Transportadoras Neumáticas..............................................................................31
Equipamiento Móvil para Manipulación de Residuos........................................31
Instalaciones de Pesaje.......................................................................................31
Instalaciones de Almacenamiento......................................................................31
Definición de las Funciones de la Planta................................................................32
Diagramas de Flujo del Proceso.............................................................................33
Bibliografía.................................................................................................................34
DISEÑO DE UNA PLANTA PROCESADORA DE MATERIALES DE
CONSTRUCCION
Material de Construcción
Un material de construcción es una materia prima o con más frecuencia un producto
manufacturado, empleado en la construcción de edificios u obras de ingeniería civil
Orígenes
Desde sus comienzos, el ser humano ha modificado su entorno para adaptarlo a sus
necesidades. Para ello ha hecho uso de todo tipo de materiales naturales que, con el paso
del tiempo y el desarrollo de la tecnología, se han ido trasformando en distintos
productos mediante procesos de manufactura de creciente sofisticación. Los materiales
naturales sin procesar (arcilla, arena, mármol) se suelen denominar materias primas,
mientras que los productos elaborados a partir de ellas (ladrillo, vidrio, baldosa) se
denominan materiales de construcción.
No obstante, en los procesos constructivos muchas materias primas se siguen
utilizando con poco o ningún tratamiento previo. En estos casos, estas materias primas
se consideran también materiales de construcción propiamente dichos.
Por este motivo, es posible encontrar un mismo material englobado en distintas
categorías: por ejemplo, la arena puede encontrarse como material de construcción
(lechos o camas de arena bajo algunos tipos de pavimento), o como parte integrante de
otros materiales de construcción (como los morteros), o como materia prima para la
elaboración de un material de construcción distinto (el vidrio, o la fibra de vidrio).
Los primeros materiales empleados por el hombre fueron el barro, la piedra, y fibras
vegetales como madera o paja.
Los primeros "materiales manufacturados" por el hombre probablemente hayan sido
los ladrillos de barro (adobe), que se remontan hasta el 13.000 a. C, mientras que los
primeros ladrillos de arcilla cocida que se conocen datan del 4.000 a. C.
Entre los primeros materiales habría que mencionar también tejidos y pieles,
empleados como envolventes en las tiendas, o a modo de puertas y ventanas primitivas.
Características
Los materiales de construcción se emplean en grandes cantidades, por lo que deben
provenir de materias primas abundantes y baratas. Por ello, la mayoría de los materiales
de construcción se elaboran a partir de materiales de gran disponibilidad como arena,
arcilla o piedra.
Además, es conveniente que los procesos de manufactura requeridos consuman poca
energía y no sean excesivamente elaborados. Esta es la razón por la que el vidrio es
considerablemente más caro que el ladrillo, proviniendo ambos de materias primas tan
comunes como la arena y la arcilla, respectivamente.
Los materiales de construcción tienen como característica común el ser duraderos.
Dependiendo de su uso, además deberán satisfacer otros requisitos tales como la dureza,
la resistencia mecánica, la resistencia al fuego, o la facilidad de limpieza.
Por norma general, ningún material de construcción cumple simultáneamente
todas las necesidades requeridas: la disciplina de la construcción es la
encargada de combinar los materiales para satisfacer adecuadamente dichas
necesidades.
Propiedades de los materiales
Con objeto de utilizar y combinar adecuadamente los materiales de construcción los
proyectistas deben conocer sus propiedades. Los fabricantes deben garantizar unos
requisitos mínimos en sus productos, que se detallan en hojas de especificaciones. Entre
las distintas propiedades de los materiales se encuentran:
Densidad: relación entre la masa y el volumen
Higroscopicidad: capacidad para absorber el agua
Coeficiente de dilatación: variación de tamaño en función de la temperatura
Conductividad térmica: facilidad con que un material permite el paso del
calor
Resistencia mecánica: capacidad de los materiales para soportar esfuerzos
Elasticidad: capacidad para recuperar la forma original al desaparecer el
esfuerzo
Plasticidad: deformación permanente del material ante una carga o esfuerzo
Rigidez: la resistencia de un material a la deformación
Regulación
En los países desarrollados, los materiales de construcción están regulados por una
serie de códigos y normativas que definen las características que deben cumplir, así
como su ámbito de aplicación.
El propósito de esta regulación es doble: por un lado garantiza unos estándares de
calidad mínimos en la construcción, y por otro permite a los arquitectos e ingenieros
conocer de forma más precisa el comportamiento y características de los materiales
empleados.
Las normas internacionales más empleadas para regular los materiales de
construcción son las normas ISO.
En España existe la entidad certificadora AENOR con el mismo propósito.
Nomenclatura
Puesto que los productos deben pasar unos controles de calidad antes de poder ser
utilizados, la totalidad de los materiales empleados hoy día en la construcción están
suministrados por empresas. Para los materiales más comunes existen multitud de
fábricas y marcas comerciales, por lo que el nombre genérico del material se respeta
(cemento, ladrillo, etc). Sin embargo, cuando el fabricante posee una parte importante
del mercado, es común que el nombre genérico sea sustituido por el de la marca
dominante. Este es el caso del fibrocemento (Uralita), del cartón yeso (Pladur), o de los
suelos laminados (Pergo). Tampoco es inusual que determinados productos, bien sea
por ser más específicos, minoritarios, o recientes, sólo sean suministrados por un
fabricante. En estos casos, no siempre existe un nombre genérico para el material, que
recibe entonces el nombre o marca con el que se comercializa. Esta situación se produce
frecuentemente en materiales compuestos (como en algunos paneles sandwich) o en
composites muy especializados.
Tipos
Atendiendo a la materia prima utilizada para su fabricación, los materiales de
construcción se pueden clasificar en diversos grupos:
Arena
Se emplea arena como parte de morteros y hormigones
Arena
El principal componente de la arena es la sílice o dióxido de silicio (SiO2). De este
compuesto químico se obtiene:
Vidrio: material transparente obtenido del fundido de sílice.
