tratamiento preliminar

7/31/2019 TRATAMIENTO PRELIMINAR

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Autor

ANA JUAREZ

JEJEJEJEJE


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Tratamientos preliminares

Mtodos Aplicaciones tpicas

Reduccin de tamao Trituracin de los RS no seleccionados, materialesreciclados y procesamiento de residuos de jardn

Separacin por tamao Seleccin por tamao de residuos de jardn triturados,separacin de residuos slido antes de su trituracin,separacin de vidrios de los residuos triturados

Separacin por densidad Preparacin de combustibles derivados de residuos (CDR),procesamiento de residuos no seleccionados,procesamiento de escombros de construccin

Separacin por campoelctrico y magntico

Separacin de plsticos y papel, separacin de materialesfrreos y no frreos

Densificacin Utilizacin del embalaje para cartn, papel, plsticos ylatas de aluminio, produccin de CDR densificado

Manipulacin demateriales

Transportadores para el traslado de RS y materialesrecuperados, contenedores de almacenamiento para losmateriales recuperados


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Reduccin de tamao

Equipos

Molino de martillo. Muy efectivo con materiales frgiles, es un dispositivo de impacto en elque se acoplan flexiblemente un nmero de martillos a un eje o disco central que gira a altasvelocidades (700 a 1200 rpm).

Trituradora cortante.- Uso muy extendido para el procesamiento de residuos de jardn,operan con una accin tijera en la que dos cuchillas girando en sentidos opuestos cortan losresiduos, son de baja velocidad (60 120 rpm).

Cuba trituradora.- Es esencialmente un molino de martillos mvil que se puede llevar al lugarde produccin de los residuos, se han utilizado para recortes de rboles, tocones de rboles yresiduos de construccin. Algunos modelos llevan una gra acoplada que se utiliza para sucarga.

Caractersticas del rendimiento

Los molinos no producen materiales de tamao uniforme. Materiales frgiles como el vidrio,la arena y la roca dan lugar a proporciones ms altas de partculas finas que los materiales

dctiles como metales frreos y no frreos Criterios de diseo

se basa en la carga en bruto de residuos (ton/h) y en la energa consumida. El diseo delequipo Los fabricantes de equipos trituradores ofrecen la energa para distintos niveles deproduccin.


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Requisitos de energa para la reduccin de tamao

CV

20 CV. h/ton

10 CV . h/ton

Produccin ton/h

Factores de entrada de materiales: Factores de tamao de producto:RSU: 1 Producto de 15 cm: 1,00

RSU preseleccionados: 0,65 Producto de 5 cm: 1,39

Carroceras de automviles: 2,82 Producto de 2,5 cm: 2,38

Calcularla energa necesariapara reducir 80 ton/h RSU no

selec hasta 8 cm

Solucin:

Utilizando un valor de 20CV.h/ton, un factor de entradade 0,65 y un factor de tamaode producto de 1,5 se

requerirn: 80ton/h . 20CV.h/ton . 0,65 . 1,5 = 1560 CV(1164 kw)

Ley de Kick: E = C ln(I1/l2)

E = tasa de consumo de energa, CV.h/ton; C = constante, CV.h/ton; I 1y l2= tamaos


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Separacin por tamao

Implicala separacin de una mezcla de materiales en dos o msporciones mediante el uso de una o ms superficies de criba, que seutilizan como tamaos de seleccin.

Equipos

Cribas vibratorias.- Se utilizan para separar materiales relativamentesecos como vidrio y metales, astillas de madera y fragmentos dehormign.

Cribas trmel (de tambor giratorio).- Muy verstil, consiste en unacriba de gran dimetro (normalmente 3 m), formada por un cilindrogirando sobre un eje horizontal. Se han utilizado para protegertrituradoras y para separar cartn y papel en instalaciones para larecuperacin de materiales.

Cribas de discos.- Est formada por discos giratorios entrelazadosparalelos. Los materiales que hay que separar caen entre los espacios,los materiales grandes se llevan por encima de los discos como en unacinta transportadora. Tienen como ventajas sobre la vibratorias sucapacidad de autolimpieza y de ajuste, variando el espaciamiento delos discos sobre los ejes de conduccin.


