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El objeto de la presente nota técnica esdescribir la tecnología para el proce-samiento de neumáticos fuera de uso(NFU)

Considerando la necesidad de dar unaalternativa de tratamiento y valorizaciónde este tipo de residuos en la provinciade Buenos Aires, y las experiencias decoprocesamiento en hornos cementerosen 20 años de operación en los que elsuscrito ha tenido intervención comoResponsable Técnico, esta tecnologíaentendemos será una alternativa eficaz

Estos productos, poseen propiedadesdefinidas y controladas para ser utiliza-dos como sustitutos parciales del com-bustible tradicional en hornos decemento especialmente acondiciona-dos para ello y donde la alta temperatu-ra del proceso, las condiciones químicasimperantes, así como el tiempo deretención de los gases de combustión,asegura una completa destrucción delos compuestos orgánicos.

En particular en el año 2000 se llevarona cabo sendos ensayos de com-

para la disposición y revalorizaciónenergética de los NFU, así como unasolución eficiente y sustentable.

Introducción

El coprocesamiento ofrece una alterna-tiva ambientalmente adecuada para ladisposición de los residuos industrialesy urbanos con valor calórico residual. Deesta forma, los residuos son procesadosy convertidos en productos denomina-dos CDR (combustibles derivados deresiduos).

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PROCESAR NEUMáTICOSFUERA DE USO (NFU)

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GESTIóN AMBIENTALEMPRESARIApor Witold R. Kopytynski*´

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bustión de neumáticos fuera de uso (enlos meses de abril y noviembre). Losensayos fueron realizados con neumáti-cos enteros.

En todos los casos se han obtenidoresultados satisfactorios, los que hansido sistemáticamente informados, dan-do cumplimiento a lo requerido por elmarco regulatorio para validar loshornos cementeros como aptos paracoprocesar Combustibles Derivados deResiduos (CDR).

Los resultados obtenidos cumplieroncon los niveles de emisión del decreto3395/96, así como en los aspectosoperativos, y de calidad y rendimientode la producción de clinker.

La tecnología que aquí se describe re-presenta una mejora respecto del pro-cedimiento utilizado en el ensayo alu-dido dado que se trata de suministrar,en el precalcinador, neumáticos moli-dos a un tamaño de 50 mm lo que con-tribuye eficazmente a una mejor com-bustión.

Una ventaja adicional es que el CDR apartir de NFU tiene un poder caloríficomayor a 8000 kcal/kg, casi el dobleque el de los CDR standard derivados deRSU y RINEs.

El principio de operación y de la tec-

“El coprocesamiento ofrece una alternativa am-

bientalmente adecuada para la disposición de los

residuos industriales y urbanos con valor calórico

residual. De esta forma, los residuos son procesa-

dos y convertidos en productos denominados CDR

(combustibles derivados de residuos)”

nología que se describe a continuaciónes esencialmente la misma que para CA(combustibles alternativos) derivadosde residuos especiales, partiendo delprincipio de que si se pueden coproce-sar residuos especiales en hornoscementeros, con tanta más razón los noespeciales industriales (RINEs), y losresiduos sólidos urbanos (RSU) aptospara tal fin.

La finalidad, en el marco de la Res 367-10 OPDS, es el acondicionamiento ycomprende las operaciones unitariasrealizadas a fin de adecuar los NFUspara su valorización o disposición final;mientras que por valorización seentiende todo procedimiento que permi-ta el aprovechamiento de los recursoscontenidos en los residuos, mediante lareutilización o por aplicación de méto-dos y procesos de reciclaje o transfor-mación en sus formas química, física,

biológica, mecánica y energética.

También en el marco de la citadaResolución se prevén otras finalidadescomo la reutilización y el reciclado, quela tecnología que aquí se presenta tam-bién permite, siendo estas opcionesunas operaciones unitarias adicionales(extensión de la línea de proceso) a lade la producción de CDR-NFU. Los pro-ductos finales (granulados de goma)tienen diversas aplicaciones para reusoy reciclado.

