| 46 Reivindicaciones: 1. Un proceso integral e industrializado para la transformación de los Residuos Sólidos Domiciliarios (RSD) caracterizado porque consiste en las siguientes etapas: a) recolectar y disponer los RSD en la planta de tratamiento; b) preseleccionar y separar los residuos reciclables seleccionados de PET, vidrio, metal, plástico, papel y cartón; c) una etapa de molienda y desmagnetización consistente en: c.1 ) moler los RSD con un molino tipo Shcroeder de cuchillas a fin de lograr triturar, rasgar y destruir al máximo la integridad de los RSD, hasta obtener una granulometría de 1.56 cm; c.2) separar las partículas metálicas cuyo tamaño sea superior a los 2 cm2; c.3) moler los RSD por segunda ocasión con un molino de martillos a fin de triturar los RSD, hasta obtener densidades cercanas a 1 g/cm3 y granulometría cercana a 1.4-1.2 cm, sin que se reduzca el peso y contenido de líquido; c.4) moler los RSD por tercera ocasión con un molino tipo rasper que es un molino que tiene cuchillas y martillos, hasta obtener una molienda cuya granulometría es de 6 mm y la densidad es cercana a 1 g/cm3, manteniendo los líquidos y agua; d) mezclar, sanitizar e inertizar los RSD, con la incorporación desde silos de la dosificación de mezcla previamente preparada con las correspondientes cantidades de los siguientes productos por cada tonelada de residuo sólido domiciliario (RSD): 80 a 90 Kg de cemento, 30 a 40 Kg de cal, 30 a 40 Kg de yeso, 2 a 3 Kg de bentonita, 2 a 3 Kg de silicato de calcio, 2 a 3 L de clorhidrato de calcio, 2 a 3 L de peróxido de hidrógeno y 2 a 3 L de polímero líquido con base de cloruro; e) moldear el material de la etapa anterior y comprimir empleando una presión de 550 Kg/cm2 a 3.5 Ton/cm2 por un intervalo de 15 (quince) segundos para obtener un producto consistente, salubre, duro, rígido que no se quiebra, e inerte química y biológicamente; f) introducir el material de la etapa anterior a un túnel de secado y centrifugado compuesto por celdas y resistencias eléctricas que generan una temperatura promedio de 300°C, y que aunado a ventiladores circundantes, permiten que el material semihúmedo logre una mayor inertización y sanitización, además de que se seque hasta un 95%, para permitir su maniobrabilidad de empaquetado y almacenado; y g) una última etapa de paletización y almacenamiento del material obtenido. 47 2. Un sistema integral, industrializado y automatizado para la transformación de los Residuos Sólidos Domiciliarios (RSD) caracterizado porque consiste en lo siguiente: a) medios de recolección y disposición de los RSD en la planta de tratamiento; b) medios de preselección y separación de residuos reciclables seleccionados de PET, vidrio, metal, plástico, papel y cartón, a través de bandas transportadoras preselectoras de residuos reciclables; c) medios para la molienda y desmagnetización consistentes en: c.1) bandas transportadoras que trasladan los residuos de la etapa anterior; c.1.1 ) un primer molino tipo Shcroeder de cuchillas en el que se logra una disminución de volumen y una granulometría de 1.56 cm; c.2) bandas transportadoras que trasladan los residuos de la etapa anterior; c.2.1) un desmagnetizador en donde se separan partículas metálicas mayores a 2 cm2; c.3) bandas transportadoras que trasladan los residuos de la anterior; c.3.1) un molino de martillos que tritura RSD hasta obtener un tamaño de grano de entre 1.4 cm y 1.2 cm y densidades cercanas a 1 g/cm3, sin reducción de peso y contenido de líquido; c.4) bandas transportadoras que trasladan los residuos de la anterior; c.4.1) un tercer molino tipo rasper de martillos en el que se logra obtener una granulometría de 6 mm, y densidad de 1 g/cm3, logrando mantener los líquidos y agua presentes en los RSD; d) medios de mezclado, en donde el material de la etapa c.4), es trasladado a través de bandas transportadoras a una tolva y de esta tolva trasladado a través de bandas transportadoras a tinas mezcladoras-revolvedoras, en las que se incorporará desde un silo, la dosificación de una mezcla previamente preparada con los productos químicos, inertizantes, sanitizantes, aglomerantes, endurecedores e hidrofugantes, en donde dicha mezcla previamente preparada consiste por cada tonelada de residuo sólido domiciliario (RSD) de: 80 a 90 Kg de cemento, 30 a 40 Kg de cal, 30 a 40 Kg de yeso, 2 a 3 Kg de bentonita, 2 a 3 Kg de silicato de calcio, 2 a 3 L de clorhidrato de calcio, 2 a 3 L de peróxido de hidrógeno y 2 a 3 L de polímero líquido con base de cloruro, se continúa el mezclado hasta obtener una pasta moldeable, homogénea, inerte química y biológicamente, sanitizada e inolora; e) medios de moldeado, en donde la pasta moldeable obtenida en la etapa d), se le da la forma preferida mediante el empleo de moldes a los cuales se les ejerce una 48 compresión de 550 Kg por cm2 a 3.5 Ton/cm2 por un intervalo de 15 (quince) segundos; f) medios de secado, inertización y sanitización, en donde el producto obtenido en la etapa e), es introducido a través de un túnel de secado en el que se genera una temperatura promedio de 300°C, obteniendo con ello que el producto se seque hasta un 95% y haya quedado inertizado y sanitizado; y g) medios de paletización y almacenamiento. 3. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, en donde dicho sistema se puede instalar en zonas conurbanas, o dentro de los rellenos sanitarios ya instalados, o bien en las plantas de transferencia que están en operación. 4. Un producto útil en la industria de la construcción caracterizado porque comprende residuos sólidos domiciliarios (RSD) y por cada tonelada de RSD empleada para su elaboración, además comprende en forma proporcional de 80 a 90 Kg de cemento, 30 a 40 Kg de cal, 30 a 40 Kg de yeso, 2 a 3 Kg de bentonita, 2 a 3 Kg de silicato de calcio, 2 a 3 L de clorhidrato de calcio, 2 a 3 L de peróxido de hidrógeno y 2 a 3 L de polímero líquido con base de cloruro, dicho producto siendo obtenible por el proceso de la reivindicación 1. 5. El producto de conformidad con la reivindicación 4, en donde dicho producto está en forma de ladrillo, tabique o tabicón, adocreto, paneles prefabricados, tubos de drenaje profundo, separadores de carretera, ciclovías, banquetas o caminos peatonales. 6. El producto de conformidad con las reivindicaciones 4 y 5, en donde dicho producto es un producto inerte química y biológicamente. |
Objeto de la Invención
La presente invención se refiere a la forma integral de tratar y transformar industrialmente a los Residuos Sólidos Domiciliarios en material de construcción, dándoles diversos formas que sean susceptible de aplicación en la construcción de vivienda para uso habitacional humano, de oficinas, así como su empleo en el desarrollo urbano de las ciudades, comunidades y poblaciones mediante su aplicación en calles, banquetas, parques, separadores de carreteras.
Este proceso permitirá redimensionar para siempre a los Residuos Sólidos Domiciliarios que tanta contaminación y afectación producen al medio ambiente, a través de la manera en que se han venido tratando mediante su segregación y disposición final en los Rellenos Sanitarios vertederos y tiraderos a cielo abierto.
A través de este proceso integral de tratamiento que se le da a los residuos sólidos se evita que éstos produzcan tanto líquidos percolados, lixiviados, metales pesados, Gases Efecto Invernadero, proliferación y mutación de enfermedades, que afectan al medio ambiente y a la salud de las personas.
A través de este proceso integral lo que se evita es que los residuos sólidos entren a un estado de descomposición, al ser tratados desde su llegada a la planta y éstos sean transformados a través de este sistema, buscando la reestructuración molecular a través de un proceso técnico especializado de molienda y mezclado de los Residuos Sólidos Domiciliarios lo que evita la afectación, alteración y producción de daños en el medio ambiente y ecosistema de la zona perimetral que rodea la planta producidos por los gases efectos invernaderos, líquidos percolados, lixiviados, metales pesados, etc. Este proceso integral de transformación de los Residuos Sólidos Domiciliarios al evitar las masivas concentraciones de estos residuos, no requieren de una gran extensión de terreno para su instalación y operación, lo que permite instalarlas dentro de las ciudades, ya sea en las plantas de transferencia existentes, o en su caso en los rellenos sanitarios que están en operación, lo que se traduce en beneficios económicos (al disminuir el gasto de transportación, el vehículo de recolección prolonga su vida útil, utilización de menos personal), ecológicos (al evitar llevar a los residuos sólidos lugares lejanos con la subsecuente derrama de líquidos en dicho trayecto y evitar su descomposición).
El producto que se obtiene de la transformación de los Residuos Sólidos Domiciliarios, es utilizado en beneficio de la colectividad que produjo dichos residuos, al ser dedicado en la construcción de vivienda, de oficinas, escuelas, parques, baquetas, calles, separadores de carreteras, etc.
Antecedentes de la Invención
La patente de los Estados Unidos US 5,254,265 describe un sistema de disposición de basura que comprende los pasos de: a) trituración, en donde además, son separados los líquidos de los sólidos contenidos en la basura, b) un proceso de recuperación de trozos metálicos, c) un proceso de secado, d) un proceso de calentamiento para esterilización, e) un proceso de compresión para formar bloques, f) un proceso de encapsulado del material con cemento para su disposición final en el mar, g) un proceso de tratamiento de líquidos residuales, h) un proceso de tratamiento de gases residuales, en el proceso que de la presente invención, los líquidos contenidos en la basura son incorporados en el producto final, además de que dicho producto final de la presente invención no es encapsulado ni dispuesto en el mar, por el contrario el uso que se le da es para la industria de la construcción.
La solicitud de patente internacional WO 2009/147463 se refiere a un proceso para la disposición final de residuos sólidos domiciliarios de localidades insulares y costeras conformado por las etapas de: a) molienda, b) homogenización y sanitización, c) estabilización, d) moldeado, e) secado, f) encapsulado y g) disposición final en el mar, sin embargo, en el proceso descrito en dicha solicitud, no se hace referencia a un molido en tres etapas ni al tamaño de grano que se deberá alcanzar en la molienda, además de que dicho proceso está dirigido al tratamiento de residuos sólidos domiciliarios sólo de regiones insulares y costeras, y contempla los pasos adicionales de encapsulado del producto obtenido y la disposición final en el mar.
La solicitud de patente mexicana MX/a/2007/014020 se refiere a un proceso de tipo artesanal para transformar los RSD, el proceso utiliza un solo molino que no permite dar la densidad y granulometría que se requiere para poder fusionar los elementos propios de los RSD, los que al no estar fusionados con la compactación e integración molecular exacta, produce que el material resultante sea poroso, sin resistencia, fácilmente desmoronable y con poca cohesión en su estructura, por lo que no resistiría el peso y condiciones generales de uso en una construcción habitacional, o como separador de carretera, o como adocreto, asimismo, la granulometría que resulta de la molienda le da un aspecto físico desagradable puesto que se notan visiblemente los RSD semimolidos-triturados y compactados, desafortunadamente el estado de cohesión es endeble y el grado de permeabilidad es alto puesto que permite fácilmente la introducción de líquidos a su interior, debilitando su integridad y resistencia, así como de fácil introducción de microorganismos que pueden emplear este material como medio incubatorio de procreación y fecundación de nuevos microorganismos.
El proceso descrito en la solicitud de patente mexicana MX/a/2007/014020 no específica los parámetros de viabilidad en su estructura, constitución, ni integración derivado de un proceso precario, lo que da como resultado una producción incipiente de material procesado, desarrollando con esto ¡neficiencia en la transformación e incremento en el costo operativo, puesto que requiere de mayor número de personas empleadas en dicho proceso, e inexactitud respecto de la granulometría, densidad y dosificación de químicos y sanitizantes, haciéndolo un proceso caro y al mismo tiempo tardado al no determinar correctamente los tiempos y movimientos.