Fibra de vidrio: utilizada como aislante térmico o como componente
estructural (GRC, GRP)
Vidrio celular: un vidrio con burbujas utilizado como aislante.
Arcilla
La arcilla es químicamente similar a la arena: contiene, además de dióxido de silicio,
óxidos de aluminio y agua. Su granulometría es mucho más fina, y cuando está húmeda
es de consistencia plástica. La arcilla mezclada con polvo y otros elementos del propio
suelo forma el barro, material que se utiliza de diversas formas:
Barro: compactado "in situ" produce tapial
Cob: mezcla de barro, arena y paja que se aplica a mano para construir
muros.
Adobe: ladrillos de barro, o barro y paja, secados al sol.
Cuando la arcilla se calienta a elevadas temperaturas (900ºC o más), ésta se
endurece, creando los materiales cerámicos:
Ladrillo: ortoedro que conforma la mayoría de paredes y muros.
Teja: pieza cerámica destinada a canalizar el agua de lluvia hacia el exterior
de los edificios.
Gres: de gran dureza, empleado en pavimentos y revestimientos de paredes.
En formato pequeño se denomina gresite
Azulejo: cerámica esmaltada, de múltiples aplicaciones como revestimiento.
De un tipo de arcilla muy fina llamada bentonita se obtiene:
Lodo bentonítico: sustancia muy fluida empleada para contener tierras y zanjas
durante las tareas de cimentación.
Piedra
La piedra se puede utilizar directamente sin tratar, o como materia prima para crear
otros materiales. Entre los tipos de piedra más empleados en construcción destacan:
Granito: tradicionalmente usado en toda clase de muros y edificaciones,
actualmente se usa principalmente en suelos (en forma de losas), aplacados y
encimeras. De esta piedra suele fabricarse el:
Adoquín: ladrillo de piedra con el que se pavimentan algunas calzadas.
Mármol: piedra muy apreciada por su estética, se emplea en revestimientos.
En forma de losa o baldosa.
Pizarra: alternativa a la teja en la edificación tradicional. También usada en
suelos.
Caliza: piedra más usada en el pasado que en la actualidad, para paredes y
muros.
Arenisca: piedra compuesta de arena cementada, ha sido un popular material
de construcción desde la antigüedad.
La piedra en forma de guijarros redondeados se utiliza como acabado protector en
algunas cubiertas planas, y como pavimento en exteriores. También es parte constitutiva
del hormigón
Grava: normalmente canto rodado.
Mediante la pulverización y tratamiento de distintos tipos de piedra se obtiene la
materia prima para fabricar la práctica totalidad de los conglomerantes utilizados en
construcción:
Cal: Óxido de calcio (CaO) utilizado como conglomerante en morteros, o
como acabado protector.
Yeso: sulfato de calcio semihidratado (CaSO4 · 1/2H2O), forma los
guarnecidos y enlucidos.
Escayola: yeso de gran pureza utilizado en falsos techos y molduras.
Cemento: producto de la calcinación de piedra caliza y otros óxidos.
El cemento se usa como conglomerante en diversos tipos de materiales:
Terrazo: normalmente en forma de baldosas, utiliza piedras de mármol como
árido.
Piedra artificial: piezas prefabricadas con cemento y diversos tipos de
piedra.
Fibrocemento: lámina formada por cemento y fibras prensadas.
Antiguamente de amianto, actualmente de fibra de vidrio.
El cemento mezclado con arena forma el mortero: una pasta empleada para fijar todo
tipo de materiales (ladrillos, baldosas, etc), y también como material de revestimiento
(enfoscado) cuando yeso y cal no son adecuados, como por ejemplo en exteriores, o
cuando se precisa una elevada resistencia o dureza.
Mortero
Mortero monocapa: un mortero prefabricado, coloreado en masa mediante
aditivos.
El cemento mezclado con arena y grava forma:
Hormigón: que puede utilizarse solo o armado.
Hormigón: empleado sólo como relleno.
Hormigón armado: el sistema más utilizado para erigir estructuras
GRC: un hormigón de árido fino armado con fibra de vidrio
Bloque de hormigón: similar a un ladrillo grande, pero fabricado con
hormigón.
El yeso también se combina con el cartón para formar un material de construcción de
gran popularidad en la construcción actual, frecuentemente utilizado en la elaboración
de tabiques:
Cartón yeso: denominado popularmente Pladur por asimilación con su
principal empresa distribuidora, es también conocido como Panel Yeso.
Otro material de origen pétreo se consigue al fundir y estirar basalto, generando:
Lana de roca: usado en mantas o planchas rígidas como aislante térmico.
Metálicos
Los más utilizados son el hierro y el aluminio. El primero se alea con carbono para
formar:
Acero: empleado para estructuras, ya sea por sí solo o con hormigón,
formando entonces el hormigón armado.
Perfiles metálicos
Redondos
Acero inoxidable
Acero cortén
Otros metales empleados en construcción:
Aluminio: en carpinterías y paneles sandwich.
Zinc: en cubiertas.
Titanio: revestimiento inoxidable de reciente aparición.
Cobre: esencialmente en instalaciones de electricidad y fontanería.
Plomo: en instalaciones de fontanería antiguas. La ley obliga a su retirada,
por ser perjudicial para la salud.
Orgánicos
Fundamentalmente la madera y sus derivados, aunque también se utilizan o se han
utilizado otros elementos orgánicos vegetales, como paja, bambú, corcho, lino,
elementos textiles o incluso pieles animales.
Madera
Contrachapado
OSB
Tablero aglomerado
Madera cemento
Linóleo: suelo laminar creado con aceite de lino y harinas de madera o
corcho sobre una base de tela.