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Eficiencias de equipos de separacin

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X1 + Y1

X2 + Y2

(Para recuperar X)

(Para recuperar Y)SeparadorX0 + Y0

Recuperacin del componente X o de Y= (X1/X0). 100 % (Y1/Y0). 100 %

La funcin pureza representa la calidad del material separado en trminos de sucontaminacin por otro material:

Pureza del componente X = [(X1)/(X1 + Y1)] . 100 %

Un dispositivo ideal tendra alta recuperacin y alta pureza. Ambas cualidadespueden combinarse en el parmetro eficacia o eficiencia:

Eficiencia = [(X1/Xo) (Y1/Yo)] . 100 % = [(X2/Xo) (Y2/Yo)] . 100 %


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Criterios de diseo

Se han desarrollado varias aproximaciones emprica para el diseo de cribas, pero elmtodo ms exacto es el ensayo con los materiales que se van a cribar.Cribas vibratorias:A = (Q/Cu) . FA = rea de la criba, m2; Q = carga de criba, ton/h; Cu = capacidad de la unidad,(ton/h)/m2; F = factor de correccin por producto.Tambin se ha sugerido la siguiente ecuacin para el diseo:

Qnom = (dbD2/3)/KQnom = ton/h.m

2 de rea abierta en la cribadb = peso especfico bruto, kg/m

3D = ancho de apertura o dimetro, mK = Constante determinada experimentalmenteCribas trmel:Se basa en varios parmetros. La velocidad de rotacin est en funcin de la velocidadcrtica (c) : la velocidad en la que los materiales se centrifugan o se pegan a la superficie

de cribado:c = (1/2)g/rg = aceleracin debida a la gravedad, 9,81 m/s2r = radio del trmel, m


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Criterios de diseo

La velocidad ptima se produce cuando los materiales se voltean con unmovimiento catarata; es decir, se conducen parcialmente por la paredinterior del tambor y despus caen sobre s mismos. Idealmente la velocidadde rotacin debe estar entre 50 80 % de la velocidad crtica dependiendodel tipo de trmel. Para RSU, se han descrito velocidades de rotacin en elrango de 10 a 18 rpm.

Se han descrito ngulos de inclinacin () de 2 a 5 en sistemas funcionandocon RSU. Los diseos prcticos deben tener en cuenta la posibilidad de variarla inclinacin del trmel sobre este rango para optimizar el rendimiento.

D = [(11,36 Qm)/dbFKvg0,5tg]0,4

D = Dimetro del trmel, m

Qm = Rendimiento del trmel, kg/s

F = Factor de relleno (normalmente de 0,25 a 0,33)Kv = Factor de correccin de velocidad (1,35 para = 3 y 1,85 para = 5 )


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Criterios de diseo

Cribas de discoSe disean basndose en el rendimiento volumtrico en m3/h, en el espaciamiento de los discos, en la velocidadde rotacin de los discos y en el rea superficial. Los diseadores debern confiar en los datos de rendimientoprocedentes de plantas en operacin para verificar las especificaciones del fabricante

Parmetro Valor

Dimetro 3,5 m

Longitud de criba 4,0 m

Tamao de criba 50 mm

rea abierta de la criba 53 %

ngulo de inclinacin (variable) 3 7

Velocidad de rotacin (variable) 11 13 rpm

Caractersticas operacionales de un trmel tpico


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Separacin por densidad

Se obtienen dos componentes principales a partir de RS triturados: la fraccin ligera(papel, plsticos, orgnicos) y la pesada (metales, maderas y otros materiales inorgnicosque son relativamente densos.

Clasificador neumticoRS

Aire

RS

Altura dela etapa

Ancho

ngulo dela etapa

Aire

RS

Aire

Recto (tipo conducto) En zigzagSeccin triangular con

pulsado pasivo


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Clasificadores neumticos

Un sistema completo est formado por una o ms transportadoras de RS, elclasificador y un cicln separador para separar la fraccin ligera del aireportador.

Antes de descargar el aire portador a la atmsfera, se pasa a travs deinstalaciones para la recogida de polvo, normalmente un filtro de mangas.Alternativamente, se puede reciclar el aire del cicln separadordirectamente al clasificador neumtico, con o sin separacin de polvo.

La fraccin pesada va al lugar de evacuacin o a un sistema de recuperacinde recursos.

La fraccin ligera se puede almacenar o triturar antes de almacenar outilizarla.