Las instalaciones que se proyectanmediante esta tecnología permiten laaplicación de operaciones unitarias detrituración, molienda y granulación,acondicionando los NFU para su valo-rización energética en los hornos decemento, u otras aplicaciones.

A estas instalaciones se las deno- >>

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variables y datos:

a) Las corrientes de NFU generados porlos diferentes generadores industrialesy/o comerciales, su cuantificación envolumen de generación y calidad. Lascorrientes de NFU se clasifican en: ca-mión y pasajeros, automóvil, motos, bici-cletas, autoelevadores, maquinaria vialy tractores.

b) El origen de las diversas corrientespuede enumerarse como sigue: scrapsde fábrica, gomerías, centros de recau-chutado o recapado, compañías detransporte de carga, compañías detransporte de pasajeros, industriasusuarias de autoelevadores y maquina-rias de diverso tipo.

c) Bajo la denominación de NFU inclui-mos genéricamente también cintastransportadoras de goma, objetos diver-sos de goma utilizados tanto en laindustria como domésticamente, aun-que esto represente una baja propor-ción de la corriente principal de los NFUya enumerados.

d) Los rechazos de otras corrientes queactualmente se reciclan, o materialesque siendo reciclables no tengan valorcomercial o sea imposible su segrega-ción para tal fin.

e) Residuos no aptos en estas corrien-tes serán todos aquellos que contenganmuy altos niveles de cloro (por ejemplocauchos clorados, etc.), que haríanimposible lograr los límites máximos ad-misibles en el producto final para su usoen las instalaciones de la cementera.

Las Unidades UARI-NFU a instalar hantenido en cuenta la composición de NFUpotencialmente disponibles, y un tonela-je operativo razonablemente vinculadoa la capacidad de consumo de los hor-nos. Con tales definiciones se estable-cerán las capacidades instaladas deprocesamiento para las unidades ainstalar en cada caso, y con ello se iden-tificaron los equipamientos necesarios.

La operación conceptualmente se dise-ña como una operación cuasi continuaque produce por trituración, molienda ygranulación el CDR que es homoge-

“La tecnología que aquí se describe representauna mejora respecto del procedimiento utilizadoen el ensayo aludido dado que se trata de sumi-nistrar, en el precalcinador, neumáticos molidos aun tamaño de 50 mm lo que contribuye eficaz-mente a una mejor combustión”

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mina en este contexto Unidad deAcondicionamiento de Residuos Indus-triales (UARI) no especiales cuyo lay out ydescripción técnica se verá más adelante.

Descripción del proyecto

El objetivo principal es acondicionar losNFU, de modo de poder utilizarlos ulte-riormente como un Combustible Deriva-do de Residuos (en adelante CDR) enhornos cementeros.

Estas operaciones de acondicionamien-to de residuos no especiales, puedendescribirse genéricamente como lasoperaciones unitarias de acondiciona-miento de NFU, mediante trituración,

molienda y granulado dependiendo deluso final que se les quiera dar.

En este caso se trata de molienda, tritu-ración y granulación a un tamaño menorde 50 mm y su posterior homogenizaciónhasta la obtención de los parámetros quedefinen al CDR-NFU así fabricado.

En el caso de continuar con la granu-lación hasta lograr tamaños menorescon la finalidad de reusar o reciclar, lasoperaciones unitarias adicionales serángranulación mediante mallas de pasomás fino, separación de metales y se-paración de textiles.

Para el diseño de esta unidad operativa,se han tenido en cuenta las siguientes

Descripción genérica del com-bustible

El combustible CDR-NFU se prepara me-diante la molienda y mezclado de diversosNFU en estado sólido para obtener unmaterial granulado seco y homogeneizado,de un diámetro de hasta 50 mm, con lassiguientes especificaciones: ver Tabla 1.

