Línea de reciclaje de residuos sólidos urbanos (RSU): transformación de residuos mixtos en combustible derivado de residuos (CDR), metales y polímeros reciclables

Publicado en Noticias y análisis · Soluciones de reciclaje

Por Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd.

Los residuos sólidos urbanos son la materia prima más difícil de tratar en el sector del reciclaje. Llegan mezclados, húmedos, contaminados y heterogéneos: basura doméstica, envases comerciales, textiles, residuos orgánicos, escombros inertes y, en ocasiones, metales, todo ello en el mismo camión. Una sola máquina no puede procesarlos. Lo que funciona es un línea escalonada: cada unidad realiza una tarea física, y la salida de una se convierte en la entrada de la siguiente.

Este artículo explica cómo se configura realmente una línea moderna de reciclaje de residuos sólidos urbanos, qué aporta cada etapa y qué tipos de maquinaria se utilizan, incluyendo el lugar que ocupan en el flujo nuestras propias trituradoras pesadas de doble eje. La descripción del proceso que figura a continuación sigue el esquema generalmente aceptado en las plantas municipales de todo el mundo: recepción y dosificación, trituración primaria, cribado, trituración secundaria y separación específica por materiales.

Fase 1: Recepción, pesaje y apertura de sacos

Los residuos se pesan a la entrada y se vierten en una tolva de recepción. Un alimentador de placa o una cinta transportadora de cadena dosifica el flujo a un ritmo controlado, lo cual es más importante de lo que parece: las trituradoras situadas más adelante se clasifican según el volumen por hora, y un pico de flujo incontrolado activará el sistema de protección contra sobrecargas. A abridor de bolsas de doble rotor Normalmente se instala aquí para abrir las bolsas de basura sin romper el vidrio, de modo que este se mantenga en trozos más grandes y pueda separarse mediante cribado, en lugar de contaminar la fracción ligera.

Fase 2 — Reducción primaria del tamaño (trituración de alta resistencia)

Esta es la fase más intensa. A trituradora de doble eje de baja velocidad y alto par tritura objetos voluminosos y de gran tamaño —muebles, colchones, bidones, palés, electrodomésticos— hasta obtener una fracción gruesa que suele tener un tamaño de 150–300 mm rango. La clave está en la baja velocidad: dos ejes que giran en sentido contrario, equipados con cuchillas en forma de gancho, agarran el material y lo desgarran, en lugar de golpearlo. Esto genera un par elevado a bajas revoluciones, lo que permite a la máquina procesar elementos que destruirían un molino de martillos de alta velocidad.

Para su uso municipal, la trituradora debe tener unas dimensiones generosas, ya que los residuos sólidos urbanos son abrasivos e impredecibles. Nuestra Modelo 1500 ¿Es esta la unidad que se suele indicar en esta posición?: a 1.500 × 1.050 mm cámara de trabajo, doble 75 kW motores de accionamiento, Ø 550 mm cuchillas en M6V aleación en 50 mm espesor, un Ø 245 mm eje principal apoyado en 22240 rodamientos de rodillos esféricos, y un ZSY400 caja de cambios. El peso total instalado es de aproximadamente 15 t — una masa que resulta importante cuando la mezcla incluye hormigón y acero.

Cuando el flujo de residuos es más ligero —predominan los envases comerciales en lugar de los artículos domésticos voluminosos—, un Modelo 1000 o Modelo 1200 suele ser suficiente y reduce tanto el coste de capital como el espacio necesario. El Modelo 1200 gestiona un 1.200 × 800 mm habitación doble 45 kW motores con Ø 400 mm cuchillas.

Fase 3: Cribado y separación mecánica de residuos orgánicos

A trommel rotativo de varios pisos (criba rotativa) recibe la fracción triturada gruesa y la separa por tamaño. El flujo de salida fino —materia orgánica putrescible, arena, fragmentos de vidrio— se separa y se envía al compostaje o a la digestión anaeróbica. El flujo de material de gran tamaño, que ahora consiste principalmente en envases secos, pasa a la siguiente fase. El cribado en este punto es lo que protege la trituradora fina situada más adelante: las partículas orgánicas finas son abrasivas, húmedas y de escaso valor, y su eliminación temprana reduce considerablemente el desgaste.

Fase 4 — Reducción secundaria del tamaño del RDF

Para producir Combustible derivado de residuos (RDF / SRF), la fracción ligera —plásticos, textiles, papel, madera— debe reducirse a una mezcla homogénea 30-50 mm pelusa o pellets aptos para su inyección en un horno de cemento o en una caldera de valorización energética de residuos. Se trata de una máquina distinta de la trituradora primaria: una trituradora de un solo eje con criba calibrada, que se desliza contra una contracuchilla fija y descarta únicamente lo que pasa por la abertura de la rejilla. Por lo tanto, el tamaño de la rejilla define con precisión el tamaño del producto final, que es exactamente lo que exigen las especificaciones del combustible.

El RDF producido mediante este proceso suele alcanzar un poder calorífico inferior de aproximadamente 18-22 MJ/kg (aproximadamente entre 4.300 y 5.250 kcal/kg), razón por la cual los productores de cemento lo aceptan como sustituto parcial del carbón. Alcanzar esa cifra depende menos de la trituradora que de la eficacia con la que se haya eliminado la fracción orgánica húmeda en la fase 3, ya que la humedad es el principal enemigo del poder calorífico.

