DESECHOS SOLIDOS PRINCIPIOS DE INGENIERIA Y ADMINISTRACION 2

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DESECHOS SÓLIDOS
PRINCIPIOS DE INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN
Por
George Tchobanoglous
Hilary Theissen
Rolf Eliassen
Serie: Ambiente y los
Recursos Naturales Renovables
AR-16
TRADUCCION: Armando Cubillos
Mérida - Venezuela 1982
INDICE
PRIMERA PARTE
Pág.
PERSPECTIVAS ................................................................................... 1
1. DESECHOS SOLIDOS: UNA CONSECUENCIA DE LA VIDA ............ 3
1.1. Los Impactos de la Producción de Desechos Sólidos ............ 5
1.2. Producción de Desechos en una Sociedad Tecnificada ............ 6
1.3. Cantidades de Desechos ........................................................... 8
1.4. Proyecciones para el Futuro ........................................................... 13
1.5. Retos y Oportunidades Futuras ................................................ 15
1.6. Tópicos para Discusión ........................................................... 17
1.7. Referencias ................................................................................... 18
2. LA EVOLUCION EN EL MANEJO DE LOS DESECHOS
SOLIDOS ............................................................................................... 19
2.1. Desarrollo Histórico ....................................................................... 19
2.2. Elementos Funcionales ........................................................... 26
2.3. Sistemas de Manejo de Desechos Sólidos .................................... 35
2.4. Planificación del Manejo de los Desechos Sólidos ........................ 42
2.5. Temas de Discusión ....................................................................... 46
2.6. Referencias ................................................................................... 48
3. LEGISLACION Y AGENCIAS GUBERNAMENTALES ........................ 49
3.1. Legislación .................................................................................... 49
3.2. Agencias Gubernamentales ............................................................ 54
3.3. Temas de Discusión ....................................................................... 59
3.4. Referencias ................................................................................... 61
PRINCIPIOS DE INGENIERIA ........................................................... 62
4. PRODUCCION DE DESECHOS SOLIDOS .................................... 63
4.1. Fuentes y Tipos de Desechos Sólidos .................................... 63
4.2. Composición de los Desechos Sólidos Municipales ........................ 67
4.3. Tasas de Producción ....................................................................... 82
4.4. Discusión de Tópicos y Problemas ................................................ 96
4.5. Referencias ................................................................................... 101
5. MANEJO, ALMACENAMIENTO Y PROCESADO IN SITU ............ 103
5.1. Salud Pública y Estética ........................................................... 104
5.2. Manejo en el Origen o In Situ ................................................ 104
5.3. Almacenamiento en el Origen o In Situ .................................... 110
5.4. Procesado de Desechos Sólidos en el Origen o In Situ ............ 119
5.5. Temas de Discusión y Problemas ................................................ 133
5.6. Referencias ................................................................................... 135
6 . RECOLECCION DE DESECHOS SOLIDOS .................................... 137
6.1. Servicios de Recolección ........................................................... 137
6.2. Sistemas de Recolección, Necesidades de Equipo y Mano
de Obra ................................................................................... 147
6.3. Análisis de Sistemas de Recolección .................................... 159
6.4. Rutas de Recolección ........................................................... 189
6.5. Técnicas Avanzadas de Análisis ................................................ 106
6.6. Tópicos de Discusión y Problemas ................................................ 211
6.7. Referencias ................................................................................... 218
7. TRANSFERENCIA Y TRANSPORTE ................................................ 221
7.1. La Necesidad de Operaciones de Transferencia ........................ 221
7.2. Estaciones de Transferencia ........................................................... 226
7.3. Medios y Métodos de Transporte ................................................ 241
7.4. Localización de Estaciones de Transferencia ........................ 252
7.5. Tópicos para Discusión y Problemas .................................... 261
7.6. Referencias ................................................................................... 273
SEGUNDA PARTE
8. EQUIPO Y TECNICAS DE PROCESADO .................................... 275
8.1. Propósitos del Procesado ........................................................... 276
8.2. Reducción Mecánica del Volumen ................................................ 277
8.3. Reducción Química del Volumen ................................................ 287
8.4. Reducción Mecánica del Tamaño ................................................ 301
8.5. Separación de Componentes ........................................................... 309
8.6. Secado y Extracción de Agua ................................................ 339
8.7. Tópicos de Discusión y Problemas ................................................ 343
8.8. Referencias ................................................................................... 345
9. RECUPERACION DE RECURSOS, CONVERSION DE PRODUCTOS,
Y ENERGIA ............................................................................................... 347
9.1. Sistemas de Procesado y Recuperación de Materiales ............ 348
9.2. Recuperación de Productos de Conversión Química ............ 360
9.3. Recuperación de Productos de Conversión Biológica ............ 382
9.4. Recuperación de Energía de Productos de Conversión ............ 401
9.5. Diagramas de Flujo de Recuperación de Materiales
y Energía ................................................................................... 409
9.6. Temas de Discusión y Problemas ................................................ 421
9.7. Referencias ................................................................................... 428
10. DISPOSICION DE DESECHOS SOLIDOS Y MATERIA
RESIDUAL ............................................................................................... 431
10.1. Selección del Sitio ....................................................................... 433
10.2. Métodos y Operación del Relleno Sanitario .................................... 439
10.3. Reacciones que Ocurren en Rellenos Sanitarios
Terminados ................................................................................... 446
10.4. Movimiento y Control del Gas y Lixiviado .................................... 455
10.5. Diseño de Rellenos Sanitarios ................................................ 471
10.6. Disposición de Desechos Sólidos en el Océano ........................ 503
10.7. Temas de Discusión y Problemas ................................................ 504
10.8. Referencias ................................................................................... 511
11. DESECHOS PELIGROSOS ........................................................................ 515
11.1. Identificación de Desechos Peligrosos .................................... 515
11.2. Clasificación de Desechos Peligrosos .................................... 518
11.3. Reglamentaciones ....................................................................... 520
11.4. Producción ................................................................................... 525
11.5. Almacenamiento In Situ ........................................................... 527
11.6. Recolección................................................................................... 530
11.7. Transferencia y Transporte ........................................................... 532
11.8. Procesado ................................................................................... 533
11.9. Disposición ................................................................................... 537
11.10. Planificación ................................................................................... 539
11.11. Temas para Discusión y Problemas ................................................ 540
11.12. Referencias ................................................................................... 542
8. EQUIPO Y TECNICAS DE PROCESADO
Las técnicas de procesado se utilizan para mejorar la eficiencia de operaciones en sistemas
de manejo de desechos sólidos, recuperar recursos (materiales utilizables), y recuperar
productos de conversión y energía. El propósito de este capítulo es describir las técnicas
más importantes utilizadas en el procesamiento de desechos sólidos. Debido a que muchas
técnicas, especialmente aquellas asociadas con la recuperación de materiales y energía,
están en un estado de cambio continuo con respecto a los criterios de diseño, el objetivo acá
es sólo el de presentarlos al lector. Se presenta información adecuada de Ingeniería cuando
la hay disponible; también se mencionan, cuando se conocen, factores que deben ser
considerados en la selección de equipo, diferentes, al costo. Sin embargo, se hace énfasis en
que si estas técnicas van a ser consideradas en el desarrollo de sistemas de manejo de
desechos, los datos de diseño ingenieril y de la eficiencia se deben obtener de registros de
instalaciones en operación, pruebas de campo, fabricantes de equipo y de la literatura.
A continuación de una breve discusión de los principales propósitos del procesado, se
describen cinco técnicas y el equipo involucrado en cada una de ellas. Estas técnicas son: 1)
reducción mecánica del volumen (compactación) 2) reducción química del volumen
(incineración), 3) reducción mecánica del tamaño (fragmentación), 4) separación de
componentes (manual y mecánica) y 5) secado y deshidratación (reducción del contenido
de humedad). De estos, los primeros dos han sido usados en el procesamiento de desechos
sólidos desde principios de siglo. Aunque se han usado extensamente en otros campos, las
tres últimas técnicas no tienen una larga historia de aplicación en el procesamiento de
desechos sólidos. En el Capitulo 9 se presentan y discuten diagramas de flujo de muchas de
estas técnicas.
8.1 PROPOSITOS DEL PROCESADO
La selección de técnicas específicas de procesado para un sistema de manejo de desechos
sólidos depende de los propósitos a ser alcanzados. Como se mencionó anteriormente,
los tres propósitos principales del procesado son mejorar la eficiencia de los sistemas de
manejo de desechos sólidos, recuperar materiales utilizables y la conversión de productos y
energía.
Mejora de la eficiencia de Sistemas de Manejo de Desechos Sólidos.
Para mejorar la eficiencia de sistemas de manejo de desechos sólidas se dispone de varias
técnicas de procesado. Por ejemplo, para reducir las necesidades de almacenamiento en
edificios de apartamentos de media y gran altura, se usan la incineración y el embalado
(Vea Capítulo 5). Antes de reusar el papel de desecho, generalmente se embala para reducir
las necesidades de espacio para embarque y almacenamiento. En algunos casos, se embalan
los desechos para reducir los costos de acarreo al sitio de disposición. En el sitio de
disposición, se compartan los desechos sólidos para usar eficientemente el terreno
disponible. Si los desechos sólidos se van a transportar hidráulica o neumáticamente, es
necesaria alguna forma de fragmentación. la fragmentación se usa también para mejorar la
eficiencia de sitios de disposición. la selección de técnicas de procesado para estos
propósitos depende de los componentes del sistema de manejo de desechos y, en la mayoría
de los casos, es específica en cada situación.
Recuperación de Materiales para Reuso.
Los principales componentes de los desechos sólidos residenciales se reportan en el
Capitulo 4. Como un aspecto práctico, los componentes más susceptibles de recuperación
son aquellos para los cuales existen mercados y están presentes en los desechos en
cantidades que justifican su separación.