El diseo de estos sistemas se base principalmente en la relacinaire/slidos (kg aire/kg residuos slidos) y en la velocidad fluidizante

necesaria. Se recomienda una relacin aire/slidos de 2 a 7. En las tablassiguiente se resumen datos de velocidad fluidizante en dependencia deltipo de clasificador y del material presente en los residuos slidos.


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Clasificadores neumticosComponente Velocidad del aire, m/min

Zigzag con garganta de 5 cm Tubo recto dimetro de 15 cm

Envolturas de plstico Menos de 122 -

Peridicos secos y triturados 122 152 106

Peridicos secos y cortados:Redondos de 2,5 cmCuadrados de 7,5 cm

152-

106106

Aglomerado de peridicos y cartn secosy triturados

183 -

Peridicos hmedos (35 %) y triturados 230 -

Cartn ondulado seco y triturado 213 230 137 152

Cartn ondulado seco y cortadoRedondos de 2,5 cmCuadrados de 7,5 cm

300-

213305

Espuma de estireno 223 305 -

Espuma de caucho (cuadrados de 1,5 cm) 670 -

Vidrio, metal y fragmentos de piedrastriturados

762 914 -

Goma maciza (cuadrados de 1,5 cm) 1067 -


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Clasificadores neumticos

Clasificador Velocidad del aire, m/min

Tasa alta dealimentacin

Tasa baja dealimentacin

Zigzag no pulsado (clasificador corto) 107 114

Zigzag no pulsado (clasificador alto) 96 131

Vlvula de lumbreras pulsado activo (clasificador alto) 120 179

Tringulos acoplados pulsado (clasificador corto) 143 221

Tringulos acoplados pulsado pasivo (clasificador alto) 239 300


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Separacin por densidadStonerEl stoner bsico consiste en una parrilla porosa vibratoria a travs de la cual se

sopla aire

Plataforma porosa inclinada (4 ) yvibratoria

Materialpesado

Materiales ligeros ypesados

Material que cae al fondo del lechoestratificado y asciende por la vibracin

Material ligero suspendido y estratificadofluye pendiente abajo

Materialligero

Suministro de aire fluidizante


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Separacin por densidad

Flotacin

Separacin de dos componentes con densidades diferentes. Porejemplo, una alimentacin con alto contenido de vidrio, producida apartir del cribado de la fraccin pesada de residuo clasificadosneumticamente despus de la separacin de metales frreos, puedesepararse de los contaminantes orgnicos mediante la inmersin en

agua en un depsito apropiado.

Separacin de metales pesados

En este proceso una alimentacin triturada que contenga un altoporcentaje de metal (principalmente aluminio), como son lascarroceras de automviles trituradas y clasificadas neumticamentedespus de haber separado los metales frreos y el vidrio, se

introduce en una corriente lquida que tiene una alta densidadespecfica


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Separacin magntica y por campo elctrico

Utilizan la propiedades elctricas y magnticas de los materialesresiduales, como son la carga elctrica y la permeabilidad magntica,para separar materiales.

La separacin magntica es la tecnologa ms comnmente utilizadapara separar metales frreos de metales no frreos.

La separacin electrosttica puede utilizarse para separar plsticos de

papeles, en base a las distintas caractersticas de carga superficial delos dos materiales.

Los equipos de disean en base a la carga en masa del flujo dematerial (ton/h), siendo, adems, el consumo de energa (KWh) unelemento tambin importante en el diseo. Como el uso deseparadores magnticos es una prctica ya establecida, se puedenutilizar con confianza las valoraciones de los fabricantes. Para eldiseo de los dispositivos electrostticos es recomendable realizarensayos pilotos.


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Densificacin (compactacin)

Es una operacin bsica que incrementa la densidad de los materiales residualespara almacenarlos y transportarlos ms eficazmente.Equipamiento

Compactadoras estacionariasEstacionarias o mviles. Cuando se llevan residuos y se cargan en unacompactadora manual o mecnica, la compactadora es estacionaria (camin derecogida de basura). Cuando la compactacin se hace con equipos desplazndoseson mviles (tractor en vertederos).Equipamiento de empacamiento

Operando con una presin alta, normalmente de 700 a 1400 KN/m2, producenbalas compactadas de residuos slidos o materiales recuperados relativamentepequeas.Los tamaos normales de las balas varan de 1,20 x 0,75 x 1,00 m a 1,80 x 0,75 x1,00 m. El peso de las balas depende del material, variando desde 500 hasta 800 kgpara los fardos pequeos y grandes de cartn ondulado.Equipamiento de peletizacinLa formacin de pelts es una tecnologa que puede utilizarse en la produccin de

combustible densificado derivado de residuos (CDRd).El material es extrado a travs de moldes de extrusin con una rueda extrusoragiratoria excntrica.