Etapa 5 — Separación por tipo de material

Una vez que se ha determinado el tamaño de la corriente, las fracciones valiosas se extraen mediante cuatro principios físicos bien establecidos:

• Separación magnética. Los imanes de banda autodepurantes retiran continuamente de la cinta las latas de acero ferroso y el hierro estructural. Esto protege los equipos situados más adelante en la cadena de producción, al tiempo que permite recuperar valor.
• Separación por corrientes de Foucault (ECS). Un rotor magnético alterno de alta velocidad (normalmente entre 2.500 y 3.000 rpm) induce corrientes parásitas en los metales no ferrosos, lo que genera una fuerza repulsiva que expulsa físicamente las latas de aluminio y los fragmentos de cobre del flujo inerte.
• Clasificación de las corrientes de aire (cambio de dirección del viento). El aire a alta velocidad fluidifica el lecho de material en una cámara en zigzag; las láminas ligeras, el papel y la espuma son arrastrados hacia un ciclón, mientras que los inertes pesados caen por gravedad.
• Clasificación óptica por infrarrojo cercano (NIR). Las cámaras hiperespectrales identifican la firma espectral del PET, el HDPE, el PP y el PS, y los colectores de boquillas neumáticas expulsan los polímeros seleccionados. Las líneas NIR bien ajustadas superan habitualmente 95 % de pureza en corrientes de un solo polímero.

Los robots de recogida y colocación guiados por IA se utilizan cada vez más para el control de calidad final, normalmente a una velocidad de entre 80 y 100 recogidas por minuto. Suponen una mejora, no un sustituto: la separación a granel sigue realizándose mediante imanes, corrientes parásitas, aire y sistemas ópticos.

Determinación del tamaño de una línea: un punto de partida práctico

Las cifras publicadas sobre las plantas municipales suelen indicar los caudales en el 20-50 t/h gama completa de productos avanzados. En lugar de partir de una cifra de capacidad, recomendamos empezar por tres preguntas:

• ¿Qué contienen los residuos? Un flujo en el que predominan los envases genera mucho más RDF que uno en el que predominan los escombros de la construcción.
• ¿A dónde va la salida? Si el cliente es un horno de cemento, el tamaño y el poder calorífico del combustible derivado de residuos (RDF) determinan las especificaciones. Si el cliente es una planta de recuperación de materiales, la pureza del polímero es más importante.
• ¿Qué es el «envelope» de autorización? Las normas sobre olores, polvo y ruido determinan el nivel de cerramiento, ventilación con presión negativa y filtración mediante filtros de mangas que necesita la planta.

Servicios públicos, emisiones y requisitos del emplazamiento

Una línea municipal no es solo maquinaria. En la mayoría de las jurisdicciones, hay tres sistemas de apoyo que son imprescindibles:

• Ventilación por presión negativa y extracción de polvo. Las salas de volcado, las cabinas de trommel y los puntos de transferencia de las cintas transportadoras se mantienen a presión negativa y se ventilan a través de filtros de mangas con chorro pulsante, a menudo con depuradores biológicos de goteo y carbón activo para el control de olores.
• Alimentación trifásica dimensionada para la corriente máxima de arranque. Los motores gemelos de 75 kW presentan una corriente de arranque considerable; es necesario especificar el cuadro de distribución de la instalación o un transformador específico durante el proceso de adquisición, y no después de la entrega.
• Precauciones contra incendios y explosiones. La trituración genera polvo y puede producir chispas; las líneas cerradas que transportan RDF seco deben contar con sistemas de detección y extinción de chispas.

Preguntas frecuentes

¿Qué tamaño de planta de residuos sólidos urbanos puede gestionar una sola trituradora?

Una trituradora de doble eje de gran capacidad suele constituir la etapa primaria de una línea con un rendimiento de entre 20 y 50 t/h. Por debajo de unas 10 t/h, resulta más económico utilizar una unidad más pequeña, como el modelo 800; por encima de 50 t/h, las plantas suelen utilizar dos trituradoras primarias en paralelo para garantizar la disponibilidad durante las tareas de mantenimiento.

¿Puede una trituradora procesar tanto residuos voluminosos como envases?

Mecánicamente es posible, pero el grosor de la cuchilla supone un compromiso. Las cuchillas gruesas (50 mm) resisten los residuos voluminosos que contienen metales ocultos; las cuchillas más finas (20-30 mm) cortan los envases con mayor precisión y consumen menos energía. Si tu flujo de residuos es realmente mixto, opta por la cuchilla más gruesa y acepta un resultado más grueso, o instala dos etapas.

¿Qué porcentaje de los residuos que se reciben se convierte realmente en combustible derivado de residuos (RDF)?

Depende totalmente de la composición y de la eficacia con la que se separe la fracción orgánica húmeda. En flujos con gran cantidad de envases, la fracción ligera destinada a la preparación de combustible derivado de residuos (RDF) puede superar la mitad de la masa de entrada; en flujos en los que predominan los residuos alimentarios y los escombros, puede situarse muy por debajo de una cuarta parte. El análisis de una muestra representativa es la única forma fiable de predecirlo.

¿Suministráis toda la gama o solo las trituradoras?

Jiacui fabrica los equipos de trituración —trituradoras de doble eje, trituradoras de un solo eje y pulverizadores— que constituyen el núcleo de las fases 2 y 4. Colaboramos con los proveedores elegidos por el cliente para los equipos de cribado, magnéticos, de corrientes de Foucault, ópticos y de transporte, y proporcionamos los planos de interfaz necesarios para integrarlos.

Siguiente paso

Si está evaluando una línea de residuos sólidos urbanos (RSU), el documento más útil que puede enviarnos es un análisis de la composición de sus residuos, junto con el rendimiento previsto y una descripción de dónde se venderá el producto final. A partir de estos tres datos, podemos especificar el modelo de trituradora primaria, las características de las cuchillas y la configuración del sistema de accionamiento, y proporcionarle planos de disposición y los requisitos de potencia. Póngase en contacto con nosotros para una consulta sobre el proyecto.