El proceso descrito en la solicitud de patente mexicana MX/a/2007/014020 no contempla ir disminuyendo paulatinamente la granulometría y densidad de los RSD y lo realiza en una sola molienda, lo que produce un mayor desgaste en el molino que realiza tal operación, disminuyendo su vida útil, y haciéndolo más propenso a presentar fallas operativas, lo que implica un alto costo de mantenimiento y reparación de la maquinaria, asimismo implica un mayor costo de producción derivado de un alto costo de manutención, así como desperdicio de los líquidos que integran los RSD.
En el proceso descrito en la solicitud de patente mexicana MX/a/2007/014020 no se específica la dosificación exacta de los productos químicos y sanitizantes, y son diferentes a los planteados para la presente invención.
En el proceso descrito en la solicitud de patente mexicana MX/a/2007/014020 no se especifica una etapa de compactación o valores de presión aplicada al material que se quiere obtener, lo que da como resultado un producto endeble, de fácil destrucción y poroso no apto para el uso de la industria de la construcción, además, el producto terminado debido a no tener una granulometría de 6 mm, y densidad de 1 g/cm 3 , así como una compactación adecuada, da como resultado un producto inestable con deficiencias en dureza, rigidez, compactación, además de que a simple vista se pueden ver las piezas de RSD cuasi molidas y fusionadas, lo que le adicionalmente da mala imagen y vista, en relación con su posible comercialización e introducción en el mercado.
En el proceso descrito en la solicitud de patente mexicana MX/a/2007/014020, por tratarse de una tecnología de tipo artesanal su costo operativo de transformación es altísimo lo que lo hace no viable de desarrollar en grandes magnitudes.
Los Residuos Sólidos Domiciliarios (RSD) son la basura o desperdicio generado en viviendas, locales comerciales y de expendio de alimentos, hoteles, colegios, oficinas y cárceles, además de aquellos desechos provenientes de podas y ferias libres de ciudades y pueblos. En los países desarrollados en los que cada vez se usan más envases, papel, y en los que la cultura de "usar y tirar" se ha extendido a todo tipo de bienes de consumo, las cantidades de basura que se generan han ido creciendo hasta llegar a cifras muy altas.
La producción de residuos sólidos domésticos es una variable que depende básicamente del tamaño de la población y de sus características socioeconómicas. Una variable necesaria para dimensionar el sitio de disposición final es la llamada Producción per cápita (PPC). Este parámetro asocia el tamaño de la población, la cantidad de residuos y el tiempo; siendo la unidad de expresión el kilogramo por habitante por día (Kg/hab/día).
Respecto a la Cantidad de RSD producidos desde que se tiene conocimiento los seres humanos han producido este tipo de residuos, los cuales han variado de acuerdo a la época, y lugar, yendo en aumento en forma proporcional, con el incremento de la población de las regiones la cantidad de RSD generada por habitante, hoy día es de alrededor de 1 a 1.3 kilogramos en las ciudades grandes y medianas, y algo menor en ciudades pequeñas y pueblos. En las zonas rurales se aprovechan mejor los residuos y se tira menor cantidad, mientras que las ciudades y el mayor nivel de vida fomentan el consumo y la producción de basura. Hay lugares en que la producción media es de más de 2 kilogramos por habitante y día.
Los residuos domiciliarios producidos por los habitantes comprenden basura, muebles y electrodomésticos viejos, embalajes y desperdicios de la actividad comercial, restos del cuidado de los jardines, la limpieza de las calles, etc. El grupo más voluminoso es el de las basuras domésticas.
La basura suele estar compuesta por:
Materia orgánica.- Son los restos procedentes de la limpieza o la preparación de los alimentos junto la comida que sobra. o Papel y cartón.- Periódicos, revistas, publicidad, cajas y embalajes, etc. o Plásticos.- Botellas, bolsas, embalajes, platos, vasos y cubiertos desechables, etc.
o Vidrio.- Botellas, frascos diversos, vajilla rota, etc.
o Metales.- Latas, botes, etc.
o Otros
En la Tabla 1 se muestran los porcentajes de los componentes principales de la basura: TABLA 1
En las zonas más desarrolladas la cantidad de papel y cartón es más alta, constituyendo alrededor de un tercio de la basura, seguida por la materia orgánica y el resto. En cambio si el país está menos desarrollado la cantidad de materia orgánica es mayor -hasta las tres cuartas partes en los países en vías de desarrollo- y mucho menor la de papeles, plásticos, vidrio y metales.
La composición de los residuos en orgánicos e inorgánicos varía teniendo promedios globales de entre valores de 37 al 41% para la materia inorgánica y de entre 53 al 63% de materia orgánica.
Este proceso integral de transformación de los RSD toma en cuenta, además, las variaciones según los días y las épocas del año.
En los lugares turísticos las temporadas altas suponen un aumento muy importante en los residuos producidos.
También épocas especiales como fiestas y ferias, acontecimientos deportivos importantes, etc. se notan en la cantidad de basura. En épocas anteriores cuando la población humana era baja en número el impacto negativo de los residuos sólidos domiciliarios eran casi imperceptibles con el subsecuente incremento de la población mundial y su concentración en poblados y ciudades el problema de la disposición de los residuos sólidos domiciliarios se ha transformado en un gravísimo problema de la sociedad.
Los RSD producidos por los seres humanos se clasifican de la siguiente forma en RESIDUOS ORGÁNICOS y RESIDUOS INORGÁNICOS, desde que se tiene conocimiento los seres humanos han producido este tipo de residuos, los cuales han variado de acuerdo a la época, y lugar, yendo en aumento en forma proporcional, con el incremento de la población de las regiones y el consumismo de las mismas asimismo se presentan factores importantes que determinan la producción promedio de dichos residuos, por lo que la mediciones de producción promedio las sitúan e entre 1.0 (uno punto cero) kilogramos a 1.3 (uno punto tres) kilogramos por habitante por día.
El mal manejo de los RSD puede generar las siguientes consecuencias: a. - Enfermedades provocadas por vectores sanitarios: Existen varios vectores sanitarios de gran importancia epidemiológica cuya aparición y permanencia pueden estar relacionados en forma directa con la ejecución inadecuada de alguna de las etapas en el manejo de los residuos sólidos. b. - Contaminación de aguas: La disposición no apropiada de residuos puede provocar la contaminación de los cursos superficiales y subterráneos de agua, además de contaminar la población que habita en estos medios. c- Contaminación atmosférica: El material particulado, el ruido y el olor representan las principales causas de contaminación atmosférica. d.- Contaminación de suelos: Los suelos pueden ser alterados en su estructura debida a la acción de los líquidos percolados dejándolos inutilizada por largos periodos de tiempo. e. - Problemas Paisajísticos y Riesgo: La acumulación en lugares no aptos de residuos trae consigo un impacto paisajístico negativo, además de tener en algunos caso asociado un importante riesgo ambiental, pudiéndose producir accidentes, tales como incendios, explosiones o derrumbes. f. - Salud Mental: Existen numerosos estudios que confirman el deterioro anímico y mental de las personas directamente afectadas.
Los problemas sanitarios causados por la disposición de los residuos sólidos en el suelo se deben a la reacción de las basuras con el agua y a la producción de gases, con los subsecuentes riesgos de incendios y explosiones.
Los residuos sólidos están compuestos físicamente por un 40 a 50% de agua, vegetales, animales, plásticos, desechos combustibles, vidrios, etc. Químicamente están compuestos por sustancias orgánicas, compuestos minerales y residuos sólidos peligrosos.
Las substancias líquidas y los sólidos disueltos y suspendidos tienden a percolar por la masa de residuos sólidos y posteriormente en el suelo. Este está constituido por materia sólida, aire y agua. A partir de determinada profundidad se encuentra el nivel freático donde el agua se mueve a baja velocidad de alta a baja presión horizontalmente y en dirección vertical por efecto de la gravedad, por ascensión capilar entre los granos del suelo.
Las substancias contaminantes del lixiviado al percolar a través del suelo, adquieren gran agilidad al llegar al nivel freático y puede contaminar el agua de los manantiales, las subterráneas por las fisuras y otras fallas de las rocas y suelos impermeables, a la vez de causar un efecto negativo en la calidad del suelo.
La percolación de los contaminantes depende de la permeabilidad del suelo y esta dada por el coeficiente K que en arenas es de 10 ~1 a 10 3 cm/s y en suelos arcillosos es de 10 "8 cm/s. El terreno ideal sería con un K de 10 "7 cm/s y que tenga un nivel freático de más de 3 metros. Todo lo anterior lleva a tener en cuenta el microclinna dentro del cual tenemos la lluvia que influye en los fenómenos biológicos y químicos, con el transporte de contaminantes, problemas en vías de acceso y del trabajo en si del relleno sanitario, por lo tanto el relleno debe ser drenado superficialmente por la periferia y el fondo del relleno. El viento también causa molestias, llevando los olores y el polvo a las vecindades.
La materia orgánica si no es tratada y transformada, casi de inmediato después de haber sido producida por la población, se descompone siguiendo las fases secuenciales siguientes: a. - Fase de Licuación: Es producida por los saprofitos descomponedores de la materia orgánica, la mayoría de las cuáles son bacteria que se producen rápidamente y que no son muy sensibles a los cambios de temperatura, generando altos valores de Demanda Biológica de Oxígeno- D.B.O. b. - Fase de Gasificación: Las bacterias transforman casi la totalidad de la materia orgánica en ácidos volátiles y agua. Las bacterias que forman Metano, con ayuda de enzimas intracelulares transforman parte de estos ácidos en Metano y Dióxido de carbono. c- Fase aeróbica: Inicialmente, parte del material orgánico presente en las basuras es metabolizado aeróbicamente (mientras exista disponible oxigeno libre), produciéndose un fuerte aumento en la temperatura. Los productos que caracterizan esta etapa son el dióxido de carbono, agua, nitritos y nitratos. d.- Fase anaeróbica: A medida que el oxigeno disponible se va agotando, los organismos facultativos y anaeróbicos empiezan a predominar y proceden con la descomposición de la materia orgánica, pero más lentamente que la primera etapa. Los productos que caracterizan esta etapa son el dióxido de carbono, ácidos orgánicos, nitrógeno, amoniaco, hidrógeno, metano, compuestos sulfurados (responsables del mal olor) y sulfitos de fierro, manganeso e hidrógeno.
Los ácidos, a su vez, atacan a algunos compuestos orgánicos y otros inorgánicos, generando ruptura en su composición química y molecular, dando como resultado enormes índices de Demanda Química de Oxígeno (D.Q.O.) que generan los llamados líquidos percolados que llegan a la población mediante la contaminación que se produce tanto en las aguas superficiales como con las subterráneas, afectando a la producción de alimentos por el riego en la agricultura y por el agua que beben los animales de crianza.
Además, algunos de estos productos producen reacciones químicas dentro y fuera del relleno. En consecuencia, otras reacciones similares se llevan a cabo, como resultado de la interacción de algunos subproductos de descomposición, entre ellos mismos o con las basuras con que entran en contactos. Muchos de estos productos, en la eventualidad de emerger libremente del relleno, como gases o líquidos, podrían provocar serios trastornos ambientales.
Lixiviados o Líquidos Percolados
Los residuos, especialmente los orgánicos, al ser compactados por maquinaria pesada liberan agua y líquidos orgánicos, contenidos en su interior, el que escurre preferencialmente hacia la base del relleno o basurero. La basura, que actúa en cierta medida como una esponja, recupera lentamente parte de estos líquidos al cesar la presión de la maquinaria, pero parte de él permanece en la base de la celda. Por otra parte, la descomposición anaeróbica rápidamente comienza actuar en un relleno sanitario, produciendo cambios en la materia orgánica, primero de sólidos a liquido y luego de liquido a gas, pero es la fase de licuefacción la que ayuda a incrementar el contenido de liquido en el relleno, y a la vez su potencial contaminante. En ese momento se puede considerar que las basuras están completamente saturadas y cualquier agua, ya sea subterránea o superficial, que se infiltre en el relleno, lixiviara a través de los desechos arrastrando consigo sólidos en suspensión, y compuestos orgánicos en solución. Esta mezcla heterogénea, de un elevado potencial contaminante, es lo que se denomina lixiviados o líquidos percolados.