Guadua
Sintéticos
Fundamentalmente plásticos derivados del petróleo, aunque frecuentemente también
se pueden sintetizar. Son muy empleados en la construcción debido a su inalterabilidad,
lo que al mismo tiempo los convierte en materiales muy poco ecológicos por la
dificultad a la hora de reciclarlos.
También se utilizan alquitranes y otros polímeros y productos sintéticos de diversa
naturaleza. Los materiales obtenidos se usan en casi todas las formas imaginables:
aglomerantes, sellantes, impermeabilizantes, aislantes, o también en forma de pinturas,
esmaltes, barnices y lasures.
PVC o policloruro de vinilo: con el que se fabrican carpinterías y redes de
saneamiento, entre otros.
Suelos vinílicos: normalmente comercializados en forma de láminas
continuas.
Polietileno: En su versión de alta densidad (HDPE ó PEAD) es muy usado
como barrera de vapor, aunque tiene también otros usos
Poliestireno: empleado como aislante térmico
Poliestireno expandido: material de relleno de buen aislamiento
térmico.
Poliestireno extrusionado: aislante térmico impermeable
Polipropileno como sellante: en canalizaciones diversas, y en geotextiles
Poliuretano: en forma de espuma se emplea como aislante térmico. Otras
formulaciones tienen diversos usos.
Poliéster: con él se fabrican algunos geotextiles
ETFE: como alternativa al vidrio en cerramientos, entre otros.
EPDM: como lámina impermeabilizante y en juntas estancas.
Neopreno: como junta estanca, y como "alma" de algunos paneles sandwich
Resina epoxi, en pinturas, y como aglomerante en terrazos y productos de
madera.
Acrílicos: derivados del propileno de diversa composición y usos:
Metacrilato: plástico que en forma trasparente puede sustituir al vidrio.
Pintura acrílica: de diversas composiciones.
Silicona: polímero del silicio, usado principalmente como sellante e
impermeabilizante.
Asfalto: en carreteras y como impermeabilizante en forma de lámina y de
imprimación.
http://es.wikipedia.org/wiki/Material_de_construcci%C3%B3n
CAMBIOS AMBIENTALES Y AMENAZA AL AMBIENTE
Un axioma principal en ecología es que el ambiente cambia de forma natural con el
tiempo y que los organismos, las poblaciones y las comunidades tienen que responder.
Dependiendo de la escala de tiempo que estemos analizando, se ven diferentes
respuestas.
Para periodos de tiempo muy cortos, los organismos individuales responden a los
cambios en los estímulos que reciben del entorno, por ejemplo, mediante impulsos
nerviosos, reflejos y comportamiento. Para periodos de días a años, dependiendo de la
escala de vida de la especie, los individuos nacen y mueren, pero las poblaciones de la
especie permanecen y pueden adaptarse al cambio ambiental a pequeña escala. En el
tiempo geológico, la temperatura de la tierra ha cambiado naturalmente, provocando
cambios climáticos dentro y fuera de las eras glaciales, las placas continentales se han
movido por la superficie del globo y la topografía de la tierra ha cambiado. Esto ha
conducido a cambios en la extensión y distribución de varios biomas a escala global.
Estos cambios graduales al ambiente a lo largo de periodos de tiempo
suficientemente prolongados no dañan seriamente al medio ambiente o los procesos en
el ecosistema, ya que las especies son capaces de seguir la pista del cambio ambiental,
ya sea trasladándose en el espacio o cambiando su grado de tolerancia, manteniéndose
dentro de su tipo de ambiente óptimo. Al contrario, los cambios repentinos y dramáticos
de las condiciones ambientales de una zona en un corto plazo pueden tener graves y
dañinos efectos sobre los sistemas vivos de allí. Esto es lo que vemos con frecuencia
como resultado de la actividad humana.
Vivimos en un mundo de creciente industrialización, desarrollo, uso de recursos,
urbanización e intensificación de la agricultura. Todos provocan cambios rápidos al
medio local o regional y con frecuencia a nivel de la biosfera. Estos cambios
ambientales a menudo son demasiado rápidos como para dejar tiempo a responder a los
organismos, poblaciones, comunidades y procesos del ecosistema. Es el grado,
temporalización y velocidad de las distorsiones del habitad lo que produce la mayoría
de los problemas que surgen de la actividad humana.
Básicamente, los cambios que de forma natural se producirían en el tiempo geológico
o histórico ahora se producen en el tiempo humano y producen distorsiones a gran
escala en los sistemas naturales. Una consecuencia es una caída de los recursos
biológicos o servicios ambientales. Muchos procesos de ingeniería y construcciones
pueden provocar cambios ambientales rápidos que pueden dañar gravemente los
sistemas ambientales.
Tratamiento de Residuos Solidos
Una preocupación importante del mundo desarrollado es el desarrollo de vías
ecológicamente sensatas y sanitariamente provechosas de los millones de toneladas de
residuos sólidos urbanos que se generan producto de la actividad humana. La Carta
Europea sobre el Ambiente de 1989, aceptada por 29 países, declara que los residuos
deberían manejarse de tal manera que se logre un uso óptimo de los recursos naturales y
se produzca una contaminación mínima.
Residuo solido
Se definen como residuos sólidos aquellos que se producen por las actividades del
hombre o por los animales, que normalmente son sólidos y que son desechados como
inútiles o superfluo, comprende tanto la masa heterogénea de los desechos de la
comunidad urbana como la acumulación más homogénea de los residuos agrícolas,
industriales y minerales. En el ambiente domestico los residuos sólidos incluyen, papel,
plásticos, restos de comida, cenizas, etc. También se incluyen los residuos líquidos
como las pinturas, las medicinas viejas, los aceites usados, etc. En el comercio, los
embalajes, los recipientes de madera y de plástico constituyen la mayor parte. Los
sedimentos líquidos-solidos de la industria de las plantas de agua. Aguas residuales
entran en la definición.
