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Reutilización de residuos

ReWaste es un acrónimo de creación personal que surje de la unión de Reuse (reutilizar en Inglés) y Waste (residuo en Inglés).

Se presentarán alternativas basadas en ideas con algún tipo de base científica ya sea teórica y/o práctica que respalde su posible ejecución. Estas propuestas promueven la reutilización de cualquier residuo para disminuir su cantidad o generar otros productos revalorizables.

No se adentrarán en profundidad en la viabilidad económica, ingenieril o política, aunque sí se expresarán puntos de vista u opiniones al respecto.


• ¿Qué es un residuo?

Residuo es aquel material que termina su vida util trás cumplir su cometido, por lo que hay que eliminarlo.


• Fosfoyesos

Los llamados fosfoyesos son el principal residuo que resulta de la obtención de ácido fosfórico (H3PO4) a partir de la digestión con ácido sulfúrico (H2SO4) del mineral Fosforita, donde el fósforo buscado está en forma de Ca5(PO4)3F.

La reacción química que rige el proceso anterior es:

Por cada tonelada de ácido fosfórico producido se genera 4'5-5'5 Tm de fosfoyesos. El proceso más usado a nivel mundial (y en Huelva) es el dihidratado ya que es el más seguro y rentable. Se generan 4'9 Tm de fosfoyeso seco con gran cantidad de impurezas por cada tonelada de ácido fosfórico.

El ácido fosfórico es usado como enriquecedor de fósforo para fertilizantes, abrillantador de aluminio o para el tratamiento de aguas en potabilizadoras.

El residuo generalmente se bombea con agua fuera de la planta mediante tuberías y se almacenan en grandes extensiones de terreno.

La composición en impurezas de los fosfoyesos es la misma que la del mineral usado como materia prima, ya que son arrastrados en el proceso junto con parte del ácido que se obtiene. El mineral usado en Huelva procede de la mina de Bu Craa de Marruecos.

Principalmente el residuo se compone de Cuarzo, Clorita, Yeso, Calcita, Anortita, Illita y varios amorfos. Dentro de esta composición hay metales pesados como As, Cd, Pb, Ba, Co, Fe, Cu; y también elementos radioactivos como por ejemplo 226Ra,228Ra, 228Th, 240K. El residuo tiene un muy bajo pH debido al propio proceso de obtención del ácido fosfórico, ya que hay arrastre del ácido por parte del residuo al separarlos.


Intentar de entender Huelva sin entender el problema de los fosfoyesos es imposible, ya que son inherentes a la propia creación de la capital. Por ello, ahora se relatará el porqué de su aparición y la evolución a lo largo de los años en Huelva.


• Huelva

A la mitad de la década de los sesenta Huelva contaba con 73.000 habitantes ubicados en varios núcleos dispersos que aparecieron y crecieron sin control urbanístico. Por ello en 1964 se crea el primer documento municipal urbanístico (Plan general de ordenación urbana) de acuerdo con la Ley de Suelos de 1956; creación de éste pareja a la creación del Polo de promoción industrial (el actual Polo Químico).

Este plan tenía en cuenta las expectativas de aumento de población debido al futuro empleo generado en dicho Polo industrial. Los tres puntos que lo desarrollaban eran:

-Agrupar todas las partes inconexas de la ciudad mediante un vertebramiento vial unido al acceso desde Sevilla>.

-Previsión de grandes zonas de extensión para una futura ciudad de 200.000 habitantes.

-Previsión de zonas industriales en el anillo exterior de la ciudad futura.

Aunque el plan no se ejecutó como debiera, a los 25 años la población en Huelva se duplica y en 1975 el ayuntamiento crea un nuevo plan de ordenación con la aparición de una nueva Ley de suelos, aprobándolo en 1980. Tenía varios puntos, a destacar en este tema son:

-Desaparición de la zona industrial de la Punta del Sebo (Polo Químico).

-Reducción de las zonas industriales limítrofes.

Este plan tampoco se ha cumplido.


• Empresas generadoras

Fertiberia y Foret han sido los productores de los fosfoyesos a lo largo de los años, la primera empresa fue inaugurada en 1967 y generaba unos 2.000.000 Tm/año de fosfoyesos; la segunda abrió en 1970 y llegó a generar 400.000 Tm/año.