En la Tabla 2 se muestra, según datos estadísticos, la composición de elementos promedio con los que cuentan los Líquidos Percolados producidos por los RSD: TABLA 2
Usualmente los valores de composición de los RSD se describen en términos de porcentaje en masa, también usualmente en base húmeda y contenidos tales como materia orgánica, papeles y cartones, escombros, plásticos, textiles, metales, vidrios, huesos, etc. Así como la presencia de todo tipo de contaminantes que pueden acarrear los RSD, producidos por enfermedades (sin considerar residuos hospitalarios), incluyendo animales muertos, produciéndose así la transmisión a la población de virus y bacterias, a través de los vectores de transmisión tales como perros, aves, insectos, roedores, etc.
La utilidad de conocer la composición de los RSD es fundamental para este Proceso Integral de Transformación de los RSD ya que sirve para una serie de fines, entre los que se pueden destacar los estudios de factibilidad de la transformación, empleo de químicos y sanitizantes adecuados para su transfomnación y reciclaje, así como su factibilidad de tratamiento, investigación, identificación de residuos, estudio de políticas de gestión de manejo, etc.
Es necesario distinguir claramente en que etapa de la gestión de residuos corresponden los valores de composición. Los factores de que depende la composición de los residuos son relativamente similares a los que definen el nivel de generación de los mismos.
En la Tabla 3 se muestran los distintos componentes de los que suelen estar compuestos los RSD, así como también el porcentaje de cada uno de los ellos:
TABLA 3
En el proceso de los RSD podemos distinguir cuatro etapas perfectamente marcadas y que son: a. - La generación de los RSD teniendo su origen en los domicilios, comercios. Restaurantes, centros comerciales, etc. (no contando aquellos que producen residuos industriales o peligrosos). b. - La Transportación: Es aquel que lleva, a través de vehículos especiales o no, a los residuos recogidos en el lugar de origen y los trasporta hasta los rellenos sanitarios o tiraderos determinados. c- Tratamiento y disposición: El tratamiento incluye la selección y aplicación de tecnologías apropiadas para el control y tratamiento de los residuos peligrosos o de sus constituyentes. Respecto a la disposición la alternativa comúnmente más utilizada es el relleno sanitario.
Esta tercera etapa es la que ha sufrido mayores cambios y adecuaciones conforme el paso del tiempo y el cambio de los requerimientos de las sociedades y comunidades: c.1.- Entre las primeras medidas para eliminar las catastróficas consecuencias y secuelas de la disposición final de los RSD fue incinerarlos en lugares específicos. Esta medida fue eliminada a comienzos del siglo XX, manteniendo la acumulación en dichos lugares específicos. c.2.- Los Vertederos o lugares de disposición de los RSD, eran espacios predeterminados para situar en ellos a los RSD, éstos no contaban con una base que protegiese a el subsuelo y con ella evitar que los líquidos percolados se filtrasen contaminado así a las aguas superficiales y subterráneas. c.3.- Los Rellenos Sanitarios son los lugares destinados a la disposición final de desechos o basura en el cual se toman múltiples medidas para reducir los problemas generados por otro método de tratamiento de la basura como son los tiraderos, por ejemplo, el estudio meticuloso de impacto ambiental, económico y social desde la planeación y elección del lugar hasta la vigilancia y estudio del lugar en toda la vida del vertedero, así como la prevención de filtración de líquidos percolados y lixiviados mediante el uso de una capa de geomembrana en la base del Relleno Sanitario, desafortunadamente la producción de lixiviados y percolados continúa , así como la contaminación de los mantos freáticos y el subsuelo.
En un relleno sanitario, a medida que se va colocando la basura, ésta es compactada con maquinaria y cubierta con una capa de tierra y otros materiales para posteriormente cubrirla con una capa de tierra que ronda los 40cm de grosor y sobre esta depositar otra capa de basura y así sucesivamente hasta que el relleno sanitario se da por saturado. Desafortunadamente estos procesos no disminuyen, y mucho menos eliminan los gases efecto invernadero, ni los lixiviados, ni percolados, y la potencial transmisión de elementos patógenos a la población.
En algunos países, sobretodo los desarrollados han desarrollado la cultura de separar a los residuos sólidos domiciliarios en ORGÁNICOS e INORGÁNICOS, aplicando en ellos diversos sistemas de reutilización, por ejemplo, los inorgánicos como son el pet, plástico, vidrio, metales, así como cartón y papel (para propósitos de reciclaje papel y cartón son tratados como residuos inorgánicos), los reciclan, produciendo diversos materiales con ellos que se utilizan en la vida diaria, asimismo los orgánicos, son sometidos a procesos a través de los cuáles son transformados en composta, utilizable para la agricultura, en otras ocasiones utilizan el estado de descomposición que llegue a presentarse, a fin de producir metano como combustible y medio generador de energía, con ello se disminuyen en gran medida los lixiviados y percolados, pero se mantiene la generación de Gases Efecto invernadero (GEI).
El metano es mas perjudicial para el medio ambiente que el dióxido de carbono (del orden de 21 veces), por lo que es necesario quemarlo y transformarlo en bióxido de carbono (C0 2 ), desafortunadamente no se hace en todos los países, por lo que el nivel de contaminación por metano es altísima, en los países que lo desarrollan, utilizan una serie de tubería para recuperar el metano y posteriormente quemarlo y producir energía.
Los Gases Efecto Invernadero (GEI): Son gases como el metano y el bióxido de carbono cuyas propiedades son retener el calor generado por la radiación solar y elevar la temperatura de la atmósfera.
Los GEI están integrados de la siguiente forma:
1. - DIÓXIDO DE CARBONO 40%
2. -METANO 55%
3. -OTROS 5%
De acuerdo a resultados de un Estudio de la Environmental Protection Agency (EPA), la generación de GEI es del orden de los 900 kilos de dióxido de carbono equivalente (C0 2 ) por cada 1000 kilos de RSD, lo que implica que se estaría produciendo en el Mundo alrededor de seis millones de toneladas de C0 2 por día a nivel mundial.
Por lo tanto, podemos enlistar una serie de inconvenientes que se presentan en el manejo de los RSD tanto en los vertederos, como en los rellenos sanitarios: a. - Generación de líquidos percolados,
b. - Contaminación de aguas y terrenos superficiales, así como de mantos freáticos y subsuelo por la generación de líquidos percolados y lixiviados, como consecuencia de su filtración a través de fisuras en su geomembrana, o también por rebase de la capacidad de contención debido a saturación del relleno, o incremento de lluvias en la zona.
c- Generación de GEI
d. - Generación de degradadores de la Capa De Ozono: Hay productos que por la naturaleza de su fabricación y los agentes químicos utilizados en su elaboración, generan ciertos gases que desintegran la capa de ozono. Estos gases son conocidos como clorofluorcarbonados o CFC ' s y se emplean en la fabricación de envases de unicel, como propulsores de aerosoles para el cabello, en algunas pinturas y desodorantes. Cuando los envases de estos productos son desechados a la basura se convierten en fuentes de emisión de estos gases.
e. - Gran posibilidad y riesgo de explosiones e incendios de los rellenos sanitarios, debido a la existencia de bolsas de gas y el aumento de la temperatura, de los desechos debido a su proceso de descomposición.
f. - Los contaminantes del aire, tanto gaseoso como articulado, pueden tener efectos negativos sobre los pulmones ya que en tiempos de sequía, los vientos levantan una gran cantidad de polvo que es transportado por el viento, contaminando el agua de ríos, lagos, pozos, alimentos, poblaciones cercanas, etc., debido a que estas partículas de polvo permanecen suspendidas en el aire.
g. - La generación y atracción de perros, aves, ratas, insectos, cucarachas, moscas y otros animales que transmiten enfermedades, y que se alimentan de los RSD, almacenados en los rellenos y vertederos.
h. - Contaminación visual de medio ambiente, así como generación de malos olores. i. - Degradación de los terrenos circundantes
j.- Contaminación de productos agrícolas de terrenos circundantes k.- Incremento en el costo de manejo y traslado de los RSD desde su lugar de origen, ya que se encuentran en lugares alejados.
I.- Incremento en el costo de mantenimiento de las unidades transportadoras m.- Incremento en el consumo de combustible
n.- Incremento en la contaminación ambiental generada por la combustión realizada por las unidades de recolección.
o.- Merma y caída de RSD al ser transportados a el relleno sanitario
Breve descripción de la Invención
Una primera modalidad de la presente invención se refiere a un proceso integral e industrializado para la transformación de los Residuos Sólidos Domiciliarios (RSD) en material de construcción susceptible de uso humano que consiste en las siguientes etapas:
a) Una etapa de recolección y disposición de los RSD en la planta de tratamiento; b) Una etapa de preselección y separación de residuos reciclables seleccionados de polietilentereftalato (PET), vidrio, metal, plástico, papel y cartón;
c) Una etapa de molienda y desmagnetización consistente en:
c.1) Una primer molienda con un molino tipo Shcroeder de cuchillas a fin de lograr triturar, rasgar y destruir al máximo la integridad de los RSD, hasta obtener una granulometría de 1.56 cm;
c.2) Una etapa de desmagnetización en donde se separan las partículas metálicas cuyo tamaño sea superior a los 2 cm 2 ;
c.3) Una segunda molienda, empleando un molino de martillos a fin de triturar los RSD, hasta obtener densidades cercanas a 1 g/cm 3 y granulometría cercana a 1.4 cm - 1.2 cm, sin que se reduzca el peso y contenido de líquido;
c.4) Una tercera molienda empleando un molino tipo rasper que es un molino que tiene cuchillas y martillos, hasta obtener una molienda cuya granulometría es de 6 mm y la densidad es cercana a 1 g/cm 3 , manteniendo los líquidos y agua;
d) Una etapa de mezclado, sanitización e inertización en la que se incorporarán desde silos, la dosificación de mezcla previamente preparada con las correspondientes cantidades de los siguientes productos: PRODUCTO CANTIDAD
CEMENTO 80 a 90 Kg/Ton/RSD
CAL 30 a 40 Kg/Ton/RSD
YESO 30 a 40 Kg/Ton/RSD
BENTONITA 2 a 3 Kg/Ton/RSD
SILICATO DE CALCIO 2 a 3 Kg/Ton/RSD
CLORHIDRATO DE CALCIO 2 a 3 L/Ton/RSD
PERÓXIDO DE HIDRÓGENO 2 a 3 L/Ton/RSD
POLÍMERO LÍQUIDO CON BASE DE 2 a 3 L/Ton/RSD
CLORURO e) Una etapa de moldeo empleando una presión de 550 Kg por cm 2 a 3.5 Ton por cm 2 por un intervalo de 15 (quince) segundos para obtener un producto consistente, salubre, duro, rígido que no se quiebra, e inerte química y biológicamente;
f) Una etapa de inertización y sanitización del producto obtenido en la etapa e), en donde dicho producto se pasa a través de un túnel de secado y centrifugado compuesto por celdas y resistencias eléctricas que generan una temperatura promedio de 300°C. y que aunado a ventiladores circundantes, permiten que el material semihúmedo logre una mayor inertización, además de que se seque hasta un 95%, para permitir su maniobrabilidad de empaquetado y almacenado;
g) Una última etapa de paletización y almacenamiento.
Una modalidad particular del proceso descrito en la presente solicitud es aquella en la que en la etapa d) de mezclado se emplea por cada tonelada de residuo sólido domiciliario (RSD): 90 Kg de cemento, 40 Kg de cal, 40 Kg de yeso, 3 Kg de bentonita, 3 Kg de silicato de calcio, 3 L de clorhidrato de calcio, 3 L de peróxido de hidrógeno y 3 L de polímero líquido con base de cloruro (SIKA).
