Implementación de tecnología plasma

1. TECNOLOGÍA PLASMA PARA EL MANEJO
INTEGRADO DE RESIDUOS SÓLIDOS
MOMENTO INDIVIDUAL
JOHANN CAMILO MORENO ZAMUDIO
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
MANIZALES
2017

2. INTRODUCCIÓN
El crecimiento de la población en Colombia según proyecciones realizadas por el
Departamento Administrativo Nacional de Estadística DANE, nos muestran un crecimiento
poblacional considerable con una proyección para el año 2018 de 49.834.727 habitantes y
para el año 2020 con 50.912.429 habitantes siendo un 2.2% de crecimiento poblacional
proyectado para 2 años los cuales se irán incrementando de manera exponencial. Este
incremento poblacional elevará el uso y la demanda de recursos naturales tales como el suelo,
agua, aire, alimento entre otros. Sumado a esto, día tras día se implementarán nuevos hábitos
de consumo que traerán consigo elevados volúmenes de residuos sólidos colapsando los
rellenos sanitarios disponibles y ocasionando problemas sanitarios que afectarán el bienestar
social.
Los entes gubernamentales gestionan permanentemente sus PGIRS en pro de solucionar la
problemática ambiental que estamos enfrentando a causa de los mismos. Actualmente, según
cálculos estimados por la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios (SSPD),
para el 2015, el 81% de los residuos sólidos eran dispuestos en rellenos sanitarios los cuales
son los espacios que reúnen unas características adecuadas y trabajan técnicas avanzadas.
Para el caso de Colombia, el relleno sanitario que recibe un mayor volumen es el relleno de
Doña Juana con 6.307,71 Ton/día.
Este tipo de tecnologías implementadas para el tratamiento de residuos sólidos presentan
fallas tanto en su control como en sus procesos ocasionando problemáticas tanto ambientales
como problemas a las comunidades vecinas. Presentamos la tecnología plasma como una
solución viable para la gestión de gestión de los residuos sólidos a nivel mundial
convirtiéndolos en una fuente para la generación de energía la cual cada vez tendrá una mayor
importancia.
JUSTIFICACIÓN
Este trabajo se elaboró con el propósito de brindar una herramienta para la toma de decisiones
al momento de seleccionar la tecnología más avanzada para el tratamiento y disposición final

3. de los residuos sólidos generados por la humanidad ya que en la actualidad se trabajan
diferentes técnicas para el manejo de estos las cuales contribuyen de manera lenta. Día tras
día gracias al crecimiento demográfico y a los cambios en hábitos de consumo estos residuos
se han incrementado de manera exponencial motivo por el cual debemos implementar
tecnología eficiente y amigable con el medio ambiente que contribuya a solucionar de manera
inmediata dicha problemática.
OBJETIVO
Presentar una herramienta tecnológica para el manejo y disposición final de los residuos
sólidos con potencial para la generación de energía amigable con el medio ambiente.
HIPÓTESIS
Si se logra implementar un plan de gestión integral de residuos sólidos que incluyera
educación ambiental, clasificación, recolección, traslado, tratamiento y disposición final
introduciendo el sistema plasma que cumpla con los requerimientos y expectativas que tiene
la comunidad colombiana y a su vez se recurra a la integridad de la ley en todo este proceso,
se lograrían perfeccionar los resultados, el impacto y la gestión a la problemática de la mala
disposición de dichos residuos.

4. ESTADO DEL ARTE: TECNOLOGÍA PLASMA
Fuente: Tomado y modificado de Teoría del saber, gasificación por plasma
Plasma, también conocido como el cuarto estado de la materia se basa en un principio físico
donde a través del aporte de energía hay un cambio en el estado de la materia por ejemplo de
sólido a líquido y de líquido a gaseoso. Si a un gas se aporta energía adicional, éste se ioniza
por la mayor energía y se convierte en plasma.
Este fue descubierto en 1928 por Irving Langmuir. No es un estado raro ya que más del 99%
de la materia evidente se encuentra en estado de plasma. En la Tierra lo podemos apreciar
por ejemplo en relámpagos o en las luces polares en el Ártico y la Antártida (Aurora Boreal)
Durante un eclipse del Sol, el plasma lo podemos observar en la corona solar.

5. Fuente: plasmatreat, tecnología del plasma
Tecnología de plasma para los residuos
La implementación de la tecnología de plasma trae consigo una serie de beneficios ya que
permite la destrucción de todo tipo de residuos incluidos los más difíciles, como neumáticos,
residuos peligrosos, sedimentos, plásticos, etc. Con temperaturas superiores a los 1.500
grados, adicional permite la generación de energía que podríamos aprovechar. Al
implementar esta tecnología contaríamos con un sistema moderno, limpio, eficiente y de la
larga duración. Su desarrollo se encuentra en una fase inicial.
Actualmente, esta tecnología es utilizada para la destrucción de desechos peligrosos gracias
que es una técnica limpia y eficiente. Por ello, varias empresas en otros países utilizan este
sistema como método de valorización de residuos urbanos (toda práctica que permita la
disposición de los recursos incluidos en los residuos sin poner en riesgo la salud humana y
sin emplear técnicas que puedan generar daños al medio ambiente).
El sistema plasma se fundamenta en un reactor con antorchas a las cuales se les aplica energía
eléctrica de alto voltaje junto con algún tipo de gas, como oxígeno, nitrógeno o argón. Este
proceso genera temperaturas cercanas a las de la superficie del Sol con más de 1.500ºC
llegando al estado de plasma donde sus átomos han perdido o ganado electrones. De esta
manera, los enlaces de las moléculas se rompen, destruye las moléculas estables

