Planta de pirólisis/gasificación: Una nueva amenaza acecha en Chiloé
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Fotografía portada: Julio 2019 / 15 fallecimientos y cientos de heridos por una explosión de planta de gasificación en Yima, provincia de Henan, China (copyright China/REX)
“Ante el descalabro de la basura en la Provincia de Chiloé, ya no caben transiciones moderadas ni falsas soluciones tecnológicas. Debemos pasar de las soluciones simples a las soluciones reales basadas en la participación y la evidencia científica, y no solamente en presupuestos y rentabilidades”.
Compartimos la siguiente publicación:
Pirólisis, la cura milagrosa para un abracadabra tecnológico: cómo las crecientes montañas de basura destruyen nuestro sentido de lógica.
Dr. Peter E. Schmid
Dra. Jenny M Schmid-Araya
Andrés Lagarrigue
En el sur de Chile, algunas autoridades y políticos locales titubean vanamente en encontrar una solución rápida al masivo problema de los residuos municipales e industriales. Razones principales son las pésimas tasas de reciclaje y reutilización que no son exclusivas de Chiloé sino también del resto de Chile, combinadas con los estupendos “diseños técnicos”, las gestiones y los monitoreos defectuosos de los “vertederos” o llamados “rellenos sanitarios”, incluidos aquellos de «alto estándar» en el sur de Chile [1]. Al mismo tiempo, algunos representantes políticos regionales y locales en el sur de Chile demuestran un miedo morboso de realizar algo que se oponga a la continuación del crecimiento económico con su contaminación ambiental a gran escala, como la mega industria del salmón y sus empresas afiliadas.
En el intertanto, producto de la idiosincrasia local y la alienación de la ciudadanía chilena con respecto al medio ambiente, los plásticos se acumulan en los suelos, flotan en riachuelos/ríos, esteros, humedales y decantan en las playas de Chile, amenazando a todos los ecosistemas por medio de la contaminación de nuestros recursos de agua dulce y los océanos. El plástico no solo es un peligro para la salud y la naturaleza en forma de micropartículas y nanopartículas que trituradas entran a la cadena alimentaria (de la cual somos parte), sino que también debido a los aditivos que le dan su forma, liberan compuestos tóxicos a las aguas superficiales y subterráneas contaminando nuestros suministros de agua potable [2]. Para hacerse una idea de la dimensión de este problema, recientes estudios han encontrado concentraciones de micro y nanoplásticos desde el fondo marino del Ártico [3] hasta los órganos humanos [4] sin que entendamos aún la amenaza epidemiológica que esto representa.
Pese a la gravedad de esta situación todos corren en vanas acciones repetitivas de “limpiar” playas, caminos, humedales que no duran “limpiecitos” más allá de una semana porque desafortunadamente muchos tiran sus basuras desde sus autos, o desde las bermas de los caminos chilotes, y les cuesta mucho llevarse la basura de vuelta a sus casas. Sin desmerecer la función educativa que estas limpiezas pueden tener para las futuras generaciones, esto está lejos de ser suficiente. Si no se ataca el problema de fondo, prontamente dejaremos de contar con una naturaleza en que dichas generaciones puedan desplegar su conciencia ecológica.
Presentaciones de inversionistas de una peligrosa solución de fantasía: una planta de pirólisis/gasificación para Chiloé.
Actualmente las maniobras de un equipo de promoción empresarial, han tenido como objetivo persuadir a la desconcertada sociedad civil de Chiloé para implementar arreglos tecnológicos supuestamente maravillosos por medio de un patio de manejo de basura combinada con una planta de pirólisis/gasificación. Este equipo sin credenciales en el rubro de pirólisis, aprovecha la grave crisis de residuos de la provincia para tratar de vender esta tecnología de una planta de un fabricante y experiencia en ingeniería desconocido con eslóganes como “eficiencia de conversión” o incluso como “sustentable”.