Otra modalidad particular del proceso descrito en la presente solicitud es aquella en la que en la etapa d) de mezclado se emplea por cada tonelada de residuo sólido domiciliario (RSD): 80 Kg de cemento, 30 Kg de cal, 30 Kg de yeso, 2 Kg de bentonita, 2 Kg de silicato de calcio, 2 L de clorhidrato de calcio, 2 L de peróxido de hidrógeno y 2 L de polímero líquido con base de cloruro (SIKA). Otra modalidad de la presente invención se refiere a un sistema integral, industrializado y automatizado para la transformación de los Residuos Sólidos Domiciliarios (RSD) que consiste en lo siguiente:
a) Medios de recolección y disposición de los RSD en la planta de tratamiento; b) Medios de preselección y separación de residuos reciclables seleccionados de PET, vidrio, metal, plástico, papel y cartón, a través de bandas transportadoras preselectoras de residuos reciclables;
c) Medios para la molienda y desmagnetización consistentes en:
c.1 ) Bandas transportadoras que trasladan los residuos de la etapa anterior;
c.1.1) Un primer molino tipo Shcroeder de cuchillas en el que se logra una disminución de volumen y una granulometría de 1.56 cm;
c.2) Bandas transportadoras que trasladan los residuos de la etapa anterior;
c.2.1) Un desmagnetizador en donde se separan partículas metálicas mayores a 2 cm 2 ;
c.3) Bandas transportadoras que trasladan los residuos de la anterior;
c.3.1) Un molino de martillos que tritura RSD hasta obtener un tamaño de grano de entre 1.4 cm y 1.2 cm y densidades cercanas a 1 g/cm 3 , sin reducción de peso y contenido de líquido;
c.4) Bandas transportadoras que trasladan los residuos de la anterior;
c.4.1) Un tercer molino tipo rasper de martillos en el que se logra obtener una granulometría de 6 mm, y densidad de 1 g/cm 3 , logrando mantener los líquidos y agua presentes en los RSD;
d) Medios de mezclado, en donde el material de la etapa c.4) es trasladado a través de bandas transportadoras a una tolva y de esta tolva trasladado a través de bandas transportadoras a tinas mezcladoras-revolvedoras, en las que se incorporará desde un silo, la dosificación de una mezcla previamente preparada con los productos químicos, inertizantes, sanitizantes, aglomerantes, endurecedores e hidrofugantes, en donde dicha mezcla previamente preparada consiste por cada tonelada de residuo sólido domiciliario (RSD) de: 80 a 90 Kg de cemento, 30 a 40 Kg de cal, 30 a 40 Kg de yeso, 2 a 3 Kg de bentonita, 2 a 3 Kg de silicato de calcio, 2 a 3 L de clorhidrato de calcio, 2 a 3 L de peróxido de hidrógeno y 2 a 3 L de polímero líquido con base de cloruro, se continúa el mezclado hasta obtener una pasta moldeable, homogénea, inerte química y biológicamente, sanitizada e inolora; e) Medios de moldeado, en donde la pasta moldeable obtenida en la etapa d), se le da la forma preferida mediante el empleo de moldes a los cuales se les ejerce una compresión de 550 Kg por cm 2 a 3.5 Ton/cm 2 por un intervalo de 15 (quince) segundos;
f) Medios de secado, inertización y sanitízación, en donde el producto obtenido en la etapa e), es introducido a través de un túnel de secado en el que se genera una temperatura promedio de 300°C, obteniendo con ello que el producto se seque hasta un 95% y haya quedado inertizado y sanitizado; y
g) Medios de paletización y almacenamiento.
Otra modalidad de la presente invención se refiere al producto obtenible mediante el proceso de la invención, el cual es un producto útil en la industria de la construcción que comprende residuos sólidos domiciliarios (RSD) y por cada tonelada de RSD empleada para su elaboración, además comprende en forma proporcional de 80 a 90 Kg de cemento, 30 a 40 Kg de cal, 30 a 40 Kg de yeso, 2 a 3 Kg de bentonita, 2 a 3 Kg de silicato de calcio, 2 a 3 L de clorhidrato de calcio, 2 a 3 L de peróxido de hidrógeno y 2 a 3 L de polímero líquido con base de cloruro.
Así mismo, la presente invención se refiere al producto obtenido a partir del proceso anteriormente descrito, el cual es un producto inerte química y biológicamente, sanitizado, inoloro, que puede tomar la forma de ladrillo, tabique o tabicón (para construir casas de bajo costo y todo tipo de edificios), adocreto para calles y avenidas, banqueta, tubos de drenaje profundo (para urbanizar ciudades y poblados), separadores de carretera, ciclovías, banquetas o caminos peatonales. Asimismo elimina para siempre a los vertederos y rellenos sanitarios, logrando beneficios ecológicos, sociales y económicos de la región.
Breve descripción de las Figuras
Figura 1.- Se muestra en general, el funcionamiento de los vertederos y rellenos sanitarios en uso que comprende el terreno (2), con dos excavaciones, una para el depósito de los RSD (4) y otra que almacena los líquidos percolados (10), para los Rellenos Sanitarios, se tiene una capa de arcilla y la Membrana Geotextil (3), comprenden además: a) sistema de recolección de gases efecto invernadero con chimeneas en dónde se quema el metano (5), que son lanzados a la atmósfera (8); y b) sistema de recolección de líquidos percolados (9) que son bombeados a la piscina de almacenamiento (10) los RSD se cubren con una capa de tierra (6). Figura 2.- Se muestra en general el proceso de recolección y traslado al Relleno Sanitario de los RSD para su disposición final, iniciándose el proceso con el Generador (1 ), que se da en los domicilios, comercios, entre otros, por lo que los camiones recolectores (2) siguiendo su ruta van de domicilio en domicilio recopilando los RSD, pudiendo tomar el trayecto a la estación de transferencia (3) o en su caso directamente al relleno sanitario (4), en el caso de que sea llevado a la estación de transferencia los RSD pueden tener el primer tratamiento de segregación o separación (5) de los materiales reciclables, como el pet, vidrio, plástico, fierro metal, etc. Una vez hecho este tratamiento los RSD restantes son llevados al Relleno Sanitario (4) para ser depositados y confinados, en cambio los RSD reciclables, son trasladados a centros de acopio (6) para ser enviados a las empresas de reciclaje (7), para su posterior industrialización (8), o los RSD reciclables obtenidos del tratamiento pueden llegar directamente a la industria (8).
Figura 3.- Se muestra en general el proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción susceptible de uso humano. Los camiones vierten los RSD en una plataforma de descarga (1) acondicionada con bandas transportadoras (2) preselectoras de residuos reciclables, los residuos restantes pasan a través de bandas transportadoras (3) al primer molino tipo Shcroeder de cuchillas (4), posteriormente pasan a través de bandas transportadoras (5) a un desmagnetizador (6), los RSD pasan a través de bandas transportadoras (7) a una segunda molienda en donde se emplea un molino de martillos (8), posteriormente pasan a través de bandas transportadoras (9) a un tercer molino tipo rasper de martillos (10), se introduce el material molido junto con los líquidos generados a través de bandas transportadoras (11 ) a una tolva (12) y posteriormente mediante bandas transportadoras (13) a tinas mezcladoras-revolvedoras (14), en las que se incorporarán desde silos (15) la dosificación de la mezcla previamente preparada con los productos químicos, inertizantes, sanitizantes, aglomerantes, endurecedores e hidrofugantes para obtener una pasta moldeable, la cual a través del moldeo (16) y ejerciendo la compresión requerida se obtiene un producto consistente, salubre, duro rígido, e inerte química y biológicamente, el producto se pasa a través de un túnel de secado y centrifugado (17), que mediante celdas y resistencias eléctricas, genera una temperatura promedio de 300°C, la última fase del proceso se refiere a la etapa de paletización y almacenamiento (18).
Figura 4.- Se muestra en relieve la disposición de la planta empleada en el proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción susceptible de uso humano de la presente invención.
Figura 5.- Se muestra uno de los usos que se le puede dar al producto transformado a través del proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción representado por ladrillos para la construcción.
Figura 6.- Se muestra uno de los usos que se le puede dar al producto transformado a través del proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción y que se representa en adocreto, de diferentes formas y tamaño.
Figura 7.- Se muestra uno de los usos que se le puede dar al producto transformado a través del proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción y que se representa en banquetas y caminos peatonales.
Figura 8.- Se muestra uno de los usos que se le puede dar al producto transformado a través del proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción y que se representa en separadores de carretera.
Figura 9.- Se muestra uno de los usos que se le puede dar al producto transformado a través del proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción y que se representa en Paneles y prefabricados para la construcción con dimensiones y características del tipo de pantalla, o estructura de contención flexible, empleada habitualmente en ingeniería civil. Descripción detallada de la Invención
El proceso integral de transformación de Residuos Sólidos Domiciliarios en material de construcción que se propone, cambia radicalmente el concepto de tratamiento y disposición de los RSD, así como innova a la industria de la construcción en general, ya que a través de este proceso se transforma a los RSD (no importando preselección) en un material moldeable, inerte química y biológicamente, sanitizado, inoloro, que puede tomar la forma de tabique (para construir casas de bajo costo y todo tipo de edificios), adocreto para calles y avenidas, banqueta, tubos de drenaje profundo (para urbanizar ciudades y poblados), separadores de carretera. Asimismo eliminaría para siempre a los vertederos y rellenos sanitarios, logrando beneficios ecológicos, sociales y económicos de la región.
No requiere de grandes espacios para su diseño, construcción, instalación y operación, por lo que puede ser instalada dentro de los espacios que actualmente utilizan las plantas de transferencia, obteniendo así eficientización de los sistemas de recolección tanto en materia de tiempo de recolección, como en el costo que esto implica para las autoridades, al no trasladarse a lugares lejanos de la población y minimizar costos de transporte, mano de obra, desgaste de vehículos y contaminación ambiental de los vehículos.
