Tratamiento de residuos tóxicos y peligrosos

Existen muchas tecnologías diferentes de tratamiento de residuos peligrosos que pueden ser utilizadas antes de la disposición de estos residuos. Su propósito es el de modificar las propiedades físicas o químicas de los residuos, además de reducir el volumen, inmovilizar componentes tóxicos o detoxificar estos compuestos.

El escoger el mejor medio de tratamiento de un residuo dado depende de muchos factores, que incluyen la disponibilidad de instalaciones, normas de seguridad, costos, etc. No existe un sistema absolutamente seguro y cualquier sistema de tratamiento tiene asociado un grado de riesgo.

1. Procesos de Separación de Fases: Son potencialmente útiles en la reducción de volumen o recuperación de productos.
2. Procesos de Separación de Componentes: Son capaces de segregar físicamente especies iónicas o moleculares de sistemas de residuos unifásicos y multicomponentes.
3. Procesos de Transformación Química: Promueven las reacciones químicas para detoxificar, recuperar o reducir el volumen de componentes específicos en los residuos.
4. Métodos de Tratamiento Biológico: Envuelven transformaciones químicas por medio de la acción de organismos vivos.

El tratamiento de los residuos peligrosos puede producirse a tres niveles : primario, secundario y terciario o tratamiento final de forma análoga al tratamiento de aguas servidas o residuales. El tratamiento primario es similar a una preparación del residuo para otros tratamientos, aunque se pueden separar subproductos y y reducir la toxicidad y la cantidad del residuo; el tratamiento secundario detoxicifica, destruye y elimina los constituyentes peligrosos. El tratamiento final o terciario está encaminado al tratamiento de las agua previamente al vertido final.

Tratamientos físicos 

Los procesos físicos aplicados al tratamiento de los residuos, se utilizan fundamentalmente para llevar a cabo la separación del residuo en sus fases o en sus componentes y la concentración de las sustancias responsables de su peligrosidad. Las operaciones de separación, bien por procedimientos  mecánicos forzados, como por ejemplo las filtraciones de todos los tipos o la centrifugación, bien por procedimientos hidráulicos como puede ser la decantación. 

Estos tratamientos no modifican la constitución de los componentes, sino la forma de presentación y pueden utilizarse como técnicas separadas o como complemento a los  métodos químicos o biológicos. 

Algunos flujos de residuos, tales como lechadas, lodos o emulsiones, requieren a menudo un proceso de separación de fases bien antes de su detoxificación o bien previamente a la aplicación de operaciones de recuperación. Esta separación de fases de los residuos permite una reducción significativa de su volumen, sobre todo si el componente peligroso está presente de forma mayoritaria tan solo en una de las fases, y es aplicable a una amplia gama de residuos.

Estos procesos incluyen diferentes métodos de separación de fases y solidificación. En el nivel más básico, la separación de fases incluye el uso de lagunas de decantación, secado de borras en lechos, y el almacenamiento prolongado en estanques de proceso. Todos los anteriores dependen de la decantación gravitacional, y los dos primeros permiten la remoción del líquido por decantación, drenaje y evaporación. El uso de lagunas y estanques es ampliamente utilizado para separar aceites de agua en residuos húmedos, después de un tratamiento preliminar con agentes rompedores de emulsiones y ocasionalmente en el caso de estanques, combinados con calentamiento.

Solidificación o procesos de fijación

Estos procesos convierten al residuo en un material insoluble y de características de rocadura, y se efectúan generalmente previo a la disposición de vertederos. La conversión se logra mezclando el residuo con diferentes reactivos que producen un producto tipo cemento.
El Asbesto que forma una clase de las fibras naturales hidratadas de silicatos, y que aún es utilizado y que provoca enfermedades ocupacionales como asbestosis y cáncer al pulmón, se debe disponer con mucha precaución en bolsas selladas de polietileno o en bloques de cemento.

Procesamientos de borras

Una gran cantidad de residuos industriales contienen importantes cantidades de agua. Por lo tanto la masa de residuo que requiere una disposición última pude reducirse sustancialmente eliminado agua en forma eficiente. A menudo esto se puede lograr en lagunas, lechos de secado, filtros al vacío o filtros prensa, centrifugas, etc. También se puede proceder previo a la extracción del agua a un proceso de espesamiento, que se logra en forma gravitacional o también a través de procesos biológicos o por medio del uso de productos químicos como cal.

Tratamientos Químicos 

Los tratamientos químicos, comprenden distintas reacciones estequiométricas que entran en juego en cada una de las operaciones químicas. Las reacciones son particulares de cada operación, lo que caracteriza cada tipo de tratamiento químico. Existe una gran variedad de procesos químicos aplicables al tratamiento de los residuos pero, en líneas generales, los podemos clasificar en dos grandes categorías: los que destruyen los residuos y los que tan solo reducen la movilidad de los componentes tóxicos del residuo. Como ejemplo de los primeros se puede citar la destrucción química de los cianuros, y entre los segundos, la precipitación de metales pesados que los inmoviliza en forma de hidróxidos. 

En líneas generales, los tratamientos químicos producen una modificación de la estructura molecular de los componentes peligrosos de los residuos, transformando estos componentes en otros que tienen características distintas, en general menos contaminantes. En algunos casos esta transformación es irreversible pero en otros pueden reproducirse las características de peligrosidad si se alteran las condiciones externas. 

Generalmente, para el tratamiento de residuos no se utilizan aisladamente las tecnologías de tratamiento químico, sino en combinación con las físicas y biológicas. Por lo general, los residuos se someten en primer lugar a un tratamiento físico-químico y, por último, a un tratamiento de tipo biológico.