Materiales que han sido recuperados de desechos sólidos incluyen papel, cartón, plástico,
vidrio, metales ferrosos, aluminio y otros metales residuales no ferrosos. Debido a que
todos estos materiales pueden ser de suficiente valor económico para justificar su
separación (dependiendo de las condiciones del mercado), se han desarrollado una variedad
de técnicas para la separación de cada componente. Algunas de las técnicas más
establecidas se discuten más adelante en este capitulo.
Recuperación de Productos de Conversión y Energía.
Los materiales orgánicos combustibles se pueden convertir en productos intermedios y
finalmente en energía en diferentes maneras, incluyendo 1) incineración o combustión
directa en calderas para producir vapor, 2) pirólisis para producir un gas sintético o
combustible liquido, y 3) biodigestión con o sin lodo de aguas residuales para producir
metano. Estos tópicos se consideran con más detalle en el Capitulo 9. Lo que es importante
en este capitulo es destacar que, con pocas excepciones, la materia orgánica combustible se
debe separar de otros componentes de los desechos sólidos como primer paso. Una vez se
han separado, más procesado es generalmente necesario antes de que los materiales se
puedan usar en la producción de energía, típicamente, deben ser fragmentados y secados
antes de usarse. Estas y otras técnicas son considera das en el resto de este capitulo. En el
Capitulo 9 se discuten sistemas de recuperación completa de energía.
8.2 REDUCCION MECANICA DEL VOLUMEN
La reducción del volumen es un factor importante en el desarrollo y operación de casi todos
los sistemas de manejo de desechos sólidos. En la mayoría de las ciudades, se utilizan
vehículos equipados con mecanismos de compactación para la recolección de desechos
sólidos. Para aumentar la vida útil de los rellenos sanitarios, generalmente se compactan los
desechos antes de cubrirlos; el papel para recirculación se embala para el embarque a los
centros de Procesado. Recientemente, se han desarrollado sistemas de compactación de alta
presión para reducir las necesidades de rellenos sanitarios y producir materiales adecuados
para usos alternos; éstos y otros tópicos relacionados a la reducción de volumen obtenida
mediante técnicas de compactación son discutidas en esta sección. La reducción de peso de
los desechos sólidos se considera más adelante en este capitulo (Vea sec. 8.6).
Equipos de Compactación.
Los tipos de equipo de compactación utilizados en operaciones de desechos sólidos se
pueden clasificar como estacionarios y movibles. Donde los desechos son traídos y
cargados en el compactador manual o mecánicamente, el compactador es estacionario.
Usando esta definición, el mecanismo de compactación usado para comprimir los desechos
en un vehículo de recolección es, en realidad, un compactador estacionario; en contraste, el
equipo montado sobre ruedas usado para colocar y compactar desechos sólidos en un
relleno sanitario se clasifica como móvil. En la Tabla 8.1 se reportan los tipos y
aplicaciones de equipo de compactación usado rutinariamente.
Típicamente, los compactadores estacionarios se pueden describir de acuerdo con su
aplicación como 1) trabajos ligeros, como los usados en áreas residenciales o de industrias
livianas, 2) comercial o industria liviana, 3) industrial pesada, y 4) estación de
transferencia. Los compactadores usados en estaciones de transferencia se pueden dividir
de acuerdo a la presión de compactación en: baja presión, menos de 100 lb/pg2 (70,310
Kg/m2); presión alta, más de 100 lb/pg2. En general, todos los compactadoresen las de más
aplicaciones también serán clasificados como unidades de baja presión.
Donde se usan grandes compactadores estacionarios, los desechos pueden ser comprimidos:
1) directamente en el vehículo de transporte (Vea Capitulo 7). 2) en recipientes de acero
que pueden ser movidos manual o mecánicamente, 3) en cámaras de acero diseñadas
especialmente donde el bloque comprimido es atado con cintas u otros medios antes de ser
removido, o 4) en cámaras donde son comprimidos en un bloque y luego sacados y
acarreados sin atarlos.
Compactación de Baja Presión. Típicamente, los compactadores de baja presión incluyen
aquellos usados en apartamentos y establecimientos comerciales (Vea Figura 8.1), equipo
de embalaje usado para papel de desecho y cartón (Vea Figura 8.2), y compactadores
estacionarios usados en estaciones de transferencia (Vea Figura 8.3). los compactadores
estacionarios portátiles están siendo usados cada vez más por un número de industrias junto
con operaciones de recuperación de materiales, especialmente para papel de desecho y
cartón.
Compactación de Alta Presión. Recientemente se han desarrollado un número de sistemas
de compactación de alta presión (hasta 5,000 lb/pg2). En la mayoría de estos sistemas se usa
equipo especializado de compactación para producir desechos sólidos comprimidos en
bloques o balas de varios tamaños. En un sistema el tamaño del bloque es de alrededor de
1.2m x 1.2m x 0.40m, y la densidad es de alrededor de 950 Kg/m3 a 1.100 Kg/m3. En otro
sistema, los desechos pulverizados son expulsados, después de la compactación, en forma
de cilindros de 22 cms. de diámetro; las densidades finales alcanzadas con este proceso
varían de 950 a 1.010 Kg/m . La reducción de volumen obtenida con estos sistemas de
compactación de alta presión varia con las características de los desechos; típicamente, la
reducción varia de alrededor de 3 a 1 hasta 8 a 1.
TABLA 8.1
EQUIPO DE COMPACTACIÓN USADO PARA REDUCCIÓN DE VOLUMEN
Localización u
operación
Tipo de
compactador
Observaciones
Puntos de
producción de
desechos
sólidos
Estacionario/
residencial
vertical
Pistón vertical de compactación; puede ser operado mecánica o
hidráulicamente; usualmente de alimentación fuerte; desechos compactadores
en recipientes corrugados o papel o bolsas plásticas; usados en apartamentos
de media y gran altura.
Rotatorio El mecanismo de pistón usado para compactar desechos en bolsas de papel o
plástico sobre plataforma giratoria, la plataforma gira a medida que se llenan
los recipientes, usado en apartamentos de media y gran altura.
Bolsa o
lanzador
Compactador puede ser alimentado por el conducto; ya sea con pistones
verticales u horizontales; bolsas solas o solución continua. Las bolsas solas se
deben remplazar y las bolsas continuas se desatan y vuelven a colocar, se usan
en apartamentos de media y gran altura.
Bajo el
mesón
Compactadores pequeños usados en residencias individuales y apartamentos;
desechos compactados en bolsas especiales de papel; después de que los
desechos son lanzados por la puerta de un panel en la bolsa y se cierra la puerta
del panel se irrigan para control de olores; se presiona el botón para activar el
mecanismo de compactación.
Estacionario/
comercial
Compactador con pistón vertical u horizontal; desechos comprimidos en
recipientes de acero; los desechos son atados y removidos a mano; se usan en
apartamentos de baja, media y gran altura, instalaciones comerciales e
industriales.
Recolección Estacionario/
empacador
Vehículos de recolección equipados con mecanismo de compactación (ver
Capítulo 6)
Transferencia
y/o estación de
procesado
Estacionario/
trailer de
transferencia
estacionario
Trailer de transporte, generalmente cerrado, equipado con equipo de
compactación interno.
Baja presión
Alta presión
Los desechos son compactados en grandes recipientes
Los desechos son compactados en balas densas u otras formas
Sitio de
disposición
Rueda
movible o
equipo de
tracción
Equipo especialmente diseñado para obtener máxima compactación de los
desechos.
Estacionario/
tracción
montada
Los compactadores estacionarios movibles de alta presión se usan para
reducción de volumen en sitios de disposición.
TABLA 8.2
FACTORES IMPORTANTES DE DISEÑO EN LA SELECCIÓN DE EQUIPO
CONVENCIONAL DE COMPACTACIÓN
ValorFactor
unidad rango
Observaciones
Tamaño de la cámara de
cargue
Tiempo del ciclo
Yd3
s
< 1-11
20-60
Fija el tamaño máximo de los desechos que se pueden
colocar en la unidad
El tiempo necesario para la fase del pistón de
compactación, partiendo de posición de retracción total
para empacar desechos en la cámara de cargue entre el
recipiente receptor y volver a la posición inicial.
Volumen de la máquina
Desplazamiento Yd3/h 30-1,500
El volumen de desechos que pueden ser desplazados por
el pistón en el 1 h.
Presión de compactación
Penetración del pistón
Lb/pg2
pg
15-50
4-26
La presión sobre la cara del pistón
La distancia que penetra el pistón de compactación dentro
del recipiente receptor durante el ciclo de compactación.
A mayor distancia menor posibilidad de que los desechos
caigan de nuevo en la cámara de cargue y se puede
alcanzar mayor grado de compactación.
Relación de
compactación
2:1-8:1 El volumen inicial dividido por el volumen final después
de la compactación. La relación varía apreciablemente
con la composición de los desechos.
Dimensiones físicas de la
unidad
Variable Variable Afecta el diseño de áreas de servicio en edificios nuevos
y la provisión de servicio para instalaciones existentes.
* Adaptado en parte de la Referencia 2
NOTA: yd3 x 0.7646 = m3
Yd3/h x 0.7646 = m3/h
Lb/pg2 x 0.0703 = kg/cm2
Pg x 2.54 = cm
Selección del Equipo de Compactación.
Los factores que se deben considerar en la selección del equipo de compactación incluyen:
1. Características de los desechos a ser compactados, incluyendo tamaño,
contenido de humedad y densidad.
2. Método de transferencia y alimentación de los desechos al compactador.
3. Métodos de manejo y usos de los materiales compactados
4. Características de diseño del compactador (Vea Tabla 8.2).
5. Características operacionales incluyendo necesidades de energía,
mantenimiento de rutina y especializado, simplicidad de la operación,
eficiencia comprobada y contabilidad, nivel de ruido, exigencias de control
de polución de aire y agua.