Este proceso de transformación de los RSD, se realiza mediante un simple proceso que consiste en: a. - Recolección y disposición de los RSD en la planta de tratamiento, para ser transformados el mismo día de su recolección y disposición. b. - Los camiones vierten los RSD en una plataforma de descarga acondicionada con bandas transportadoras preselectoras de residuos reciclables como son el pet, vidrio, metal, plástico, fierro, etc., esta plataforma cuenta con mayor capacidad de volumen de recepción que un camión tradicional, con la finalidad de que los camiones descarguen todo y no se queden con nada, así como para facilitar el trabajo de selección de material reciclable, además de recibir y manejar a los RSD aún cuando aumenten de volumen al ser descargados del camión recolector. c- Los residuos restantes pasan a través de bandas transportadoras para una molienda en tres etapas, para lograr una granometría adecuada, utilizando y evitando la pérdida de los líquidos que los propios RSD tienen en su consistencia d .-Los residuos restantes pasan a través de bandas transportadoras a el primer molino tipo Shcroeder de cuchillas a fin de lograr triturar, rasgar y destruir al máximo la integridad de los RSD, incluyendo todo tipo de material que no fue preseleccionado en la etapa anterior, lográndose así una primera disminución de volumen, ya que se eliminan volúmenes de aire entre las bolsas, y el material contenido en ellas, así como se va logrando obtener una densidad de 1 g/cm 3 y una granulometría de 1.56 cm, la cual se acerca a la densidad y granulometría (masa- volumen, granulometría), perfectas para los siguientes pasos de molienda y moldeado de material de construcción, que es densidad de 1 g/cm 3 y granulometría de 6 mm del tamiz del molino. c.2.- Después de que los RSD pasan por el primer molino, las bandas transportadoras llevan los RSD a un desmagnetizador, cuya función; es separar las partículas metálicas cuyo tamaño sea superior a los 2 cm 2 , partículas que pueden ser reutilizadas en la industria metalúrgica, mediante su comercialización por peso, siendo además, el retiro de dichas partículas, benéfico a la maquinaria, puesto que alargará la vida útil de los molinos dos y tres. c.3.- Después de la primera molienda, la integridad de los RSD está muy mermada, aún así cuentan con casi toda su estructura física, completa, por lo que pasan a través de una segunda molienda, empleando un molino de martillos que lo que hace es triturar a los RSD, y reducir las cosas quebradizas como vidrio, cerámica, metal, concreto, etc. obteniendo densidades cercanas a 1 g/cm 3 y granulometría cercana a 1.4-1.2 cm, sin que se reduzca su peso y contenido de líquido modificando su estructura física, pasando de un estado sólido a un estado de tipo masa, pudiendo evaporarse algo de líquido. c.4.- Finalmente pasa a un tercer molino tipo raspar que es un molino que tiene cuchillas y martillos, que permitirá triturar los RSD al máximo obteniendo una molienda cuya granulometría y densidad es cercana al 1 g/cm 3 , logrando mantener los líquidos y agua, logrando así dar la granulometría adecuada con fragmentos de 6 mm lo que ya es perfecto para transformar el granulado en una masa semihúmeda, con las propiedades íntegras que los RSD tienen desde su recolección, exacta para el moldeado de los materiales de construcción que se pretenden obtener. El tamaño de grano obtenido en la tercera molienda deberá ser lo más cercano a 6 mm, ya que se ha podido observar que cuando se tiene un tamaño de grano mayor de 6 mm el producto final es poco consistente y tiende a desmoronarse, mientras que si el tamaño de grano es menor a 6 mm, los RSD suelen perder agua en exceso complicando el mezclado con los aglomerantes, hidrofugantes, endurecedores e inertizantes. d.- Se introduce el material molido y dichos líquidos a través de bandas transportadoras a una tolva de recepción y posteriormente mediante bandas transportadoras a tinas mezcladoras-revolvedoras, en las que se incorporarán desde silos, de acuerdo al tipo, características y cantidad de RSD que se estén transformando, la dosificación de mezcla previamente preparada con productos químicos, inertizantes, sanitizantes, aglomerantes, endurecedores e hidrofugantes para obtener una pasta moldeable, inerte química y biológicamente, sanitizada e inolora lista para ser depositada en el molde que se quiera utilizar para darle la forma de elemento de construcción que se quiera dar. Cabe hacer mención que las dosificaciones de los productos químicos, sanitizantes, aglomerantes, endurecedores e hidrofugantes, se harán de acuerdo a estudios de integración y composición de la basura previos a el proceso de la transformación de los RSD, teniendo como base que la integridad y composición de los RSD que se generen varían de un lugar a otro y de una época del año a otra, todo en relación directa con los usos y costumbres del lugar, teniendo como fundamento la concentración de residuos orgánicos e inorgánicos que compongan los RSD del lugar.
Considerando que los RSD en promedio suelen estar compuestos por valores de entre 37 al 41 % para la materia inorgánica y de entre 53 al 63% de materia orgánica, se tomará como referencia el porcentaje de materia orgánica presente en los RSD para determinar la cantidad de cada uno de los inertizantes, sanitizantes e hidrofugantes, de esta manera si se tiene la mayor cantidad de materia orgánica presente en los RSD, se agregará la mayor cantidad de inertizantes, sanitizantes e hidrofugantes establecidos en la presente invención, mientras que si se tiene la menor cantidad de materia orgánica presente en los RSD, se agregará la menor cantidad de inertizantes, sanitizantes e hidrofugantes establecidos en la presente invención y para niveles intermedios de concentración de materia orgánica presente en los RSD, la cantidad que será agregada de inertizantes, sanitizantes e hidrofugantes se hará en forma proporcional, s.e hace mención sólo de las cantidades de inertizantes, sanitizantes e hidrofugantes ha utilizar, tomando en cuenta que dichos inertizantes y sanitizantes empleados en la presente invención además tendrán la función de aglomerantes y endurecedores.
La mezcla de químicos se hará mediante una combinación de los elementos hidrofugantes, sanitizantes y endurecedores por separado en orden aleatorio los cuales se aplicarán al momento de que los RSD se introduzcan en las mezcladoras después de la molienda y cuya cantidad de cada elemento variará de acuerdo a el tipo de RSD que se esté transformando, los cuáles siempre estarán dentro de los parámetros preestablecidos en la formulación general, que a continuación se describe:
PRODUCTO FUNCIÓN CANTIDAD DE APLICACIÓN CEMENTO Sanitizante, Aglomerante, 80 a 90 Kg/Ton/RSD
Endurecedor, Inertizante
CAL Sanitizante, Aglomerante, 30 a 40 Kg/Ton/RSD
Endurecedor, Inertizante
YESO Aglomerante, Endurecedor 30 a 40 Kg/Ton/RSD
BENTONITA Aglomerante, 2 a 3 Kg/Ton/RSD
Endurecedor, Sanitizante,
Inertizante
SILICATO DE CALCIO Sanitizante, Inertizante 2 a 3 Kg/Ton/RSD CLORHIDRATO DE Sanitizante, Inertizante 2 a 3 L/Ton/RSD CALCIO PERÓXIDO DE Sanitizante, Inertizante 2 a 3 L/Ton/RSD HIDRÓGENO POLÍMERO LÍQUIDO Aditivo Hidrofugante y 2 a 3 L/Ton/RSD CON BASE DE Endurecedor
CLORURO (SIKA)
* Kg/Ton/RSD significa: Kilogramos por Tonelada de Residuos Sólidos Domiciliarios.
* L/Ton/RSD significa: Litros por Tonelada de Residuos Sólidos Domiciliarios. e. - A dicho material se le puede dar la forma que se prefiera a través de moldes y ejerciendo la compresión requerida que es de 550 Kg por cm 2 a 3.5 Ton por cm 2 por un intervalo de 15 (quince) segundos para obtener el producto deseado, convirtiéndolo en un producto consistente, salubre, duro, rígido que no se quiebra e inerte química y biológicamente. f. - Para lograr la mayor inertización y sanitización del producto terminado se pasará a través de un túnel de secado y centrifugado, mediante el cual las piezas de material producido (tabique, ladrillo, adocreto, etc.) pasarán a través de este túnel que mediante celdas y resistencias eléctricas, generará una temperatura promedio de 300°C y que aunado a ventiladores circundantes, permitirán que el material semihúmedo logre una mayor inertización, además de que se seque hasta un 95%, lo que permitirá su maniobrabilidad de empaquetado y almacenado, para ser trasladado al lugar de uso y poderlo emplear inmediatamente después de haber sido transformado y producido dicho material. La inertización y sanitización del producto terminado será certificado en las etapas de prueba, y previa a su comercialización mediante el uso de los servicios de laboratorios químico-biológicos debidamente acreditados que homologarán dichos resultados mediante el empleo en dichos estudios de los protocolos autorizados por la ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY y demás protocolos de instituciones educativas y de salud que marque la ley. g. - Por tratarse de un proceso integral, la última fase del mismo se refiere a la etapa de paletización y almacenamiento.
El proceso de la presente invención permite transformar a los RSD de una manera industrial, a gran escala con exactitud y precisión de la molienda y trituración de los RSD que da la ventaja de que al obtener la densidad y granulometría requerida, los productos que se obtienen poseen características propias e ideales para ser utilizadas en la industria de la construcción con la certeza de que la durabilidad, compactación, permeabilidad, rigidez, dureza son óptimas para dar excelentes resultados, ya que al otorgar la resistencia y compactación que se da mediante este proceso el producto resultante tiene la característica principal de ser 1.9 veces mas compacto y resistente que un tabique tradicional de acuerdo a estudios realizados por el Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto (IMCYC), permite que dichos productos puedan ser aplicados exitosamente en la industria de la construcción, dándole así un valor agregado a los RSD, convirtiéndolos en pieza clave para el desarrollo de la construcción ecológica y sustentable.
El proceso de la presente invención, se desarrolla de una manera automática en un 85% lo que permite eficientizar tiempos y movimientos, así como de dar resultados exactos en la granulometria y densidad del material a procesar, abaratando costos de transformación y disminuyendo errores en dosificación de químicos sanitizantes e inertizantes, así como de inexactitud de los requisitos de granulometria y densidad requerida, fundamentales en el proceso de fusión y aglomeración de partículas de los RSD.
En el proceso de la presente invención los líquidos contenidos en los RSD son vitales y esenciales para el correcto desempeño de esta tecnología puesto que los nutrientes y propiedades contenidas en dichos líquidos permiten que los químicos, sanitizantes y demás sustancias que se dosifican en el proceso, reaccionen de la manera esperada a fin de lograr obtener un producto inerte, sanitizado, con la compactación y fusión molecular deseada, y sobretodo con el subsecuente ahorro de agua.
En el proceso de la presente invención, al contemplarse la molienda y trituración en tres fases eficientiza esta etapa en cuanto a tiempos y movimientos, puesto que al irse procesando y disminuyendo paulatinamente los RSD, estos van disminuyendo su masa/volumen y granulometria adecuadamente logrando exactitud en las escalas de densidad y granulometria así como sin que se afecte la integridad de los molinos, permitiendo alargar su vida útil y disminuir los costos de mantenimiento preventivo y correctivo.
En el proceso de la presente invención, se específica claramente la cantidad de cada producto químico, sanitizante, hidrofugante, inertizante, aglomerante, endurecedor, que se requiere por tonelada de RSD que se quiere transformar, con la finalidad de obtener un producto inerte tanto química como biológicamente con la durabilidad, compactación, permeabilidad, rigidez y dureza óptimas para su uso en la industria de la construcción, además de que clarifica perfectamente el costo que se tiene que erogar para transformar cada tonelada de RSD, permitiendo determinar presupuestos y costeos exactos por este concepto.
En el proceso de la presente invención al determinar que la compactación que se requiere dar a el producto terminado, yendo desde el parámetro de los 550 Kg por cm 2 , hasta las 3.5 toneladas por cm 2 de presión, implica que el producto obtenido después de la molienda y mezclado con la debida dosificación de los productos químicos y demás compuestos, dan la certidumbre de obtener un producto rígido, compacto, permeable con una resistencia en 1.9 veces superior a un tabique tradicional de acuerdo a datos del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto (IMCYC).
El proceso de la presente invención, da como resultado un producto estable con dureza, rigidez y compactación adecuadas, además de que el mismo, es un producto limpio de partículas que a simple vista es agradable, y no muy diferente a una pieza de ladrillo o tabique tradicional, lo que permitirá no tener complicaciones en su introducción y posicionamiento en el mercado de la industria de la construcción.
En la tecnología de la presente invención, se realizó estudios exhaustivos microbiológicos, bacteriológicos y de microorganismos, así como de sustancias que pueden ser dañinas para el ser humano, dando como resultado ausencia microorganismos, bacterias fecales, así como de sustancias que puedan ser tóxicas o dañinas para la salud humana, haciéndolo para el uso humano.
En la tecnología de la presente invención, por tratarse de un sistema operativo integral, e industrial, ha sido planeado y diseñado para transformar 400 toneladas de RSD por día, eficientizando tiempos y movimientos, así como en la dosificación de productos químicos y sanitizantes, en el proceso, lo que permite una disminución considerable en los costos de transformación, permitiendo que los productos obtenidos sean muy económicos y competitivos respecto de los productos similares que estén en el mercado.
