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Análisis de gases en el reciclaje: control eficiente de los procesos y seguimiento de las emisiones en la recuperación de residuos

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De residuo a materia prima: análisis preciso de gases para la revolución del reciclaje.

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El sector de la gestión de residuos está experimentando una transformación fundamental. Las operaciones de eliminación pura se están convirtiendo en instalaciones de producción de materias primas y energía, en las que la composición del gas es un factor decisivo para el rendimiento, la disponibilidad de la planta y los requisitos de documentación.

En Fresenius Umwelttechnik, desarrollamos soluciones de tecnología de medición adaptadas a este cambio, lo que permite medir los flujos de gas en el proceso de reciclaje, desde el reactor de pirólisis hasta el cuerpo del vertedero y las balsas abiertas.

La nueva era de la recuperación de residuos: por qué la precisión es esencial

Los flujos de residuos son, por naturaleza, muy heterogéneos y, a menudo, cambian su composición química minuto a minuto. Estas fluctuaciones plantean retos técnicos para las plantas de recuperación térmica y química: el punto de medición experimenta concentraciones variables en un amplio rango y una matriz acompañante cambiante.

El análisis oportuno de los gases resultantes hace visibles estos cambios, con la antelación suficiente para ajustar la combustión, el suministro de aire o la extracción. De este modo, proporciona la base de datos para el control del proceso y la documentación operativa; el sistema de control de la planta lleva a cabo las intervenciones.

Pirólisis y reciclaje de plásticos: recuperación segura de materiales valiosos

El reciclaje químico de plásticos mediante pirólisis es uno de los procesos más prometedores de la economía circular. En ausencia de aire, los polímeros de cadena larga se descomponen a altas temperaturas. Esto produce aceite de pirólisis, un residuo sólido y gas de pirólisis —una mezcla de monóxido de carbono, dióxido de carbono, metano, hidrocarburos superiores e hidrógeno—. El gas de síntesis solo se forma mediante una etapa de gasificación posterior.

Estos reactores funcionan en condiciones inertes. La monitorización del oxígeno indica si el contenido de oxígeno se mantiene de forma segura por debajo de la concentración límite de oxígeno de la mezcla. El monóxido de carbono y los hidrocarburos determinan la calidad del gas producto; esta varía en función del material de entrada y de la temperatura del reactor.

Suministramos la tecnología de medición para ambas tareas: monitorización del oxígeno para el control de la inertización y medición multicomponente del gas producto en un único sistema. Esto permite detectar a tiempo las interrupciones operativas y mantener constante la calidad del gas de pirólisis generado. De este modo, los residuos plásticos difíciles de reciclar se convierten en una materia prima secundaria para la industria química.

Monitorización del gas de vertedero: control de riesgos y generación de energía

Incluso décadas después del cierre, en el interior de los vertederos continúan teniendo lugar complejos procesos de degradación bioquímica. Esto produce de forma continua metano (CH₄) y dióxido de carbono (CO₂), así como sulfuro de hidrógeno (H₂S), que es corrosivo. El gas se captura de forma activa; sin embargo, desde que cesó el vertido de residuos relevantes para la generación de gas de vertedero, el volumen de gas y el contenido de metano han disminuido significativamente, y en muchos emplazamientos ya no es posible el funcionamiento de motores en plantas de cogeneración.

Por lo tanto, la tarea de medición ha cambiado: ya no se centra en la calidad del gas para el motor, sino en el contenido de metano como criterio para la vía de tratamiento. Las plantas de combustión estándar funcionan a partir de aproximadamente un 12 % en volumen; las plantas con precalentamiento regenerativo del aire, a partir de aproximadamente un 6 % en volumen; la combustión regenerativa con mezcla pobre, a partir de aproximadamente un 2 % en volumen; y la oxidación térmica regenerativa, a partir de aproximadamente un 1 % en volumen. La medición del metano debe resolver con precisión este rango de porcentajes bajos; el sulfuro de hidrógeno sigue siendo el factor clave para la vida útil de la tecnología posterior. Ofrecemos apoyo en la medición de todo este proceso: desde el gas de recuperación rico en metano hasta el rango de porcentajes bajos en el que se decide la vía de tratamiento, incluido el sulfuro de hidrógeno.

Emisiones difusas: las cuencas de clarificación y el almacenamiento de digestato en el punto de mira

No todas las emisiones relevantes para el clima salen de la instalación a través de una chimenea. En las plantas de tratamiento de aguas residuales, se produce óxido nitroso (N₂O) durante el tratamiento biológico, especialmente durante la aireación; con un potencial de calentamiento global de 273 en comparación con el dióxido de carbono, es el componente individual más relevante para el clima en este contexto, seguido del metano con un factor de 28. En las plantas de biogás, el almacenamiento al aire libre del digestato constituye la fuente difusa correspondiente.

Registramos la emisión mediante una cubierta flotante sobre el depósito abierto: los gases que se elevan se acumulan de forma pasiva debajo de ella y se conducen al analizador, que mide el N₂O, el CH₄ y el CO₂. El resultado es la tasa de emisión específica por superficie, el valor que se utiliza para establecer el balance de gases de efecto invernadero.

Monitorización de emisiones CEMS: seguridad jurídica y protección medioambiental combinadas

Los requisitos legales de la TA Luft y del 17.º BImSchV imponen exigentes requisitos al control de los gases de escape de las plantas de reciclaje e incineración. Con la Directiva revisada sobre emisiones industriales (IED 2.0, Directiva (UE) 2024/1785), los requisitos de documentación siguen aumentando.

En lo que respecta a la monitorización continua de emisiones (CEMS), las responsabilidades están claramente reguladas: el equipo de medición utilizado debe someterse a pruebas de idoneidad en su conjunto según QAL1 / EN 15267, y la calibración legal QAL2, así como la AST anual conforme a la norma DIN EN 14181, deben ser realizadas por un organismo de medición acreditado y notificado con arreglo al artículo 29b de la BImSchG.

En este ámbito, ofrecemos asesoramiento independiente del fabricante y colaboramos con integradores de sistemas especializados. En el caso de un sistema de medición de emisiones ya existente, nos encargamos del control de calidad continuo durante el funcionamiento —control de la deriva (QAL3)—, así como del mantenimiento y la calibración entre los plazos legales.

¿Por qué Fresenius Umwelttechnik? Su socio para tareas exigentes

Como uno de los principales especialistas en análisis de gases, conocemos las duras condiciones de funcionamiento del sector de la gestión de residuos gracias a décadas de experiencia práctica. Nuestros dispositivos de medición se caracterizan por su máxima durabilidad, facilidad de mantenimiento y capacidad de ampliación modular.

Le acompañamos desde el inventario inicial y el desarrollo de sistemas a medida hasta un servicio técnico fiable in situ. Juntos, hacemos que sus procesos sean más eficientes, seguros y sostenibles.

¿Le gustaría llevar el análisis de gases a un nuevo nivel? Hable con nuestros expertos de Fresenius Umwelttechnik sobre sus necesidades específicas en materia de reciclaje.

Lee el artículo original en freseniusinstruments.com: https://freseniusinstruments.com/blog/23357/gas-analysis-in-recycling-efficient-process-control-and-emission-monitoring-in-waste-recovery/?lang=en