Europa tiene entre 150 y 500 mil vertederos, el 90% son lugares no sanitarios anteriores a la Directiva europea de 1999. En este sentido, la Minería de vertederos (ELFM, por sus siglas en inglés) puede constituir una solución que reduzca dramáticamente los futuros costes de saneamiento, recupere terreno valioso y descubra recursos de valor.
El proyecto de investigación NEW-MINE, de cuatro años de duración, dirigido por el Instituto de Metales y Minerales Sostenibles de la Universidad KU Leuven, se puso en marcha en 2016 para analizar distintas cuestiones de la Minería de vertederos.
Su objetivo es desarrollar e integrar tecnologías ELFM innovadoras y ecológicas para valorizar estos espacios europeos, recuperar recursos como materiales, energía y terreno, mitigar futuros riesgos medioambientales y sanitarios, además de evitar importantes costes de saneamiento.
Lieven Machiels, coordinador científico-técnico del proyecto en el Instituto de Metales y Minerales Sostenibles de la Universidad KU Leuven, considera que este tipo de Minería es el eslabón que falta para lograr una Economía circular.
De acuerdo con el directivo, El Plan de acción de la Economía circular del Pacto verde europeo se centra en una política de «productos sostenibles» que prioriza la reducción y la reutilización de materiales antes de su reciclaje, ascendiendo en la Jerarquía de los residuos.
“Aun así, todavía no se ha abordado qué hacen tanto los países, comunitarios y no comunitarios, con las enormes cantidades de residuos industriales y de consumo que se han llevado a vertederos durante los últimos 100 años”.
A decir del portavoz de la Universidad KU Leuven, teniendo esto en cuenta, se ha propuesto la Minería de vertederos como estrategia creativa para abordar el qué hacer con los residuos del pasado, independientemente de la urgente necesidad de evitar generar y acumular nuevos residuos en el futuro.
Cabe destacar que el proyecto recibe financiación del programa de investigación e innovación de la Unión Europea, Horizonte 2020, y aglutina ocho universidades europeas, STADLER y otras empresas del sector privado.
Bajo ese contexto, se asignó a quince doctorandos que investiguen y pongan a prueba nuevas tecnologías en cuatro paquetes técnicos de trabajo que siguen una estrategia de cadena de valor, desde la «Exploración innovadora y el procesamiento mecánico«, hasta la «Conversión termoquímica solar/plasmática/híbrida» y la «Reutilización avanzada«.
El cuarto paquete de trabajo aplica métodos de evaluación multicriterio para comparar la combinación de recuperación/saneamiento de recursos, con las estrategias de «Inmovilismo«, «Saneamiento clásico» y «Minería clásica de vertederos con coincineración«.
Como refiere Lieven Machiels, la Minería de vertederos clásica se centra en reducir el volumen de residuos mediante incineración y recuperación de terreno, por ejemplo, siendo generalmente limitada la producción de materiales reciclados.
El proyecto NEW-MINE sigue una estrategia para lograr la máxima recuperación de recursos. En lugar de quemar la fracción ligera, se produce un Combustible derivado de residuos (CDR), que se convierte térmicamente para producir un gas sintético y un residuo vitrificado.
El gas sintético puede reutilizarse posteriormente para producir metano o hidrógeno, y el residuo vitrificado puede usarse para fabricar cemento y materiales de construcción.
Procesamiento mecánico
La Universidad Técnica de Aquisgrán, socia del proyecto, invitó a STADLER a participar y aportar su experiencia y equipos. La empresa jugó un papel importante en el primer paquete de trabajo, dedicado al procesamiento mecánico.
El objetivo principal fue detectar formas de mejorar la calidad de las fracciones para producir CDR, que cuenta con distintas aplicaciones. Otro objetivo importante fue investigar usos de las fracciones finas, que constituyen más del 50% de los residuos de la Minería de vertederos, y no se aprovechan actualmente.