Los beneficios y ventajas que se obtienen a través de este proceso integral son los siguientes: Económicos: Minimizando los costos de recolección, transporte y disposición de los residuos;
Ecológicos: Preservando el medio ambiente, evitando una contaminación exponencialmente creciente;
Urbanos: Generando bienestar social a la comunidad;
Evita la descomposición y la formación de líquidos percolados, ya que el proceso trata los residuos sólidos inmediatamente después de recolectados;
Evita el proceso en la planta de transferencia;
Evita la transportación de los RSD al relleno y por supuesto la disposición final, logrando un ahorro significativo en el transporte, utilizando menos combustible y beneficiando al ambiente;
No genera líquidos percolados;
No genera metales pesados lixiviados;
Evita los malos olores por la descomposición;
Permite re-utilizar los suelos para desarrollo urbano;
Se evita la presencia de insectos, aves, roedores, perros, etc.;
No afecta a personas que vivan cerca de la planta;
No afecta a los costos de los predios ni a la agricultura;
El agua y otros líquidos que están contenidos en los RSD quedan incorporados al material, salvo muy pequeñas cantidades de agua que se puedan evaporar durante el proceso;
De acuerdo con Environmental Protection Agency (EPA), este proyecto permite la reducción de generación de GEI en el orden de 900 kilogramos de dióxido de carbono por cada 1,000 kilogramos de RSD;
Este proyecto permite la transformación de la una tonelada de RSD en 750 piezas de ladrillos al que hemos denominado RESIBLOCK;
Este proyecto opera con dos líneas de producción;
Opera en 2 turnos de 8 horas 7 días a la semana con un día de mantenimiento; Este proyecto tiene la posibilidad de transformar 400 toneladas por día lo equivalente a 12,000 toneladas de RSD al mes;
Puede reciclar todo tipo de residuos sólidos, incluyendo pañales bolsas de plástico, toallas sanitarias y otros materiales de difícil biodegradación;
Da la posibilidad de generar bonos de carbono;
Requiere un terreno de aproximadamente 5,000 metros cuadrados; Se dejará de contaminar ambiental y visualmente el entorno, dejando de tener focos de infección que se pudieran generar por la descomposición de la basura;
El producto final es un producto química y biológicamente inerte, sin metamorfosis, el cuál no afecta al medio ambiente y no permite la proliferación de animales así como puede ser reutilizable al 100% de diferentes maneras: como ladrillos, tabiques o tabicones de diferentes medidas, para la construcción de escuelas, casas de interés social, etc. a bajos costos;
El producto final puede ser útil para la construcción de caminos peatonales, aceras, ciclovías, etc.;
El producto final puede ser útil para la fabricación de paneles de diferentes tipos y medidas para la industria de la construcción (prefabricados);
El producto final puede ser útil para la fabricación de separadores de carreteras;
El producto final puede ser útil para la fabricación de tubos de drenaje profundo y alcantarillado.
Los residuos sólidos pasan de una simple disposición a un proceso químico, industrial y de ingeniería que trae consigo las siguientes características positivas:
De manejo- Transforma disposición final de los RSD, en un proceso industrial ecológicamente amistoso, terminando al 100% con el problema de los residuos domiciliarios.
Ecológicos- Reserva el medio ambiente de una contaminación exponencialmente creciente, no tiene efectos secundarios.
Urbanos- Racionaliza los desechos que se generan en el desarrollo y crecimiento de todo pueblo o ciudad, creando infraestructura.
Inmobiliarios- Resuelve los conflictos de la instalación de un vertedero o relleno sanitario respecto del valor del suelo de su entorno.
Cívicos- Minimiza la resistencia de los vecinos a la localización de una Planta de tratamiento.
Internacionales- Cumple a satisfacción los acuerdos medioambientales y reduce emisiones de carbono según el Protocolo de Kyoto.
Exportaciones- Cumple con las exigencias de las ISO 9000 y 14000.
Transporte vial- Reduce el tránsito de camiones recolectores de basura
Salud- Elimina toda la transmisión de patógenos o enfermedades derivadas de la descomposición masiva de RSD. Descripción de las Figuras:
En la Figura 1 se muestra en general, como funcionan los vertederos y rellenos sanitarios en uso por debajo del nivel del suelo (1 ) que requieren la preparación del terreno (2), que también considera las instalaciones administrativas y de mantenimiento, corresponde fundamentalmente a dos excavaciones, una en dónde serán depositados los RSD (4) y otra(s) en dónde se almacenarán los líquidos percolados (10). En el caso de los Rellenos Sanitarios, se le adiciona una capa de arcilla por el fondo y los costados para instalar sobre ella la Membrana Geotextil (3), ambas con el objeto de evitar el escurrimiento de los líquidos percolados y lixiviados al terreno y subsuelo. También previo a la disposición de los RSD se instalan sistemas de: a) recolección de gases efecto invernadero y sus chimeneas en dónde se quema el metano (5), los gases producto de la combustión (7) son lanzados a la atmósfera (8); y b) de recolección de líquidos percolados (9) los que posteriormente son bombeados a su piscina de almacenamiento (10) para su posterior tratamiento de neutralización que normalmente no se realiza. Una vez que se ha alcanzado la altura autorizada para la disposición de los RSD, éstos se cubren con una capa de tierra (6)
En la Figura 2 se muestra el diagrama de flujo general del proceso de recolección y traslado al Relleno Sanitario para su disposición final iniciándose el proceso con el Generador (1), que se da en los domicilios, comercios, entre otros, por lo que los camiones recolectores (2) siguiendo su ruta van de domicilio en domicilio recopilando los RSD, pudiendo tomar el trayecto a la estación de transferencia (3) o en su caso directamente al relleno sanitario (4), en el caso de que sea llevado a la estación de transferencia los RSD pueden tener el primer tratamiento de segregación o separación (5) de los materiales reciclables, como el PET, vidrio, plástico, fierro, metal, etc. Una vez hecho este tratamiento los RSD restantes son llevados al Relleno Sanitario para ser depositados y confinados, en cambio los RSD reciclables, son trasladados a centros de acopio (6) para ser enviados a las empresas de reciclaje (7), para su posterior industrialización (8), o los RSD reciclables obtenidos del tratamiento pueden llegar directamente a la industria (8).
En la Figura 3 se muestra en general el proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción susceptible de uso humano, este proceso de transformación de los RSD, se realiza mediante una simple serie de operaciones que consisten en: recolección y disposición de los RSD en la planta de tratamiento para ser transformados el mismo día de su recolección y disposición. Los camiones vierten los RSD en una plataforma de descarga (1 ) acondicionada con bandas transportadoras (2) preselectoras de residuos reciclables como son el PET, vidrio, metal, plástico, fierro, etc., la plataforma cuenta con mayor capacidad de volumen de recepción que un camión tradicional, con la finalidad de que los camiones descarguen todo y no se queden con nada, así como para facilitar el trabajo de selección de material reciclable, así como para recibir y manejar a los RSD aún cuando aumenten de volumen al ser descargados del camión recolector. Los residuos restantes seguirán el proceso para una molienda en tres etapas, para lograr una granometría o granulometría de 6 mm adecuada, utilizando y evitando la pérdida de los líquidos que los propios RSD tienen en su consistencia. Dichos residuos restantes entonces, pasan a través de bandas transportadoras (3) a el primer molino tipo Shcroeder de cuchillas (4), a fin de lograr triturar, rasgar y destruir al máximo la integridad de los RSD, incluyendo todo tipo de material que no fue preseleccionado en la etapa anterior, lográndose así una primera disminución de volumen, ya que se eliminan volúmenes de aire entre las bolsas, y el material contenido en ellas, así como se va logrando obtener una densidad de 1 g/cm 3 y granulometría de 1.56 cm, la cual se acerca a la densidad y granulometría perfecta para los siguientes pasos de molienda y moldeado de material de construcción, que es de 1 g/cm 3 y una granulometría de 6 mm. Después de la primera molienda, la integridad de los RSD está muy mermada, aún así cuentan con casi toda su estructura física completa, por lo que pasan a través bandas transportadoras (5) a un desmagnetizador (6) para separar cualquier elemento metálico que no haya sido segregado o molido en las etapas previas, los RSD pasan a través de bandas transportadoras (7) a una segunda molienda, en esta segunda molienda se emplea un molino de martillos (8) que lo que hace es triturar a los RSD, y reducir las cosas quebradizas como vidrio, cerámica, metal, concreto, etc., obteniendo densidades cercanas a 1 g/cm 3 y tamaño de grano de entre 1.4 cm y 1.2 cm, sin que se reduzca su peso y contenido de líquido, manteniendo su estructura molecular, pudiendo evaporarse algo de líquido. Posteriormente pasa a través de bandas transportadoras (9) a un tercer molino tipo rasper de martillos (10), que permitirá triturar los RSD al máximo obteniendo una molienda cuya granometría o granulometría es de 6 mm, y densidad de 1 g/cm 3 , logrando mantener los líquidos y agua, lo que ya es perfecto para transformar su estado físico en una masa semihúmeda, con las propiedades íntegras que los RSD tienen desde su recolección, la masa siendo ideal para el moldeado de los materiales de construcción que se pretenden obtener. Se introduce el material molido y dichos líquidos a través de bandas transportadoras (11 ) a una tolva (12) y posteriormente mediante bandas transportadoras (13) a tinas mezcladoras-revolvedoras (14), en las que se incorporarán desde silos (15), de acuerdo al tipo, características y cantidad de RSD que se estén transformando, la dosificación de una mezcla previamente preparada con los productos químicos, inertizantes, sanitizantes, aglomerantes, endurecedores e hidrofugantes para obtener una pasta moldeable, inerte química y biológicamente, sanitizada e inolora lista para ser depositada en el molde que se quiera utilizar para darle la forma de elemento de construcción que se quiera dar. Cabe hacer mención que las dosificaciones de los productos químicos, sanitizantes, aglomerantes, endurecedores e hidrofugantes, se harán de acuerdo a estudios de integración y composición de los RSD previos a el proceso de la transformación de los RSD, teniendo como base que la integridad y composición de los RSD que se generen varían de un lugar a otro y de una época del año a otra, todo en relación directa con los usos y costumbres del lugar, teniendo como fundamento la concentración de residuos orgánicos e inorgánicos que compongan los RSD del lugar. La mezcla de químicos se hará mediante una combinación de los elementos hidrofugantes, sanitizantes y endurecedores por separado en orden aleatorio los cuales se aplicarán al momento de que los RSD se introduzcan en las mezcladoras después de la molienda y cuya cantidad de cada elemento variará de acuerdo a el tipo de RSD que se esté transformando, los cuáles siempre estarán dentro de los parámetros preestablecidos en la formulación general. Al material obtenido en la etapa de mezclado se le podrá dar la forma que se prefiera a través del moldeo (16) y ejerciendo la compresión requerida que es de 550 Kg por cm 2 a 3.5 Toneladas por cm 2 por un intervalo de 15 (quince) segundos para obtener el producto deseado, convirtiéndolo en un producto consistente, salubre, duro rígido, e inerte química y biológicamente. Para lograr la mayor inertización, y sanitización del producto, se pasará a través de un túnel de secado y centrifugado (17), que mediante celdas y resistencias eléctricas, se generará una temperatura promedio de 300°C, que aunado a ventiladores circundantes, permitirán que el material semihúmedo se seque hasta un 95%, lo que facilitará su maniobrabilidad de empaquetado y almacenado, para ser trasladado al lugar de uso y poderlo emplear inmediatamente después de haber sido transformado y producido. Por tratarse de un proceso integral, la última fase del mismo se refiere a la etapa de paletización y almacenamiento (18).
En la Figura 4 se muestra en relieve la disposición de la planta empleada en el proceso proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción susceptible de uso humano de la presente invención y descrito en la Figura 3.
En la Figura 5 se muestra uno de los usos que se le puede dar al producto transformado a través del proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción y que se representa en ladrillos, tabique o tabicón, para la construcción de vivienda de bajo costo y para todo tipo de construcción, puede tener diversos tamaños de acuerdo a los modelos y estándares que se encuentren en el mercado, mediante el empleo del molde de la figura que se le quiera dar.
