TRATAMIENTO POR MEDIO DEL APROVECHAMIENTO Y/O VALORIZACIÓN DE RESIDUOS SOLIDOS Y PELIGROSOS: GASIFICACIÓN POR PLASMA

1. TRATAMIENTO POR MEDIO DEL APROVECHAMIENTO Y/O
VALORIZACIÓN DE RESIDUOS SOLIDOS Y PELIGROSOS: GASIFICACIÓN
POR PLASMA
Muñoz Quijano Jehann Favio, Vergel Verjel Martha Cecilia, Suarez Agudelo Erika
Alejandra
Maestrantes en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente ch 17
Manejo Integrado de residuos sólidos grupo1
Resumen
En la gestión de residuos sólidos, por mucho tiempo se ha adoptado el método de las 3R, que
consiste en el orden de implementación de Reducir, Reutilizar y Reciclar. Actualmente hay
diferentes técnicas y tipos de tratamientos para cada tipo de residuo: para los orgánicos la
tendencia es el aprovechamiento por medio del compostaje, biogás; para los reciclables como
papel, cartón, vidrio, metal, plástico se reutilizan y reciclan; para los peligrosos industriales,
hospitalarios requiere de tecnología por los riesgos que representan. Estos se han convertido
en un problema para su disposición, debido a las características que presentan y los cuidados,
precauciones para su tratamiento. En Colombia por ejemplo los esfuerzos de muchas
empresas y demás interesados se unen para compartir conocimientos sobre la generación,
cantidad y calidad de los residuos peligrosos.
Palabras claves: Disposición, Recuperación, Residuos industriales, Residuos Urbanos
Plasma, Tratamiento, Valoración, Vidrio
1. Introducción
Actualmente, en la mayoría de los
países desarrollados depositan sus
residuos en vertederos, y como segunda
opción la incineración pero que están a
punto de saturación debido al impacto
ambiental que producen. Por ello es
importante bajo estas circunstancias la
necesidad de adopción de otras medidas de
tratamiento a través de tecnología limpia y
más amigable con el ambiente (Romero y
Rincón, 2000) Es desarrollar un proceso
que permita reciclar los residuos a través

2. de su transformación en materiales útiles.
En este sentido se han propuesto
numerosas soluciones como el uso de estos
residuos como materiales de construcción,
catalizadores y pigmentos, refractarios,
material puzolánico y materiales
vitrocerámicos (García Vallés entre otros,
2011).
Recientemente, publicación de la
revista Semana Sostenible afirma que
Colombia está inundada de residuos
peligrosos a razón del reporte del 2015 por
el Instituto de Hidrología, Meteorología, y
Estudios Ambientales (IDEAM) que ´´En
el año 2015 se generaron 406.078
toneladas de sustancias tóxicas en el país.
Alrededor del 39% fueron gestionadas
adecuadamente, el 32% aprovechadas y el
28% restante llegó a los basureros sin
ningún tipo de tratamiento´´ (Anónimo 1,
2017). Las zonas con mayor aporte son
Bogotá, Casanare y Antioquia. Aunque la
información que se reporta es un
subregistro, no se cuenta con los registros
del 100% porque según la norma los
generadores se obligan a reportar a partir
de 10 toneladas.
Las alternativas de reutilización,
reciclaje, recuperación de los residuos
peligrosos (RESPEL) generados,
frecuentemente se conocen bajo los
términos de aprovechamiento o
valorización del residuo como una de las
estrategias contempladas en la Política
Ambiental para la Gestión Integral de
Residuos Peligrosos. Esta tiene un enfoque
en el desarrollo de instrumentos que
facilitan el acceso a tecnologías de
aprovechamiento viables a las necesidades
del país, a fortalecer los procesos de
reincorporación de los productos a los
ciclos productivos y a desalentar la
informalidad en el desarrollo de estas
actividades.
El aprovechamiento es un factor
importante que contribuye en la
conservación y reducción de la demanda
de los recursos naturales, uso eficiente del
agua y la energía, también en extender la
vida útil de los sitios autorizados por las
autoridades para la disposición final.
Además, por el aprovechamiento se
obtiene un potencial beneficio económico
porque los materiales recuperados, son
materias primas que pueden ser
reincorporados a un ciclo productivo.
Para los tratamientos de destrucción,
degradación de los residuos sólidos y
peligrosos se distinguen varios. Tales
como: los no oxidativos
(microbiológicos), la decloración
reductiva y las microondas, y los procesos