El proyecto demostró que una separación mecánica posterior de las fracciones finas puede producir tierra para su uso como agregado para el sector de la construcción. Las fracciones ligeras también pueden utilizarse en un proceso de termovalorización.
STADLER también aportó al Programa de formación vinculado al proyecto un curso sobre «Tecnología automatizada de clasificación de residuos complejos«, que se celebró durante el segundo Evento del NEW-MINE para los quince doctorandos participantes.
Eficacia en excavación
La investigación teórica sobre procesamiento mecánico se probó en condiciones reales en el vertedero de Mont-Saint-Guibert, en Bélgica. Para ello, se excavaron y procesaron los residuos del vertedero.
En palabras de Ulrich Sigmund, Jefe de I+D de STADLER: «En el primer paso del tratamiento mecánico para la recuperación de CDR y otros materiales recuperables, como metales y materiales inertes, se usó un Separador balístico STT6000 que separó el material de salida en tres fracciones: finas, rodantes y planas, que posteriormente se trataron de forma individual para investigar posteriores opciones de reciclaje«.
Sobre este punto, Cristina García López, integrante del equipo investigador del proyecto NEW-MINE, explica que los residuos de los vertederos son un material muy complejo y heterogéneo por su cantidad de impurezas, por lo que el separador balístico brindó la oportunidad de dosificar los residuos excavados, no clasificados ni triturados, en tres flujos distintos de material: posible CDR, fracción de 3D y finos.
“También nos permitió clasificar los residuos según su tamaño original sin triturar y evitar la pérdida de partículas pequeñas en la fracción fina, que requerían menos pasos. Además, la gran entrada del separador balístico STT6000 (150 T/h, según la densidad del material), lo hicieron bastante interesante ya que la cantidad de residuos enterrados es considerablemente alta, pero la capacidad general de procesamiento mecánico es bastante baja en comparación con la capacidad de excavación«.
Estos lugares de disposición de basura suponen un reto particular, tal como asegura Lieven Machiels, puesto que el grado de humedad de los residuos es muy superior al de los residuos frescos, “y los residuos están muy degradados”.
El paquete de trabajo uno analizó el comportamiento de este material en todos los pasos del proceso de separación mecánica, así como las propiedades de las distintas fracciones de salida. Esta investigación es nueva y, por ello, sus conclusiones son muy importantes para el futuro en este sector.
Desafíos que vale la pena contar
Bastian Küppers, investigador del proyecto NEW-MINE, informa que el tratamiento mecánico continuo de un vertedero es muy complicado, ya que su alto contenido en agua provoca bloqueos en la cadena de procesamiento y reduce el funcionamiento tanto de la planta como de la maquinaria. Esta situación –apunta–, se da sobre todo en el caso de las fracciones finas.
“Otro reto importante del proyecto fue el hecho de que los residuos excavados debían procesarse in situ, por lo que había que instalar el Separador balístico sobre una base provisional de hormigón”.
El Separador balístico de STADLER superó todos los retos y demostró que es capaz de funcionar en condiciones tan difíciles como estas y confirmar la viabilidad del proyecto: «El alto grado de humedad del material suponía un gran desafío porque el material de entrada estaba compuesto por trozos de roca y tierra de hasta 100 kg«, indica Ulrich Sigmund.
Por su parte, Christian Nordmann, subdirector de I+D de STADLER, participante activo en las pruebas realizadas en Bélgica, hace énfasis en la robustez de la máquina debido a sus dos motores y a la lubricación central que tiene en funcionamiento.
“Sus anclajes están muy bien sellados, por lo que la máquina puede usarse al aire libre. El STT6000 puede soportar los problemas que plantea el material excavado de un vertedero, como alto nivel de humedad, polvo e impactos. En las pruebas logramos modelar la separación de material, incluida la distribución de masas y los parámetros de material de las fracciones derivadas«.