6. Consideraciones del sitio incluyendo espacio y altura, acceso, ruido y
limitaciones ambientales relacionadas.
En las referencias 1, 3 y 7 se pueden encontrar detalles factores adicionales que deben ser
considerados en varias aplicaciones específicas. Debido a que existe mucha confusión con
relación al uso y aplicación de datos de la relación de compactación, este tema se considera
más adelante.
Cuando se comprimen los desechos se reduce su volumen. la siguiente expresión da la
reducción de volumen en porcentaje:
100 
Vi
Vf - Vi
 (%) volumen dereducción 




= (8.1)
donde: Vi = volumen inicial de los desechos antes de la compactación
Vf = volumen final de los desechos después de la compactación
Vf
Vi
 n compctaciórelación La = (8.2)
donde: Vi, Vf = como se definieron en la Ecuación 8.1.
La relación entre la relación de compactación y el porcentaje de reducción de volumen se
muestra gráficamente en la Figura 8.4. Debido a la naturaleza de la relación, se puede ver
que para alcanzar más del 80% de reducción se necesita un aumento desproporcionado de
la relación de compactación. Por ejemplo, para alcanzar un aumento del 80 al 90 por ciento
es necesario un aumento de la relación de compactación de 5 a 10. Esta relación es
importante en el análisis entre la relación de compactación y el costo total (8).
Otro factor importante que se debe considerar es la densidad final de los desechos después
de la compactación. En la Figura 8.5 se presentan algunas curvas típicas de desechos
sólidos municipales sin procesar. El valor asintótico usado en el desarrollo de estas curvas
es 1,800 lb/yd3, que es consistente con valores obtenidos usando compactadoresde alta
presión. Cuando se compactan desechos fragmentados bajo las mismas condiciones, la
densidad puede ser hasta el 36% mayor que la de los desechos sin procesar, hasta una
presión aplicada de 100 lb/pg2 (15). La densidad máxima alcanzada mediante la aplicación
de presión muy alta no es afectada apreciablemente por la fragmentación.
 (a)
(b)
Figura 8.1 Compactadores de baja presión usados en apartamentos y
establecimientos comerciales: a) Compactador usado con un recipiente pequeño. El
contenido de los recipientes llenos es vaciado con el compactador de autocargue
frontal (Vea Figura 6.10)- b) Compactador usado con recipientes grandes. El
recipiente lleno es acarreado al sitio de disposición, vaciado y devuelto utilizando un
camión con mecanismo de cargue por volteo (Vea figura 6.7).
Figura 8.2 Embalador utilizado para cartón fragmentado.
Figura 8.3 Compactador estacionario de pistón horizontal usado junto con trailer
de transferencia cerrado (vea Figura 7.11b).
Quizá el hecho más importante a ser notado en la Figura 8.5 es que el aumento inicial de
densidad producido por la aplicación de presión es dependiente, en grado sumo, de la
densidad inicial de los desechos a ser compactados. Este hecho es especialmente importante
en la consideración de las ventajas proclamadas por los fabricantes de equipo de
compactación. El contenido de humedad que varía con el lugar, es otra variable que tiene
un efecto apreciable sobre el grado de compactación alcanzando. En algunos
compactadores estacionarios, se hacen provisiones para agregar humedad, generalmente
agua, durante el proceso de compactación.
Figura 8.4 Relación de compactación versus por ciento de reducción de volumen.
Figura 8.5 Densidad de los desechos sólidos versus presión aplicada (derivada en
parte de las Ref. 8 y 15).
8.3 REDUCCION QUIMICA DEL VOLUMEN
Además de la reducción mecánica del volumen, se han usado varios procesos químicos para
reducir el volumen de los desechos sólidos. Como se anotó en el Capitulo 2, la combustión
a campo abierto fue una práctica común, hasta principios de la década de 1970, en muchos
sitios de disposición, este método todavía se usa en algunas partes del país. A principios de
este siglo, se utilizó la reducción química para recuperar grasa de los desechos de alimentos
y en el proceso se redujo el volumen. Desde comienzos de siglo, la incineración ha sido el
método más comúnmente usado para reducir el volumen de los desechos químicamente.
Aunque otros procesos químicos como la pirólisis, hidrólisis y conversión química también
son efectivos en la reducción del volumen de desechos sólidos, no se consideran en esta
sección debido a que se usan principalmente para la recuperación de productos de
conversión. Los procesos de conversión química se consideran en detalle en el Capítulo 9.
Debido a que la incineración se usa para la reducción de volumen y para la producción de
energía, en este capitulo la discusión se limita a su aplicación en la reducción de volumen.
El proceso de incineración en la producción de energía se considera en detalle en el
Capitulo 9. Los cálculos necesarios para determinar la cantidad de vapor que se puede
producir de la incineración de desechos sólidos también se contemplan en el Capitulo 9.
Debido a que el diseño y la operación de incineradores municipales modernos constituyen
realizaciones muy especializadas, la siguiente discusión solo intenta servir como una
introducción a este tema. Los temas a ser considerados incluyen: 1) discusión de la
incineración de desechos municipales, 2) descripción de los procesos de incineración para
desechos municipales, 3) discusión de las instalaciones y el equipo para control de la
polución del aire, y 4) algunas consideraciones importantes del diseño y la eficiencia.
Incineración de Desechos Municipales
Uno de los rasgos más atractivos del proceso de incineración es el de que se puede usar
para reducir el volumen original de los desechos sólidos combustibles en un 80 a 90 por
ciento. En algunos incineradores nuevos diseñados para operar a temperaturas
suficientemente altas para producir un material fundido antes de enfriarse, puede ser
posible reducir el volumen hasta el 5 % o menos. Aunque la tecnología de la incineración
ha avanzado en las dos últimas décadas, la polución del aire continúa siendo un problema
grande de implementación. Aunque se puedan satisfacer las exigencias más estrictas de
control de polución del aire mediante el uso de la tecnología existente y en desarrollo, el
aspecto económico continúa siendo más un problema que con otras alternativas.
Además del uso de grandes incineraciones municipales, también se usan incineradores
locales en residencias individuales, apartamentos, almacenes, industrias, hospitales y otras
instituciones. El diseño de incineradores locales varia con el tipo de servicio y las
exigencias locales y de control de la polución. Debido a que la mayoría de las grandes
ciudades en los Estados Unidos han adoptado algún tipo de ordenanza de control de
polución, se anticipa que, en el futuro, el uso continuado de incineradores estará limitado a
unida des especialmente diseñadas que puedan satisfacer las exigencias de control
de polución de aire. Por esta razón no se incluye una discusión detallada de incineradores
locales en esta sección. En el Capitulo 5 se describen algunos de los diferentes tipos de
incineradores locales y en las Referencias 1 y 4 se pueden encontrar detalles adicionales.
Descripción del Proceso de Incineración.
Las operaciones básicas involucradas en la incineración de desechos sólidos se identifican
en la Figura 8.6. La operación empieza con la descarga de los desechos sólidos de los
vehículos de recolección (1) en el foso de almacenamiento (2). La longitud de la plataforma
de descargue y del foso de almacena miento es una función del número de camiones que
deben descargar simultáneamente. La profundidad y el ancho del foso de almacenamiento
se determinan de la tasa a la que se reciben las cargas y la tasa a la que se queman. La
capacidad de almacenamiento generalmente promedia el volumen de un día. La grúa (3) se
usa para cargar desechos a la tolva de carga (4). El operador de la grúa puede seleccionar la
mezcla de desechos para obtener un contenido uniforme de humedad en la carga. Los
objetos grandes o combustibles también son removidos de los desechos. Los desechos
sólidos de la tolva de carga caen sobre las parrillas (5) donde son quemados. Generalmente,
se usan varios tipos de parrillas mecánicas, sus características se describen en la Tabla 8.3 y
en la Figura 8.7 se muestran algunas parrillas representativas. En el Capitulo 9 se discuten
otros métodos de encendido y parrillas usadas con desechos sólidos procesados.
Figura 8. 6 Sección transversal de un incinerador municipal de alimentación contínua
y encendido total.
Figura 8.7 Parrillas típicas usadas en incineradores de encendido total (adaptado
en parte de la Ref. 6)
Se puede introducir aire desde el fondo de las parrillas (aire por debajo del fuego) mediante
un ventilador de tiro forzado (6) o sobre las parrillas (aire sobre el fuego) para controlar las
tasas de calcinación y la temperatura de la hornilla. La parte más caliente del fuego está
sobre la parrilla ardiente.
El aire caliente sube sobre los desechos húmedos que llegan a la parrilla superior de secado
y así saca la humedad para permitir que los desechos desciendan ardiendo por las parrillas.
Debido a que la mayoría de los desechos orgánicos son térmicamente inestables, varios
gases son producidos en el proceso de combustión que tiene lugar en la hornilla, donde la
temperatura es de alrededor de 1.400°F. Estos gases y pequeñas partículas orgánicas pasan
a una cámara secundaria, comúnmente llamada "cámara de combustión" (7) y queman a
temperaturas por encima de 1.600°F. Los compuestos que producen olor, generalmente, son
destruidos a temperaturas por encima de 1.400 a 1.600°F.
Alguna ceniza volante y otras partículas pueden ser llevadas a travésde la cámara de
combustión. Para satisfacer las normas de control de polución del aire, se debe proveer
espacio para el equipo de limpieza de] aire (8). Puede ser necesario un ventilador (9) de tiro
inducido para garantizar un flujo adecuado de aire y tome en cuenta las pérdidas de cabeza
a través del equipo de limpieza de aire y el suministro de aire al incinerador mismo. Esto
se puede hacer también con un ventilador de tiro forzado.
