ARCILLA COCIDA COMO MEDIO DE INERTIZACION DE RESIDUOS

A. Inertización.

La inertización es una técnica de tratamiento de residuos que engloba dos operaciones:

1) La ESTABILIZACIÓN (fijación o inmovilización) del residuo. Trata de un proceso que utiliza una serie de reactivos para:

 Reducir la naturaleza peligrosa del residuo y la toxicidad de sus componentes.

 Mejorar el manejo y las características físicas del residuo.

 _{Disminuir la superficie a través de la cual puede tener lugar la transferencia} o pérdida de contaminantes.

 _{Minimizar la velocidad de migración de los contaminantes al medio} ambiente.

2) La SOLIDIFICACIÓN del residuo. Es el proceso de adición de reactivos con el fin de solidificar el residuo, aumentando su resistencia y disminuyendo la compresibilidad y la permeabilidad.

En el sentido más amplio de la palabra, la inertización puede definirse como la técnica a través de la cual puede transformarse un residuo peligroso en un residuo inerte(es decir, residuo que no experimente transformaciones físicas, químicas, o biológicas significativas. En la práctica es conseguir un residuo que pueda ser gestionado como no peligroso.

Dentro de la jerarquía de gestión de residuos, la inertización puede catalogarse como un procedimiento de valorización ya que, en determinadas situaciones permite el aprovechamiento de los residuos en diversas aplicaciones.

Sin embargo, en la mayoría de los casos, es utilizada como técnica de tratamiento de los residuos antes de ser eliminados vía confinamiento en vertederos de residuos industriales. La inertización es aplicada principalmente a residuos peligrosos sólido/pastosos de naturaleza inorgánica.

La aplicación es en menor medida a los residuos orgánicos por las siguientes razones:

 Cuando un residuo orgánico no puede ser reutilizado o reciclado, lo normal es aprovechar la energía contenida en él utilizándolo como combustible de instalaciones especiales como cementeras y arcilleras.

 Los compuestos orgánicos dificultan el proceso de solidificación con cemento, reactivo más utilizado para tal fin. No obstante, la inertización de residuos orgánicos puede tener como objetivo:

- La mejora del manejo y características físicas del residuo. - La reducción de la toxicidad de los contaminantes.

Con el fin de obtener un material final desclasificado como residuo, que pueda ser valorizado como combustible industrial. La inertización puede usarse también como técnica de descontaminación de suelos [12].

B. Uso de la arcilla cocida como medio de inertización de

residuos.

Las investigaciones la reutilización de residuos son actualmente numerosas. La industria de la construcción es un campo muy receptivo para el desarrollo de nuevos materiales en los que se incluyen cenizas volantes o productos de la combustión del carbón, habitualmente empleados como aditivos en el cemento, pero también se ha evaluado su uso en ladrillos de arcilla cocida en la restauración de edificios [13].

La incorporación de diferentes residuos industriales en matrices cerámicas es planteada como una vía barata de fijar las diferentes especies metálicas. Entre las diferentes variables analizadas están los parámetros de mezcla, calcinación, cantidad de lodos, la forma de adición (polvos o pellets) [14].

El mecanismo más empleado para la inertización de residuos es la adsorción. La adsorción es el fenómeno por el cual los contaminantes quedan ligados por fenómenos de superficie a los agentes de estabilización de la matriz. Dichos fenómenos son fuerzas de Van der Walls, puentes de hidrógeno, interacciones dipolo-dipolo, enlaces químicos, etc.

Los contaminantes absorbidos químicamente por a la matriz estabilizadora tienen menor probabilidad de quedar libres en el medio ambiente que aquellos no fijados. Necesitan de una fuerza físico-química para liberar el contaminante de la superficie de adsorción. En consecuencia, este tratamiento se considera más permanente. La utilización de arcillas modificadas orgánicamente en los procesos de inertización, ha puesto de manifiesto la eficacia de los mecanismos de adsorción.

En el pasado, el uso de la inertización en residuos orgánicos estaba limitada por la capacidad de los aditivos de inertización tradicionales para retener en la matriz estabilizada los compuestos orgánicos.

Actualmente, son usadas las arcillas modificadas orgánicamente junto con otros reactivos de estabilización para atrapar la porción orgánica del residuo a estabilizar. Las arcillas modificadas orgánicamente se originan cuando se modifican física y químicamente las arcillas naturales para hacerlas organofílicas.

El proceso de modificación es realizado mediante la sustitución de cationes inorgánicos de la estructura mineralógica de la arcilla por cationes orgánicos, generalmente iones de amonio cuaternario. Después de esta sustitución, las moléculas orgánicas son absorbidas a la estructura cristalina de la arcilla, que a su vez puede ser encapsulada mediante cemento u otros aglomerantes [12].

Figura 3.3: Mecanismo de adsorción de una arcilla [12].

Son múltiples los residuos incorporados a la arcilla antes de succión para su inertizacion y reciclado. Entre ellos destacan:

- La reutilización de desechos urbanos solidos es planteada en diversas aplicaciones: materiales de construcción (cemento, hormigón,…), firme de carreteras, agricultura,…[15]. Utilizan cenizas de la incineración de residuos urbanos para obtener ladrillos de arcilla cocida. Reduce la contracción tras cocción.[16]

- Los efluentes de la producción de aceite de oliva en la fabricación de ladrillos mantienen sus características durante la extrusión. Se consigue aumentar la contracción y la absorción de agua al incorporar cerca de un 23%, manteniendo las propiedades mecánicas, reducción el agua necesaria, lo que es importante en países donde hay escasez [17].

- La capacidad de aislamiento de la arcilla cocida mejora con el aumento de la porosidad. Son los aditivos de carácter orgánico, que generen poros en la arcilla, los empleados para este fin. Se adicionan 0%, 2,5%, 5% y 10% en peso de estos aditivos a la arcilla y luego los productos obtenidos son cocidos a 900ºC, para alcanzar unas aceptables propiedades mecánicas. Ejemplos: fabricación de arcilla aligerada mediante el uso de un 15% de cascara de arroz, adición a la arcilla de lodos secos de tratamiento de aguas, etc.[19]

- Incorporación lodos de galvanización a los materiales de arcilla cocida, para fijar los metales al utilizar altas temperaturas de cocción [20].

- Los vidrios de monitores y televisores, o los residuos de vidrio de piezas estructurales [21]. Con estos últimos se han alcanzado una Resistencia a compresión de 26-41 MPa, absorción 2-3% con un contenido de 15-30% de vidrio y cocción a 1100ºC [22]

- El uso de lodos de pizarra y otros materiales procedentes del corte de rocas ornamentales.

- Los sedimentos tratados previamente permiten sustituir hasta un 15% de arena en la fabricación a escala industrial de arcilla cocida.

Mejora la resistencia mecánica y la contracción tras cocción. Los ensayos de lixiviación muestran una fijación de los elementos pesados en la arcilla cocida. Los ensayos realizados fueron mecánicos, resistencia a la helada y absorción de agua. En todos los casos, la adición de estos residuos requiere su caracterización previa y la optimización de las condiciones de conformado y cocción [23].