1. Oxidación. Como ejemplo de oxidación química se pude mencionar el caso del Cianuro el cual es un residuo venenoso que se puede presentar en soluciones liquidas o en forma sólida. Debido a que los residuos con cianuro se pueden transformar fácilmente en productos no tóxicos, existe poca necesidad de verterlos en depósitos o vertederos Los residuos acuosos de cianuros que se producen en tratamiento de metales, incluyendo borras, se pueden tratar por oxidación química con una solución alcalina con cloro o hipoclorito.
2. Precipitación de metales pesados. Los efluentes del tratamiento de metales, a menudo contienen soluciones con distintos metales pesados tales como cobre, níquel o zinc. Estos pueden ser removidos con un exceso de una solución de cal o hidróxido de sodio para precipitarlos como compuestos insolubles en agua. Precipitantes alternativos para metales pesados incluyen sulfuro de sodio, tiourea y ditiocarbonatos todos los cuales producen precipitados insolubles de sulfuro. Usualmente la precipitación con sulfuros se usa como proceso final después de una precipitación inicial con cal o soda cáustica.
3. Reducción química. El ácido crómico es un material corrosivo y altamente tóxico usado profusamente en el tratamiento de superficies de metales y en el cromado de metales. Se pude reducir químicamente a un estado relativamente no tóxico de cromo(III). Diferentes productos químicos pueden servir como agentes reductores, incluyendo; dióxido de sulfuro (SO2), sales de sulfito (SO3 -2), sales de
   bisulfito (HSO3 -) y sales ferrosas (Fe +2).

 Tratamientos biológicos 

Muchos de los residuos industriales tóxicos son tratados mediante métodos biológicos similares a los utilizados en el tratamiento de las aguas y fangos residuales. Estos procesos están basados en la capacidad de ciertos microorganismos de secuestrar del medio o degradar enzimáticamente numerosos compuestos tóxicos y peligrosos, incluso cuando éstos contienen elevadas concentraciones de  metales u otras sustancias prácticamente letales para ellos. La principales industrias que utilizan este tipo de tratamientos biológicos son las de producción y refinado de petróleo, industrias de productos químicos orgánicos, pinturas, plásticos, madera y celulosas, azucareras, etc. El tratamiento biológico para la depuración de residuos acuosos diluidos en la propia industria es ya bastante usual, habiéndose llegado  a obtener microorganismos que degradan selectivamente determinados tóxicos químicos. 

Los procesos biológicos más utilizados en el tratamiento de los residuos industriales tóxicos y peligrosos son los que se enumeran y describen a continuación. 

• Fangos activos 

• Lechos bacterianos o filtros percoladores 

• Contactores biológicos de rotación o Biodiscos. 

• Lagunas de estabilización 

• Filtro verde 

• Depuración por Jacinto de Agua 

• Compostaje 

• Digestión anaerobia 

• Depuración por microorganismos genéticamente modificados 

• Tratamientos enzimáticos 

Depósito de seguridad en el terreno 

Este es el procedimiento de eliminación, que recibe el mayor volumen de residuos.Históricamente ha sido el procedimiento mas utilizado para deshacernos de todo tipo de residuos, urbanos o industriales. En la actualidad se han establecido nuevas normas muy 

estrictas para evitar el vertido de residuos tanto  urbanos como industriales obligando a realizar otros tratamientos más eficaces y respetuosos con el entorno ambiental. Pero estos tratamientos siguen generando un cierto tipo de residuos, que deberemos depositar en zonas seguras para evitar daños al entorno o para esperar, quizás a futuras técnicas que nos permitan su reciclado. 

Realmente no se puede hablar de eliminación, en el sentido de hacer desaparecer el residuo con sus potenciales problemas. Más bien habría que expresarse en términos de "confinamiento" o "almacenamiento cubierto". Asumiendo esto, será preciso considerar que el residuo una vez depositado, es susceptible de sufrir la actuación de una serie de factores incidentes que pueden alterar el estado de reposo del residuo, haciendo que éste pueda ser diluido y desplazado  o incluso afectado  de reacciones sinérgicas que alteren negativamente la previsión de su comportamiento. 

Por estas razones, las normas y operaciones básicas de ingeniería de este sistema se centran en procurar el reposo más absoluto al residuo en su lugar de descanso. Para que el residuo pueda permanecer inalterable en el tiempo, se deberá evitar que puedan incidir en él, los factores exteriores. No podrá recibir aportes exteriores de agua que puedan penetrar 

en él.  Esto se consigue actuando en: 

a) Seleccionando el material del recipiente para que sea impermeable. 

b) Procurando que el recipiente no esté situado en  un emplazamiento donde la aportación de agua sea cuantiosa. 

c) Evitar ponerlo en contacto con otro con el que pueda reaccionar. Control: La fase más importante en la explotación de un depósito de seguridad, es el control de recepción de los residuos. Difícilmente  se podrá evitar la aparición de problemas en el curso de la explotación si se almacenan residuos generadores de lixiviados con elementos contaminantes o reactivos.  Por ello, la única manera de controlar su producción en el seno del vertedero, es evitar que lo contengan los productos a depositar. El lixiviado producido, se recogerá en balsas de almacenamiento de donde será enviado a su lugar de tratamiento.

Bibliografia

• F. Alliende Correa, Manual de Manejo de Residuos Sólidos Industriales. CONAMA 1996.
• H. Durán de la Fuente, Gestión Ambientalmente Adecuada de Residuos Sólidos. CEPAL, GTZ. 1997.
• J. C Vega de Kuyper, Manejo de Residuos de la Industria Química y Afin.
  Ed. Universidad Católica de Chile. 1997. 
• Manual de Producción Limpia. Ministerio de Economía de Chile, 1999