3. oxidativos de tratamiento térmico. Entre
estos procesos están: la incineración,
pirolisis, vitrificación, desorción térmica,
gasificación, oxidación catalítica en
húmedo, ozonización, descomposición
fotoquímica, oxidación química,
oxidación electroquímica.
Adicionalmente, entre los principales
procesos de recuperación y reciclaje de
residuos peligrosos se destacan:
Reutilización de envases usados (bidones
metálicos y plásticos superiores a 200
litros de capacidad), mediante lavado y
acondicionamiento, Destilación de
disolventes y de aceites usados;
Descontaminación y separación mecánica
de materiales (chatarra, cobre, metales
preciosos) en los residuos de aparatos
eléctricos y electrónicos; Recuperación de
plata en los líquidos fotoquímicas y
radiografías; Recuperación del plástico y
metal en envases contaminados;
Recuperación de aluminio y zinc de
escorias y espumas de fundición;
Recuperación de hierro y cobre en escorias
y tierras contaminadas con baja
concentración en estos metales;
Acondicionamiento de hidrocarburos con
contenidos variables en agua, para su
empleo como combustible; y Preparación
de mezclas de residuos sólidos y líquidos
con posibilidad de ser utilizados como
combustible en cementeras.
En Colombia, se estimó un inversión de
$11000 millones en el 2014 para el manejo
de residuos peligrosos. Se han destacado
empresas profesionales y tecnificadas
como Tecniamsa S.A E.S.P que en 3 años
ha eliminado 180 mil toneladas y en el
2013 logro eliminar 52.413 toneladas. Con
la inversión inauguraron una segunda
Planta del parque Tecnológico Ambiental
de Mosquera y la cuarta de la compañía
con una mayor capacidad de incineración
de residuos beneficiando a 1700 clientes
directos y 8800 clientes indirectos
(Anónimo 2, 2014).
2. Justificación
La gestión integral de los residuos
orgánicos e inorgánicos con características
peligrosas que representan un riesgo para
el hombre y el ambiente. Estos representan
altos costos técnicos, económicos y
ambientales debido a que se requiere
extensiones de tierra para su
confinamiento permanente.
El desarrollo de procesos como la
gasificación, vitrificación son novedosas
en estos últimos años, aunque la
gasificación ya tiene un tiempo de estar
como opción de manejo, la gasificación

4. por plasma le da una gran ventaja al
tratamiento de residuos, puesto que, podría
reducirse el uso de vertederos, rellenos
sanitarios, celdas de seguridad. Porque este
tipo de tecnología puede abarcar grandes
cantidades de residuos y de diferentes tipos,
desde residuos ordinarios hasta peligrosos.
Además, su proceso de tratamiento es
eficiente y con múltiples beneficios, como
por ejemplo que es capaz de descomponer
cualquier tipo de residuo (incluyendo la
estabilización de 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.
3. Objetivo
Aprovechar y/o valorizar los residuos
con contenido carbonoso por medio de un
proceso termoquímico transformando de
un estado sólido a gaseoso, que puede ser
utilizado para producir electricidad o ser
transformado en combustible líquido y la
materia inorgánica vitrificada
químicamente estable que no produce
lixiviados para la construcción.
4. Tratamiento de residuos sólidos
y peligrosos
En una reciente conferencia en una
universidad de Bogotá, Néstor Vela
explica que existen dos formas de
gasificación: la convencional y la de
plasma. Una emplea temperaturas entre
600°C y 1.200°C y muy poco oxígeno; la
segunda genera el calor necesario a través
de una antorcha que puede alcanzar
temperaturas entre los 2.000 y 7.000° C
(Reyes, 2015)
La gasificación por plasma, es un
proceso termoquímico por medio del cual
el contenido carbonoso de un compuesto
es convertido en un gas combustible que
puede ser manejado para producir
electricidad o ser manipulado para
transformarse en combustible líquido. En
reactor atmosférico se da la gasificación
por plasma, con control de condiciones de
temperatura y contenido de oxidante,
donde por medio de antorchas que
producen plasma es proporcionada la
energía térmica que se necesita, en
general, un gas ionizado, originado por
descargas eléctricas en gas. Es decir, que
el proceso permite altas 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 y demás
compuestos inorgánicos que no se
gasifican y que a temperaturas más bajas
formarían ceniza, que a su vez forman un