Residuos de Construcción y Demolición
Los residuos de la construcción, remodelación y arreglos de viviendas individuales,
edificios comerciales y otras estructuras, son clasificados como residuos de
construcción. Las cantidades generadas son difíciles de estimar. La composición es
variable, pero puede incluir suciedad, piedras, hormigón, ladrillos, escayola, maderas,
gravas, y piezas de fontanería, calefacción y electricidad. Los residuos de los edificios
demolidos, calles levantadas, aceras, puentes y otras estructuras, son clasificados como
residuos de demolición. La composición de residuos de demolición es similar a la de los
residuos de construcción, pero puede incluir vidrios rotos, plásticos y acero de
reforzamiento.
Orígenes de los Residuos sólidos de Construcción y Demolición
El conocimiento de los orígenes y tipos de residuos sólidos, así como los datos sobre
la composición y las tasas de generación, es básico para el diseño y operación de los
elementos funcionales asociados con la gestión de residuos sólidos.
Los orígenes de los residuos sólidos en una comunidad están, en general,
relacionados con el uso del suelo y su localización. Aunque puede desarrollarse un
numero variable de clasificaciones sobre los orígenes, las siguientes categorías son
útiles: 1) domestico, 2) comercial; 3) institucional; 4) Construcción; 5) Servicios
municipales; 6) Zonas de plantas de Tratamiento ; 7) Industrial; 8) agrícola
Las instalaciones, actividades y localizaciones típicas para la generación de residuos
sólidos asociados a la construcción y demolición se exponen a continuación.
Tabla 1: Residuos de construcción y demolición en la comunidad
FuenteInstalaciones, actividades o localizaciones
donde se generan
Tipos de Residuos
solidos
Construcción y
Demolición
Lugares nuevos de construcción, lugares
de reparación/ renovación de carreteras,
derribos de edificios, pavimentos rotos.
Madera, acero,
Hormigón,
Suciedad, detc.
Composición de los residuos de Construcción y Demolición
La composición es el término utilizado para describir los componentes individuales
que constituyen el flujo de los residuos sólidos y su distribución relativa, usualmente
basada en porcentaje en peso. La información sobre la composición de los residuos
sólidos es importante para evaluar las necesidades de equipos, sistemas, y los
programas y planes de gestión.
Los residuos sólidos totales de una comunidad están compuestos de los materiales
residuales identificados en la siguiente tabla
Tabla 2: Distribución estimada de todos los componentes de los RSU generados en
una comunidad típica excluyendo los residuos industriales y agrícolas
Categoría de ResiduosPorcentaje en peso
Rango Típico
Domésticos y comerciales,
excluyendo residuos
especiales y peligrosos
50 -75 62
Especiales (Artículos
voluminosos,
electrodomésticos de
consumo, bienes de línea
blanca, residuos de jardín
recogidos separadamente,
baterías, pilas, aceite y
neumáticos)
3-12 5
Peligrosos 0,01 - 1 0,1
Institucionales 3 – 5 3,4
Construcción y
Demolición8 – 20 14
Servicios Municipales
Limpieza de calles 2 – 5 3,8
Arboles y paisajismo 2 – 5 3
Parques y Zonas de Recreo 1,5 – 3 2
Sumideros 0,5 – 1,2 0,7
Fangos de Plantas de
Tratamiento3 – 8 6
Total 100
Cabe destacar que el porcentaje de residuos de la construcción y demolición varía
ampliamente según la parte del país y la salud general de la economía local, estatal y
nacional.
Peso especifico de los Residuos de Construcción y Demolición
El peso específico se define como el peso de un material por unidad de volumen. Los
datos sobre el peso específico a menudo son necesarios para valorar la masa y el
volumen total de los residuos que tiene que ser gestionados. A continuación se presenta
el peso específico de los materiales de construcción y demolición:
Tabla 3: Datos típicos sobre el peso específico y contenido en humedad para
residuos de la construcción y demolición
Tipo de
residuo
Peso Específico kg/m3Contenido de Humedad,
Porcentaje en peso
Rango Típico Rango Típico
Demolición
Mezclados (no
combustibles)
1000 – 1600 1421 2 -10 4
Demolición
mezclados
(combustible)
300 – 400 360 4 – 14 8
Construcción
mezclados
(combustibles
)
181 – 360 261 4 – 15 8
Hormigón
Roto1198 - 1800 1549 0 - 5 ----------------
Tasa de Generación de los Residuos Sólidos de Construcción y Demolición
A menudo es necesario estimar las cantidades de residuos sólidos de construcción y
demolición que serán generados, dentro de una comunidad. Las estimaciones de las
cantidades de RSU de construcción y demolición se basan en la cantidad de residuos
generador por personas por día. A continuación se presenta una tabla de la cantidad
estimada de RSU de construcción y demolición generados per cápita en Estados Unidos
en el año 1990.
Tabla 4: la cantidad estimada de RSU de construcción y demolición generados per
cápita en Estados Unidos en el año 1990.
Categoría de
residuo
Distribución de RSU,
porcentaje Total
Tasa de Generación de Residuos Solidos
Kg/ capita.año Kg/capita.dia
Rango Típico Rango Típico Rango Típico
Construcción
y Demolición8 – 20 14 82 – 204 143
0,23 –
0,540,39
Las cantidades de residuos de construcción y demolición son difíciles de estimar y
variables en composición, pero normalmente la distribución es aproximadamente
del 40 a 50 por 100 de escombros (hormigón, asfalto, ladrillos, bloques y
suciedad) del 20 al 30 por 100 de madera y productos relacionados (palets,
tocones, ramas, tablas de forjado vigas, madera tratada y grija), del 20 al 30 por
100 de otros residuos ( madera pintada, metales, productos basados en alquitrán,
escayola, vidrio, bienes de línea blanca, amianto y otros materiales de
aislamiento, y piezas de fontanería, calefacción y eléctricas.
