{"id":95555,"date":"2018-03-11T10:15:32","date_gmt":"2018-03-11T10:15:32","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/formulacion-de-combustibles-y-materiales-alternativos-a-partir-de-residuos-industriales\/"},"modified":"2018-03-11T10:15:32","modified_gmt":"2018-03-11T10:15:32","slug":"formulacion-de-combustibles-y-materiales-alternativos-a-partir-de-residuos-industriales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/ingenieria-y-tecnologia-del-medio-ambiente\/formulacion-de-combustibles-y-materiales-alternativos-a-partir-de-residuos-industriales\/","title":{"rendered":"Formulaci\u00f3n de combustibles y materiales alternativos a partir de residuos industriales"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Jos\u00e9 Francisco N\u00fa\u00f1ez Mart\u00edn <\/strong><\/h2>\n<p>La correcta gesti\u00f3n de los residuos industriales generados en la uni\u00f3n europea sigue siendo uno de los m\u00e1s importantes problemas medioambientales sin resolver por los gobiernos europeos y, en particular, por pa\u00edses como espa\u00f1a, con un alto d\u00e9ficit de infraestructuras de valorizaci\u00f3n, recuperaci\u00f3n y reciclado de residuos. la directiva 2008\/98 de 19 de noviembre, abre una nueva v\u00eda para la gesti\u00f3n de los residuos, abordando las figuras de subproducto, no residuo y producto, a partir de determinadas condiciones que deben cumplir los residuos y los procesos de transformaci\u00f3n de los mismos.  aunque la mayor generaci\u00f3n de residuos corresponde a los denominados residuos s\u00f3lidos urbanos, la generaci\u00f3n de residuos peligrosos y no peligrosos no deja de crecer, haci\u00e9ndose necesaria una correcta gesti\u00f3n de los mismos, con el fin de evitar da\u00f1os al medio ambiente. El vertedero, sigue siendo, en muchos casos, la opci\u00f3n m\u00e1s utilizada, no s\u00f3lo por su empleo hist\u00f3rico, sino tambi\u00e9n por ser la opci\u00f3n m\u00e1s barata, lo que dificulta el tratamiento de los residuos por otras t\u00e9cnicas m\u00e1s respetuosas con el entorno pero, generalmente, m\u00e1s caras. el objetivo principal  del trabajo de investigaci\u00f3n que se recoge en la presente memoria ha sido estudiar la viabilidad de formular combustibles alternativos a partir de residuos industriales peligrosos y no peligrosos de diferente naturaleza, y evaluar el aprovechamiento material de determinados residuos de naturaleza, fundamentalmente, inorg\u00e1nica, para su utilizaci\u00f3n en sectores como el cer\u00e1mico o el cementero. Adicionalmente, con el fin de disponer de cantidades suficientes de productos para poder comprobar la eficacia de los materiales formulados en las aplicaciones objetivo (combusti\u00f3n y aprovechamiento material) se dise\u00f1\u00f3 y construy\u00f3, con el apoyo y la financiaci\u00f3n de la empresa alquimia soluciones ambientales, una planta piloto, con una capacidad de producci\u00f3n de una tonelada\/d\u00eda. La planta fue instalada en el instituto de tecnolog\u00eda qu\u00edmica y medioambiental de la universidad de castilla-la mancha, desarroll\u00e1ndose en ella experimentos con residuos industriales procedentes de diferentes empresas y sectores de actividad. Esta planta piloto se ha concebido como un paso previo al montaje y puesta en marcha de una planta industrial en el centro de investigaci\u00f3n y desarrollo para la recuperaci\u00f3n ambiental (cidra) que la empresa dispone en daimiel (ciudad real), con una capacidad para la gesti\u00f3n de 24 t\/h de residuos. el programa de investigaci\u00f3n planteado se centr\u00f3 en los siguientes puntos: \u00c2\u00bf\tan\u00e1lisis del mercado de residuos peligrosos y no peligrosos en castilla-la mancha y en espa\u00f1a. Diagn\u00f3stico de la situaci\u00f3n de valorizaci\u00f3n energ\u00e9tica y material de los residuos. \u00c2\u00bf\tdise\u00f1o, montaje y puesta a punto de las instalaciones experimentales y los procedimientos de trabajo para el desarrollo de los diferentes grupos de experimentos: o\texperimentos escala laboratorio o\texperimentos escala planta piloto o\texperimentos de combusti\u00f3n de combustibles alternativos o\texperimentos de valorizaci\u00f3n material de residuos en la industria cer\u00e1mica \u00c2\u00bf\t caracterizaci\u00f3n previa de los residuos y aditivos para la formulaci\u00f3n, as\u00ed como ensayos de compatibilidad entre residuos y aditivos (sepiolita y atapulgita) \u00c2\u00bf\t formulaci\u00f3n de combustibles alternativos a partir de residuos seleccionados, a escala de laboratorio y de planta piloto, con dos objetivos b\u00e1sicos:  o\tutilizaci\u00f3n de residuos peligrosos con un poder calor\u00edfico m\u00ednimo y que cumplieran con los criterios marcados por la autorizaci\u00f3n ambiental integrada de alquimia soluciones ambientales, en su centro de daimiel. o\tutilizaci\u00f3n de residuos no peligrosos, tales como el orujillo, la carbocal procedente de azucareras o los lodos procedentes de papeleras, como aditivos en sustituci\u00f3n de arcillas comerciales.  \u00c2\u00bf\tuso de residuos industriales en la industria cer\u00e1mica para llevar a cabo la investigaci\u00f3n, era preciso contar, en primer lugar con residuos adecuados para la formulaci\u00f3n de los materiales alternativos deseados. Con este fin se enviaron cartas a un total de 104 empresas de las comunidades de Madrid y castilla-la mancha, recibi\u00e9ndose un total de 78 muestras de residuos de naturaleza muy variada.  ante la imposibilidad de llevar a cabo el trabajo de investigaci\u00f3n con todos los residuos recibidos, se procedi\u00f3, en primer lugar a realizar una primera clasificaci\u00f3n de los mismos en funci\u00f3n de su poder calor\u00edfico, tom\u00e1ndose como criterio general que aquellos residuos con poder calor\u00edfico inferior (pci) superior a 1.500 kcal\/kg ser\u00edan considerados como candidatos a la formulaci\u00f3n de combustibles y, el resto, como susceptibles de aprovechamiento material.  la formulaci\u00f3n de los materiales alternativos objeto de la investigaci\u00f3n requiere la mezcla de los residuos peligrosos con aditivos adecuados con el fin de hacer desaparecer las causas que generan la peligrosidad de los residuos de partida. Los aditivos utilizados, inicialmente, fueron dos arcillas comerciales: sepiolita y atapulgita, a las que se les realiz\u00f3 una caracterizaci\u00f3n completa. a continuaci\u00f3n, se realiz\u00f3 una serie de experimentos de compatibilidad entre residuos y aditivos desde el punto de vista textural, analiz\u00e1ndose la viabilidad de la  mezcla y las caracter\u00edsticas del producto obtenido. En todos los casos, se emple\u00f3 para la mezcla una proporci\u00f3n residuo\/arcilla de 50\/50 en peso. Del total de 78 residuos, se seleccionaron para este estudio de compatibilidad, por su mayor volumen de generaci\u00f3n, un conjunto de 20 residuos. Tras los ensayos de compatibilidad, algunos residuos tales como el poliol, los adhesivos y los lodos de tinta, fueron descartados por problemas de mezclado.  tras esta primera etapa de experimentos previos, el n\u00famero de residuos considerados fue de 16, para los que se determin\u00f3 su posible aplicaci\u00f3n: formulaci\u00f3n de combustibles alternativos, aprovechamiento material en la industria cer\u00e1mica o ambas opciones.   finalizada esta etapa previa de clasificaci\u00f3n, el resto de la investigaci\u00f3n se desarroll\u00f3 por separado para las dos l\u00edneas de trabajo planteadas.  en el caso de la formulaci\u00f3n de combustibles, la investigaci\u00f3n se ha centrado en dos residuos: \u00c2\u00bf\tlas resinas, por su alto poder calor\u00edfico (superior a 7.000 kca\/kg) y su naturaleza l\u00edquida, y \u00c2\u00bf\tlas pinturas epoxi, de poder calor\u00edfico entorno a 3.500 kcal\/kg, y naturaleza s\u00f3lida (s\u00f3lido pulverulento y granulometr\u00eda inferior a 2 mm de tama\u00f1o de part\u00edcula).  estos residuos fueron caracterizados de forma completa.  los resultados obtenidos de la mezcla de los dos residuos seleccionados con los aditivos comerciales indicados han puesto de manifiesto que las arcillas, aunque adecuadas desde el punto de vista de la adsorci\u00f3n de los compuestos org\u00e1nicos presentes en los residuos y, por tanto, adecuadas para reducir o eliminar su peligrosidad (aspecto comprobado mediante espectroscopia infrarroja por transformada de fourier), reducen el poder calor\u00edfico del producto final y limitan su uso debido a su alto contenido en cenizas generadas durante la combusti\u00f3n, sobre todo en las mezclas con mayor aporte de aditivo. Adem\u00e1s, estas arcillas tienen un coste elevado que encarece los productos obtenidos y, por tanto, el proceso de valorizaci\u00f3n.  en base a estos resultados, se consider\u00f3 adecuado analizar la posibilidad de utilizar como aditivos, residuos no peligrosos (tales como la carbocal procedente de la elaboraci\u00f3n de az\u00facar,  el orujo de alcoholera y los lodos de papelera), con capacidad para adsorber los componentes peligrosos, de manera  similar a las arcillas comerciales, pero con menor contenido en cenizas y, en algunos casos, con poder calor\u00edfico. Adem\u00e1s, este tipo de residuos son, en muchos casos, enviados a