5. vitrificado que se identifica por ser
altamente inerte, lo que hace viable y
segura la disposición en un relleno
sanitario, como también, su uso como
relleno en construcción o como aislante, si
ha sido anticipadamente tratado. (Rosales,
2016).
El reactor es privado de oxígeno, donde
no hay incineración si no que los residuos
son sometidos a altas temperaturas de tal
forma que 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).
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).
Entre los principales tipos de tecnología
de gasificación por plasma encontramos:
 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).
 Gasificación en reactores
alotérmicos con energía aportada
por plasma térmico; la energía
necesaria para la gasificación es
aportada en su totalidad por las

6. 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 (Canadá/USA),
InEnTec (USA), Plazarium
(Rusia), MPM Technologies
(USA), Pyrogenesis (Canadá),
entre otros (Rosales, 2016, p.39).
Entre tanto, en el proceso de
vitrificación consiste en utilizar como
materia prima las cenizas que se obtienen
de la incineración de los residuos
peligrosos para producir vidrio. Estas se
mezclan con óxido de sodio, óxido de
calcio y sílice que después se funden a una
temperatura aproximada de 1.450ºC
(Martínez entre otros, 2010). Como
resultado se obtiene un vidrio de color
oscuro, de material cristalino
químicamente estable que no produce
lixiviados. De esta manera, queda
dispuesto para diferentes aplicaciones por
su estabilidad que se asemeja a cualquier
vidrio.
Estos materiales presentan
características de elevada resistencia a la
compresión, flexión y abrasión que puede
emplearse como roca sintética, como
pavimento industrial y urbano, material de
cubierta, revestimiento. La vitrificación es
utilizada también para la estabilización y
la reutilización de las cenizas volantes
generadas en los procesos de incineración.
También para la estabilización de residuos
radiactivos (García Vallés entre otros,
2011).
El diario el informador (2009) nombra
algunos ejemplos de estos residuos
inorgánicos susceptibles para la
producción de vidrio. Tales como lo son
los lodos de plantas de tratamientos de
agua, trapos impregnados de pinturas,
aceites hidráulicos de uso común y lodos
de proceso industriales para el lavado de
láminas. Entre los desechos orgánicos
destacan los residuos biológico
infecciosos de los hospitales o bien las
cenizas de los incineradores instalados en
los nosocomios (Anónimo 3, 2009)

7. Residuos que contienen cantidades
apreciables de elementos tóxicos como Pb,
Cr, Cu, Zn, Cd y Hg por lo que son
considerados como residuos tóxicos y
peligrosos. Lodos originados en la
hidrometalurgia del zinc, cenizas volantes
de centrales térmicas, cenizas y escorias de
plantas de incineración de residuos sólidos
urbanos.
5. Limitaciones, ventajas y
desventajas
Este tipo de tratamiento por
gasificación plantean ventajas
relacionadas con el control de temperatura
(independiente al poder calorífico del
residuos, apenas afecta al proceso de
gasificación), alta reactividad del plasma
asegurando la mayor conversión y
destrucción de compuestos orgánicos,
residuos vitrificados inertes, el gas
sintetizado que se obtiene es susceptible a
alternativas de aprovechamiento
empleando equipos eficientes para
producir electricidad o como materia
prima en otros procesos (como bioetanol)
(García, 2016).
Adicionalmente, puede trabajar con
poca preparación de los residuos, el
procedimiento de dicha tecnología puede
procesar materia prima heterogénea.
Además, trata cualquier contenido de
residuos con diferentes características,
como inertes y con alto grado de humedad,
mezclando todo tipo de residuos desde
peligrosos hasta ordinarios, como
neumáticos, afluentes líquidos, lodos
contaminados, etc. Reduciendo de tal
forma la dependencia a una sola fuente de
desperdicios, optimizando de esta manera
los beneficios en base de materias primas
disponibles. Descompone todos los
residuos, no deja carbonilla residual, no
produce cenizas tóxicas, genera suficiente
energía, minimiza la pérdida de energía
química, y por último, beneficia la
ejecución de alternativas sostenibles como
las cuatro “R” (reducir, reusar, reciclar,
recuperar) (Nieves, 2016).
Dentro de las desventajas del proceso,
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
demostración e investigación operativas