En la formulación del CDR-NFU podránintervenir en menor proporción mate-riales tales como plásticos no clorados,madera y aserrín, textiles, cartones,cauchos no clorados, cauchos naturalesy residuos agroindustriales (cáscaras,semillas, polvos, etc).

Descripción de la preparación

La preparación del CDR-NFU se llevará acabo realizando el mezclado de mate-riales previamente triturados, y molidos.

En el caso de los granulados destinadosa otros usos como reuso y reciclado nose mezclarán con otros constituyentes.El producto final deberá quedar libre deimpurezas como metales y textiles.

El primer paso de proceso es el desta-lonado de los NFU de camión y pasa-jeros, con lo que se obtiene el alma dealambre de acero completamente lim-pia y disponible para su reciclado comochatarra ferrosa.

El segundo paso es el desmenuzado,que se lleva a cabo en las trituradorasy/o desmenuzadoras apropiadas paraobtener una primera reducción detamaño y volumen a unos 100 a 150mm. Este segundo paso de procesocuenta con una criba o zaranda de dis-cos que separa los trozos de tamañomayor y los hace recircular por la tritu-radora primaria hasta obtener el tama-ño deseado.

Es de destacar que este primer paso detrituración puede realizarse in situ enorigen (predio del generador o acopia-dor) con equipos móviles de dos ejes, loque contribuirá a un mejor aprove-chamiento de los fletes, reduciendo lacantidad de viajes, y también los costosasociados.

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nizado, controlado y luego cargado agranel en camiones tipo batea o roll-off,o en balas compactadas cargadas encamiones playos, y se descargan en lasinstalaciones de acopio y alimentacióndentro de las plantas de cemento que

“Partiendo del principio de que si se puedencoprocesar residuos especiales en hornos ce-menteros, con tanta más razón los no especialesindustriales (RINEs), y los residuos sólidos ur-banos (RSU) aptos para tal fin”

operan en diversos puntos del país.

De este modo los acopios transitoriosen planta se verán reducidos al mínimode forma de asegurar una salida cuasicontinua de los residuos procesados.

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Tabla 1.

º Telas engomadas, cintas transporta-doras

º Misceláneas de goma post consumo

Materias primas secundarias:

Los desechos industriales, materias pri-mas que pueden adicionalmente inte-grar la formulación, son entre otros lossiguientes:

º Goma EvA

º Plásticos rígidos (PEAD, PP, bidones,envases, objetos diversos, etc.)

º Maderas de descarte (pallets, emba-lajes y otros similares)

º Plásticos flexibles (films, envases, bol-sas, bobinas de PE, etc.)

º Cartones no reciclables (cuñetes decartón rígidos, envases y cartones corru-gados, etc.)

º Telgopor

º Textiles varios

Todos estos materiales son recibidosprincipalmente a granel, y preferente-mente pretriturados en origen mediantelos equipos móviles como ya se ha men-cionado, en camiones volcadores, tipoRoll-Off o volquetes, aunque tambiénuna cierta cantidad podrá ser recibidaen big bags.

Consideraciones del análisis técnico

º El concepto de dimensionamiento(capacidad instalada en Tn/h) está fun-dado en que no se realicen más queacopios mínimos de material, procesan-do en forma cuasi-continua y despa-chando diariamente lo procesado haciala cementera. Las plantas tendrán portanto una capacidad de entre 5 a 10Tn/h.

º Fuentes como la Cámara de la Industriadel Neumático estiman la generación deNFUs en 120.000 Tn/año total país, loque toma en cuenta la fabricación na-cional, las importaciones de neumáticosy las importaciones de automotores yotros vehículos, menos las exportaciones= consumo aparente.

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En el tercer paso de proceso, reducción a50 mm, o incluso a 20mm, los materia-les son triturados, permitiendo la totalhomogeneización de la mezcla. El CDRasí obtenido será cargado a granel en laplanta, o en balas, para su despacho ala planta cementera, una vez verificadaslas variables de control de calidad co-rrespondientes.