En la Figura 6 se muestra uno de los usos que se le puede dar al producto transformado a través del proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción y que se representa en adocreto, de diferentes formas y tamaño de acuerdo al molde que se esté empleando, para la urbanización de las comunidades mediante su uso en calles, avenidas, parques y banquetas y para la urbanización de todo tipo de desarrollos inmobiliarios construcción, puede tener diversos tamaños de acuerdo a los modelos y estándares que se encuentren en el mercado de diversas medidas y tamaños.
En la Figura 7 se muestra uno de los usos que se le puede dar al producto transformado a través del proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción y que se representa en banquetas o caminos peatonales de calles y avenidas de acuerdo a las especificaciones en tamaño y diseño de la urbanización de la comunidad, se muestran las banquetas (1 ) en ambos lados del arroyo vehicular (2) sobre el terreno (3). En la Figura 8 se muestra uno de los usos que se le puede dar al producto transformado a través del proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción y que se representa en separadores de carretera, de acuerdo a las especificaciones que la norma oficial determine se estructura con alma de acero mediante varillas armadas y posteriormente se le dará el recubrimiento y compactacion suficiente para darle fuerza y consistencia al producto.
En la Figura 9 se muestra uno de los usos que se le puede dar al producto transformado a través del proceso integral industrializado para la transformación total de residuos sólidos domiciliarios en material de construcción y que se representa en Paneles y prefabricados para la construcción con dimensiones y características del tipo de pantalla, o estructura de contención flexible, empleada habitualmente en ingeniería civil. Como su propio nombre indica, están constituidas de elementos y alma de hormigón utilizando el material reciclado en sustitución del mortero, cemento, yeso y se crea un prefabricado, con forma de paneles generalmente rectangulares, que permite ahorrar tiempo y recursos económicos en la industria de la construcción.
Realización preferente del Proceso
El proceso integral industrializado para la transformación total de Residuos Sólidos Domiciliarios en material de construcción susceptible de uso humano está diseñado para transformar los RSD de las comunidades, ciudades y metrópolis, en forma industrializada, por lo que el diseño, construcción y operación de la planta , maquinaria y tecnología, será de acuerdo a la magnitud y densidad de población de las comunidades y ciudades que apliquen esta tecnología, para lo cuál se tomará en cuenta el factor número de habitantes multiplicado por la cantidad de RSD que se producen multiplicado por 365 días que operaría la tecnología.
Se considera industrial, ya que esta tecnología transforma a los RSD en forma sistemática, automatizada en un 80% y su capacidad instalada de transformación es del orden de las 400 toneladas de RSD diariamente, con la intención y capacidad de producción de 208,000 tabiques por día, obviamente este factor de transformación puede ser variado por diversos factores, por ejemplo, de acuerdo a la zona de influencia donde se esté aplicando esta tecnología, ya que se trata de una planta transformadora construida con la base de dos líneas de producción, y de forma modular, cuyos molinos, trituradoras y demás maquinaria tienen la capacidad de transformar todo tipo de RSD, aún con selección previa o segregación, o sin ella, teniendo como base que la formulación que se aplique a la transformación se desarrollará de acuerdo al tipo de RSD que se piensan procesar, por lo que previa puesta en marcha se hará un análisis exhaustivo de la composición de los RSD. Dichos estudios se refieren a la integración y composición de los RSD previos a el proceso de la transformación de los RSD, teniendo como base que la integridad y composición de los RSD que se generen varían de un lugar a otro, y de una época del año a otra, todo en relación directa con los usos y costumbres del lugar, teniendo como fundamento la concentración de residuos orgánicos e inorgánicos que compongan los RSD del lugar y región para aplicar y dosificar los químicos, sanitizantes, inertizantes, aglomerantes, hidrofugantes, endurecedores y demás materiales e ingredientes activos que se empleen en el proceso de transformación, de acuerdo al material que se piensa producir con los RSD.
La mezcla se determina de acuerdo a el porcentaje de RSD orgánicos e inorgánicos, los primeros son los que deben de tener una transmutación de su integridad física y molecular, logrando que los microorganismos celulares que los integran sean totalmente neutralizados, anulados y aniquilados para evitar que en el futuro puedan descomponer sus sustancias orgánicas, mutar o degradarse causando daño a las personas que lo empleen, por lo que es importante determinar que las cantidades de productos químicos, sanitizante, inertizadores, endurecedores, hidrofugantes y aglomerantes se hará con base de los resultados que se obtengan de los estudios previos de la composición de los RSD, es decir, a mayor número de RSD mayor número de sanitizantes e inertizantes.
Considerando que los RSD en promedio suelen estar compuestos por valores de entre 37 al 41% para la materia inorgánica y de entre 53 al 63% de materia orgánica, se tomará como referencia el porcentaje de materia orgánica presente en los RSD para determinar la cantidad de cada uno de los inertizantes, sanitizantes e hidrofugantes, de esta manera si se tiene la mayor cantidad de materia orgánica presente en los RSD, se agregará la mayor cantidad de inertizantes, sanitizantes e hidrofugantes establecidos en la presente invención, mientras que si se tiene la menor cantidad de materia orgánica presente en los RSD, se agregará la menor cantidad de inertizantes, sanitizantes e hidrofugantes establecidos en la presente invención y para niveles intermedios de concentración de materia orgánica presente en los RSD, la cantidad que será agregada de inertizantes, sanitizantes e hidrofugantes se hará en forma proporcional, s.e hace mención sólo de las cantidades de inertizantes, sanitizantes e hidrofugantes ha utilizar, tomando en cuenta que dichos inertizantes y sanitizantes empleados en la presente invención además tendrán la función de aglomerantes y endurecedores.
El proceso integral industrializado para la transformación total de Residuos Sólidos Domiciliarios en material de construcción susceptible de uso humano debe de seguir los pasos descritos en párrafos anteriores, ya que lo que se busca a través de la trituración y molienda es la obtención de una granulometría o granometría de 6 mm y una densidad de 1 g/cm 3 , ideal para lograr la fusión molecular mediante la dosificación de los químicos, sanitizantes, inertizantes, aglomerantes, hidrofugantes, endurecedores y demás materiales e ingredientes activos se empleen en el proceso de transformación que en conjunto se logrará la obtención de un producto inerte química y biológicamente, sanitizado, consistente, salubre, duro y rígido para que pueda ser empleado en la industria de la construcción de diversas formas. El tamaño de grano de los RSD deberá ser lo más cercano a 6 mm, ya que se ha podido observar que cuando se tiene un tamaño de grano mayor de 6 mm el producto final es poco consistente y tiende a desmoronarse y/o fracturarse fácilmente, mientras que si el tamaño de grano es menor a 6 mm, los RSD suelen perder agua en exceso complicando el mezclado con los aglomerantes, hidrofugantes, endurecedores e inertizantes y por tanto haciendo más difícil la elaboración del producto final. Para verificar la resistencia, permeabilidad, durabilidad, compactación e inertiización que se menciona es necesario realizar estudios de homologación al producto transformado mediante el empleo de protocolos previamente fijados por la Environmental Protection Agency y de estudios de dureza, compactación y resistencia
El proceso integral industrializado para la transformación total de Residuos Sólidos Domiciliarios en material de construcción susceptible de uso humano se caracteriza por el empleo dosificación y aplicación de los siguientes productos químicos sanitizantes, aglomerantes, hidrofugantes y endurecedores, y que serán aplicados de acuerdo a las características propias de los RSD los cuáles varían de región a región, de época del año, de acuerdo a el porcentaje de material orgánico e inorgánico que lo integran, la cantidad de humedad que pueda llegar a tener la zona, y del tipo de producto que se pretenda producir transformando a los RSD.
Respecto de los aglomerantes se refiere a materiales capaces de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto por métodos exclusivamente físicos; los principales que se aplican a este proceso son, la bentonita, el cemento, la cal y el yeso.
PRODUCTO CANTIDAD CEMENTO 80 a 90 Kg/Ton/RSD
CAL 30 a 40 Kg/Ton/RSD
YESO 30 a 40 Kg/Ton/RSD
BENTONITA 2 a 3 Kg/Ton/RSD
Respecto de los hidrofugantes Son productos que aumentan la repelencia al agua de la superficie del material sin reducir la permeabilidad al vapor de agua. El hidrofugante líquido se dosifica en el material transformado y se adhiere a ella formando un recubrimiento que impide el ingreso del agua pero permite el paso del vapor, permitiendo con ello que el material "transpire" y sea térmico. Los hidrofugantes que se utilizarán en este proceso son: los polímeros líquidos con base de cloruro.
PRODUCTO CANTIDAD
POLÍMERO LÍQUIDO CON BASE DE 2 a 3 L/Ton/RSD
CLORURO (SIKA)
Respecto de los sanitizantes, germicidas o desinfectantes, son agentes antimicrobianos que se aplica y dosifica al material transformado a fin de destruir los microorganismos, y reducir su número a un nivel seguro, sin dañar otras formas de vida, y no debe ser corrosivo., los sanitizantes que empleamos en este proceso son: el cemento, la cal, el silicato, clorhidrato de calcio y peróxido de hidrógeno.
PRODUCTO CANTIDAD
CEMENTO 80 a 90 Kg/Ton/RSD
CAL 30 a 40 Kg/Ton/RSD
BENTONITA 2 a 3 Kg/Ton/RSD
SILICATO DE CALCIO 2 a 3 Kg/Ton/RSD de acuerdo a las características propias de los RSD los cuáles varían de región a región, de época del año, de acuerdo a el porcentaje de material orgánico e inorgánico que lo integran, la cantidad de humedad que pueda llegar a tener la zona, y del tipo de producto que se pretenda producir transformando a los RSD.
Respecto de los aglomerantes se refiere a materiales capaces de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto por métodos exclusivamente físicos; los principales que se aplican a este proceso son, la bentonita, el cemento, la cal y el yeso.
PRODUCTO CANTIDAD CEMENTO 80 a 90 Kg/Ton/RSD
CAL 30 a 40 Kg/Ton/RSD
YESO 30 a 40 Kg/Ton/RSD
BENTONITA 2 a 3 Kg/Ton/RSD
Respecto de los hidrofugantes Son productos que aumentan la repelencia al agua de la superficie del material sin reducir la permeabilidad al vapor de agua. El hidrofugante líquido se dosifica en el material transformado y se adhiere a ella formando un recubrimiento que impide el ingreso del agua pero permite el paso del vapor, permitiendo con ello que el material "transpire" y sea térmico. Los hidrofugantes que se utilizarán en este proceso son: los polímeros líquidos con base de cloruro.
PRODUCTO CANTIDAD POLÍMERO LÍQUIDO CON BASE DE 2 a 3 UTon/RSD
CLORURO (SIKA)
Respecto de los sanitizantes, germicidas o desinfectantes, son agentes antimicrobianos que se aplica y dosifica al material transformado a fin de destruir los microorganismos, y reducir su número a un nivel seguro, sin dañar otras formas de vida, y no debe ser corrosivo., los sanitizantes que empleamos en este proceso son: el cemento, la cal, el silicato, clorhidrato de calcio y peróxido de hidrógeno.
INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6)
Respecto de los endurecedores son agentes que se dosifican y aplican al material transformado para fusionar, e integrar las partículas, y moléculas que se separaron debido a proceso de molienda, mediante el empleo de estos agentes se busca acelerar, la fusión molecular, el secado, fraguado y dar consistencia al producto transformado., los endurecedores que aplicaremos a este proceso son: el cemento, el yeso, la cal, polímero con base de cloruro y la bentonita.
PRODUCTO CANTIDAD CEMENTO 80 a 90 Kg/Ton/RSD
CAL 30 a 40 Kg/Ton/RSD
YESO 30 a 40 Kg/Ton/RSD
BENTONITA 2 a 3 Kg/Ton/RSD
SILICATO DE CALCIO 2 a 3 Kg/Ton/RSD
POLÍMERO LÍQUIDO CON BASE DE 2 a 3 UTon/RSD
CLORURO (SIKA)
Respecto de los inertizantes son agentes que se dosifican y aplican al material transformado para inactivar o minimizar su potencial naturaleza química y biológica, para su posterior disposición final, se logra mediante un tratamiento químico agregando reactivos que al reaccionar con los agentes activos indeseados contenidos en los residuos forman otras sustancias inocuas y químicamente estables.