8. 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 (García, 2016).
Hay independencia operativa respecto
de la disponibilidad de energía eléctrica,
humedad y profundidad a la que se realice
el proceso. Entre las limitaciones están los
costos de operación. Como expone García
(2016) No es rentable opere a poca
capacidad, la escasa tasa de destrucción de
residuos, por lo que se hace obligatorio
prever un suministro de residuos constante
y/o bajo precio de electricidad exportada.
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).
6. En Colombia
El aprovechamiento de residuos sólidos
mediante procesos asociados a la
gasificación tiene pocos precedentes en
Colombia, pues no se conoce una planta de
gran magnitud funcionando en el país. Es
más, pequeñas iniciativas desarrolladas a
nivel regional sucumbieron por la
complejidad del sistema y por qué el
objetivo central que era proveer energía
eléctrica se logró de manera más fácil y
eficiente mediante la interconexión con
redes eléctricas, específicamente me
refiero a una planta instalada en Necocli
(Antioquia) en 2008, la cual era capaz de
generar energía a través de la incineración
de trozos de madera, que alimentaban una
pequeña red eléctrica, según revisión de
literatura funciono hasta el 2011.
En el año 2013, un equipo de docentes
y alumnos de la Universidad Nacional
trabajaron de manera experimental, una
alternativa de tratamiento de residuos
sólidos que usa tecnología de gasificación
plasma; se han realizado estudios
preliminares que apuntan a la viabilidad
del proyecto, tales como el estudio
financiero, de mercados, el técnico, el
económico y el de impacto ambiental,
además de la consulta a posibles

9. patrocinadores. A la fecha el proyecto no
está en ejecución.
Tal vez el caso más exitoso de
alternativas para manejar residuos sólidos
mediante gasificación en Colombia, es el
aplicado por el Jardín Botánico de Bogotá
José Celestino Mutis; que como ente
encargado de la tala publica en la capital,
cuentan con dos gasificadores de lecho
fijo, los cuales convierten la biomasa
producto de talas y podas en energía
eléctrica capaz de proveer hasta el 20% de
sus necesidades Instituciones.
7. Conclusiones
Si bien es cierto, se plantean técnicas de
tratamiento de residuos a partir del
enfoque de prevención donde la opción
ideal es la valorización con fines
comerciales y de esta manera minimizar
los riesgos a la salud e impactos
ambientales. Adicionalmente, reducir el
uso de vertederos, rellenos sanitarios,
celdas de seguridad. Es un reto mundial la
adopción de estas tecnologías. Por ejemplo
grupos ambientalistas como Greenpeace
afirman que estas no han sido lo
suficientemente probadas y podrían
significar riesgos ambientales,
ocupacionales, entre otros.
Aun así vemos aplicaciones
comerciales en países como Japón,
Estados Unidos, gran parte de Europa,
también se ha sumado México, que pueden
ser opciones que puede considerar
Colombia para adquirirlas a elevados
costos, pero también la opción que plantea
Vela en la conferencia en una universidad
de Bogotá que hay la posibilidad de
producir un porcentaje y así se reducirían
los costos. Aún así es importante estudios
de factibilidad.
Por otra parte, en cuanto a tecnologías
ambientales en tratamiento de residuos se
pueden resaltar empresas como Tecniamsa
que ha realizado inversiones en las
construcciones de plantas de tratamiento
de residuos. Emplean tratamientos de
incineración, adsorción térmica,
solidificación, celdas de seguridad que
combinan de acuerdo a las características
de los residuos con los controles
necesarios para emisiones de gases,
vertimientos, entre otros.
8. Referencias bibliográficas
Anónimo 1 (2017) Semana Sostenible.
Colombia está inundada de residuos
peligrosos. Disponible en:
http://sostenibilidad.semana.com/medio-