TABLA 8.3 OPERACION DE PARRILLAS DE ALIMENTACION CONTINUA EN
INCINERADORES MUNICIPALES*
Tipo de Parrilla Descripción de la operación
Parrilla transportadora + Consiste en una reja de movimiento continuo
de alimentación y una o más rejas de quemado.
La reja de alimentación está ubicada directamente
debajo de la tolva de carga desde la cual caen los
desechos sobre la parrilla. Los desechos secan
parcialmente mientras están sobre la reja de
alimentación.
Parrilla reciprocante + Los desechos se mueven a través de la hornilla
desde la tolva, mientras la parrilla es
estacionaria, excepto por movimientos alternos
reciprocantes de las barras de la parrilla. La
acción de las barras mueven los desechos aquí y
allá hacia la siguiente barra. La tasa de quemado
se ajusta mediante el control de la velocidad de
las barras.
Parrilla oscilante + La operación es similar a la parrilla reciprocante,
pero los desechos se mueven a través de la
hornilla por la acción oscilante de las parrillas.
Parrilla de rodillos Es un diseño relativamente nuevo, los desechos
son quemados a medida que se mueven mediante
una serie de barras giratorias.
* Adaptado de la Referencia 18
+ Ver Figura 8.7.
Los productos finales de la incineración son los gases limpios que son descargados por la
chimenea (10). Las cenizas y materiales sin quemar de las parrillas caen en una tolva de
residuos (11) ubicada debajo de las parrillas donde son apagados con agua. La ceniza
volante que sedimenta en la cámara de combustión es removida por medio de una
compuerta para ceniza (12). El residuo de la tolva de almacenamiento se puede llevar a un
relleno sanitario o a una planta de recuperación de recursos. La ceniza volante de la
compuerta y los desechos del equipo de limpieza del aire son llevados a un relleno
sanitario.
Control de Polución de Aire.
La mayor preocupación en el control de la polución del aire, con la mayoría de los
incineradores, es con la emisión de partículas más que con gases y olores (18).
Típicamente, el tamaño de las partículas de las emisiones de incineradores varían desde
menos de 5 µm hasta unos 120 µm; alrededor de la tercera parte de las partículas tienen
diámetros menores que 10 µm (18). En términos del tamaño, estas partículas se podrían
clasificar como polvo fino, como se muestra en la Figura 8.8
Figura 8.8 Carta de clasificación de partículas
Se han utilizado varias técnicas de diseño y equipo para controlar estas emisiones de
partículas. En la Tabla 8.4 se reportan las características de algunas instalaciones y equipo
representativo de control de emisiones. En la Figura 8.8 también se muestra el rango
operativo de las instalaciones y equipo reportado en la Figura 8.4. En las Figuras 8.9 y 8.10
se muestran un filtro de malla típico recolector de polvo y un precipitador electrostático
respectivamente. En la Figura 8.11 se resumen las eficiencias de los diferentes métodos de
control. En la Tabla 8.5 se reportan datos comparativos de control de polución de aire para
incineradores municipales.
Consideraciones de Diseño y Funcionamiento
En la Tabla 8.6 se resumen los elementos principales que se deben considerar en el diseño
mecánico de un incinerador. Se han formado firmas de ingenieros para diseñar
incineradores grandes y modernos debido a la complejidad del diseño. En las Referencias 4,
14, 16 y 18 se pueden encontrar detalles adicionales sobre el diseño de incineradores.
TABLA 8.4
INSTALACIONES Y EQUIPO DE CONTROL DE EMISIONES PARA
INCINERADORES MUNICIPALES*
Item Descripción
Cámara de sedimentación Una cámara larga ubicada, generalmente,
inmediatamente después de la cámara de
combustión (Vea Fig. 8.6) para la remoción
de partículas grandes de ceniza volante y
como una operación de pretratamiento a
procesos subsiguientes de remoción.
Recolectores de deflectores Deflectores construidos de ladrillo o metal
que se pueden operar en húmedo o seco.
Localizados, generalmente, después de la
cámara de combustión. Se pueden remover
partículas de 50 µm o mayores mediante
coalescencia, reducción de la velocidad o
acción centrífuga. La eficiencia depende del
diseño y la ubicación.
Depuradores La ceniza volante es atrapada sobre gotas de
agua y removida. El método de remover
ceniza volante mojada depende del equipo a
ser usado y del diseño del incinerador.
Separador de ciclón Separación en seco de partículas de ceniza
voladora mediante la acción centrífuga, en la
cual las partículas son lanzadas contra las
paredes del recolector.
Precipitador electrostático Las partículas de ceniza se cargan mediante
un electrodo. las partículas cargadas se
remueven sobre superficies colectoras
colocadas en un campo eléctrico intenso.
Una vez sobre la superficie colectora, las
partículas pierden carga y se adhieren
ligeramente. Se pueden remover mediante
golpes suaves.
Filtro de malla Los gases de la combustión son filtrados a
través de bolsas filtrantes hechas de varios
materiales.
* Adaptado en parte de la Referencia 18.
Figura 8.9 Filtro de Malla recolector de polvo (18)
TABLA 8.5
DATOS COMPARATIVOS DE CONTROL DE POLUCIÓN DE AIRE PARA
INCINERADORES MUNICIPALES**
Agua para
recolector,
GPM/1000 p3
Recolector Factor
relativo de
costo de
capital, FOB
Espacio
relativo,
por ciento
Eficiencia
de la
recolección,
por ciento min
Caída de
presión
de agua
Factor de
costo
relativo de
operación
Cámara de sedimentación No aplicable 60 0-30 2-3 0.5-1 0.25
Multiciclón 1 20 30-8 Ninguno 3-4 1.0
Ciclones de 60 pg
diámetro
1.5 30 30-70 Ninguno 1-2 0.5
Depuradores * 3 30 80-96 4-8 6-8 2.5
Precipitador electrostático 6 100 90-97 Ninguno + 0.5-1 0.75
Filtro de malla 6 100 97-99.9 ninguno 5-7 2.5
* De la Referencia 18
+ Los gases se enfrían generalmente con un depurador que esparce agua antes del precipitador
electrostático
NOTA: GMP x 0.0631 = l/s
Pie3/min x 0.028 = m3/min
Pg x 2.54 = cm
TABLA 8.6
PRINCIPALES COMPONENTES EN EL DISEÑO DE INCINERADORES
MUNICIPALES GRANDES*
Componente Propósito de la descripción
Básculas Necesarias para mantener registros precisos de la cantidad de
desechos procesados
Fosas de almacenamiento El diseño de las fosas depende de la capacidad de la hornilla, las
necesidades de almacenamiento (capacidad de aproximadamente un
día) horarios de recolección y métodos de descarga de los camiones
Grúas Utilizadas para transferir los desechos de la fosa de almacenamiento a
las tolvas de carga para mezclar y redistribuir desechos en la fosa de
almacenamiento
Tolvas de carga Construidas de metal o concreto, usadas para introducir los desechos a
las rejas de la hornilla.
Rejas de la hornilla Utilizadas para mover los desechos a través de la hornilla, se han
usado con éxito rejas o parrillas transportadoras, reciprocantes,
oscilantes y de rodillos. Se han adoptado una tasa de combustión de
60 a 65 lb/pie2h como “generalmente permisible” para la quema en
masa.
Cámara de combustión Se utilizan cámaras de paredes con agua y refractarias.
Sistema de recuperación de calor Los tipos de sistemas varían. Típicamente se usan dos secciones de
caldera: convección y economizador (Vea Capítulo 9).
Calor auxiliar Su necesidad depende del contenido de humedad de los desechos.
Instalaciones para control de polución
del aire
Usadas para controlar la emisión de partículas (Vea Tabla 8.4).
Instalaciones y equipo auxiliares Normalmente incluyen instalaciones para manejar residuos,
ventiladores para suministrar y extraer aire, chimeneas de
incineradores, edificios de control, etc.
* Adaptado en parte de la Referencia 18.
Entre los factores que se deben considerar en la evaluacióndel funcionamiento de un
incinerador están la cantidad de residuo que queda en el incinerador después de la
incineración y si se necesita o no combustible adicional cuando la recuperación de calor no
es la preocupación principal. En el Capítulo 9 se considera la necesidad de combustible
adicional. La cantidad de residuo depende de la naturaleza de los desechos a ser
incinerados. En la Tabla 4.9 se reportan datos típicos sobre el residuo de varios
componentes de desechos sólidos. En la Tabla 8.7 se reporta la composición del residuo
de incineradores. En el Ejemplo 8.1 se ilustran los cálculos necesarios para evaluar la
cantidad y composición del residuo después de la incineración.
EJEMPLO 8. 1. Cálculo del residuo de incinerador.
Determine la cantidad y composición del residuo de un incinerador usado para desechos
sólidos municipales con la composición media dada en la Tabla 4.9. Estime la reducción en
volumen si se supone que la densidad del residuo es de 1,000 lb/yd3.
SOLUCION
1. Construya una tabla de cálculos para determinar la cantidad de residuo y su
distribución en porcentaje en peso. La Tabla 8.8 presenta los cálculos completos.
2. Estime los volúmenes original y final antes y después de arder. Para estimar el
volumen aproximado inicial, suponga que la densidad media de los desechos sólidos
en la fosa de almacenamiento del incinerador es alrededor de 375 lb/yd3.