Posibilidades de Reutilización y Reciclaje de los Residuos Sólidos de
Construcción y Demolición
Los materiales que se han recuperados para su reciclaje de los materiales de
construcción y demolición desechados, son de diferentes tipos y usos, entre estos
encontramos Suelo, asfalto, hormigón, madera, cartón de yeso, grava, metales.
En estados Unidos, se ha estimado que el porcentaje actualmente recuperado para el
reciclaje del total de los materiales residuales de construcción y demolición generados
esta por el orden de 15-25 %
La posibilidad de reutilización para los materiales de construcción abarca:
Uso o aplicación en Materias Primas para Fabricación y
Reprocesamiento
Uso o aplicación para restauración de terreno: La aplicación de los
residuos al terreno es una de las técnicas más antiguas y más utilizadas en la
gestión de residuos sólidos. Normalmente, la restauración de terreno se lleva
a cabo con residuos de demolición limpios y procesados.
Por otro lado, los residuos de construcción y demolición (C/D) proceden de la
construcción, remodelación y demolición de edificios, de proyectos de repavimentación
de carreteras, de arreglos de puentes y limpieza asociada con desastres naturales.
Normalmente, los residuos C/D están constituidos como ya hemos mencionado por un
40 – 50 por 100 de escombros (hormigón, asfalto, ladrillos, bloques y suciedad) del 20
al 30 por 100 de madera y productos relacionados (palets, tocones, ramas, tablas de
forjado vigas, madera tratada y grija), del 20 al 30 por 100 de otros residuos ( madera
pintada, metales, productos basados en alquitrán, escayola, vidrio, bienes de línea
blanca, amianto y otros materiales de aislamiento, y piezas de fontanería, calefacción y
eléctricas.
Aunque actualmente se recupera un porcentaje relativamente bajo de residuos C/D,
en el futuro probablemente se reciclaran cantidades significativamente grandes, como
consecuencia de tarifas de vertido más altas, de legislación obligatoria sobre desvió de
residuos fuera de los vertederos y del éxito de los empresarios emprendedores para
procesar residuos, bien separados en el origen o bien mezclados. Muchos vertederos ya
utilizan escombros para la construcción de carreteras y para la cubrición diaria, lo que
puede ser considerado como desvió por los reguladores. En los municipios donde los
residuos C/D se combinan actualmente con residuos domésticos, los programas de
reciclaje ofrecen una excelente posibilidad para cumplir con los objetivos de desvío y
alargar la vida del vertedero.
Las posibilidades de reutilización y reciclaje de los residuos C/D dependen de los
mercados materiales individuales en los residuos y de la habilidad para procesar los
residuos no seleccionados o para separar cada material. Los principales materiales
recuperados actualmente de los residuos son: asfalto, hormigón, madera, cartón yeso,
grava impregnada de asfalto y metales.
Asfalto: La mayor parte de los residuos de asfalto proceden de proyectos de
repavimentación (El pavimento asfaltico se conforma de una mezcla de
aproximadamente 5 por 100 de betún y 95 por 100 de áridos). La mayor parte
del pavimento viejo reutilizado se procesa para formar una capa de base de
carretera, pero hasta el 40 por 100 puede incluirse en nuevos pavimentos (una
cifra normal es de 10 al 15 por 100, porque el material viejo ya ha sido
degradado por efectos climatológicos y el sol). El pavimento de asfalto viejo
se procesa solo o con hormigón y otros escombres; se rompe la mezcla, se
separan magnéticamente los metales férreos y se criba el material roto al
tamaño deseado. Al material tamizado se le añaden otros escombros rotos y
cribados, y se utiliza como capa de base de carretera, o se mezcla con
aglomerante asfaltico fresco para fabricar material nuevo de pavimentación.
Hormigón: la mayor parte del hormigón recuperado proviene de carreteras,
puentes y cimentaciones; se procesa para usarlo como capa de base de
carreteras, áridos pavimentos asfalticos y como sustituto de grava en el árido
hormigón nuevo. Se rompen los trozos de hormigón, se separan los materiales
férreos, como tornillos y barras de forjado, y se criba el árido resultante en
tamaños aptos para la construcción de carreteras u hormigón nuevo (los
áridos utilizados en el hormigón nuevo debe cumplir especificaciones
estandarizadas, tales como la ASTM). Los áridos recuperados deben ser
competitivos respecto a los materiales nuevos y los procesadores pueden
mantener precios bajos, mediante el cobro de tarifas de vertido para
materiales de hormigón.
Madera: Los residuos de madera procedentes de la construcción o
demolición son maderas de estructuras y encofrados, madera laminada y de
conglomerado, y madera contaminada con pintura, amianto o material de
aislamiento. Como la mayoría de los residuos de madera son procesados para
producir combustible o cubrición de en paisajismo, los procesadores
normalmente aceptan solamente madera limpia. Los residuos de matera se
trituran en una cuba trituradora u otras trituradoras comerciales para madera y
se pasan a través de una clasificadora o tromel, donde se separan las piezas
grandes. Los metales férreos se separan magnéticamente y los finos
(materiales pequeños a menudo vendidos para mulch o enmiendas de suelo)
se separan mediante cribación.
Cartón de yeso: en la mayoría de los lugares, el cartón de yeso se vierte con
los residuos domésticos, pero la experiencia ha demostrado que no es un
material completamente inerte o benigno. La descomposición anaerobia del
cartón yeso puede producir gas de sulfuro de hidrogeno. En el proceso de
reciclaje, se pulveriza el interior de yeso y se devuelve al fabricante de cartón
de yeso; actualmente, campaña de recuperación está intentado procesar los
residuos de papel para que puedan incorporarse al revestimiento de cartón de
yeso nuevo.