Materias primas principales: NFU

º Caucho vulcanizado (scrap de cubier-tas de automotores y vehículos genera-do en plantas industriales productorasde neumáticos)

º NFU (neumáticos fuera de uso; reco-lección de post consumo)

º Caucho sin vulcanizar (scrap de pro-ducción) >>

“En el caso de continuar con la granulación hastalograr tamaños menores con la finalidad de reusar oreciclar, las operaciones unitarias adicionales serángranulación mediante mallas de paso más fino, sepa-ración de metales y separación de textiles”

“El combustible CDR-NFU se prepara mediante lamolienda y mezclado de diversos NFU en estadosólido para obtener un material granulado seco yhomogeneizado, de un diámetro de hasta 50 mm”tes países, con diferentes condiciona-mientos de control, seguimiento y espe-cificación, se verificó que los estándaresincorporados, cumplen y hasta superandichos condicionamientos.

º Considerando la falta de disponibilidadde fabricantes locales de los equiposnecesarios, se prevé la importación departe de los mismos asegurando de estemodo que la tecnología ya probada enotros países del mundo, en particular Eu-ropa se integre a elementos de fabrica-ción argentina, por lo que la provisión,montaje y puesta en marcha de los mis-mos se encuentra asegurada desde estepunto de vista.

Sistema de Trituración y Clasifi-cación de residuos NFUs y cauchosvarios

La nueva unidad se trata de una plantade trituración, selección por tamaño,

separación de ferrosos, separación detextiles y granulación hasta el tamañodeseado. Los tamaños que la instala-ción completa puede producir según losusos posteriores son:

a) CDR-NFU: granulado a un máximo de50 mm.

b) CDR-NFU: granulado a un máximo de20 mm.

c) Granulado para reuso a 4 mm.

d) Polvo de goma para reciclado en car-gas de master batch.

Para tal fin, se utiliza un pretrituradorde alta capacidad, con la finalidad deasegurar el rendimiento de los dispo-sitivos de separación de ferrosos, laseparación por tamaño por medio deuna criba o zaranda de discos y porúltimo asegurar también la productivi-dad del granulador final.

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(Fuente http://www.cin.org.ar/estadisti-cas.html ).

º De la misma fuente de la CIN seobtienen los siguientes datos de dis-tribución: ver Gráfico 1.

º Por lo que para la región del AMBApuede estimarse un 25%, lo que signifi-ca unas 30.000 Tn/año. En un progra-ma progresivo de captación de los NFUsdel post-consumo puede pensarse enmetas de 7.500 Tn/año, para alcanzaren cuatro años el estimado de gene-ración total para esta región.

º Esto implica la instalación de dos plan-tas de procesamiento en el primer añoen el AMBA, llegando a cuatro al cabode cuatro años, que además procesenotros RINEs como ya se ha descripto.

º La precalificación de las diferentes co-rrientes de residuos a considerar para suincorporación a la formulación, deberácumplir con los requisitos de las especifi-caciones ya enunciadas más arriba, pormedio de la cual se caracterizan los resi-duos previo a su ingreso y luego se verificasu coincidencia frente a cada ingreso aplanta.

º Analizadas las experiencias en diferen- >>

Gráfico 1. DISTRIBUICIóN GEOGRáFICA DE LAS 120.000 T / ANUALES

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“La preparación del CDR-NFU se llevará a caborealizando el mezclado de materiales previamentetriturados, y molidos”

Descripción sintética del funcio-namiento

Se trata de una instalación de bajo con-sumo de energía y bajo nivel de ruido.

Puede triturar todos los tipos de resi-duos que han sido considerados en esteproyecto.

La alimentación es realizada mediantepala cargadora frontal que descarga losNFUs sobre una cinta de recepción ubi-cada a continuación del destalonador.

Los NFU a granel o en fardos medianteuna cargadora frontal pueden ser depo-sitados en la parte superior del equipo,donde el material va siendo triturado aun tamaño de 100 mm por medio de unsistema de dos ejes paralelos acciona-dos hidráulicamente.