10. ambiente/articulo/residuos-peligrosos-en-
colombia-un-grave-problema/37263
Anónimo 2 (2014) Dinero. El negocio
de los residuos peligrosos. Disponible en
http://www.dinero.com/empresas/articulo
/manejo-residuos-peligrosos-
colombia/201518
Anónimo 3 (2009) Informador.
Residuos peligrosos se convierten en
vidrio. Disponible en:
http://www.informador.com.mx/tecnologi
a/2009/142192/6/residuos-peligrosos-se-
convierten-en-vidrio.htm
Garcia Vallès, M., Hassani Ali, M., El-
Fadaly, E., Hafez, H. S., Nogués, J. M., &
Martínez Manent, S. (2011). Materiales
vitrocerámicos a partir de lodos
procedentes de una estación de depuración
de aguas residuales urbanas (en la Ciudad
de El-Sadat, Egipto). Boletín de la
Sociedad Española de Ceramica y Vidrio,
2011, vol. 50, num. 5, p. 261-266.
Disponible en
http://diposit.ub.edu/dspace/handle/2445/
65380
Martínez, S., Nogués, J. M., & García-
Vallés, M. (2010). La vitrificación: un
ejemplo de sostenibilidad
ambiental. Enseñanza de las Ciencias de la
Tierra, 18(3), 321.
García, M. (2016). Análisis tecno-
económico de la gasificación de residuos
sólidos urbanos mediante plasma térmico.
Disponible en
http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/20
491/fichero/PFC_150901_rev2.pdf
Gobierno de Navarra. (2015). PIGRN
2025. Estudio alternativas de tratamiento
para la fracción resto y rechazos.
Disponible en
https://www.navarra.es/NR/rdonlyres/43F
70F10-A970-4A48-807B-
8F33B1C657F9/320299/AlternativasFRS
ubprogramaRDrev3x.pdf
Gonzáles, T., Virgen, A., & Vera, A.
(2009). La tecnología de plasma y residuos
sólidos. Ingeniería 13 (2), 51-56.
Disponible en
http://www.revista.ingenieria.uady.mx/vo
lumen13/tecnologia_plasma.pdf
Nieves, A. (2016). Nuevas alternativas
tecnológicas para el tratamiento
disposición y aprovechamiento de los
residuos sólidos del municipio de
Bucaramanga. Disponible en
http://www.concejodebucaramanga.gov.c
o/descargas/CONTROL_POLITICO_2_E
MAB_2016.pdf
Reyes, Daniela (2015) El reto de
transformar basura en energía. El Tiempo.

11. Disponible en
http://www.eltiempo.com/archivo/docum
ento/CMS-16247998
Romero, M., & Rincón, J. M. (2000).
El proceso de vitrificación/cristalización
controlada aplicado al reciclado de
residuos industriales inorgánicos. Boletín
de la Sociedad Española de Cerámica y
Vidrio, 39(1), 155-163. Disponible en
https://www.researchgate.net/profile/Max
imina_Romero/publication/45192137_El
_proceso_de_vitrificacioncristalizacion_c
ontrolada_aplicado_al_reciclado_de_resid
uos_industriales_inorganicos/links/55362
6fa0cf20ea35f110d71.pdf
Rosales, N. (2016). Generación
eléctrica mediante gasificación por plasma
de residuos sólidos municipales.
Disponible en
http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/14
3598