Sin embargo, no se han dado muchos detalles técnicos ni se han presentado datos y estadísticas sobre la eficiencia energética en cuanto a las condiciones óptimas para un rendimiento adecuado incluido el tipo de pirólisis, la temperatura de combustión, el caudal de gas y la composición de emisión de los gases, particularmente cuando se propone usar residuos sólidos domiciliarios e industriales. Estas presentaciones sobre “basura a energía” (del inglés waste-to-energy) dejan al público intencionalmente en la oscuridad sobre los riesgos para la salud y el medio ambiente relacionados con esta taumaturgia de la tecnología. Se omite también la historia de los recientes incendios y explosiones de las plantas de pirólisis en países como Gran Bretaña (Oldbury en el 2017), Finlandia (Joensuu, en el 2014), Rusia (Khanty-Mansiysk en el 2012 y Budennovsk en el 2014), India (Panchkula en el 2011 y Chennai en el 2014), diversos lugares en China y Alemania (Furth en el 1998). Debido a la altísima complejidad técnica y los procedimientos de mantenimiento costosos e intrincados, tanto las plantas de pirólisis como las de gasificación permanecen aún en una fase de investigación y experimentación en Europa y EEUU [5]. Solo la pirólisis de neumáticos y de madera tiene una aplicabilidad ligeramente más amplia en Europa.
Existen varios tipos de conversión térmica de residuos en energía (o conversión termoquímica) que no sólo incluye combustión o incineración (con oxigeno o aire) entre ellos la combustión de rejilla (por ej. la planta en Copenhague, Dinamarca) pero también procesos como la gasificación y pirólisis (Fig. 1, 2). Las plantas de pirólisis/gasificación se ofrecen como soluciones milagrosas para el problema de residuos domiciliarios e industriales ocasionados por una pésima política de gestión de residuos y vigilancia ambiental por parte de diversas instituciones gubernamentales chilenas [2, 7]. Este atractivo técnico se vende a la ciudadanía como si dicha planta fuera capaz de convertir de manera “mágica y sustentable” los desechos no-reciclables, pero también los reciclables en combustible y energía para que las comunidades se sientan alentadas a permitir incluso que dicha planta se construya en su propio patio trasero.
Pero la premisa de una cura milagrosa es inherentemente defectuosa, ya que incluso pirólisis de desechos municipales e industriales, y en particular donde abunda el plástico, no es un proceso de recuperación de energía sostenible, libre de riesgos ni ambientalmente limpio y eficiente [8]. Aunque muchos insisten en presentar esta tecnología como una alternativa de “Economía Circular”, se trata en realidad de un complejo técnico con hambre ávida de residuos, alimentando así un modelo exponencial de consumismo que se encuentra en el origen del problema y genera además nuevas amenazas y formas de contaminación.
Fig. 1. Comparación simplificada de tipos de conversión térmica. La incineración (panel superior) quema los desechos. La gasificación (panel central) quema los desechos con una cantidad reducida de oxígeno para producir un gas que debe refinarse antes de su uso. La pirólisis (panel inferior) quema los desechos sin oxígeno, produciendo principalmente una salida líquida (aceite de pirólisis, que se debe procesar para quemar), un sólido carbonoso y el gas que se debe refinar para su uso (redibujado de 6, © 2022 PJSchmid.com, elaboración propia).
¿Qué es pirólisis?
Pero esto no es todo el proceso, sino que existe un pre-tratamiento y un post-procesamiento. Antes de los procesos de pirólisis, todo el material de entrada tiene que ser (a) preseleccionado y pretratado, (b) lavado, (c) secado y finalmente (d) triturado en partículas de tamaño pequeño (< 2 mm), y a menudo se necesitan combustibles fósiles para evitar cualquier limitación de transferencia de masa y calor durante la pirólisis, procedimientos que requieren mucha agua y un suministro continuo de energía [10].
Fundamentalmente, dado que estos parámetros operativos (tipo de material, tiempo de residencia, la temperatura pirolítica y tipo de reactor) cambian la composición del producto y alteran la vía de reacción, es fundamental mantener el mecanismo de reacción adecuado durante el craqueo térmico, particularmente si existen polímeros plásticos [11]. Estos procesos, deben ser inspeccionados y operados por personal técnico calificado, que como nos enseña la historia chilena reciente con fallas técnicas y de fiscalización, no sólo en vertederos y otras plantas industriales [12, 13], rara vez se encuentran en este país.
El carbón residual tiene un contenido de carbono no despreciable, que dependiente de la materia prima puede contener sustancias complejas que deben ser tratadas y dispuestas como residuos industriales especiales [14]. Dependiendo de cómo se realice el proceso de pirólisis para residuos municipales este proceso debe ser “lento” con combustión de gas de pirólisis en una cámara de combustión de alta temperatura que favorece el carbón residual sobre el aceite de pirólisis y gas de síntesis.