PRODUCTO CANTIDAD CEMENTO 80 a 90 Kg/Ton/RSD
CAL 30 a 40 Kg/Ton/RSD
YESO 30 a 40 Kg/Ton/RSD
BENTONITA 2 a 3 Ka/Ton/RSD PRODUCTO CANTIDAD
CEMENTO 80 a 90 Kg/Ton/RSD
CAL 30 a 40 Kg/Ton/RSD
BENTONITA 2 a 3 Kg/Ton/RSD
SILICATO DE CALCIO 2 a 3 Kg/Ton/RSD
CLORHIDRATO DE CALCIO 2 a 3 L/Ton/RSD
PERÓXIDO DE HIDRÓGENO 2 a 3 L/Ton/RSD
Respecto de los endurecedores son agentes que se dosifican y aplican al material transformado para fusionar, e integrar las partículas, y moléculas que se separaron debido a proceso de molienda, mediante el empleo de estos agentes se busca acelerar, la fusión molecular, el secado, fraguado y dar consistencia al producto transformado., los endurecedores que aplicaremos a este proceso son: el cemento, el yeso, la cal, polímero con base de cloruro y la bentonita.
PRODUCTO CANTIDAD CEMENTO 80 a 90 Kg/Ton/RSD
CAL 30 a 40 Kg/Ton/RSD
YESO 30 a 40 Kg/Ton/RSD
BENTONITA 2 a 3 Kg/Ton/RSD
SILICATO DE CALCIO 2 a 3 Kg/Ton/RSD
POLÍMERO LÍQUIDO CON BASE DE 2 a 3 L/Ton/RSD
CLORURO (SIKA)
Respecto de los inertizantes son agentes que se dosifican y aplican al material transformado para inactivar o minimizar su potencial naturaleza química y biológica, para su posterior disposición final, se logra mediante un tratamiento químico agregando reactivos que al reaccionar con los agentes activos indeseados contenidos en los residuos forman otras sustancias inocuas y químicamente estables.
INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6)
Ejemplo 1
En la planta prototipo de Cuernavaca, Morelos, México, se recolectaron los RSD y fueron introducidos a la planta de la Figura 4, en la cual se sigue el proceso descrito en la Figura 3, la cantidad de RSD procesado fue de una tonelada. Al obtener la composición porcentual de los RSD, se determino que estos contenían 63% de residuos orgánicos y 37% de residuos inorgánicos, por lo que se determinó agregar las siguientes cantidades de aglomerantes, hidrofugantes, endurecedores e inertizantes:
PRODUCTO CANTIDAD
CEMENTO 90 Kg
CAL 40 Kg
YESO 40 Kg
BENTONITA 3 Kg
SILICATO DE CALCIO 3 Kg
CLORHIDRATO DE CALCIO 3 L
PERÓXIDO DE HIDRÓGENO 3 L
POLÍMERO LÍQUIDO CON BASE DE 3 L
CLORURO (SIKA)
En la etapa de moldeo e), se fabricaron tabiques rectangulares bajo los estándares marcados por la Norma NMX-C-404-ONNCCE-2005 del Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación (ONNCCE), referente a los estándares que deben cumplir los "Bloques, Tabiques o Ladrillos y Tabicones para Uso Estructural". De dicho producto fabricado se obtuvieron 10 muestras que fueron evaluadas por el Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A. C. (IMCYC), dando los resultados mostrados en las Tablas 4 y 5. La Tabla 4 muestra, PRODUCTO CANTIDAD
CEMENTO 80 a 90 Kg/Ton/RSD
CAL 30 a 40 Kg/Ton/RSD
YESO 30 a 40 Kg/Ton/RSD
BENTONITA 2 a 3 Kg/Ton/RSD
SILICATO DE CALCIO 2 a 3 Kg/Ton/RSD
CLORHIDRATO DE CALCIO 2 a 3 L/Ton/RSD
PERÓXIDO DE HIDRÓGENO 2 a 3 L/Ton/RSD
Ejemplo 1
En la planta prototipo de Cuernavaca, Morelos, México, se recolectaron los RSD y fueron introducidos a la planta de la Figura 4, en la cual se sigue el proceso descrito en la Figura 3, la cantidad de RSD procesado fue de una tonelada. Al obtener la composición porcentual de los RSD, se determino que estos contenían 63% de residuos orgánicos y 37% de residuos inorgánicos, por lo que se determinó agregar las siguientes cantidades de aglomerantes, hidrofugantes, endurecedores e inertizantes:
PRODUCTO CANTIDAD CEMENTO 90 Kg
CAL 40 Kg
YESO 40 Kg
BENTONITA 3 Kg
SILICATO DE CALCIO 3 Kg
CLORHIDRATO DE CALCIO 3 L
PERÓXIDO DE HIDRÓGENO 3 L
POLÍMERO LÍQUIDO CON BASE DE 3 L
CLORURO (SIKA)
En la etapa de moldeo e), se fabricaron tabiques rectangulares bajo los estándares marcados por la Norma NMX-C-404-ONNCCE-2005 del Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación (ONNCCE), referente a los estándares que deben cumplir los "Bloques, Tabiques o Ladrillos y Tabicones para Uso Estructural". De dicho producto fabricado se obtuvieron 10 muestras que
INCORPORACIÓN POR REFERENCIA (REGLA 20.6) básicamente, los resultados obtenidos con respecto a la resistencia de los tabiques fabricados, así como también las dimensiones y valores de masa para 5 muestras:
TABLA 4
El ensayo realizado por el IMCYC, fue conducido de acuerdo a las Normas Mexicanas NMX-C-036-ONNCCE-2004 y NMX-C-314-1986.
La Tabla 5 muestra, básicamente, los resultados obtenidos con respecto a la absorción máxima de agua de los tabiques fabricados, así como también los valores de masa seca y los valores de Masa Saturada y Superficialmente Seca (M.S.S.S.) para 5 muestras.
TABLA 5
El ensayo realizado por el IMCYC, fue conducido de acuerdo a las Normas Mexicanas NMX-C-037-ONNCCE-2005; NMX-C-314-1986 y NMX-C-404-ONNCCE- 2005.
Los ensayos realizados por el IMCYC, de acuerdo a los resultados presentados en las Tablas 4 y 5, demuestran que el producto obtenido mediante el proceso de la presente invención cumple los estándares establecidos por la industria de la construcción, ya que la resistencia del producto de la presente invención se encuentra por arriba del mínimo requerido, siendo 1.9 veces mayor que la requerida. La resistencia mínima a compresión para tabiques de acuerdo a la norma NMX-C-404-ONNCCE-2005 es de 100 Kgf/cm 2 .
Así mismo, la absorción máxima de agua del producto de la presente invención es menor comparada con la establecida por la industria de la construcción. La absorción máxima de agua para tabiques de acuerdo a la norma NMX-C-404- ONNCCE-2005 es del 15%.
Adicionalmente, muestras del producto fueron enviadas al Laboratorio ONSITE para el estudio y evaluación de la inertización y sanitización del mismo, dicho laboratorio está acreditado y emplea los protocolos autorizados por la ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (EPA) y demás protocolos de instituciones nacionales y de salud que marca la ley. Los resultados de las diferentes pruebas químico-biológicas son presentados en la Tabla 6.
TABLA 6
PARAMETRO METODO ANALITICO UNIDADES RESULTADO |
CROMATOGRAFIA
2,4-D EPA 615-1995 mg/L <0.01 40.96
Hexaclorobenceno EPA 8260 B-1996 mg/L <0.01 14.60
Cloruro de vinilo EPA 8260 B-1996 mg/L <0.01 16.36
Benceno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Bromoclorometano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Bromodiclorometano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Tetracloruro de carbono EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Clorobenceno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Cloroetano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Clrorformo EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Clorometano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,2-D¡bromo-3-cloropropano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,2-D¡bromo etano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Dibromometano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,2-Diclorobenceno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,3-D¡clorobenceno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,4-Diclorobenceno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Diclorodifluorometano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,1-Dicloroetano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,2-Dicloroetano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,1-Dicloroeteno EPA 8260-2006 mg/L <0.01 cis-1 ,2-Dicloroeteno EPA 8260-2006 mg/L <0.01 trans-1 ,2-D¡cloroeteno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,2-Dicloropropano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,1-Dicloropropeno EPA 8260-2006 mg/L <0.01 cis-1 ,3-Dicloropropeno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Etilbenceno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Hexaclorobutadieno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Cloruro de metileno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Naftaleno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Estireno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,1 ,1 ,1 -Tetracloroetano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,1 ,1 ,2-Tetracloroetano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 , 1 ,2,2-Tetracloroetano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Tetracloroeteno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Tolueno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,2,4-Thclorobenceno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,1 ,1-Tricloroetano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,1,2-Tricloroetano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Tricloroeteno EPA 8260-2006 mg/L <0.01 triclorofluorometano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
1 ,2,3-Tricloropropano EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Cloruro de vinilo EPA 8260-2006 mg/L <0.01 m-Xileno EPA 8260-2006 mg/L <0.01
Xilenos totales EPA 8260-2006 mg/L <0.01 TABLA 6, continuación
PARÁMETRO MÉTODO ANALÍTICO UNIDADES RESULTADO I
ABSORCIÓN ATÓMICA
Arsénico EPA 7061 A- 1986 mg/L 0.008 0.01
Bario EPA 7080A-1994 mg/L 0.820 0.02
Cadmio EPA 7130-1994 mg/L <0.05 0.10
Cromo total EPA 7190-1986 mg/L <0.05 0.01
Mercurio (líquidos) EPA 7470-1994 mg/L <0.0005 0.10
Plata EPA 7760-1986 mg/L <0.025 0.03
Plomo EPA 7420-1986 mg/L <0.1 0.00
Selenio EPA 7741 A- 1994 mg/L <0.001 0.01
FISICOQUÍMICOS
Corrosividad SAE 1020 EPA 1 110-1996 mm/año NA 10.90
Inflamabilidad EPA 1010 A-1986 °C NA 5.50
Ácido Sulfhídrico EPA 9030 B-1996 mg/Kg <26
MICROBIOLOGIA AGUA RESIDUAL
Escherichia Coli NOM-004-SEMARNAT-2002 NMP/g <3
Coliformes totales NOM-112-SSA1-1994 UFC/g <10 3.00
Coliformes fecales NOM-004-SE ARNAT-2002 NMP/g <3 3.00
Salmonella NOM-004-SEMARNAT-2002 NMP/g <3 3.00
Hongos NOM-112-SSA1-1994 UFC/g <10 3.00
Levadura NOM-112-SSA1-1994 UFC/g <10 3.00
Mesófilos aerobios NOM-092-SSA1-1994 UFC/g 1.60E+03 3.00
NOTAS
NO APLICA
ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY
I INCERTIDUMBRE (%)
NMX NORMA MEXICANA
NOM NORMA OFICIAL MEXICANA
SSA SECRETARIA DE SALUD
NMP NÚMERO MÁS PROBABLE
UFC UNIDADES FORMADORAS DE COLONIA
De acuerdo a los resultados presentados en la Tabla 6, se desprende que el producto obtenido mediante el proceso de la presente invención, es un producto inerte química y biológicamente, ya que en prácticamente todos los parámetros evaluados se tiene la ausencia o, en dado caso, presencia en mínima cantidad de contaminantes o microorganismos, por lo que se cumplen los estándares establecidos por instituciones tales como: EPA, SEMARNAT, SSA, etc., encargadas de regular el índice de contaminantes permisibles. La presente invención ha sido descrita suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en la materia pueda reproducir y obtener los resultados mencionamos en la presente descripción. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de la técnica que compete la presente invención podrá ser capaz de hacer modificaciones y substituciones sin alejarse del espíritu de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.