Este equipo cuenta con dos rotores quecontienen múltiples herramientas decorte, montadas de forma de tener unaluz suficiente para obtener una alta pro-ductividad y una capacidad de recibircargas de tamaños y volúmenes impor-tantes, sin generar atoramientos en elequipo. Está accionado por dos motoresde 75 kW.

Una vez pretriturados los residuos pa-san a lo largo de una criba de discos conun paso de 50 mm de diámetro y sis-tema de autolimpieza por medio de ce-pillos automáticos. Los residuos que yase encuentran dimensionados a 50mm, caen por la parte inferior de la cri-ba y son extraídos por una cinta trans-portadora formando una pila de mate-rial dimensionado y listo para ser homo-geneizado y controlado para su libera-ción y carga.

El material que aún mantiene dimen-siones superiores a 50 mm, sale por elextremo opuesto al que ingresó a la cri-ba horizontal y es descargado en otracinta para su recirculación.

Las opciones siguientes son extensio-nes de la planta de CDR-NFU, paraobtener productos de goma a partir delos NFUs, para otras aplicaciones. Sondos equipos adicionales como se enu-meran a continuación: >>

El triturador secundario monorotorrecibe los chips de 50 mm y lleva laspartículas a un tamaño de 20 mm.

El granulador se alimenta por una tolvasuperior, que dispone de un rotor encuya superficie se insertan elementosde corte fabricadas con aceros espe-ciales que le dan mayor duración y pro-ductividad, y que lleva el material hasta4 mm.

Recepción y almacenamiento delos NFU y materia prima para lafabricación

Los materiales se reciben en big-bags, ytambién a granel, dependiendo de laforma y estado de agregación de los ma-teriales. Se ejemplifican a continuaciónalgunas situaciones previsibles:

a) NFUs a granel, sin pretriturar.

b) NFUs pretriturados en origen por ter-ceros operadores, en tamaños de 150mm promedio.

c) Scraps de producción de neumáticos.

d) recortes de caucho EvA, se reciben yestiban en big bags. Eventualmenteeste material se recibe también en vol-quetes o fardos.

e) plásticos varios, scraps de producción,pueden recibirse en big bags, y fardos

f) Materiales molidos diversos a granelo en big-bags, como los enunciados másarriba, provenientes de Unidades deAcondicionamiento de Residuos Indus-triales operadas por terceras empresas.

Controles de materia prima, deproceso, y de producto terminado.

En las diversas etapas de proceso, has-ta la conformidad del producto termina-do se aplican las normas de trazabilidady procedimientos específicos para elproceso de fabricación de combustiblesólido.

Uno de los principales requerimientospara este tipo de combustibles es que la

disponibilidad de ellos sea lo más con-tinua posible. Las cubiertas de automo-tores es uno de ellos. Un programa derevalorización de los NFU contribuye efi-cazmente a la sustitución energética,siendo una fuente de energía renovable.

Otro de los requerimientos es el podercalórico. Se sabe que los trozos deneumáticos libres de metal poseen un

rendimiento calórico más alto quemuchos de los diferentes combustiblesconvencionales (madera, carbón, resi-duos sólidos urbanos, lignito).

La composición promedio de los neu-máticos de automotores es negro dehumo (28%), caucho sintético (27%),caucho natural (14%), alambre de acero(10%), plastificantes (10%), tela

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“En el caso de los granulados destinados a otrosusos como reuso y reciclado no se mezclarán conotros constituyentes. El producto final deberá que-dar libre de impurezas como metales y textiles”

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orgánica (4%), aditivos (4%) y otros com-puestos (3%). Es decir que los neumáti-cos contienen un 90% de materialaprovechable. Dado que se trata deNFUs pueden traer consigo impurezas(arenillas, sólidos misceláneos) que seestiman en un 0,9% y se denominan“fracción pesada”

Galpón de instalación de launidad de proceso

La UARI se instala conforme el layoutque se muestra más adelante, en ungalpón de 30x60 metros (1800 m2)aproximadamente

A modo ilustrativo se consignan a con-tinuación las tablas de dimensiones delos equipos trituradores, de molienda ygranuladores. ver tabla 2 y 3.