3
3
yd 2.67 
lb/yd 375
lb 1,000
 originalVolumen ==
)m (0.18 yd 0.24 
lb/yd 1,000
lb 238.1
 originalVolumen 33
3
==
Figura 8.10 Precipitador electrostático (a) perspectiva (Research-Contrell, Inc.),
(b) Detalle
Figura 8.11- Eficiencia del recolector versus emisiones de polvo de la chimenea (18)
TABLA 8.7
COMPOSICIÓN DEL RESIDUO DE LA INCINERACIÓN DE DESECHOS
SÓLIDOS MUNICIPALES
Porcentaje en pesoComponente
Rango Típico
Quemado parcialmente o sin quemar
Materia orgánica 3 – 10 5
Envases de hojalata 10 – 25 18
Hierro y acero 6 – 15 10
Otros metales 1 – 4 2
Vidrio 30 – 50 35
Cerámica, piedras, ladrillo 2 – 8 5
Ceniza 10 – 35 25
Total 100
3. Estime la reducción de volumen usando la Ecuación 8.1.
cientopor 91 100 
2.67
0.24 - 2.67
 volumen deReducción =




=
TABLA 8.8
CÁLCULO DEL RESIDUO DE LA INCINERACIÓN PARA EL EJEMPLO 8.1
ResiduosComponente Desechos
sólidos
lb
Residuo
inerte +
por ciento
lb Por ciento
Desechos de alimentos 150 5 7.5 3.2
Papel 400 6 24 10.1
Cartón 40 5 2 0.8
Plásticos 30 10 3 1.3
Textiles 20 2.5 0.5 0.2
Caucho 5 10 0.5 0.2
Cuero 5 10 0.5 0.2
Recortes de jardín 120 4.5 5.4 2.3
Madera 20 1.5 0.3 0.1
Vidrio 80 98 78.4 32.9
Envases de hojalata 60 98 58.8 24.7
Metales no ferrosos 10 96 9.6 4.0
Metales ferrosos 20 98 19.6 8.2
Tierra, cenizas, ladrillo, etc. 40 70 28.0 11.8
Total 1,000 238.1 100.0
* Con base a 1,000 lb de desechos sólidos (Vea Tabla 4.4)
+ De la Tabla 4.9
NOTA: lb x 0.4536 = kg
8.4 REDUCCIÓN MECÁNICA DEL TAMAÑO
Reducción del tamaño es el término aplicado a la conversión de los desechos sólidos en
piezas más pequeñas a medida que son recolectados. El objetivo de la reducción de tamaño
es obtener un producto final que es razonablemente uniforme y de tamaño
considerablemente reducido en comparación con su forma origina Es importante anotar que
la reducción de tamaño no implica necesariamente una reducción de volumen. En algunas
situaciones, el volumen total del material después de reducir el tamaño puede ser mayor
que el volumen original. En la práctica, los términos desmenuzar, moler y triturar son
utilizados para describir operaciones de reducción de tamaño. En esta sección se discuten
los principales tipos de equipo y factores importantes de diseño.
La reducción de tamaño es un factor importante no sólo en el diseño y operación del
manejo de sistemas de desechos sólidos, sino también en la recuperación de materiales para
reuso y para su conversión en energía. Por ejemplo, es necesaria alguna forma de reducción
de tamaño para el transporte de desechos sólidos en líquidos. En la Referencia 1 se
describen estaciones centrales de trituración. Los desechos se fragmentan antes de ser
embalados, para alcanzar una mayor densidad bajo una presión de compactación menor.
La disposición de desechos fragmentados en rellenos sanitarios sin el recubrimiento diario
es otra aplicación importante de la reducción de tamaño. Este terna se considera más
ampliamente en el Capitulo 10 y la Referencia 15.
La fragmentación se usa comúnmente en sistemas diseñados para recuperar materiales y
energía de los desechos sólidos. Los desechos sólidos municipales no son un combustible
ideal debido a la diversidad de tamaños de las partículas, el contenido de humedad, la
composición química y las características físicas; sin embargo, mediante fragmentación en
seco (como se reciben) o en húmedo, seguido de separación, los materiales orgánicos en el
desecho sin procesar se pueden transformar en una mezcla relativamente homogénea con
tamaño uniforme, valor calórico y contenido de humedad. También se pueden recuperar
más fácilmente los componentes remanentes de la separación de materiales orgánicos
debido a su tamaño reducido. Este tema se considera más ampliamente en la siguiente
sección de este capitulo (Vea la sección 8.6).
Equipo para la Reducción de Tamaño.
Los tipos de equipos que han sido usados para reducir el tamaño y homogeneizar desechos
sólidos incluyen molinos pequeños, picadores, molinos grandes, trituradores de
mandíbulas, molinos de raspador, fragmentadores, molinos de martillo y hidropulpadores.
En la Tabla 8.9 se enumeran los modos de acción y las principales aplicaciones de estos
equipos; en la discusión subsiguiente se consideran algunos de los tipos de equipo más
comúnmente usados para desechos sólidos.
Los molinos de martillo (de eje horizontal). Del equipo reportado en la Tabla 8.9, los
molinos de martillo de eje horizontal que se muestran en la Figura 8.12a y 8.12b se usan
con más frecuencia para reducir el tamaño de desechos sólidos en grandes operaciones
comerciales (Vea Figura 8.13). Operacionalmente, un molino de martillos, es un
instrumento en el cual un número de martillos flexibles están fijos a un eje interior o
disco(s) que giran a alta velocidad (Vea Figura 8.12). Debido a la fuerza centrífuga los
martillos se extienden radialmente del eje central; a medida que los desechos sólidos entran
al molino, son golpeados con suficiente fuerza para aplastarlos o despedazarlos y con una
velocidad tal que no se adhieren a los martillos. Los desechos se reducen todavía más
mediante golpes contra las placas de romper y/o barras de cortar fijas alrededor de la
periferia de la cámara interior. La acción de cortar y golpear continúa hasta que el material
tiene el tamaño exigido y cae por el fondo del molino.
En molinos de martillo de alta velocidad es de rutina la reconstrucción frecuente y
reemplazo de los martillos y placas de ruptura, debido a la naturaleza resistente y abrasiva
de muchos materiales encontrados en los desechos sólidos. En algunas instalaciones se
operan en serie dos molinos de martillos, el primero como fragmentador de grandes piezas
y el segundo para producir partículas del tamaño requerido.
TABLA 8.9
TIPOS, MODOS Y APLICACIONES DE EQUIPO USADO PARA LA
REDUCCIÓN MECÁNICA DE TAMAÑO
Tipo Modo de acción Aplicación
Molinos pequeños Moler, aplastar Desechos sólidos orgánicos
residenciales.
Picadores Cortar, Tajar Papel, cartón, recorte de árboles,
desechos de patios, madera, plásticos.
Molinos grandes Moler, aplastar Materiales quebradizos y frágiles.
Usado principalmente en operaciones
industriales.
Trituradores de mandíbula Triturar, romper Sólidos grandes.
Molinos de raspador Fragmentar, desgarrar Desechos sólidos humedecidos. Usado
más comúnmente en Europa.
Fragmentadores Cizallar, desgarrar Todos los tipos de desechos
municipales.
Cortadores, cizallas Cizallar, desgarrar Todos los tipos de desechos
municipales.
Molinos de martillos Romper, desgarrar,
cortar, triturar
Todos los tipos de desechos
municipales, equipo más comúnmente
usadopara reducir el tamaño y
homogeneizar los desechos.
Hidropulpador Cizallar, desgarrar Idealmente adecuado para usar con
desechos fácilmente convertibles en
pasta, incluyendo papel, trozos de
madera. Usado principalmente en la
industria del papel. Usado también
para destruir registros en papel.
Figura 8.12 Molinos de martillo usados en la reducción de desechos sólidos- a) Tipo
unidireccional- b) Tipo reversible (Williams Patent Crusher and Pulverizer Company,
Inc.).
Figura 8.13 Fotografía de molino de martillo reversible de eje horizontal usado para
reducir el tamaño de desechos sólidos (Williams Patent Crusher and Pulverizer
Company, Inc.).
Molinos de martillos (eje vertical). También han sido usados los molinos de martillos de
ejes verticales sobre los cuales están montados los martillos y ruedas del molino de
diferentes tamaños. Hasta la fecha (1976) la confiabilidad ha sido el mayor problema con
las máquinas de eje vertical.
Hidropulpador. Un método alterno de separación de los componentes de los desechos
sólidos involucro el uso de un hidropulpador (Vea la Figura 8.14). En este sistema, se
agregan desechos sólidos y agua recirculada al hidropulpador. La acción de las hojas de
cortar de alta velocidad, montadas sobre un rotor en el fondo de la unidad, los materiales
fragmentables y convertibles en pasta son convertidos en una masa acuosa con un
contenido de sólidos que varía del 2.5 al 3.5 por ciento. Los metales, envases de hojalata y
otros materiales no fragmentabas son rechazados por el lado del tanque hidropulpador (Vea
Figura 8.14). El material rechazado pasa por un ducto vertical que está conectado a un
elevador de cangilones. A medida que el material se mueve en el elevador, recibe un lavado
preliminar. Los sólidos de la masa acuosa pasan a través del fondo del tanque pulpador y
son bombeados a la siguiente operación del proceso. En la primera parte del Capitulo 9 se
discute un sistema de recuperación completa de materiales que usa un hidropulpador.
Selección de Equipo para Reducción de Tamaño.
Los factores que se deben considerar en la selección de equipo para la reducción de tamaño
incluyen:
1. Propiedades del material a ser desmenuzado y las características del materias
después de ser cortado.
2. Requisitos del tamaño para el material desmenuzado por componentes.
3. Método de alimentación del fragmentador o desmenuzador, provisión de una
capacidad adecuada de la tolva para evitar interrupciones y requisitos de
espacio entre la alimentación y los transportadores de transferencia y el
fragmentador.
4. Tipo de operación (continua o intermitente)
5. Características operacionales incluyendo: necesidades de energía,
mantenimiento de rutina y especializada, simplicidad de la operación,
funcionamiento y contabilidad comprobadas, producción de ruido, requisitos
de control de la polución del aire (principalmente polvo) y del agua.