• Vertido y almacenamiento

A ambas empresas en 1967-68 se les otorgaron concesiones para ocupar una parcela aledaña (1.200 hectáreas= 12 Km2) para el vertido de los fosfoyesos, en ella el espesor máximo sería de 3 metros para luego cubrirlas de tierra y reforestarlas.

En 1986 se transfieren las competencias a la Junta de Andalucía y se crea una nueva concesión en altura, pudiéndose llegar a almacenar hasta una nueva altura de 25 metros.

En la actualidad el apilamiento ha llegado a rebasar en determinadas zonas esos 25 metros de altura.

Aunque en principio la parcela (más conocida como balsa) era solo para los depósitos de fosfoyesos, en ella se han vertido distintos tipos de residuos: lodos rojos procedentes de la producción de óxido de Titanio, escombros municipales y cenizas de Acerinox.


• Situación de las balsas

Toda la parcela de vertido y almacenamiento de los fosfoyesos está dividida en zonas numeradas:

·Zona 1: Tiene una extensión de 480 hectáreas y en ella se calcula que hay unos 12 millones de Tm de fosfoyesos. Desde 1990 no se efectúan vertidos en esa zona ya que se le aplicó un proceso de recuperación consistente en recubrir la zona con 30 centímetros de terreno arcilloso y reforestación.

·Zona 2: Ocupa 270 Ha y se han realizado vertidos hasta el año 2010, posee zona de decantación y un perímetro para recoger las aguas pluviales contaminadas.

·Zona 3: 180 Ha con zona de decantación y perímetro, los últimos vertidos también son del año 2010.

·Zona 4 y 5: En ellas se efectúan procesos de recuperación para ambas zonas. En la zona 4 en 1998 se depositaron las cenizas radioactivas (137Cs) de Acerinox.

En total entre las cinco zonas hay un total de 120 millones de Tm de fosfoyesos que se han acumulado a lo largo de 43 años.


El procesamiento para los residuos fosfoyesos que se narra a continuación se va a tratar como RW00.


• Problemáticas generadas por los fosfoyesos

Existen varios e importantes problemas que generan los fosfoyesos, tanto medioambientales como de salud.

La principal y más llamativa es la que se puede ver en el apartado "Fosfoyesos/Huelva", la grandísima extensión de terreno de marisma que ocupa (12 Km2) y su cercanía al núcleo urbano de Huelva.

El peso de los residuos genera una presión al suelo que hace que estos se vayan hundiendo en el terreno de la marisma. Los fosfoyesos en su base no tienen capa aislante que impida el contacto entre éste y las aguas de la marisma. Ese contacto continuo con las aguas, produce que los contaminantes (metales pesados y radioactivos) y las aguas ácidas se filtren al rio contiguo y por ende entren en la cadena trófica.

El contacto continuo con el viento también produce arrastre de polvo superficial desde las balsas hasta el núcleo urbano.

Existen numerosos informes, estudios y documentos que señalan la peligrosidad que tienen estos residuos para la población local. Los posibles efectos que tienen sobre la salud pueden llegar a ser de magnitud epidemiológica por el constante contacto con los contaminantes procedentes de las balsas.

A modo de resumen los principales problemas que genera los fosfoyesos son:

-Enorme volumen de residuos y gran extensión de terreno ocupado.

-Acidez debida al proceso de obtención del H3PO4.

-Presencia de metales pesados y radioactivos.

-Contaminación ambiental.

-Problemas de salud para la población.


• Proceso propuesto


Fosfoyeso como capturador de dióxido de carbono, CO2

Todo este proceso se basa en el artículo científico "Procedure to use phosphogypsum industrial waste for mineral CO2 sequestration” ISSN: 03043894, publicado el 16 de Septiembre de 2011. Su proceso de creación se puede ver en "Sobre mí" en esta web.


Los fosfoyesos al tratarse principalmente de CaSO4 es una fuente de Ca2+. Este calcio divalente es usado en una rama de la investigación medioambiental que es la carbonatación mineral con CO2.

Para poder usar el Ca2+ presente en el fosfoyeso hay que separar el Ca2+ del SO42- para ello se hace reaccionar el fosfoyeso con una disolución de sosa caústica (NaOH). Esta sosa produce la disolución del yeso y la formación de portlandita sólida y sulfato de sodio en disolución, según:

La separación de ambos productos se realiza mediante una simple filtración.