Ensayos de Combustión NFUrealizados en hornos cementerosargentinos

El objetivo de estos estudios ha sidocomparar las máximas concentracionesde contaminantes gaseosos asociadosa la actividad del horno de la planta uti-lizando NFUs.

Se citan a continuación los resultadosde Ensayos de Combustión, en los queha tenido intervención el firmante encalidad de Responsable Técnico lleva-dos a cabo durante abril y noviembre delaño 2000 para diversas condiciones demarcha, con NFUs.

º Abril de 2000 primer campaña de cin-co ensayos consecutivos.

º Noviembre de 2000 segundo ensayo

º Emisiones gaseosas de NOx: 10% al50% de reducción

º Emisiones gaseosas de SOx: no sonafectadas

º Emisiones gaseosas de CO: poca influ-encia

º Emisiones de particulados: ningu-na influencia >>

Tabla 2.

Tabla 3.

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º Este estudio muestra resultados coin-cidentes con la experiencia interna-cional en el uso de neumáticos comocombustible alternativo (TDF) en hornosde cemento.

Marco Regulatorio

A la fecha hay dos Resoluciones quealcanzan a los NFU, la 523/13 deSAyDS que establece el manejo sus-tentable de los NFU en su ciclo de vida,y cuyo aspecto principal es el de laresponsabilidad extendida del fabrican-te estableciendo pautas generales paraasegurar el destino final de los mismos.Más recientemente el MAyDS ha emiti-do la Res 522/16 estableciendo unacategoría de Residuos Especiales deGeneración Universal definiendo comotales a aquellos cuya generación deven-ga del consumo masivo y que por susconsecuencias ambientales o caracte-rísticas de peligrosidad, requieran deuna gestión ambientalmente adecuaday diferenciada de otros residuos.

Asimismo establece como objetivosCoordinar a nivel nacional y colaborarcon las jurisdicciones locales en eldesarrollo de programas, procedimien-tos y sistemas de gestión sustentable deREGU que incluyan la recolección dife-renciada y Dictar normas particularesde procedimiento, guías y programaspara regular la gestión de cada residuo.

Es de hacer notar la referencia hecha enlos considerandos a la Decisión BC-10/3 “Marco estratégico para la aplica-ción del Convenio de Basilea correspon-diente a 2012-2021” donde se estable-ce el Principio de responsabilidad exten-dida del productor como instrumento dela política de gestión de los desechos yse reconoce la jerarquía de gestión delos desechos (prevención, minimiza-ción, reutilización, reciclado, otro tipo de

recuperación, incluida la recuperación deenergía, y la eliminación final) alentandolas opciones de tratamiento que obten-gan los mejores resultados ambientalesgenerales, teniendo en cuenta el enfo-que del ciclo de vida.

Para finalizar esta nota cabe hacer unbrevísimo comentario acerca de la deno-

minación de “residuos especiales” a losREGU de la Res 522/16, siendo que en laPBA la denominación de especiales seaplica a los que en el ámbito de Nación sedenominan peligrosos. Claramente no seestá haciendo referencia a ninguna de lasdos denominaciones o tipos de residuos,que están alcanzados en cada jurisdicciónpor normas diferentes. GA

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“El objetivo de estos estudios ha sido compararlas máximas concentraciones de contaminantesgaseosos asociados a la actividad del horno de laplanta utilizando NFUs”

* Witold Roman Kopytynski

Fundador de SIM -Servicio Integral de Medioambiente-, se desempeña hace treinta años como consultor de empresas en mate-ria ambiental. Licenciado en Química Industrial (Universidad de Buenos Aires), Diversos posgrados de especialización ambientalen la Universidad Católica Argentina y en la Universidad de Ciencias Empresariales y Sociales.

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