6. desintegrando el residuo original. La materia orgánica residual se transforma en un gas de
síntesis conocido como “syngas” compuesto por hidrógeno y monóxido de carbono que
puede ser manipulado para generar energía o combustibles líquidos. Para el caso de los
residuos inorgánicos, estos se funden en el fondo del reactor convirtiéndose en un material
vitrocerámico con el cual se pueden fabricar productos abrasivos, lana mineral (aislantes de
alta temperatura) o relleno para las vías.
A diferencia de los otros tratamientos térmicos hacia los residuos (incineración, pirólisis,
gasificación, etc.) y gracias a que no se trata de un proceso de combustión sino de atomización
de la materia, no se presentan emisiones contaminantes a la atmósfera (dioxinas entre otras)
ni cenizas, solo quedan gases simples y un sólido inerte vitrificado.
En la actualidad solo en Japón, Canadá, Francia y España, estas instalaciones emplean
tecnología desarrollada por la empresa canadiense RCL junto con las antorchas de plasma
producidas por la empresa francesa Europlasma, mediante las cuales logran temperaturas
entre tres mil y ocho mil grados. La inversión global asciende a 26 millones de euros.
En España, la localidad palentina de Carrión de los Condes actualmente autorizó la
construcción de una planta, para reciclar neumáticos. El municipio coruñés de As
Somozas inició la construcción de una planta con tecnología plasma de la empresa
estadounidense Solena para eliminar residuos industriales como pinturas, disolventes y
neumáticos. Esta planta tuvo un costo de 60 millones de euros y cuenta cn la capacidad de
eliminar seis toneladas de basura/hora y producirá 15 megavatios de electricidad los cuales
son suficientes para suministrar energía a 15.000 viviendas.
METODOLOGÍA
El desarrollo de este trabajo parte en la búsqueda de la tecnología más adecuada para el
manejo de los residuos sólidos originados por el ser humano la cual debe ser una tecnología
eficiente y amigable con el medio ambiente. Esta búsqueda tiene como objetivo conseguir
una descripción de resultados alcanzados en diferentes países descritos por diferentes autores

7. expertos en el tema para así conocer la viabilidad de su futura implementación en el territorio
colombiano.
RESULTADOS ESPERADOS
Según la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios (SSPD), en su informe de
disposición final de Residuos Sólidos para el año 2015, nos informa que en el año 2014 la
generación nacional de residuos sólidos fue superior a 24.342 Ton/día y aproximadamente
47.661.368 toneladas al año de los cuales un bajo porcentaje es reciclado (20% promedio).
El relleno sanitario es el sistema más utilizado en Colombia para la disposición final de
dichos residuos seguido por los rellenos sanitarios, el compostaje, la incineración, la
digestión anaerobia y gasificación. De estos residuos sólidos generados se estima que el
93,8% tendrán como destino final un relleno sanitario. En Junio de 2016 se estableció el
decreto 596 de 2016 donde se formaliza el oficio de los recicladores.
Nosotros como habitantes de este planeta debemos contribuir con su cuidado ya que es
nuestro hogar. Debemos adquirir ciertas costumbres y hábitos para alcanzar buenos
resultados de la siguiente manera:
1. Cambiar nuestros hábitos de consumo haciendo compras de productos e insumos
necesarios y que estos no vallan a ser perjudiciales para el medio ambiente.
2. Se debe implementar la reutilización de productos prolongando su vida útil (Ejemplo: los
envases, las bolsas plásticas, las cajas de cartón entre otros).
3. Es necesario implementar hábitos del reciclaje. Contamos con un gran porcentaje de
materia orgánica a la que podemos realizarle tratamientos como el compostaje que
contribuye en el enriquecimiento de nuestros suelos. En la tabla 1 Nastar D., con su
Gestión integral de residuos sólidos en Colombia nos señala la siguiente caracterización
para para los residuos sólidos en Colombia:

8. Tabla 1. Composición de los residuos sólidos en Colombia
COMPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS
SÓLIDOS
Orgánicos 65%
Papel y cartón 5%
Plástico 14%
Vidrio 4%
Caucho 1%
Metal 1%
Textiles 3%
Otros 5%
Patógenos peligrosos 2%
Fuente: Nastar D., Gestión integral de residuos sólidos en Colombia
Esta tecnología implementada en nuestro país para el manejo y disposición de residuos
sólidos es un aporte INNOVADOR debido a que esta es una técnica reconocida
mundialmente como una tecnología limpia en la que es posible tratar todo tipo de residuos
incluidos los residuos peligrosos (RESPEL). Según Moustakas como citó González “La
antorcha del plasma opera a altas temperaturas entre 5,000 y 10.000°C y puede procesar todo
tipo de residuos a presión atmosférica. Sólidos municipales, tóxicos, médicos,
biológicoinfecciosos, industriales y desperdicios nucleares. Esta tecnología No produce
cenizas ya que a más de 5.000°C todas las moléculas orgánicas son desintegradas y solo la
mezcla de H2
+ CO permanece a altas temperaturas. A temperaturas tan altas la
desintegración es absoluta. Los elementos que mantienen su estructura son precipitados y
pueden ser comercializados como subproductos para relleno de carreteras. La tecnología
plasma se emplea para la fabricación de baldosas, aglutinante entre otros.
Experiencias de plantas con tecnología Plasma para tratamiento de residuos sólidos en
funcionamiento se citan como casos de éxito. En Yoshii - Japón, el gobierno entre 1999-2000
desarrolló una planta piloto de tamaño comercial y certificó la tecnología. La planta fue
terminada en julio de 2002. Esta planta usa residuos automotrices triturados como
combustible, con una capacidad aproximada de 165 ton/día, diseñada para correr con un 50%

9. de humedad de residuos sólidos urbanos pero puede procesar cerca de 300 ton/día al 100%
de Residuos sólidos según Westinghouse Plasma Corporation (WPC), la tecnología de
Gasificación por plasma. La planta de energía renovable de Tees Valley Air Products ha
iniciado la construcción de la instalación de energía renovable de Tees Valley. Air Products
ha comprado el gasificador de la planta, un G65, de Westinghouse Plasma Corporation
(WPC) y su puesta en marcha fue prevista para el 2014. La planta procesa 1.000 Ton/día de
Residuos Sólidos Urbanos y genera electricidad a través una isla de energía de ciclo
combinado (combinación de una o varias turbinas de gas, un generador de vapor de
recuperación de calor y una turbina de vapor). Se considera la tecnología más eficiente para
la conversión de gas en electricidad. Esta planta emplea tecnologías de saneamiento de
syngas para garantizar que el gas de síntesis cumple con las especificaciones más exigentes
de las turbinas de gas. Las emisiones de la isla de potencia son muy similares a las de una
planta tradicional de quemado de gas natural de ciclo combinado. Air Products ha recibido
la aprobación ambiental del Gobierno del Reino Unido.
Como mencionaba anteriormente, en nuestro país se generan 47.661.368 Ton/año de residuos
sólidos dispuestos en rellenos sanitarios que gracias al crecimiento demográfico y a los
hábitos de consumo se elevarán exponencialmente colapsando dichos rellenos. Colombia es
un país con una gran riqueza ambiental. Considero necesario brindar capacitaciones a la
población para que realicen una clasificación pertinente a sus residuos sólidos y se pueda
disponer adecuadamente de ellos. El 70% correspondiente a la materia orgánica (Orgánicos,
papel y cartón) deben recibir un tratamiento de compostaje para reintegrar sus nutrientes a
los suelos. El 1% correspondiente a metales son fácilmente reutilizables. El 29% (13.821797
Ton/año) correspondiente a plásticos, vidrio, caucho, textiles, patógenos y otros, hay
elementos que son posibles de reciclar pero por sus altos volúmenes y saturación al entorno
debemos desaparecer. La tecnología plasma contribuiría de manera significativa a solucionar
estos inconveniente al ser una tecnología limpia que traería consigo beneficios ambientales
y energéticos garantizando la sostenibilidad ambiental.

10. CONCLUSIONES
La creciente generación de residuos sólidos en nuestro país puede convertirse en una fuente
de recursos para la generación de energía para lo cual se requiere de un sistema integral para
su tratamiento que no altere las condiciones ambientales. Los elementos dispuestos en los
rellenos sanitarios cuentan con un alto poder contaminante. La Tecnología del Plasma
contribuye de manera significativa en el tratamiento de los residuos sólidos. Estas operan a
temperaturas entre 5.000 y 10.000°C desintegrando la materia, llevándola al cuarto estado,
produciendo energía y generando subproductos para el mercado actual. Es un sistema
demostrado en varios países y valorado por los subproductos que origina.
REFERENCIAS
1. Departamento Administrativo Nacional de Estadística DANE, Proyecciones Nacionales
y Departamentales de Población 2005 – 2020, 2010.
2. Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, Disposición final de residuos
sólidos, Bogotá, 2015.
3. Plasmatreat, tecnología del plasma,
http://www.plasmatreat.es/tecnologia_del_plasma/que_es_el_plasma.html
4. Eroski consumer, Tecnología de plasma para los residuos, España, 2008.
5. Banco Interamericano de Desarrollo, Resumen Ejecutivo Estudio Nacional de Reciclaje
Proyecto BID-ARB, Programa de Desarrollo de un modelo de negocios para la
consolidación económica de las organizaciones de Recicladores, 2011.
6. T. González, V. Aguilar, and A. Vega, La tecnología de plasma y residuos sólidos, 2009
7. Arboleda M. O., tecnología de plasma para el tratamiento de los residuos sólidos, 2015