vertedero, por lo que su empleo como aditivos puede representar una forma de valorizaci\u00f3n. Los ensayos y an\u00e1lisis realizados han puesto de manifiesto que es posible utilizar residuos no peligrosos como aditivos en la formulaci\u00f3n de combustibles: los componentes org\u00e1nicos presentes en los residuos peligrosos son fijados por \u00e9stos mediante mecanismos similares a los observados en las arcillas comerciales. Los productos obtenidos tras la mezcla son no peligrosos y, en el caso particular del orujo, su contenido en cenizas y su poder calor\u00edfico cumplir\u00edan con los criterios marcados por la administraci\u00f3n auton\u00f3mica de medio ambiente para la unidad de formulaci\u00f3n de combustibles que alquimia instalar\u00e1 en cidra.  con los resultados obtenidos en los experimentos de laboratorio con los distintos tipos de aditivos, se ha procedido al dise\u00f1o de una aplicaci\u00f3n inform\u00e1tica en visual basic para la optimizaci\u00f3n de las mezclas y el dise\u00f1o del proceso de formulaci\u00f3n de cara a la obtenci\u00f3n de un combustible modelo. para finalizar con la parte de la investigaci\u00f3n correspondiente a la formulaci\u00f3n de combustibles, se procedi\u00f3 al dise\u00f1o y montaje de una instalaci\u00f3n de planta piloto. Esta instalaci\u00f3n permiti\u00f3 obtener cantidad suficiente de producto para proceder a la realizaci\u00f3n de ensayos de combusti\u00f3n en los que se ha llevado a cabo la determinaci\u00f3n de las emisiones contaminantes. Estos ensayos permiten afirmar que los productos combustibles obtenidos pueden ser utilizados en sustituci\u00f3n de los combustibles convencionales sin que se produzca un aumento apreciable de las emisiones contaminantes ni modificaciones importantes en el proceso de combusti\u00f3n habitualmente desarrollado.   por lo que se refiere al uso de los residuos y productos obtenidos como material aprovechable por el sector cer\u00e1mico, se han establecido dos posibles v\u00edas de valorizaci\u00f3n: \u00c2\u00bf\tuso directo de los residuos, y \u00c2\u00bf\tuso de productos formulados en el laboratorio a partir de los residuos en estudio. los residuos utilizados de manera directa han sido escorias de fundici\u00f3n, cenizas y residuos de naturaleza inorg\u00e1nica. En cuanto a los productos formulados, proceden de los obtenidos en las pruebas realizadas en el laboratorio, mediante la mezcla de aditivos y residuos industriales peligrosos de naturaleza tanto org\u00e1nica como inorg\u00e1nica. Para este estudio, se cont\u00f3 con la colaboraci\u00f3n del instituto tecnol\u00f3gico de la cer\u00e1mica (itc) de la universidad jaume i de castell\u00f3n.  de los resultados obtenidos, tanto en el uso directo de residuos como con productos formulados, se puede concluir que existen importantes posibilidades de aplicaci\u00f3n. As\u00ed, por ejemplo, las cenizas con contendido en cromo o los \u00f3xidos de mermas pueden ser aptos como materia prima para la producci\u00f3n de pigmentos, tales como el pigmento verde victoria, completando su composici\u00f3n con calcio y s\u00edlice; las cenizas procedentes de calderas de combusti\u00f3n, con alto contenido en cao y elementos alcalinot\u00e9rreos, podr\u00edan sustituir a las dolomitas en composiciones de revestimiento; o los productos formulados con contenidos en materia org\u00e1nica de hasta el 10% podr\u00edan ser de aplicaci\u00f3n para mejorar la porosidad de los ladrillos, o como aporte de materia prima para  baldosas de cocci\u00f3n roja.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Formulaci\u00f3n de combustibles y materiales alternativos a partir de residuos industriales<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Formulaci\u00f3n de combustibles y materiales alternativos a partir de residuos industriales <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Jos\u00e9 Francisco N\u00fa\u00f1ez Mart\u00edn <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Castilla-la mancha<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 23\/07\/2009<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Pablo Ca\u00f1izares Ca\u00f1izares<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: Antonio De lucas Martinez <\/li>\n<li>Juan  Jos\u00e9 Rodriguez jimenez (vocal)<\/li>\n<li>Jos\u00e9 Aguado alonso (vocal)<\/li>\n<li>inmaculada Ortiz uribe (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Jos\u00e9 Francisco N\u00fa\u00f1ez Mart\u00edn La correcta gesti\u00f3n de los residuos industriales generados en la uni\u00f3n europea sigue 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