Fases del proceso de tratamiento

8.2 Fases del proceso de tratamiento

El tratamiento de residuos inertes sigue un proceso secuencial que transforma una mezcla heterogénea de escombro, hormigón, ladrillo, cerámicas, y aislantes en áridos recuperados con valor comercial. Este proceso debe ser eficiente (minimizando residuos rechazados), económico (reduciendo costes operativos) y ambientalmente responsable (controlando polvo, ruido, y contamantes). Las fases del tratamiento están estandarizadas internacionalmente con variantes locales según tecnologías disponibles, calidad de entrada esperada, y requisitos de productos finales. Comprender estas fases es esencial para gestionar plantas, optimizar rendimientos y troubleshoot problemas operacionales.

Fase 1: Recepción y acopio

Los residuos inertes llegan a la instalación mediante vehículos volquete, generalmente sin preparación previa. La fase de recepción incluye: (a) verificación documental (formulario de transporte, carta de origen), (b) inspección visual y olfativa para identificar contaminantes (bolsas de plástico, espumas, maderas, metales no ferrosos), (c) pesaje entrada mediante báscula certificada, (d) asignación a pila de acopio según tipo (hormigón macizo, escombro mixto, cerámicas, fragmentos pequeños).

El operario de recepción debe rechazar residuos contaminados: los que contengan más del 3-5% en peso de impurezas no inerte (madera, papel, plástico, vidrio). Si una carga presenta contaminación inaceptable, se comunica al generador para que la recoja. En casos dudosos, una muestra se lleva a laboratorio para análisis químico (test de lixiviabilidad). Durante acopio, los residuos se apilan por tipo y edad (los más antiguos se procesan primero mediante sistema FIFO). Se mantiene registro de origen de acopios para trazabilidad de áridos producidos.

Fase 2: Preparación y descontaminación manual

Antes de procesamiento mecánico, una cuadrilla de operarios realiza descontaminación manual. Revisan montones de escombro extrayendo manualmente elementos no deseados: metales (barras de acero, tuercas, cadenas), plásticos (bolsas, conductos), maderas (tarimas, carpintería), vidrio, papel, y aislantes (poliestireno, espumas). Estos elementos se separan en contenedores diferenciados según destino de valorización o eliminación.

Esta fase es laboriosa pero crítica: un 2-5% de contaminantes residuales pueden afectar significativamente calidad de áridos producidos y márgenes de operación. En plantas modernas, esta fase se complementa con separación mecánica posterior (electroimanes, cribas manuales, detectores de metales) pero la detección visual inicial en acopio es más eficiente en coste. Operarios deben usar EPI: cascos, guantes antiabrasión, botas, y máscaras contra polvo FFP2.

Fase 3: Trituración primaria

Los residuos descontaminados se cargan mediante pala cargadora en boca de triturador primario. Los trituradores utilizados son de dos tipos principales: (a) trituradores de mandíbulas (jaw crushers), con dos placas de hierro que realiza movimiento de apertura/cierre para romper material mediante compresión, o (b) trituradores de cono, donde un eje excéntrico dentro de cono fijo ejerce fuerzas de compresión en múltiples puntos, produciendo fragmentación más uniforme. Los trituradores de mandíbula son más robustos y toleran materiales muy duros y bloques grandes (hasta 800 mm); los de cono son más eficientes en producción continua pero más sensibles a contaminantes metálicos.

En esta fase, fragmentos de hormigón de 400-600 mm se reducen a tamaño de 0-100 mm en una pasada. La capacidad es 50-200 toneladas/hora según tipo de máquina y dureza del material. Los trituradores de mandíbula generan distribución granulométrica amplia (mucho fino y mucho grueso); los de cono producen distribución más cerrada (distribución granulométrica más uniforme). La energía consumida en trituración primaria es 8-15 kWh/tonelada. Mediante sistemas de regulación, se ajusta abertura de descarga (gap) para controlar tamaño máximo de salida: típicamente 30-80 mm.