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Se puede almacenar el CDRd durante meses sin que se descomponga sise mantiene seco. Los pelets gruesos son aproximadamente de 7,5 cm por 2,5 cm2. Los

pelets finos son cilndricos, y normalmente son de 1,25 a 2 cm dedimetro por 1,25 a 2,5 cm de largo.

El rendimiento del equipamiento de empacamiento y compactacin sevalora por la reduccin en volumen porcentual y la relacin decompactacin (Vi/Vf). Esta relacin es importante para hacer un anlisis

de balance entre la relacin de compactacin y el costo global de lacompactacin. Con fines de diseo, los equipos de compactacin se clasifican para el

rendimiento en trminos de ton/h. Aunque algunos materiales compactados, tales como el plstico o el

aluminio, pueden tolerar la humedad, la mayora de los materialesdensificados deberan almacenarse en una zona cubierta protegida de lalluvia.

Como el peso especfico bruto ltimo del material es altamentedependiente del peso especfico original y el contenido en humedad delmaterial, se debera llevar a cabo un ensayo de campo o se deberavisitar una instalacin similar para confirmar el rendimiento.


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Factor Rango Observaciones

Tamao de la cmara de carga 0,76 8,4 m3 Fija el tamao mximo de los residuos que sepueden colocar en la unidad

Tiempo del ciclo 20 60 s Tiempo de recorrido del pistn desde la posicinms retractada hasta su regreso despus de la

compactacin

Desplazamiento de volumen 23 1147 m3/h Volumen de residuos que pueden ser desplazadospor el pistn en una hora

Presin de compactacin 0,02 0,07 kg/m2 Presin sobre la cara del pistn

Penetracin del pistn 10 65 Distancia en que el pistn de compactacin penetraen el contenedor de recepcin durante el ciclo de

compactacin

Relacin de compactacin 2:1 8:1 Vi/VfDimensiones fsicas de la unidad variable Afecta el diseo de la zona de servicios

Factores de diseo tpicos para equipamiento de compactacin


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Factor Valor tpico Comentario

Embaladora pequea:Tamao de bala

Tamao de motorPresin de operacin

Peso de bala

107 x 76 x 76 cm10 CV

690 KN/m2227 kg

Muy variable, depende del fabricanteCartn ondulado

Embaladora media:Tamao de bala

Tamao de motorPresin de operacinProduccin por hora

Peso de bala

157 x 114 x 76 cm75 CV

1151 KN/m25 9 ton/h

15 20 ton/hHasta 612 kgHasta 454 kgHasta 1270 kg

Muy variable, depende del fabricanteCartn ondulado

RSU no seleccionadosCartn onduladoLatas de aluminio

RSU no seleccionados

Embaladora grande:

Tamao de balaTamao de motorPresin de operacinProduccin por hora

Peso de bala

157 x 114 x 76 cm

200 CV1151 KN/m212 20 ton/hHasta 612 kgHasta 500 kgHasta 1270 kg

Muy variable, depende del fabricante

Cartn onduladoLatas de aluminioRSU no seleccionados

Factores de diseo tpicos para equipamiento de embalado


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Manipulacin de materiales

Cintas transportadoras:Es una cinta sin fin, apoyada sobre rodillos libres, antifriccin y conducida desde un extremo

por un rodillo motriz.Se utilizan para trasladar RSU no seleccionados, materiales reciclados, materiales en la lneade seleccin manual de materiales reciclados.Las cinta se hacen de goma, lona o materiales sintticos para manipular materialesreciclados que son relativamente ligeros. Para aplicaciones pesadas, como los RSU noseleccionados y los metales pesados, se usan cintas de acero.Se disean en base a la velocidad de la cinta, al rendimiento por peso, a la potencia y alespesor del material sobre la cinta. Se han utilizado velocidades de 0,05 a 0,5 m/s paracintas transportadoras metlicas y de 0,5 a 2,5 m/s para cintas transportadoras flexibles.Para determinar las necesidades de potencia de una cinta transportadora puede utilizarse:

Cvvaca = [(A + BL)/100] . Scinta

Cvvaca = Potencia para una transportadora vaca

A + B = Constantes empricas (ver tabla)L = Longitud de la transportadora, mScinta = Velocidad de la cinta, m/s

A y B entre 0,20 1,05 y 0,00140 0,00765, respectivamente para cintas transportadorascon ancho entre 35 152 cm


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Cvllano = M [(0,48 + 0,000302L)/100]CVllano = Potencia para transportar el material en llanoM = Rendimiento, ton/hCVsubida = 1,05 H M/1000CVsubida = Potencial para subir el materialH = Altura de la subida, mCVtotal = CVvaca + Cvllano + CVsubida

Transportadora para la separacin manual de residuosLa anchura mxima de la cinta, cuando la separacin se hace desde cualquiera de los lados de la cinta, esaproximadamente de 1,20 m. Las velocidades de las cintas varan de 0,075 a 0,45 m/s.Trasnportadora neumticaPueden usarse las transportadoras neumticas para trasladar materiales triturados como papel deperidico, plstico y CDR. Ofrecen una considerable flexibilidad en el diseo, porque la tubera puedetrazarse tal y como sea necesarioLos sistemas de transporte neumtico estn formados por un ventilador, un dispositivo de alimentacin,una tubera y un aparato de descarga, normalmente un cicln.Pueden operarse los sistemas al vaco o como sistemas de presin trabajando hasta 35 cm de presin deagua.Las velocidades del aire para los residuos procesados estn normalmente en el rango de 20 a 25 m/s, y larelacin materiales aire est normalmente en 0,1 kg material/kg de aire,Las velocidades necesarias para transportar astillas y virutas de madera y carbn en polvo son 15 y 25 m/s,respectivamente.


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Ecuaciones para estimar las velocidades mnimas detransporte:

Para conductos horizontales:

va = 3,048 [S/(S + 1)](0,0254 D)0,6

Para conductos verticales:

va =67,56 [S/(S + 1)](0,0254 D)0,6va = Velocidad del aire, m/s

S = Densidad especfica del material que es transportado

D = Dimetro de la partcula ms grande de la partcula quese va a transportar


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Instalaciones de recuperacin de materiales

Una IRM desarrollada para procesar residuos separados en origen puedeconcebirse como una extensin del programa de reciclaje.

El rendimiento de un programa de reciclaje generalmente se presentacomo una tasa de recuperacin de materiales o tasa de reciclaje, que es elproducto de tres factores:

Factor de composicin . Factor de recuperacin . Factor de participacin

Factor de composicin = Fraccin del componente de residuos en latotalidad de residuos

Factor de recuperacin = Fraccin del material recuperado mediante una

operacin bsica o programa de reciclajeFactor de participacin = Fraccin del pblico que participa en unprograma de reciclaje

Cuando se aplican dispositivos de separacin los factores o porcentajes derecuperacin vienen dados por los fabricantes o por experienciasprcticas.

En la tabla siguiente se presentan los factores de recuperacin para los

materiales reciclables ms frecuentemente recogidos en programas dereciclaje con separacin en el origen


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Material Porcentajes de recuperacinRango Tpico

Papel mezclado 40 60 50

Cartn 25 40 30

Plsticos mezclados 30 70 50Vidrio 70 85 65

Latas de hojalata 85 95 80

Latas de aluminio 85 - 95 90


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Uno de los elementos ms importantes en el diseo y la seleccin delequipamiento para la IRM es la preparacin para un balance demasas para determinar las cantidades de materiales que se puedenrecuperar:

Acumulacin = Entrada Salida + Generacin

Las tasas de carga apropiadas para las operaciones bsicas utilizadasen la IRM se calculan a partir de los datos obtenidos en el balance demasas. Por lo general los materiales que son separados en el origense expresan en ton/d. Las operaciones bsicas, como pueden ser lasrealizadas con transportadoras o cribas, deben especificarse enton/h; entonces para considerar la tasa en ton/h debe tenerse en

cuenta el da laborable efectivo (7 o 16 h/d). Para tener en cuenta lostiempos muertos la tasa de carga debe incrementarse entre 10 y 15%.

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