6. Consideraciones del sitio incluyendo espacio y altura, acceso, ruido y
limitaciones ambientales.
7. Almacenamiento del material después de la reducción de tamaño y en
función de la siguiente operación funcional.
En la Figura 8.15 se dan datos típicos de los requisitos de potencia para la fragmentación.
Estos datos se dedujeron de un análisis de información obtenida de fabricantes de equipo y,
en grado limitado, de instalaciones en operación (7). Como se anotó, si se usa una
reducción preliminar del tamaño para reducir el tamaño de los desechos antes de ser
procesados por molinos de martillos, se debe agregar 15 hp/ton/h adicionales para estimar
la potencia. El uso de datos reportados en la Figura 8.15 se ilustra en el Ejemplo 8.2.
a) Sección transversal del Pulpador Hidráulico
 (b)
Figura 8.14 Hidropulpador usado para desechos sólidos- (a) sección transversal del
hidropulpador, (b) fotografía de la parte superior del hidropulpador. (Black Clawson
Fibreclaim, Inc.).
EJEMPLO 8.2. Requisitos de potencia para reducción de tamaño.
Estime la potencia necesaria para reducir desechos municipales a un tamaño final de
alrededor de 3 pulgadas, para una planta cuya capacidad es de 80 ton/h, usando los datos de
la Figura 8.15.
SOLUCION
1. Usando un valor moderado de 20 hp/ton para la potencia, los caballos fuerza
necesarios son:
Caballos fuerza = 80 ton/h x 20 hp-h/ton = 1.600 hp
2. Usando un factor de 1.5 para el tamaño del producto (Vea Figura 8.15), la
potencia necesaria es:
Caballos fuerza = 1.600 hp x 1.5 = 2.400 hp (1.789 Kw)
Figura 8.15 Requisitos de potencia para reducir el tamaño de varios desechos sólidos
(7)
Comentario. En el problema 8.7 se da un método alterno para estimar la potencia necesaria
para la reducción de tamaño. Se deberá anotar, sin embargo, falta demostrar la validez de la
expresión dada como se aplica a desechos sólidos.
8.5 SEPARACIÓN DE COMPONENTES
La separación de componentes es una operación necesaria en la recuperación de desechos
sólidos y donde van a ser recuperados de los desechos sólidos: energía y productos de
conversión. La recuperación necesaria se puede realizar manual o mecánicamente. Cuando
se usa la separación manual, no es necesario el procesado de los desechos; en la mayoría de
las técnicas mecánicas, sin embargo, se requiere alguna reducción de tamaño como una
primera etapa. En esta sección se describen técnicas y equipos usados para la separación de
componentes de desechos sólidos municipales. En la Tabla -8.10 se enumeran las técnicas
consideradas junto con información sobre sus aplicaciones. De las técnicas reportadas en la
Tabla 8.10, se discuten con más detalles la separación con aire, separación magnética y el
tamizado, debido a que se sabe más sobre estas operaciones de su uso en otros campos. Se
debe tener cuidado en el uso de datos sobre la eficiencia y el funcionamiento del equipo
usado para la separación de componentes específicos de los desechos debido a que hay
pocos datos disponibles durante largos períodos de tiempo.
Selección Manual
La separación manual de componentes de desechos sólidos se puede llevar a cabo en la
fuente donde se producen los desechos, o el sitio de disposición. El número y tipo de
componentes recuperados o clasificados depende de la localidad y el mercado de reventa.
En los Capítulos 9 y 16 se discuten aspectos del mercado. Típicamente, los componentes
incluyen papel periódico, aluminio y vidrio de procedencia residencial; cartón y papel de
alta calidad, metales y madera de procedencia comercial e industrial; y metales, madera y
objetos voluminosos de valor de estaciones de transferencia y sitios de disposición.
Separación con Aire.
La clasificación con aire ha sido usada durante varios años en operaciones industriales para
la separación de varios componentes de mezclas secas. En sistemas de recuperación de
recursos y energía de desechos sólidos, se usa la clasificación con aire para separar el
material orgánico- o, como a menudo se lo llama, la “fracción liviana”- del material
inorgánico más pesado, llamado “fracción pesada”. Prácticamente hablando, esto involucró
la separación de productos de papel, materiales plásticos y otros materiales orgánicos
livianos del flujo de desechos desmenuzados. En esta sección se presentan y discuten la
operación de varios clasificadores de aire y algunos de los factores que se deben considerar
en su selección.
Equipo de Separación con Aire. En uno de los tipos de clasificadores con aire más simples,
los desechos sólidos procesados son vaciados en un dueto vertical (Vea Figura 8.16a). El
aire que asciende desde el fondo del dueto se utiliza para transportar los materiales más
livianos hasta el tope del ducto. Los materiales más pesados caen al fondo debido a que el
flujo de aire ascendente es insuficiente para transportar los materiales más pesados en los
desechos. El control del por ciento separado entre las fracciones liviana y pesada se realiza
variando la carga de desecho, el flujo de aire y la sección transversal del ducto. Es
necesario un mecanismo giratorio, a prueba de aire, para introducir los desechos
desmenuzadosen el clasificador.
TABLA 8.10 TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE DESECHOS SÓLIDOS Y APLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN
Técnica Materiales involucrados Preprocesado requerido Observaciones
Separación en el origen
Separación manual Papel, metales ferrosos y no
ferrosos, madera
Ninguno Usado para separar papel corrugado y de alta calidad,
metales, y madera en comercios e industrias y periódico
en residencias; económico y factible si los precios del
mercado son adecuados.
Separación centralizada
Sorteo y separación manual
Periódicos, papel corrugado Ninguno Puede ser una alternativa económica de separación en la
fuente, dependiendo de los costos de la obra de mano.
Separación con aire Materiales combustibles Fragmentación Usado para concentrar metales y vidrio en una fracción
pesada, lo mismo que materiales combustibles en una
fracción liviana.
Separación por inercia Materiales combustibles Fragmentación Igual que para separación con aire.
Tamizado Vidrio Ninguno o fragmentación,
separación con aire
Se puede usar antes de la fragmentación para remover
vidrio y previa a la separación con aire por razones
semejantes. Se puede usar para concentrar vidrio de la
fracción pesada.
Flotación Vidrio Fragmentación, sep. aire Control de polución del agua, puede ser costoso.
Distribución óptica Vidrio Fragmentación, separación con
aire y tamizado
Como alternativa de la flotación para separar el vidrio de
materiales opacos; usada para separar pedernal de vidrio
coloreado.
Separación electrostática Vidrio Fragmentación , separación con
aire, separación magnética y
tamizado
Experimental.
Separación magnética Material ferroso Fragmentación o pasta Probada en numerosas aplicaciones a escala completa.
Separación en medio pesado Aluminio, otros metales no
ferrosos
Fragmentación, separación con
aire
Se puede usar para separar un número de materiales
ajustando la gravedad específica del medio; se necesitan
unidades separadas para cada material a ser separado.
Separación de inducción lineal Aluminio, otros metales no
ferrosos
Fragmentación, separación con
aire, separación magnética y
tamizado
Se necesitan unidades separadas para separar aluminio y
otros metales no ferrosos.
(a) TIPO CONVENCIONAL DE CONDUCTO
(b) TIPO EXPERIMENTAL DE ZIGZAG
(c) TIPO DE VIBRADOR ENTRADA ABIERTA
Figura 8.16 Clasificadores típicos con aire- (a) Tipo de ducto (radar Pneumatics,
Inc.)- (b) Tipo experimental en zigzag (2)- (c) Tipo vibrador de entrada abierta,
(Triple/S Dynamics System, Inc.).
Otro tipo es conocido como el "clasificador con aire en zigzag". La pequeña unidad
experimental que se muestra en la Figura 8.16b, consiste en una columna vertical con
deflectores internos en zigzag a través de los cuales pasan grandes cantidades de aire. Los
desechos desmenuzados son introducidos por la parte superior de la columna a una tasa
controlada, y se introduce aire en el fondo de la columna. A medida que los desechos caen
sobre la corriente de aire, la fracción más liviana es fluidizada y se mueve hacia arriba y
fuera de la columna, mientras la fracción pesada cae hacia el fondo. En teoría, cada cambio
de dirección producido por el zigzag crea turbulencia en la corriente de aire y esta a su vez,
hace que los desechos den vueltas y los materiales compactados se separen (2). La mejor
separación se obtiene del diseño apropiado de la cámara de separación, el flujo de aire y la
tasa de alimentación del desecho. En la Referencia 2 se discuten factores adicionales y
relaciones en el diseño de clasificadores con aire en zigzag.
En la Figura 8.16c se muestra esquemáticamente todavía otro tipo de clasificador por aire.
En esta unidad la separación de la fracción liviana se logra por la combinación de tres
acciones. La primera es vibración, que ayuda a estratificar el material alimentado al
separador en componentes pesados y livianos. La agitación tiende a sedimentar las
partículas más pesadas (densas) al fondo a medida que los desechos fragmentados son
transportados descendiendo a lo largo del separador. La segunda acción sobre el material es
un efecto de inercia en el cual el aire que entra por la entrada de alimentación imparte una
aceleración inicial a las partículas más livianas mientras los desechos descienden al
separador a medida que están siendo agitados. La tercera acción que completa la función
del separador es la inyección de aire fluidizador en una o más velocidades elevadas, en
cortinas de flujo a través del lecho. Este aire fluidizante cambia la dirección de las
partículas más livianas y las mueve en una posición para ser recogidas y sacadas de la
unidad por aire que sale. El volumen de aire que sale es aproximadamente 3 veces el del
aire fluidizador. Por ejemplo, en un separador de 80 ton/h de desechos municipales, el flujo
de aire que sale seria aproximadamente de 60.000 pie3/min. De este total, se suministran
aproximadamente 20.000 pie3/min de aire fluidizador por los ventiladores construidos
dentro del separador. El resto de aire es arrastrado a través de la entrada de alimentación y
en la descarga de materiales pesados (10). Se realiza una separación final de partículas
livianas en el punto donde la fracción pesada descarga del elutriador. Se ha reportado que la
separación resultante es menos sensible al tamaño de las partículas que un separador
convencional vertical ya sea recto o en zigzag (10). Una ventaja del separador mostrado en
la Figura 8.16c es la de que no es necesario el mecanismo a prueba de aire en la entrada de
alimentación. Los desechos se alimentan por gravedad directamente en el separador.