Fase 4: Cribado primario

El material triturado pasa a criba vibratoria de una o dos capas. Si es criba de una sola capa, se separa material > 30-50 mm (grueso) de material < 30-50 mm (fino). El material grueso retorna a trituradora secundaria (si la hay) o se envía a acopio de árido grueso 30-63 mm. El material fino se alimenta a cribas de clasificación posterior.

Cribas vibratarias consisten en marcos rectilíneos con superficies de criba (mallas de acero o poliuretano) inclinadas 15-20 grados. Motores excéntricos generan vibración (1.200-1.500 vibraciones/minuto típicamente) que hace que partículas de tamaño inferior a abertura de malla caigan a través (undersize) mientras partículas mayores se transportan por la malla hacia descarga final (oversize).

Fase 5: Trituración secundaria (si aplica)

Material grueso rechazado en cribado primario (oversize 30-80 mm) es procesado en trituradora secundaria de cono o impacto. Los trituradores de impacto utilizan martillos o dientes que golpean el material haciéndolo rebotar contra blindaje, produciendo fragmentación más controlada que trituradores primarios. Capacidad típica 100-150 t/h. Producto de trituradora secundaria (0-30 mm) retorna a criba para reclasificación, mejorando recuperación y distribución granulométrica final.

Esta fase es opcional y depende del volumen de material grueso y target de valorización. En plantas pequeñas (< 100 t/día) puede omitirse, aceptando % mayor de material grueso rechazado. En plantas medianas/grandes se implementa para maximizar recuperación de áridos en todas las fracciones comerciales.

Fase 6: Cribado clasificador (secundario y terciario)

El material fino (0-30 o 0-50 mm) producto de cribado primario alimenta criba de dos o tres capas que separa en fracciones granulométricas comerciales: 0/4 mm (arenas), 4/8 mm (árido fino), 8/16 mm (árido medio), 16/31,5 mm (árido grueso), 31,5/63 mm (grava). Cada fracción se descarga en tolva o cinta de transporte separada hacia acopio diferenciado.

La exactitud de esta separación es crítica para calidad de áridos producidos. Mallas defectuosas o desgastadas producen contaminación entre fracciones. Plantas modernas incluyen mallas de diferentes materiales según aplicación: acero para fracciones gruesas (resiste bien abrasión), poliuretano para fracciones finas (reduce ruido y permite mejor separación). Capacidad de cribado clasificador 80-200 t/h.

Fase 7: Separación de metales

Durante todo el procesamiento, fragmentos de hierro (barras de acero, tuberíasmetálicas, clavos) se mezclan con áridos. Estos metales deben ser extraídos porque: (a) dañan máquinas downstream (trituradores, cribas) al entrar en contacto, (b) contaminan áridos finales, (c) reducen valor comercial. La separación se realiza mediante electroimán (extrae hierro ferroso), típicamente ubicado en descarga de trituradora primaria y en descarga de criba clasificadora final.

Electroimanes son bobinas de cobre alimentadas a voltaje trifásico que generan campo magnético de 0,5-1,5 Tesla. El hierro atraído se deposita en tolva separada que se vacía periódicamente. Eficiencia de recuperación de hierro es típicamente > 95%. Metales no ferrosos (aluminio, cobre, latón) no son capturados por electroimán y requieren sistemas alternativos (separadores de inducción por corrientes de Foucault) más costosos, por lo que en plantas pequeñas/medianas se omiten.

Fase 8: Tratamiento de finos y polvo

La fracción 0/4 mm contiene proporción elevada de polvo fino (< 0,1 mm) que se genera durante trituración. Este polvo es problemático: reduce valor comercial del árido, causa emisiones al ambiente, y contamina agua de escorrentía. En plantas modernas, se implementan sistemas de separación de polvo mediante aire (air-separators o zig-zag classifiers) que separan polvo muy fino (arcillas, sílice fina) del árido 0/4 mm útil.

