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Una planta de conversión de residuos en energía es una instalación de gestión de residuos que quema residuos para producir electricidad . Este tipo de planta de energía a veces se denomina planta de conversión de basura en energía, incineración de residuos municipales, recuperación de energía o recuperación de recursos .
Las plantas modernas de conversión de residuos en energía son muy diferentes de las incineradoras de basura que se utilizaban comúnmente hasta hace unas décadas. A diferencia de las modernas, esas plantas normalmente no eliminaban los materiales peligrosos o reciclables antes de quemarlos. Estas incineradoras ponían en peligro la salud de los trabajadores de la planta y de los residentes cercanos, y la mayoría de ellas no generaban electricidad.
La generación de energía a partir de residuos se considera cada vez más como una posible estrategia de diversificación energética, especialmente en Suecia, que ha sido líder en la producción de energía a partir de residuos durante los últimos 20 años. El rango típico de energía eléctrica neta que se puede producir es de aproximadamente 500 a 600 kWh de electricidad por tonelada de residuos incinerados. [1] Por lo tanto, la incineración de aproximadamente 2.200 toneladas por día de residuos producirá aproximadamente 1.200 MWh de energía eléctrica.
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La mayoría de las plantas de conversión de residuos en energía queman residuos sólidos urbanos , pero algunas queman residuos industriales o residuos peligrosos . Una planta de conversión de residuos en energía moderna y bien gestionada clasifica el material antes de quemarlo y puede coexistir con el reciclaje . Los únicos elementos que se queman no son reciclables, ni por diseño ni por razones económicas, y no son peligrosos.
Las plantas de conversión de residuos en energía son similares en su diseño y equipamiento a otras plantas de energía eléctrica a vapor, en particular las plantas de biomasa . Primero, los residuos se llevan a la instalación. Luego, se clasifican para eliminar los materiales reciclables y peligrosos. Luego, los residuos se almacenan hasta que llega el momento de quemarlos. Algunas plantas utilizan gasificación , pero la mayoría quema los residuos directamente porque es una tecnología madura y eficiente. Los residuos se pueden agregar a la caldera de forma continua o en lotes, según el diseño de la planta.
En términos de volumen, las plantas de conversión de residuos en energía incineran entre el 80 y el 90 por ciento de los residuos. A veces, las cenizas residuales están lo suficientemente limpias como para ser utilizadas para algunos fines, como materias primas para la fabricación de bloques de hormigón o para la construcción de carreteras. Además, los metales que se pueden quemar se recogen del fondo del horno y se venden a fundiciones . Algunas plantas de conversión de residuos en energía convierten el agua salada en agua dulce potable como subproducto de los procesos de enfriamiento.
La construcción de una planta típica con una capacidad de producción de energía de 400 GWh anuales cuesta unos 440 millones de dólares. Las plantas de conversión de residuos en energía pueden tener una ventaja de costo significativa con respecto a las opciones energéticas tradicionales, ya que el operador de la planta puede recibir ingresos por recibir los residuos como alternativa al costo de disponer de los residuos en un vertedero, generalmente denominado "tasa de vertido" por tonelada, en lugar de tener que pagar el costo del combustible, mientras que el costo del combustible puede representar hasta el 45 por ciento del costo de producir electricidad en una planta alimentada con carbón , y el 75 por ciento o más del costo en una planta alimentada con gas natural . La Asociación Nacional de Gestión de Residuos Sólidos estima que la tasa de vertido promedio en los Estados Unidos para 2002 fue de 33,70 dólares por tonelada.
Las plantas de conversión de residuos en energía causan menos contaminación del aire que las plantas de carbón , pero más que las plantas de gas natural . [2] Al mismo tiempo, son carbono-negativas: procesar los residuos para convertirlos en combustible libera considerablemente menos carbono y metano al aire que si los residuos se desintegran en vertederos o en masas de agua. [3]
Las plantas de conversión de residuos en energía están diseñadas para reducir la emisión de contaminantes del aire en los gases de combustión que se expulsan a la atmósfera, como óxidos de nitrógeno , óxidos de azufre y partículas , y para destruir los contaminantes ya presentes en los residuos, utilizando medidas de control de la contaminación como filtros de mangas , depuradores y precipitadores electrostáticos . La alta temperatura, la combustión eficiente y la depuración y los controles efectivos pueden reducir significativamente las emisiones de contaminación del aire .
La quema de residuos municipales produce importantes cantidades de emisiones de dioxinas y furanos [4] a la atmósfera, en comparación con las menores cantidades que se producen al quemar carbón o gas natural. Muchos consideran que las dioxinas y los furanos son graves peligros para la salud. Sin embargo, los avances en los diseños de control de emisiones y las nuevas y muy estrictas regulaciones gubernamentales, así como la oposición pública a las incineradoras de residuos municipales, han provocado grandes reducciones en la cantidad de dioxinas y furanos producidos por las plantas de conversión de residuos en energía.
Las plantas de conversión de residuos en energía producen cenizas volantes y cenizas de fondo , al igual que ocurre cuando se quema carbón. La cantidad total de cenizas producidas por las plantas de conversión de residuos en energía varía entre el 15% y el 25% en peso de la cantidad original de residuos, y las cenizas volantes representan aproximadamente entre el 10% y el 20% de las cenizas totales. [1] Las cenizas volantes, con diferencia, constituyen un riesgo potencial para la salud mucho mayor que las cenizas de fondo, porque estas últimas contienen metales tóxicos como plomo , cadmio , cobre y cinc , así como pequeñas cantidades de dioxinas y furanos. [5] Las cenizas de fondo pueden contener o no niveles significativos de materiales peligrosos para la salud. En los Estados Unidos, y quizás también en otros países, la ley exige que se analice la toxicidad de las cenizas antes de desecharlas en vertederos. Si se determina que las cenizas son peligrosas, solo se pueden eliminar en vertederos cuidadosamente diseñados para evitar que los contaminantes de las cenizas se filtren a los acuíferos subterráneos .
La contaminación por olores puede ser un problema cuando la ubicación de la planta no está aislada. Algunas plantas almacenan los residuos en un área cerrada con presión negativa, lo que evita que escapen los olores desagradables, y el aire extraído del área de almacenamiento se envía a través de la caldera o un filtro. Sin embargo, no todas las plantas toman medidas para reducir el olor, lo que genera quejas.
Un problema que afecta las relaciones comunitarias es el aumento del tráfico de camiones de basura para transportar los residuos municipales a las plantas de conversión de residuos en energía. Por este motivo, la mayoría de las plantas de conversión de residuos en energía se encuentran en zonas industriales.
El gas de vertedero, que contiene aproximadamente un 50% de metano y un 50% de dióxido de carbono , está contaminado con una pequeña cantidad de contaminantes. A diferencia de lo que ocurre en las plantas de conversión de residuos en energía, existen pocos o ningún control de contaminación en la quema de gas de vertedero . El gas generalmente se quema o se utiliza para hacer funcionar un motor alternativo o una microturbina , especialmente en las plantas de energía a gas de digestor . La limpieza del gas de vertedero no suele ser rentable porque el gas natural , al que sustituye, es relativamente barato.