Mezcla Asfáltica reciclada: Las mezclas asfálticas recicladas contienen
hasta 30 por 100 de asfalto y varios fabricantes de pavimento asfáltico
utilizan la mezcla asfáltica reciclada triturada como una porción de su mezcla
de capa de base y pavimento de carretera. Las mezclas usadas se reducen
mediante un molino de martillo y se separan magnéticamente los metales
férreos. El metal se criba hasta el tamaño final y se añade a las mezclas de
áridos triturados.
Metales: Normalmente el acero de forjado utilizado en cimentaciones, losas
y pavimentos se recupera y se vende a los comerciantes de chatarra. Los
procesadores también recuperan la chatarra no férrea, como marcos de
ventana de aluminio, puertas, canalones, chapa, tubería de cobre e
instalaciones de fontanería.
Especificaciones para Residuos de C/D recuperados
No hay especificaciones globales en la industria para los residuos de C/D. Se
negocian individualmente las especificaciones con los compradores de materiales
separados.
Aspectos Ambientales de los Residuos Solidos
El tratamiento de residuos sólidos y la metodología de eliminación están cargados de
problemas. Los vertederos, y los lugares de descarga en particular, producen
contaminación de las aguas subterráneas si no se tratan adecuadamente. Los problemas
ambientales adicionales en los vertederos son los malos olores, desperdicios, animales
carroñeros, fuego e infección por ratas. La incineración de residuos ha originado
problemas con los malos olores y la contaminación del aire. El proceso de formación de
compost, ha originado problemas con los malos olores, metales pesados y con las
escasas ventas dificultosas del compost. La salud y la falta de higiene son los problemas
a los que se enfrentan los operadores de residuos. La evacuación conjunta de residuos
sólidos urbanos con residuos industriales y lodos ha resultado problemática. Los lodos
líquidos-solidos aplicados a los vertederos han sido muy difíciles de tratar. El vertido en
climas húmedos producen gran cantidad de lixiviado, que es toxico y de gran fuerza
orgánica y requiere tratamiento en las plantas de agua residuales. El vertido en climas
secos produce problemas localizados de contaminación el aire. La experiencia señala
que el vertido, aunque es el camino más frecuente, esta desaconsejado y se deben tomar
vías alternativas, tales como la gestión integrada de residuos sólidos.
Gestión Integrada de Residuos Solidos
Se define como la selección y aplicación de técnicas apropiadas, tecnologías y
programas de gestión para conseguir objetivos y metas específicos en la gestión de
residuos.
Lo prioritario en una política de gestión de residuos es la reducción de la cantidad de
residuos. Esto implica que la industria, el comercio, la agricultura, y las viviendas no
creen residuos en primer lugar. El énfasis, es fabricar productos con un mínimo de
residuos. Promueve buenas prácticas de supervisión de los residuos con vistas a una
minimización.
El reciclaje y reutilización son un tema verde que solo recientemente ha tenido
aceptación en la industria. Las industrias están haciendo grandes esfuerzos para que el
producto sea reutilizado, reelaborado y refabricado. El reciclaje y reutilización no se
aplican solamente a los residuos sólidos urbanos, sino también incluye a los fabricantes
del producto, al comercio y la agricultura.
Elementos Funcionales de un Sistema de Gestión de Residuos
Los problemas asociados a la gestión de residuos en la sociedad actual son
complejos, por la cantidad y la naturaleza diversa de los residuos, por el desarrollo de
zonas urbanas dispersas, por las limitaciones de fondos para los servicios públicos en
muchas grandes ciudades, por los impactos de la tecnología y por las limitaciones
emergentes de energía y materias primas. En consecuencia, si la gestión de residuos
sólidos hay que realizarla de una forma eficaz y ordenada, las relaciones y los aspectos
fundamentales implicados deben ser identificados y ajustados par la uniformidad de los
datos, y comprendidos claramente.
Las actividades asociadas a la gestión de residuos sólidos, desde el punto de
generación hasta la evacuación final, han sido agrupadas en seis elementos funcionales:
Generación de Residuos: Abarca las actividades en las que los materiales
son identificados como sin ningún valor adicional, o bien son tirados o bien
son recogidos juntos para la evacuación. Es importante anotar en la
generación de residuos que hay un paso de identificación y que este paso
varia con cada residuo en particular.
Manipulación y Separación de Residuos, Almacenamiento y
Procesamiento en Origen: La manipulación y separación de residuos
involucra las actividades asociadas con la gestión de residuos hasta que estos
son colocados en contenedores de almacenamiento para la recogida. La
manipulación incluye el movimiento de los contenedores cargados hasta el
punto de recogida. La separación de los componentes de los residuos es un
paso importante en la manipulación y el almacenamiento de los residuos
sólidos en el origen. Desde el punto de vista de las especificaciones de los
materiales, y de los ingresos de la venta de los materiales recuperados, el
mejor lugar para separar los materiales residuales, para reutilización y el
reciclaje, es en el punto de generación, El almacenamiento in situ es de una
importancia primordial, debido a la preocupación por la salud pública y a
consideraciones estéticas. El procesamiento en origen incluye actividades
como la compactación y el compostaje de residuos de jardinería
Recogida: incluye no solamente la recogida de residuos sólidos y de
materiales reciclables, sino también el transporte de estos materiales, después
de la recogida al lugar donde se vacía el vehículo de recogida. Este lugar
puede ser una instalación de procesamiento de materiales, una estación de
transferencia o un vertedero.