Air-separators funcionan mediante ventilador que crea corriente de aire ascendente. Partículas grandes (árido 0/4 mm util) caen por gravedad; partículas finas se arrastran por aire hacia colector de polvo. Este polvo fino es eliminado (vertedero) o en algunos casos utilizado en fabricación de cementos y hormigones (si pureza es adecuada). La separación de aire reduce masa de material 0/4 mm en 20-30% pero mejora significativamente calidad comercial del árido restante.

Fase 9: Control de emisiones y polvo

Durante todas las fases (especialmente trituración, cribado), se generan emisiones de polvo. Control se realiza mediante: (a) riego por aspersión en acopios (2-3 pases diarios), (b) cerramientos parciales o cubiertas en zona de trituradora, (c) sistemas de captación localizada con mangueras de aspiración en puntos de transferencia material, (d) filtros de mangas o electrostáticos en chimenea de descarga final. Objetivo es mantener concentración de polvo en aire < 150 mg/m³ (límite normativo típico).

Consumo de agua para riego es 0,5-1 m³/tonelada procesada según humedad inicial del material y condiciones climáticas. En plantas con sistemas de gestión de agua cerrados, esta agua se recircula mediante decantador que separa sólidos finos, reduciendo consumo de agua externa.

Caso práctico: procesamiento de 200 toneladas de hormigón de demolición

Planta móvil procesa hormigón procedente de demolición de edificio de 6 plantas en Barcelona. Material heterogéneo con presencia de fragmentos de acero embebidos, baldosas cerámicas pegadas, y pequenas cantidades de yeso. Procesamiento: (1) Recepción y verificación: 200 toneladas, presencia de metal detectada, rechazo de 2 toneladas contaminadas con yeso. (2) Descontaminación manual: 4 operarios extraen durante 6 horas aproximadamente 15 kg de hierro suelto, 5 kg de plástico. (3) Trituración primaria: 198 toneladas procesadas en trituradora de mandíbula, 18 horas a velocidad de 11 t/h, produciendo material 0/100 mm. (4) Cribado primario: separa 55 toneladas de gruesos (> 40 mm) vs. 143 toneladas de finos. (5) Trituración secundaria: 55 toneladas de gruesos pasan a trituradora de cono, se vuelven a cribar. (6) Cribado clasificador: producto final se separa en 0/4 (38 toneladas), 4/8 (45 toneladas), 8/16 (55 toneladas), 16/31,5 (57 toneladas). (7) Separación de metales: electroimán extrae 18 kg de hierro adicionales. (8) Separación de polvo: air-separator procesa fracción 0/4 mm, rechaza 4 toneladas de polvo muy fino. (9) Resultado final: 195 toneladas de áridos comerciales (coeficiente de recuperación 97,5%), 4 toneladas de polvo para eliminación, 18 kg de hierro para reciclaje de acero. Coste de operación: 15 euros/tonelada. Tiempo total: 3 semanas incluyendo descontaminación, procesamiento y acopio de productos finales.

Ideas clave

• Las nueve fases del tratamiento (recepción, descontaminación, trituración primaria, cribado primario, trituración secundaria, cribado clasificador, separación metales, tratamiento finos, control emisiones) requieren coordinación precisa
• Recepción y descontaminación manual representan 20-30% del coste pero son críticas para calidad final de áridos; omitirlas reduce costes a corto plazo pero causa rechazos de producto y sanciones
• Trituradores primarios (mandíbulas) y secundarios (cono) deben seleccionarse según dureza y tamaño del material; combinación de ambos optimiza distribución granulométrica y recuperación
• Cribado múltiples (primario y clasificador) separan en fracciones comerciales 0/4, 4/8, 8/16, 16/31,5 mm; exactitud de separación depende estado de mallas y velocidad de vibración
• Control de polvo y separación de metales son fases obligatorias: polvo debe ser < 150 mg/m³ y hierro debe ser extraído para no contaminar áridos ni dañar equipos