Martha Cecilia Vergel Verjel

1. MOMENTO INDIVIDUAL
Martha Cecilia Vergel Verjel
Código: 67201624799
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
Facultad de Ciencias Contables, Económicas y Administrativas
Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente
Manejo integrado de residuos sólidos
2017

2. NUEVO DESARROLLO TECNOLÓGICO EN GESTIÓN DE RESIDUOS
Tecnologías como la combustión, pirolisis o gasificación no es algo nuevo, el aprovechamiento
energético de residuos por medio de dichas tecnologías tiene su tempo, pero el uso de la
tecnología de plasma lo es. Y se diferencia por aspectos como la operación, la temperatura, y el
ambiente de reacción (Rosales, 2016).
Definición de plasma:
El plasma, desde el punto de vista de la física, corresponde a uno de los cuatro estados
fundamentales de la materia junto al estado sólido, líquido y gaseoso, y es de hecho, el
estado más abundante de la naturaleza. La mayor parte de la materia en el universo
visible se encuentra en estado plasma. Fenómenos terrestres como los rayos y auroras
polares junto a artefactos conocidos como monitores, tubos fluorescentes, luces de neón,
soldadoras al arco, etc. corresponden al estado plasma o a una aplicación de éste
(Rosales, 2016, p.39).
La distinción básica entre estos estados recae en la fuerza de los enlaces que mantienen
juntas sus partículas constituyentes, más aún, en el equilibrio entre la energía cinética
aleatoria (energía térmica) de sus átomos o moléculas y las fuerzas de sus enlaces
interpartículas. Así al elevar la temperatura de una sustancia sólida o líquida, sus átomos
o moléculas aumentarán su energía cinética térmica hasta superar la energía potencial de
enlace interpartículas originando un cambio de fase ya sea a líquido o gas. En el caso de
un gas molecular, no ocurre un cambio de fase en el sentido termodinámico, pero cuando
se aplica energía suficiente y se supera la energía de enlace molecular, las moléculas irán
disociándose gradualmente en átomos y a una temperatura suficientemente elevada las

3. colisiones entre átomos producirán desprendimiento de electrones formando un gas
ionizado o plasma que se caracteriza por ser un buen conductor eléctrico susceptible de
interacciones electromagnéticas (Rosales, 2016, p.39).
El plasma se puede caracterizar por su grado de ionización y densidad; el grado de
ionización se refiere a la proporción de átomos que han ganado o perdido electrones, lo
cual es controlado principalmente por la temperatura de los electrones. La densidad del
plasma se refiere en realidad a la densidad de electrones, es decir, al número de electrones
por unidad de volumen. El plasma además posee dos estados generales; de equilibrio y no
equilibrio. El estado de equilibrio indica que las temperaturas de los electrones, iones y
átomos neutros son casi iguales, pudiendo alcanzar temperaturas desde unos pocos miles
a más de diez mil grados (Rosales, 2016, p.39).
GASIFICACIÓN POR PLASMA DE RESIDUOS SÓLIDOS
La gasificación tradicional se diferencia de la gasificación por plasma en el nivel de la
temperatura, ya que la gasificación por plasma permite una mayor temperatura en condiciones de
cantidad de oxígeno reducido, permitiendo obtener una mayor descomposición de todos los
compuestos del material a excepción de los compuestos radioactivos, los cuales de todas formas
quedan atrapados en el vitrificado que forman los compuestos inorgánicos que no se gasifican y
que a temperaturas más bajas formarían ceniza. El vitrificado es considerado altamente estable
porque se caracteriza en producir muy pocos lixiviados, permitiendo una disposición segura en
relleno sanitario, como relleno o agregado en construcción, y como aislante si ha sido procesado
(Rosales, 2016).

4. Un gasificado por plasma es un recipiente privado de oxigeno (anóxico) que funciona a muy
altas temperaturas con ayuda del plasma, la materia prima que se procesa en el gasificado no se
quema sino que el calor rompe la materia prima en elementos como el hidrogeno y compuestos
simples como el monóxido de carbono y agua. El gas que se crea se llama gas de síntesis o
“syngas” que es combustible (Nieves, 2016).
Para que exista una correcta gasificación se requiere de condiciones controladas y de un equipo
especializado llamado reactor de gasificación; características como la geometría del reactor, el
número, disposición y características de diseño de las antorchas, así como las características de
operación de todo el conjunto son definidas por el proveedor de la tecnología de plasma
(Rosales, 2016).
Principales tipos de tecnología de gasificación por plasma:
1. Gasificación en reactores autotérmicos en combinación con plasma térmico; la
energía necesaria para la gasificación viene de la combustión parcial del combustible
y las antorchas de plasma son utilizadas para realizar cracking térmico al gas
combustible que sale del reactor, ayudando así a remover contaminantes y para
ayudar al vitrificado de la ceniza. Ejemplos de compañías que utilizan esta
disposición son Europlasma (Francia), Plasco (Canadá), Bellwether Gasification
Technologies (Alemania), Advanced Plasma Power (Reino Unido), entre otros
(Rosales, 2016, p.39).