Separación Procesamiento y Transformación de Residuos Sólidos: La
recuperación de materiales separados, la separación y el procesamiento de
componentes de los residuos sólidos, y la transformación del residuo sólido,
que se produce principalmente en localizaciones fuera de la fuente de
generación de residuos, están englobados en este elemento funcional. Los
tipos de medios e instalaciones utilizados en la actualidad para la
recuperación de materiales residuales que han sido separados en el origen
incluye la recogida en acera, los centros de recogida selectiva y los centros de
recompra. La separación y el procesamiento de los residuos que han sido
separados en el origen y la separación de los residuos no seleccionados
normalmente tiene lugar en las instalaciones de recuperación de materiales,
estaciones de transferencia, instalaciones de incineración y lugares de
evacuación. El procesamiento frecuentemente incluye: la separación de
objetos voluminosos; la separación de los componentes de los residuos, por
tamaño, utilizando cribas; la separación manual de los componentes de los
residuos; la reducción del tamaño, mediante trituración; la separación de
metales férreos, utilizando imanes; la reducción del volumen por
compactación, y la incineración. Los procesos de transformación se emplean
para reducir el volumen y el peso de los residuos que han de evacuarse, y
para recuperar productos de conversión y energía.
Transferencia y transporte: comprende dos pasos: 1) la transferencia de
residuos desde un vehículo de recogida pequeño hasta un equipo de
transporte más grande, y 2) el transporte subsiguiente de los residuos,
normalmente a través de grandes distancias, aun lugar de procesamiento o
evacuación.
Evacuación: Hoy en día, la evacuación de los residuos sólidos mediante
vertederos controlados o la extensión en superficie es el destino últimos de
todos los residuos, bien sean residuos urbanos recogidos y transportados
directamente a un lugar de vertido, o materiales residuales de instalaciones de
recuperación de materiales, o rechazos de la combustión de residuos sólidos,
o compost, u otras sustancias de diferentes instalaciones de procesamiento de
residuos sólidos.
SEPARACIÓN Y PROCESAMIENTO Y TRANSFORMACIÓN DE
RESIDUOS SÓLIDOS
La separación y procesamiento de residuos no seleccionados normalmente se
produce en instalaciones de recuperación de materiales (IRM).
Separación de Residuos Sólidos en IRM
Las instalaciones de recuperación de materiales se utilizan para: 1) Procesamiento
adicional de residuos separados en origen obtenidos a partir de programas de recogida
en acera y centros de recogida selectiva y de recompra sin instalaciones de
procesamiento; 2) La separación y recuperación de materiales reutilizables y reciclables
de RSU no seleccionados; 3) Mejoras de la Calidad (Especificaciones) de los materiales
residuales recuperados.
Separación Mecánica Frente a Manual
La separación manual se utiliza casi exclusivamente para la separación de residuos
en el punto de generación. La tendencia actual es diseñar la IRM basándose en la
integración de ambas funciones de separación, manual y mecánica.
IRM para RSU no seleccionados
Se pueden separar todo tipo de componentes a partir de RSU no seleccionados. La
sofisticación de la IRM dependerá de 1) el número y tipo de componentes que hay que
separar, 2) los objetivos de desviación establecidos por el programa de recuperación de
residuos, y 3) las especificaciones a las que tienen que adecuarse los productos
separados
Procesos Unitarios Utilizados para la Separación y Procesamiento de Materiales
Residuales
Los procesos unitarios utilizados para la separación y procesamiento de residuos no
seleccionados son diseñados 1) para modificar las características físicas de los residuos
para que se puedan separar los componentes de residuos más fácilmente, 2) Para separar
el flujo de residuos componentes y contaminantes específicos, y 3) para procesar y
preparar los materiales separados para uso posteriores.
Reducción en Tamaño
Es el proceso por el que se reduce mecánicamente el tamaño de los materiales
residuales recogidos. Se utiliza el término trituración para describir las operaciones
mecánicas de reducción en tamaño. El objetivo de la reducción en tamaño es obtener un
producto final que sea razonablemente uniforme y considerablemente reducido en
tamaño comparándolo con su forma original después de la reducción en tamaño. El
equipamiento de reducción en tamaño Utilizado para el procesamiento de residuos
incluye, trituradoras, trituradoras para vidrio y trituradoras para madera.
Trituradoras
Los tres tipos más comunes de las trituradoras utilizadas para reducir el tamaño de
los RSU son: El molino de Martillos, El molino batiente o trituradora y la trituradora
cortante. Otros ejemplos de trituradoras incluyen cortadoras, cajas desintegradoras,
tambores pulverizadores y pulpers de agua.
Trituradoras para Madera
Normalmente la mayoría de las trituradoras para madera son astilladoras de madera,
utilizadas para triturar grandes trozos de madera, que se pueden usar como combustible,
y en materia más fina que puede ser fermentada.
Cribacion
Es un proceso utilizado para separar mezclas de materiales de tamaños distintos en
dos o más fracciones de tamaño mediante una o más superficies de cribado. Se puede
llevar a cabo un cribado seco o húmedo, el primero es el más común en los sistemas de
residuos sólidos. Las aplicaciones principales de los aparatos de cribado en el
procesamiento de RSU incluyen: 1) Separación de materiales grandes; 2) Separación de
materiales pequeños; 3) separación de residuos en combustibles ligeros y combustibles
pesados; 4) Recuperación de papel, Plásticos y otros materiales ligeros a partir de vidrio
y metal; 5) separación de vidrio, arenisca y arena a partir de tierra excavada en lugares
de construcción, y 7) separación de materiales gruesos a partir de ceniza de
incineración. Los tipos de cribas más frecuentemente utilizadas son las siguientes.
Las Cribas Vibratorias
Las cribas vibratorias se usan para separar materiales pequeños a partir de RSU
separados en origen y no seleccionados, y para procesar residuos de construcción y
demolición.
Cribas Giratorias
El tipo más común de criba vibratoria giratoria utilizada en el procesamiento de
residuos es el tromel. Estos se utilizan para separar materias residuales en varias
fracciones de tamaño.