Existen también ciertas limitaciones relacionadas con las propiedades físicas y químicas de los aceites de pirólisis, que les impiden en la mayoría de los casos ser utilizados como combustibles directos (o un sustituto directo de combustibles fósiles convencionales sin tratamiento [15]).
Cuadro de texto: Fig. 2. Algunas características de los procesos químicos para el tratamiento térmico de residuos sólidos. HCN: cianuro de hidrógeno (muy venenoso), COS: sulfuro de carbonilo (inflamable), PCDD/F: dioxinas y furanos (adaptado de 14, © 2022 PJSchmid.com, elaboración propia.).
Además, todos los productos de pirólisis por ejemplo de «plástico a combustible» deben quemarse para liberar energía térmica y electricidad, liberando así gases de efecto invernadero como dióxido de carbono y metano, pero también hidrocarburos más complejos, compuestos químicos tóxicos como también nano- y micro-partículas. Pero la idea de pirólisis es aún más imprudente ya que hay fallas sustanciales en el concepto de pirólisis de plásticos, porque los metales pesados y las dioxinas se concentran en los rendimientos resultantes del aceite y solido carbonoso haciéndolos inadecuados como combustibles, porque cuando se usan en motores o se aplican al medio ambiente liberan estos compuestos altamente tóxicos [15]. En ambientes con poco o nada de oxígeno (gasificación), se alega muchas veces que la producción de dioxinas y furanos a partir de los desechos puede reducirse significativamente en comparación con la incineración y las emisiones pueden caer incluso por debajo de los límites de detección. Sin embargo, una planta de gasificación en Dumfries, Escocia, falló repetidamente en cumplir con las expectativas donde la planta cerró en el 2013 después de exceder los límites de emisiones de dioxinas y otros contaminantes, además de producir mucha menos energía de lo esperado [16]. Entre los datos más preocupantes, se ha demostrado que estás tecnologías no pueden evitar la emisión de toxinas como las dioxinas, furanos y policlorobifenilos (PBC) que son bioacumulados en el medio ambiente [17] generando concentraciones en el cuerpo humano que la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha advertido pueden ser potentes agentes cancerígenos y entre otros deteriorar la función hepática, el sistema endocrino y el sistema inmunitario [18].
Es importante hacer una distinción entre los conceptos de pirólisis en la etapa de gasificación/pre-incineración que han operado en Japón durante años con cierto éxito debido a la actitud organizada del pueblo japonés en reciclar y separar adecuadamente, y los conceptos de pirólisis como “sustentable” alegados por la propaganda emitida por ciertas presentaciones en Chiloé. Aun así, la información sobre el rendimiento operativo de las plantas de gasificación de residuos es limitada [9]. La gasificación/pre-incineración son «procesos de fusión», derivados de diseños de altos hornos y que funcionan en modo de acoplamiento cerrado, que requieren temperaturas muy altas (aprox. 1400 °C), una constante entrada de combustibles fósiles, cal y aire enriquecido con oxígeno para soportar y estabilizar el reactor [6].
Estas tecnologías están diseñadas para inhibir el proceso de combustión al limitar el ingreso de oxígeno proporcionando al mismo tiempo altas temperaturas, lo que detiene prematuramente la descomposición térmica para producir una mezcla compleja de hidrocarburos sin quemar (Fig.1, 2). Este hecho a menudo se ignora convenientemente, ya que la pirólisis que funciona correctamente, es un proceso que consume mucha energía, en un rango de temperatura de 600 a 900 °C [19], lo que significa que a menudo se debe invertir más energía para quemar los desechos de la que realmente se puede recuperar. No es posible que un concepto de destrucción de residuos por pirólisis opere con una eficiencia neta positiva, por lo que es termodinámicamente imposible que proporcione un excedente de energía y, por lo tanto, se considere como «energía verde a partir de residuos» sin la entrada de recursos energéticos externos [8]. Como tal, la hipótesis de que una planta de pirólisis sea “autosustentable o sustentable” utilizando únicamente sus propios productos de gas y petróleo queda simplemente anulada.