El Na2SO4 en disolución se puede obtener sólido con la evaporación del agua que lo diluye.

Ca2+ buscado está fijado en el Ca(OH)2, llamado Portlandita y más conocida como cal apagada.

El proceso propuesto se puede ver representado por la siguiente:

;Esta Portlandita es un ávido capturador de CO2, mediante la reacción:


Resultados

Los resultados obtenidos en la experimentación realizada en el artículo anteriormente citado se pueden resumir en:

-Conversión del fosfoyeso en cal apagada y sulfato de sodio cercana al 100%.

-Se elimina la acidez del residuo.

-Los metales pesados son retenidos por la portlandita.

-La portlandita generada tiene una alta eficiencia capturando CO2, cercana al 100%.

-El sulfato de sodio no contiene metales pesados.


A vista de los resultados obtenidos, surgió una patente de título “Procedimiento de captura de CO2 y SO2” que engloba a este proceso y a otro relacionado US 8916118 B2.

Con esto el artículo tuvo repercusión mediática (Europapress) y en Huelva Información llegó a Portada el 14/10/2011.


•Beneficios, ventajas, desventajas y mejoras del proceso RW00


Técnicas

El proceso propuesto sería una forma de utilizar los fosfoyesos de manera beneficiosa.

Se necesitaría la inclusión de sosa caústica, NaOH; pero se generaría Na2SO4 sin carga contaminante de metales pesados, haciéndose posible su comercialización.

El uso de sosa también acabará con la acidez de los fosfoyesos antes de su conversión.

Al usar el Ca(OH)2 para capturar CO2 se produciría una disminución del 26% del peso total de los fosfoyesos usados (p.ejem. de 120m Tm a 89m Tm), la desventaja sería que los metales pesados quedarían en el CaCO3 generado, dificultando su comercialización.

Con un estudio en profundidad se podría perfeccionar el proceso para ir retirando los metales pesados impidiéndo que estos lleguen hasta la calcita.

Los 120m Tm de residuos no son fosfoyesos, la composición varía tanto por su naturaleza como por otros tipo de residuos que se han depositado (señalado anteriormente). Esto produce que la totalidad no pueda ser usada en el proceso aquí plasmado.

Para acercar el proceso a la realidad, se va a suponer que de los 120m Tm podrían ser usados el 65%, unas 78m Tm. Estas pasarían a 52m Tm de CaCO3, capturándose 24'7m Tm de CO2. Se daría una disminución considerable en masa del residuo y alta captura de CO2.

Sociales

Actualmente las medidas que se plantean para las balsas de Huelva son su cubrimiento con una capa aislante y su reforestación. El cubrimiento no elimina el problema de su ubicación y un posible traslado de los residuos se antoja más que inviable por su cantidad y el tiempo que llevaría, no hay que olvidar que los 120m Tm se han tardado 40 años en acumularse.

El proceso aquí propuesto busca un equilibrio social, ambiental, industrial y de salud; busca el beneficio de todas las partes implicadas y no solo de una, perjudicándo a las otras en disputa.

En Huelva el proceso propuesto generaría carga de trabajo durante el tiempo que durara la recuperación de la zona, tanto a la empresa que gestionara los residuos, como a la empresa que los genera (Fertiberia) ya que podría aplicarlo a los residuos que fueran generando. Esto haría al proceso de obtención de H3PO4 sostenible y menos contaminante, pudiéndose ampliar la producción, algo que afectaría a Atlantic Cooper ya que este es el proveedor de H2SO4 a Fertiberia.

Para el proceso hace falta sosa caústica, en Huelva la empresa Ercros la produce, por lo que esto repercutiría en su volumen de negocio ya que se aumentaría la demanda del producto.

El mismo proceso RW00 sería el encargado de captar el CO2 generado por el aumento de la producción de las empresas involucradas.

Científicas

Este proceso podría ser puntero a nivel mundial, tanto en captura de CO2 como en tratamiento de este tipo de residuo, ya que significa un nuevo punto de vista innovador para los fosfoyesos. Se podría crear un trabajo conjunto entre todos los entes implicados que pondrían a Huelva como modelo mundial para una industria sostenible y responsable.

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