Cribas de Disco
Con las cribas de discos se pueden separar diferentes residuos utilizando la misma
criba mediante el ajuste del espacio entre los discos giratorios que la componen. Las
cribas de discos tienen varias ventajas sobre otros tipos de cribas, incluyendo la auto
limpieza y la ajustabilidad del espacio de los discos sobre los ejes de conducción. Se
utilizan cribas de discos para las mismas aplicaciones que los tromeles.
Separación por Densidad
Clasificación neumática es el proceso unitario utilizando para separar materiales
ligeros, como papel y plástico, de materiales mas pesados, como metal férreo,
basándose en la diferencia de pesos de distintos en una corriente de aire que se mueve
con suficiente velocidad, se llevara los materiales ligeros, mientras los materiales
pesados caerán en sentido contracorriente.
Separación Magnética
Separación Magnética es un proceso mediante el cual se separan los metales férreos
de otros materiales residuales utilizando propiedades magnéticas. Se utiliza la
separación Magnética para recuperar materiales férreos a parir de RSU separados en
origen, no seleccionados y triturados. Usualmente se recuperan los metales férreos
después de la trituración y antes de la clasificación neumática, o después de la
trituración y clasificación neumática. Los lugares específicos donde se recuperan los
materiales férreos dependerán de los objetivos que haya que lograr, tales como
reducción del desgaste sobre el equipamiento de procesamiento y separación, grado de
pureza del productor que hay que conseguir, y eficacia de recuperación requerida.
Instalaciones para Manipulación, Transporte y Almacenamiento de Materiales
Residuales
Para manejar, mover y almacenar los materiales residuales en las IRMs, se utiliza lo
siguiente: Cintas transportadoras, instalaciones transportadoras conjuntamente con
separación manual de residuos, transportadoras neumáticas, equipamiento móvil y fijo
para manipulación de residuos, básculas e instalaciones de almacenamiento.
Transportadoras
Las transportadoras trasladan los residuos de un lugar a otro. Los tipos principales de
transportados utilizadas en la gestión de solidos se puede clasificar como bisagra,
articuladas, delantal, bandas, tornillos, vibradoras y neumáticas. Las que se utilizan
frecuentemente para manipulación de residuos sólidos son las transportadoras
horizontales e inclinadas, que llevan el material por encima de la cinta, y las
transportadoras de banda, equipadas con listones transversales para arrastrar el material.
El transporte de residuos sólidos no seleccionados y sin procesamiento con cintas
transportadoras no está ausente de problemas. Las cintas se dañan por la caída de
residuos sólidos sobre ellas, especialmente los que contienen componentes pesados que
a menudos se encuentran en los residuos urbanos. También hay problemas en los puntos
de transferencia. Se enganchan en el equipamiento cuerdas y cables de los residuos, y la
caída y desbordamientos de residuos son comunes. El retorcimiento y atascamiento de
los sistemas transportadores también han sido un problema.
Transportadoras Neumáticas
El transporte neumático se puede definir como el transporte de materiales utilizando
el aire como medio de transporte. Las transportadoras neumáticas ofrecen una
considerable flexibilidad de diseño porque se pueden trazar la tubería como sea preciso.
Equipamiento Móvil para Manipulación de Residuos
El uso de palas frontales y elevadoras para mover materiales es general en la
operación de las instalaciones de recuperación de materiales. Por ejemplo, en una
aplicación típica, los RSU no seleccionados descargados por los vehículos de recogida
sobre el suelo de recepción de una IRM son, entonces, cargados o empujados con una
pala frontal a una cinta transportadora para su procesamiento adiciona. También se
utilizan palas frontales para cargar materiales después de su procesamiento, por
ejemplo, la carga de residuos de madera triturados en camiones para su transporte a
clientes alejados del lugar.
Instalaciones de Pesaje
Las instalaciones de pesaje son una parte importante de cualquier IRM. Se utilizan
básculas de varios tipos para pesar las cantidades de residuos entregados, recuperados,
vendidos, y evacuados. Los tipos de instalaciones de pesaje utilizadas en las IRM
Varían desde basculas pequeñas para pesar las cantidades de residuos llevados por
particulares,, hasta basculas de plataforma utilizadas para pesar vehículos de recogida.
Instalaciones de Almacenamiento
Los materiales que han sido separados y procesados tienen que ser almacenados
hasta que un comprador los recoja. En algunas instalaciones, se proporciona espacio
para mostrar los materiales a los compradores, normalmente semanal o mensualmente.
La cantidad de espacio para el almacenamiento proporcionado en la IRM es establecido
por el operador del sistema IRM en coordinación con los compradores de materiales.
Aunque el tamaño de cada IRM tiene que ser considerado para el almacenamiento como
para guardar materiales procesados durante uno o tres meses.
Definición de las Funciones de la Planta
Esta planta procesadora de materiales de construcción, va a jugar un papel
importante dentro del sistema de gestión de residuos, ya que actualmente, es importante
reciclar y reusar los distintos materiales residuales de la construcción, para desarrollar
una tecnología de construcción ecológica, basada en la implementación de materiales de
construcción reciclados en la ejecución de construcciones de infraestructuras para dar
respuestas a las necesidades del ser humano a nivel nacional, y así disminuir el alto
impacto ecológico generado por este tipo de residuo urbano.
Se encargara de recuperar materiales de construcción desechados y que son
generados en las actividades relacionadas a la construcción, para el procesamiento y
reciclaje de estos, a fin de obtener productos que puedan ser utilizados para diferentes
aplicaciones dentro del campo de la construcción.
Utilizará un grupo de equipos carga para realizar la recogida, incluye no solamente la
recogida de residuos sólidos y de materiales reciclables, sino también el transporte de
estos materiales, después de la recogida al lugar donde se vacía el vehículo de recogida.
Diagramas de Flujo del Proceso
BIBLIOGRAFÍA
Tchobanoglous, G., Theisen, H., & Vigil, S. (1998 ). Gestion Integral de Residuos
Solidos. Madrid: McGraw-Hill.