A pesar de todo lo anterior, ciertos políticos locales y regionales podrían continuar despilfarrando miles de millones de pesos chilenos engañando a la ciudadanía en cualquier ‘abracadabra tecnológico mítico’ que tenga la respuesta “sostenible”. En Chile, se ignoran regularmente los antecedentes científicos, la estela de fallas comerciales como también los recurrentes daños ambientales [1,2,7, 12,13], donde tampoco se verifican las credenciales de las “empresas”. Además de toda esta complejidad técnica mencionada anteriormente, la historia de las declaraciones ambientales (DIAs) y sus altas tasas de aprobación (hasta un 98%, [20]) en Chile, han demostrado drásticamente que cualquier mecanismo potencial de control está fallando, poniendo en riesgo la vida y la salud de las personas y destruyendo el medio ambiente. El uso de pirólisis/gasificación nunca puede ser una respuesta sostenible a la incómoda verdad de la necesaria reducción del plástico en nuestras vidas diarias.
Soluciones reales.
Dado que los desechos orgánicos municipales, pero también industriales de la industria del salmón tienen un alto contenido de humedad (aprox. 50 %), los procesos de gasificación convencionales son energéticamente ineficientes. Una solución sencilla que también supera la presencia de impurezas en la producción de biogás es el uso de organismos fermentadores en digestores anaerobios o biorreactores. Los biorreactores de membrana anaeróbica también pueden redirigir el producto final de biogás a biocombustible de mayor valor, convirtiendo eficientemente los desechos orgánicos en energía.
Sin embargo, la respuesta inconveniente para los políticos de cualquier tono y color es simplemente entregar a la sociedad civil incentivos financieros para mejorar la reducción, reutilización, y reparación. Esto combinado con la obligación para los productores/fabricantes de crear productos con reciclabilidad incorporada o que sean construidos para durar o reparar. Los políticos deben obligar a los fabricantes y productores en financiar la gestión de residuos derivados de sus productos. Los políticos deben dejar de hablar de economía verde y circular y de sostenibilidad, siempre y cuando dejen operar a una industria en gran parte sin control y sin monitoreo que siga alimentando a una sociedad con una pésima variedad de millones de productos.
A estas alturas sorprende la actitud ingenua o naïve de algunos políticos, empresas y tecnócratas que siguen convencidos en la promesa tecnológica (y económicamente rentable) de dar soluciones simples a problemas complejos, ya sea quemando o enterrando en vertederos la basura. El manejo de residuos no es solo un problema técnico, si no también socio-político, socio-económico y socio-cultural, y cualquier solución debe considerar un modelo de gestión que aborde todas estas dimensiones y los distintos escalafones del sistema de producción y consumo territorial.
Ante el descalabro de la basura en la Provincia de Chiloé, ya no caben transiciones moderadas ni falsas soluciones tecnológicas. Debemos pasar de las soluciones simples a las soluciones reales basadas en la participación y la evidencia científica, y no solamente en presupuestos y rentabilidades. En palabras del filósofo H. Marcuse “Seamos realistas, pidamos lo imposible”. Afortunadamente, en el país y el mundo existen colectivos haciendo posible lo “imposible”, desde organizaciones barriales que se han responsabilizado por la gestión de sus residuos, y gobiernos locales que han tenido la valentía de innovar, hasta iniciativas como la Alianza Basura Cero [21], que ha hecho un importante trabajo escalando, promoviendo y difundiendo – también en Chiloé- soluciones concretas y prácticas con metas ambiciosas. Mas aun, en esta provincia una red de la sociedad civil cada vez más amplia y consolidada se está articulando en torno al problema de los residuos, gracias a lo cual estamos en mejor posición para estar alertas y evaluar informadamente desde la ciudadanía las falsas soluciones “milagrosas” y presionar a las autoridades por una actitud más seria y visionaria frente a estos desafíos en el contexto de una catástrofe climática.
Referencias
[1] Schmid, P.E. et al. 2022. El medio ambiente a contrarreloj frente a la basura en Chiloé: la persistencia de la inercia burocrática. https://oecopolitico.pjschmid.com/vertedero-puntra-el-roble.html
[2] Schmid-Araya, J.M. & P. E. Schmid 2020. Evaluación de la biodiversidad y la vulnerabilidad ecológica de comunidades bentónicas de los sistemas acuáticos en el Fundo Los Millanes, parte de la cuenca del río Huicha. (Comuna de Ancud, Isla Grande de Chiloé, Chile). Consecuencias ambientales de los vertederos en Chiloé y el sur de Chile. Informe PJSchmid.com, Edición: Biodiversidad, Ancud, Chile, 1 – 175.