En la Figura 8.17 se muestran los principales componentes de un sistema completo de
clasificación por aire. Además del clasificador por aire, se necesitan uno o más
transportadores para transportar los desechos procesados a la tolva de cargue y dentro del
clasificador por aire. A continuación del clasificador por aire, se usa un separador de ciclón
para separar las fracción liviana del aire que la transporta. Antes de ser descargado a la
atmósfera, el aire de transporte es pasado a través de instalaciones de recolección de polvo.
En forma alterna, el aire del separador de ciclón se puede recircular al separador con o sin
remoción de polvo. El aire para la operación del clasificador por aire puede ser
suministrado por compresores de presión baja o ventiladores. La fracción pesada que es
removida del clasificador por aire es acarreada al sitio de disposición o a un sistema
subsiguiente de recuperación. La fracción liviana puede ser almacenada en barriles o
transportada a otro fragmentador para una mayor reducción del tamaño antes del
almacenamiento o la utilización como combustible o material para fermentación.
Selección del Equipo de Separación por Aire. Los factores que deben ser considerados en la
selección de equipo de separación por aire incluyen:
1. Características del material producido por el equipo de fragmentación
incluyendo: tamaño de las partículas, gradación, forma, contenido de
humedad, tendencia a aglomerarse y contenido de fibra.
2. Especificaciones del material para la fracción liviana.
3. Método de transferir los desechos del fragmentador a la unidad de
separación por aire y alimentación de los desechos en el separador
por aire.
4. Características de diseño del separador incluyendo: relación de sólidos a
aire, (lb de sólidos/lb de aire); velocidades fluidizadoras (pie/min);
capacidad de la unidad (lb/h); flujo total de aire (pie3/min) y caída de presión
(pulgadas de agua).
PLANTA
ELEVACIÓN
Figura 8.17 Sistema de clasificación con aire para desechos sólidos (Triple/S
Dynamics Systems, Inc.).
5. Características operacionales incluyendo: necesidades de energía, requisitos
de mantenimiento de rutina y especializado, simplicidad de la operación,
funcionamiento y confiabilidad comprobados, producción de ruido y
requisitos de control de la polución del aire y el agua.
6. Consideraciones sobre el sitio, incluyendo: espacio y altura, acceso, ruido y
limitaciones ambientales.
En la Tabla 8.11se presentan datos sobre las velocidades de fluidización para varios
componentes de los desechos. Se debe anotar que los datos reportados en la Tabla 8.11
fueron obtenidos de un equipo pequeño a escala piloto, se espera que datos obtenidos de
unidades a escala completa varíen de los anteriores con la geometría del separador, lo
mismo que con la carga. Basados en trabajo realizado en otros campos, aparece que la
relación sólidas a aire puede ser el factor de diseño más importante. Se ha reportado que
esta relación puede variar entre 0.2 y 0.8 para materiales livianos y puede ser tan baja como
0.02 para papel fragmentado (2).
Hace algún tiempo Dallavalle (5) propuso las siguientes ecuaciones para estimar las
velocidades mínimas de arrastre para transporte neumático de partículas de material en
ductos horizontales y verticales. Para ductos horizontales:
2/5d 
1 S
S
 6.000 V
+
= (8.3)
Para ductos verticales:
3/5d 
1 S
S
 13.000 V
+
= (8.4)
donde: V = velocidad del aire, pie/min
S = peso especifico del material que se está transportando
d = diámetro de la partícula más larga a ser movida, pg.
TABLA 8.11
VELOCIDADES DE FLUIDIZACIÓN PARA LA SEPARACIÓN CON AIRE DE
VARIOS COMPONENTES DE DESECHOS SÓLIDOS*
Velocidad, pi/minComponente
Clasificador en
zigzag con garganta
de 2”+
Tubo recto de 6”
de diámetro
Envoltura de plástico (bolsas de camisas) Menos de 400
(electrostática)
---
Periódico desmenuzado seco (25% de humedad) 400 – 500 350
Periódico cortado seco:
1 pg redondo 500 350
3 pg cuadrados --- 350
Aglomerados de periódico y cartón fragmentado
seco
600 ---
Periódico fragmentado húmedo (35% de
humedad)
750 ---
Cartón corrugado y desmenuzado, seco 700 – 750 450 – 500
Cartón corrugado cortado, seco:
1 pg redondo 980 700
3 pg cuadrados --- 1.000
Poliestireno, material de empaque 750 – 1.000
(electrostática)
---
Espuma de caucho (1/2 pg cuadrados) 2.200 ---
Vidrio molido, metal y fragmentos de roca (de
escombros de automóviles)
2.500 – 3.000 ---
Caucho sólido (1/2 pg cuadrados) 3.500 ---
* De la Referencia 2
+ Vea la Figura 8.16b
NOTA: pie/min x 0.0051 = m/s
Las ecuaciones 8.3 y 8.4 se pueden usar para estimar la velocidad mínima necesaria,
basados en la cantidad de transporte que se permite en la fracción liviana. En la Tabla 8.12
se reportan velocidad típicas necesarias para transportar varios materiales.
TABLA 8.12
VELOCIDADES TÍPICAS NECESARIAS DE AIRE EN DUCTOS PARA
TRANSPORTAR VARIOS MATERIALES*
Material Velocidad del aire, pie/min
Granos de polvo 2.000
Trocitos y recortes de madera 3.000
Aserrín 2.000
Yute pulverizado 2.000
Caucho pulverizado 2.000
Hilazas 1.500
Metal pulverizado (molino) 2.200
Plomo en polvo 5.000
Virutas de bronce (finas) 4.000
Carbón fino 4.000
* De la Referencia 5
NOTA: pie/min x 0.3048 = m/min
Separación Magnética.
El método más común de recupera r chatarra ferrosa de desechos sólidos fragmentados
implica el uso de sistemas magnéticos de recuperación. Los metales ferrosos, generalmente,
son recuperados después de la fragmentación y antes de la clasificación con aire o después
de la fragmentación y la clasificación con aire. En algunas instalaciones grandes se han
utilizado también sistemas magnéticos superiores para recuperar materiales ferrosos antes
de la fragmentación (esta operación es conocida como "escalpado"). Cuando se queman
desechos en incineradores municipales, se usa la separación magnética para remover los
materiales ferrosos del residuo del incinerador. También se han usado sistemas de
recuperación magnética en sitios de disposición como rellenos sanitarios. Los lugares
específicos donde se recuperen los materiales ferrosos dependerán de los objetivos a ser
alcanzados, tales como la reducción del desgaste del equipo de procesado y separación, el
grado de pureza del producto a ser alcanzado, y la eficiencia exigida de la recuperación.
Equipo de Separación Magnética. Para la separación magnética de materiales ferrosos,
durante muchos años, se han usado varios tipos de equipo. Los tipos más comunes son: el
magneto suspendido (Vea la Figura 8.18a), la polea magnética (Vea la Figura 8.18b) , y el
tambor magnético suspendido (Vea la Figura 8.18c). En la Figura 8.19 se muestran dos de
los sistemas de separación magnética más comúnmente usados.
Tres magnetos son empleados en un sistema típico de correa múltiple diseñado para operar
al extremo de un transportador (Vea la Figura 8.19ª), el primer magneto se usa para atraer
el metal, el magneto de transferencia se usa para transportar el material atraído alrededor de
una curva y para agitarlo. Cuando el material atraído llega al área donde no hay
magnetismo, cae libremente, y también cae cualquier material no ferroso atrapado por el
metal contra la correa. Entonces el magneto final devuelve el metal a la correa y es
descargado a otro transportador o en recipientes de almacenamiento. Se ha desarrollado una
correa de acero inoxidable especialmente diseñada, para superar los problemas originales
de desgaste de la correa.
Se han usado separadores de tambores suspendidos en un número de instalaciones grandes
de recuperación. Donde se instala un solo tambor en el extremo del transportador, se utiliza
la trayectoria de los desechos sólidos descartados para ayudar a separar materiales sueltos
no magnéticos y para mejorar la recuperación de materiales ferrosos. Para obtener la
recuperación de material más limpio que sea posible sin fragmentación secundaria o
clasificación con aire, se puede usar una instalación de dos tambores como la que se
muestra en la Figura 8.19b. El primer tambor magnético se usa para recoger material
ferroso de los desechos fragmentados y lanzarlos a un transportador intermedio. La mayor
parte del material no-magnético cae a un transportador de descarga situado debajo del
separador primario. El segundo tambor separador puede ser más pequeño y se puede
colocar más cerca del transportador, debido a la reducción de la carga en el transportador
intermedio. El segundo tambor gira en dirección opuesta al flujo del material para
asegurarse de que no ocurra aglomeración o se forme puente.
Selección del Equipo de Separación Magnética. Los factores que se deben considerar en la
selección del equipo de separación magnética incluyen:
1. Lugar(es) donde se van a recuperar los materiales ferrosos de los desechos
sólidos.
2. Características de los desechos de los cuales se van a separar los materiales
ferrosos, tales como cantidad de material ferroso presente en el desecho,
grado de compactación, tendencia de los desechos a aglomerarse o
permanecer adheridos uno con otro, tamaño (las piezas ferrosas grandes
deben ser reducidas en tamaño a alrededor de 8 pg. o menos), y el contenido
de humedad.