5. Figura 1. Reactor autotérmico
Fuente: Rosales, N (2016)
a. Gasificación en reactores alotérmicos con energía aportada por plasma
térmico; la energía necesaria para la gasificación es aportada en su totalidad
por las antorchas de plasma, por lo que todo el combustible es gasificado
impidiendo la formación de ceniza la cual es vitrificada directamente en el
proceso de gasificación. Una ventaja importante es que admiten residuos
complicados para otros reactores como lo son los residuos altos en humedad,
aunque de todas formas la humedad tiene un impacto negativo importante en
el rendimiento del proceso de gasificación. Ejemplos de compañías que
utilizan esta disposición son Alter NRG/Westinghouse Plasma Corporation

6. (Canadá/USA), InEnTec (USA), Plazarium (Rusia), MPM Technologies
(USA), Pyrogenesis (Canadá), entre otros (Rosales, 2016, p.39).
Figura 2. Reactor alotérmico
Fuente: Rosales, N (2016)
POSIBLES PROBLEMAS DE LA GASIFICACIÓN POR PLASMA
Dentro de las desventajas del proceso de gasificación por plasma, está el alto consumo eléctrico
de las antorchas de plasma, valor altamente dependiente de la cantidad de compuestos
carbonosos y humedad del tipo de residuos a tratar (Rosales, 2016).
Además, este tipo de tecnología se encuentra poco desarrollada para aplicaciones comerciales
(solo hay algunas experiencias puntuales de operación continuo), ya que hay plantas de

7. demostración e investigación operativas pero escasas lo hacen con volúmenes significativos y
con objetivos estrictamente económicos. Los grandes proyectos en desarrollo hasta ahora han
sufrido retrasos, remodelaciones y problemas técnicos que han hecho dudar de la viabilidad
comercial. Una de las mayores desventajas son los bajos precios de la electricidad y la escasa
tasa de destrucción de residuos afecta el funcionamiento de la planta, esto suele ocurrir en
lugares donde es muy baja las tasas de vertedero. No es rentable opere a poca capacidad y a bajo
precio de electricidad exportada (García, 2016).
La gasificación por plasma se ha utilizado regularmente en las industrias siderúrgicas o para
residuos médicos y peligrosos. El uso para para residuos urbanos es muy condicionado ya que
resulta costosa económicamente, referente a inversión inicial y mantenimiento, por lo que las
prácticas de estos se sujetan a plantas piloto o de demostración (Gobierno de Navarra, 2015).
Otro inconveniente es que existen diversas tecnologías de plasma pero no todas tratan el
mismo tipo de residuos. Algunos tratan residuos en forma gaseosa, otros en forma líquida
y sólida pero no gaseosa, y otros pueden tratar residuos en cualquier fase, pero sus
necesidades de energía son altas. Para el tratamiento de residuos biológico-infecciosos,
Heberlein y Murphy (2007) exponen que requiere de 1100 kWh/ton y Rutberg (2002) de
0.8 a 1 kWh/kg (Gonzáles, Virgen & Vera, 2009, p.54).
¿POR QUÉ ES UN APORTE INNOVADOR?
Con este tipo de tecnología “gasificación por plasma”, podría reducirse a una cantidad mínima el
uso de rellenos sanitaros, e incluso dejar de necesitarlas puesto que este tipo de tecnología puede
abarcar grandes cantidades de residuos y de diferentes tipos, desde residuos ordinarios hasta

8. peligrosos. Además, su proceso de tratamiento es eficiente y con múltiples beneficios, como por
ejemplo que es capaz de descomponer cualquier tipo de residuo (menos los radiactivos), no
genera cenizas tóxicas, ni dioxinas, ni carbonilla residual, produce energía y minimiza la pérdida
de energía química, añadiendo que la planta para este tipo de manejo de residuos es compacta y
modular.

9. REFERENCIAS
Rosales, N. (2016). Generación eléctrica mediante gasificación por plasma de residuos sólidos
municipales. Recuperado de http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/143598
Nieves, A. (2016). Nuevas alternativas tecnológicas para el tratamiento disposición y
aprovechamiento de los residuos sólidos del municipio de Bucaramanga. Recuperado de
http://www.concejodebucaramanga.gov.co/descargas/CONTROL_POLITICO_2_EMAB
_2016.pdf
García, M. (2016). Análisis tecno-económico de la gasificación de residuos sólidos urbanos
mediante plasma térmico. Recuperado de
http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/20491/fichero/PFC_150901_rev2.pdf
Gonzáles, T., Virgen, A., & Vera, A. (2009). La tecnología de plasma y residuos sólidos.
Ingeniería 13 (2), 51-56. Recuperado de
http://www.revista.ingenieria.uady.mx/volumen13/tecnologia_plasma.pdf

10. BIBLIOGRAFÍA
Greenpace. (2011). Nuevas tecnologías para el tratamiento de residuos urbanos: viejos riesgos y
ninguna solución. Recuperado de
http://www.greenpeace.org/argentina/Global/argentina/report/2010/8/riesgos-tecnologias-
residuos-urbanos.pdf
Gobierno de Navarra. (2015). PIGRN 2025. Estudio alternativas de tratamiento para la fracción
resto y rechazos. Recuperado de https://www.navarra.es/NR/rdonlyres/43F70F10-A970-
4A48-807B-8F33B1C657F9/320299/AlternativasFRSubprogramaRDrev3x.pdf