[3] Bergmann, M., et al. 2022. Plastic pollution in the Arctic. Nat Rev Earth Environ 3: 323–337. https://doi.org/10.1038/s43017-022-00279-8
[4] National Geographic 2022. Microplastics are in our bodies. How much do they harm us? https://www.nationalgeographic.com/environment/article/microplastics-are-in-our-bodies-how-much-do-they-harm-us
[5] Hrbek, J. 2021. Status report on thermal gasification of biomass and waste 2021. Research Special Report IEA Bioenergy: Task 33. Obtenido de https://www.ieabioenergy.com/blog/publications/status-report-on-thermal-gasification-of-biomass-and-waste/
[6] Rollinson, A., Oladejo, J. 2020. Chemical recycling: Status, sustainability, and environmental impacts. Global Alliance for Incinerator Alternatives. doi:10.46556/ONLS4535.
[7] Schmid-Araya, J.M. & P. E. Schmid 2022. La falacia ad consequentiam– el grotesco ejemplo de una declaración de impacto ambiental del vertedero Puntra El Roble. https://oecopolitico.pjschmid.com/DIA-vertedero-puntra-el-roble.html
[8] Rollinson, A. & J.M. Oladejo 2019. “Patented blunderings”, efficiency awareness, and self-sustainability claims in the pyrolysis energy from waste sector. J. Res. Con. Rec., 141: 233-242.
[9] Howes, P. & K. Warren 2013. Integration of thermal energy recovery into solid waste management. Paris. Obtenido de: http://www. ieabioenergytask36. org/vbulletin/attachment. php.
[10] Rollinson, A.N. 2018. Fire, explosion and chemical toxicity hazards of gasification energy from waste. J. Loss Prevent. Proc. 54: 273-280.
[11] Brems, A. et al. 2011. Polymeric cracking of waste polyethylene terephthalate to chemicals and energy. J. Air. Waste Manag. Assoc. 61:721–731.
[12] Verdejo, R. 2022. Fundición de Paipote rebasó casi en 500% la norma de calidad del aire: índices de dióxido de azufre son más altos que en crisis de Puchuncaví. CIPER https://www.ciperchile.cl/2022/01/24/fundicion-de-paipote-rebaso-casi-en-500-la-norma-de-calidad-del-aire-indices-de-dioxido-de-azufre-son-mas-altos-que-en-crisis-de-puchuncavi/ Accedido 13 agosto 2022.
[13] Segovia M. 2022. Contraloría identifica graves omisiones y vacíos en el monitoreo de contaminantes en Quintero, Puchuncaví y Concón. CIPER https://www.ciperchile.cl/2022/06/22/contraloria-identifica-graves-omisiones-y-vacios-en-el-monitoreo-de-contaminantes-en-quintero-puchuncavi-y-concon/ Accedido 13 agosto 2022.
[14] Arena, U. 2012. Process and technological aspects of municipal solid waste gasification. A review. Waste Management 32: 625-639.
[15] USDA Agricultural Research Service, U.S. Department of Agriculture. Biomass pyrolysis research. https://www.ars.usda.gov/northeast-area/wyndmoor-pa/eastern-regional-research-center/docs/biomass-pyrolysis-research-1/what-is-pyrolysis/ [Accedida 17 agosto 2022]
[16] Seltenrich, N. 2016. Emerging waste-to energy technologies: Solid waste solution of dead end? Environ. Health Persp., 124: A106-111. DOI:10.1289/ehp.124-A106.
[17] Parra, A. 2019 Incineración o Basura Cero: la bifurcación que marcará el futuro ambiental de La Araucanía. https://www.larazon.cl/2019/09/19/por-alejandra-parra-munoz-incineracion-o-basura-cero-la-bifurcacion-que-marcara-el-futuro-ambiental-de-la-araucania/ Accedido 18 de Agosto de 2022.
[18] BCN 2014. Informe: Dioxinas y Furanos. https://www.bcn.cl/obtienearchivo?id=repositorio/10221/21213/5/Dioxinas%20y%20furanos%202014%20FINAL_v3.pdf
[19] Al-asadi M. & N. Miskolczi 2018. Pyrolysis of polyethylene terephthalate containing real waste plastics using Ni loaded zeolite catalysts. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 154:012021.
[20] Schmid-Araya, J.M. & P.E. Schmid 2022. La alegre lectura de uno de los “gobbledygooks” chilenos: el rápido procedimiento de las declaraciones de impacto ambiental. https://oecopolitico.pjschmid.com/declaracion-de-impacto-ambiental-en-Chile.html
[21] https://alianzabasuracero.cl/
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