3. Equipo a ser usado para alimentar los desechos al separador y para remover
los flujos de materiales separados.
4. Características del diseño de ingeniería del sistema separador incluyendo
cargas para un tamaño dado de separador (lb/h), eficiencia de la separación,
velocidad de rotación del tambor (r/min), fuerza del magneto, tipo de sistema
de enfriamiento del magneto (aceite o aire), velocidad del transportador,
flujo de aire si se usa para mejorar la eficiencia, y materiales de
construcción.
a) MAGNETO SUSPENDIDO
b) POLEA MAGNÉTICA
c) TAMBOR MAGNÉTICO SUSPENDIDO
Figura 8.18 Separadores típicos de magnetos (Eriez Magnetics).
5. Características de la operación, tales como: requerimientos de energía,
mantenimiento de rutina y especializado, simplicidad de la operación,
eficiencia y confiabilidad comprobadas, producción de ruido y requisitos de
control de la polución del aire y el agua.
6. Consideraciones del lugar tales como: espacio y altura, acceso, ruido y
limitaciones ambientales.
Tamizado.
El tamizado comprende la separación de una mezcla de materiales de diferentes tamaños en
dos o más porciones por medio de una o más superficie de tamizado, que se usan con
medidores de ir o no-ir (14). El tamizado se puede realizar en húmedo o seco, el último es
más comúnen sistemas de procesado de desechos sólidos. El tamizado tiene múltiples
aplicaciones en sistemas de re superación de recursos y energía de desechos sólidos. Se han
usado mallas antes y después de la fragmentación y después de la clasificación con aire
en varias aplicaciones relacionadas con la fracción liviana y pesada de materiales. Abajo se
discuten los tipos de mallas que se usan, algunas aplicaciones típicas, la selección de equipo
y la evaluación del funcionamiento o eficiencia.
Equipo de Tamizado. Hasta la fecha, los tipos más comunes de mallas usadas para la
separación de componentes de los desechos sólidos son los tambores de mallas vibradoras
(Vea la Figura 8.20a) y giratorias (Vea las Figuras 8.20b y 8.21). Típicamente, se han usado
para la remoción de vidrio y materiales relacionados de desechos sólidos fragmentados. Sin
embargo, sólo ahora se está comprendiendo mejor su potencial de aplicación. Se han
seleccionado para discusión dos aplicaciones típicas, debido a que las especificaciones de
mallas de grandes tambores giratorios parecen estar en aumento. Todavía no hay datos
disponibles de las siguientes instalaciones a escala completa.
Se va a instalar una gran malla giratoria de 10 pies de diámetro y 45 pies de largo en las
instalaciones de recuperación de recursos NCRR en construcción cerca de New Orleans y
que estarán en operación en 1976. La malla, parecida a la que se muestra en la Figura 8.21,
está equipada con huecos redondos de 4-3/4 de pg. Los desechos sólidos se introducen a la
malla como llegan, sin haber sido desmenuzados. Se anticipa que el 40% del material
pasará a través de los huecos. Esta fracción fina contendrá una gran cantidad de envases de
aluminio y la mayor parte del vidrio, se pasará por el fragmentador primario e irá
directamente al clasificador de aire. La fracción de tamaño más grande (aproximadamente
60% del material que llega) va al fragmentador primario y allí directamente a otro
clasificador de aire donde se separa la fracción liviana. La fracción liviana de ambos
clasificadores se lleva al relleno sanitario. La fracción pesada se lleva a una instalación de
recuperación de materiales (11). En el capítulo 16 se considera más ampliamente la
operación de recuperación de recursos de New Orleans.
a) SEPARADOR MAGNÉTICO DE TIPO CINTA
b) SEPARADOR MAGNÉTICO DE DOS TAMBORES
Figura 8.19 Sistemas típicos de separación magnética usados con desechos sólidos
desmenuzados- a) (Dings Company), b) (Eriez Magnetics).
(a)
(b) TAMBOR GIRATORIO
Figura 8.20 Mallas típicas usadas para la separación de desechos sólidos- a) Malla
vibradora (Universal Vibrating Screen Company), b) Tambor de malla giratoria
(Triple/S Dynamics Sistems, Inc.).
Figura 8.21 Vista interior de un gran tambor de malla giratorio en operación
(Triple/S Dynamics Systems, Inc.).
(a)
(b)
Figura 8.22 Tamiz de alambre en tambor giratorio usado para la separación de
cartón. (El separador fue desarrollado por Sacramento Waste Disposal Company)- a)
Vista general del tambor separador de cartón. Nótese, en primer plano, el cartón
separado cayendo del transportador de descarga. El transportador de carga está
ubicado a la derecha al fondo- b) Vista del extremo del separador en operación, se ven
las varillas internas de metal usadas para romper bolsas abiertas de plástico y cajas de
cartón. El papel, plásticos y cartón más pequeño separados caen a través de las
aberturas de la malla a medida que gira el tambor.
En la instalación de recuperación de recursos de Milwaukee, programada para entrar en
operación en 1976, se va a instalar una unidad de dos tambores. El Primero de 12 pies de
diámetro interior, tiene aberturas de 1-1/2 pg de diámetro, y los últimos 8 pies de tambor
tienen aberturas de 4 pg de diámetro. El tambor exterior, que tiene 12 pies de largo, tiene
aberturas de 3/8 pg de diámetro. La unidad va a ser alimentada por la fracción pesada de un
clasificador de aire y se van a producir cuatro fracciones de diferentes tamaños. El material
de más de 4 pg va a ser dispuesto en un relleno sanitario. Se va a separar aluminio del
material menor de 4 pg. y mayor de 11 pg. El material menor de 1-1/2 pg y mayor de 3/8 pg
va a una instalación de recuperación de recursos para remover vidrio. El material menor a
3/8 de pg. va a ser dispuesto en un relleno sanitario (11).
En la Figura 8.22 se muestra una malla desarrollada por un contratista privado para separar
cartón de otros desechos.
Selección del Equipo de Tamizado. Los factores que se deben considerar en la selección del
equipo de tamizado incluyen:
1. Especificaciones para los materiales componentes.
2. Lugar donde se va a hacer el tamizado y características de material a ser
tamizado, incluyendo: tamaño de las partículas, forma, densidad del
conjunto y contenido de humedad, distribución del tamaño de las partículas,
tendencia del material a aglomerarse o permanecer adherido y sus
propiedades reológicas.
3. Características del diseño de las mallas incluyendo: materiales de
construcción, tamaño de las aberturas de la malla (generalmente en
pulgadas), configuración de las aberturas de la malla, área total de la
superficie de tamizado (pie2), velocidad de oscilación para los tamices
vibratorios (veces/min), velocidad de rotación para los tamices giratorios
(r/min), y cargas (lb de desecho/pie2/h), y longitud (pie).
4. Eficiencia de la separación y efectividad total (Vea la discusión siguiente).
5. Características de la operación incluyendo: requisitos de energía,
mantenimiento de rutina y especializado, simplicidad de la operación,
confiabilidad y eficiencias comprobadas, producción de ruido y requisitos de
control de la polución del aire y el agua.
6. Consideraciones del lugar tales como espacio y altura, acceso, ruido y
limitaciones ambientales.
La eficiencia de un tamiz se puede evaluar en términos del porcentaje de material
recuperado en el flujo de material alimentado, usando la siguiente expresión (9).
(100) 
W w
 wU
 ón Recuperaci
f
u= (8.5)
donde: U = peso de material que pasa a través del tamiz (flujo inferior), lb/h
F = peso de material alimentado al tamiz, lb/h
wu = fracción en peso del material de tamaño deseado en el flujo inferior.
wf = fracción en peso de material de tamaño deseado en la alimentación o que
 llega.
La efectividad de la operación de un tamiz se ha definido como (9):
efectividad = recuperación x rechazo
donde: rechazo = 1 - recuperación de material no deseado
( )
( )f
u
 w- 1 F
 w- 1U
 - 1 =
Usando la Ecuación 8.5 y la definición anterior para rechazo, podemos encontrar la
efectividad del tamiz mediante la siguiente expresión:
( )
( ) 




=
f
u
f
u
 w- 1 F
 w- 1 U
 - 1 
 wF
 wU
 dEfectivida (8.6)
Las ecuaciones 8.5 y 8.6 también se pueden usar para determinar el porcentaje de
recuperación y efectividad de cualquier operación de procesado, en la cual se van a
recuperar componentes individuales de un flujo de desecho liquido o sólido. En el Ejemplo
8.3 se ilustran la aplicación de las ecuaciones 8.5 y 8.6.
EJEMPLO 8.3. Determinación de la eficiencia y efectividad de recuperación de un tamiz.
100 ton/h de desechos sólidos municipales con la composición dada en la Tabla 4.2 son
llevadas a un tamiz giratorio para la remoción de vidrio antes de la fragmentación,
determine la eficiencia y efectividad de la recuperación basado en los siguientes datos
experimentales:
1. Peso del flujo inferior = 10 ton/h
2. Peso de vidrio en el flujo inferior del tamiz = 7.2 ton/h
SOLUCION
1. Determine la fracción, en peso, de vidrio en la alimentación del tamiz. De la
Tabla 4.2 el porcentaje dado de vidrio es del 8 por ciento. Entonces, la
fracción de vidrio en la alimentación es:
0.08 
lb 100
0.08 x lb 100
 
muestra la de totalpeso
 vidriode Peso
 w f
==
=
2. Determine la fracción, en peso, de vidrio en el flujo inferior
0.72 
 ton10
 ton7.2
 
inferior flujo del totalpeso
 vidriode peso
 w u
==
=
3. Determine la eficiencia de la recuperación,