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Soluciones de alta tensión para el reciclaje de materiales

En Suiza, hay actualmente 29 plantas de conversión de residuos en energía (WTE), que incineran todos los residuos no reciclables de forma respetuosa con el medio ambiente.

Sin embargo, no todo acaba en llamas: se generan alrededor de 100 kg de escoria con componentes no quemados por persona y año. La escoria suele tirarse en vertederos, pero aún así contiene materiales valiosos. Selfrag AG, especialista en «conversión de residuos», está abordando este problema: la empresa ha construido una planta piloto en Full-Reuenthal (Argovia), donde se utiliza un proceso especial para recuperar recursos como metales (por ejemplo, hierro, aluminio o cobre) y minerales de la escoria. «Cucharas, monedas de dos francos, tornillos: casi no hay nada que no acabe en la basura. Nuestra misión es recuperar la mayor cantidad posible de materiales valiosos de la escoria», explica Jürgen Kalke, ingeniero eléctrico de Selfrag.

Un tratamiento especial sofisticado

En Full-Reuenthal, Selfrag procesa actualmente 35 000 toneladas de escoria al año en las plantas de conversión de residuos en energía de Turgi, Renergia Lucerna y Buchs. La llamada escoria bruta se vierte en el búnker de material y se transporta con grúa al «Grizzly», un colador de gran tamaño, donde se conservan las piezas más grandes. A partir de ahí, pasa a través de sistemas de transporte a la planta modular de «conversión de residuos en valor». Las piezas de metal ligero se retiran mediante separadores magnéticos y la escoria se tamiza hasta que quede la fracción objetivo, con componentes de no más de 40 mm. El resto se clasifica a mano, revelando el material sin quemar, que se devuelve a la planta de conversión de residuos en energía. «Nuestro objetivo es recuperar metales y materiales cerámicos que representan el 50% de la escoria bruta entregada», explica Kalke.

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Gracias a su fragmentación de alta tensión de desarrollo propio, Selfrag puede recuperar alrededor de un 20% más de materiales valiosos de la escoria que otras plantas.

La fracción objetivo pasa entonces por varios filtros secos y húmedos y se clasifica por tamaño y densidad. Una fracción entra en el corazón de la planta: dos generadores de 3,5 toneladas, desarrollados y patentados por Selfrag, separan aún más el material mediante pulsos de alta tensión similares a los de un rayo. Con un sistema de condensadores, alcanzan una tensión de 200 kV y se descargan hasta 20 veces por segundo. Estas descargas se producen en el agua y generan un flujo de corriente muy alto. La corriente viaja a lo largo de los límites de los granos de los materiales y los separa selectivamente, con la ayuda de la onda de choque. «La fragmentación de alta tensión hace que nuestro procesamiento sea único y nos permite recuperar aproximadamente un 20% más de material que en otras plantas», destaca Kalke.

Siemens nos apoya desde hace mucho tiempo. Por lo general, los componentes electrónicos no están certificados para su uso en entornos de alta tensión, por lo que sometemos las piezas a estas rigurosas pruebas nosotros mismos; los productos de Siemens funcionan muy bien en este contexto.
Josef Mullis, Ingeniero eléctrico, SF Eletroingeniería

Enfoque gradual en un entorno difícil

La recuperación de materiales valiosos es compleja y exigente, por lo que no es de extrañar que toda la planta esté equipada con más de 900 dispositivos de campo, como motores, válvulas y sensores. «Siemens nos apoya desde hace mucho tiempo. Por lo general, los componentes electrónicos no están certificados para su uso en entornos de alta tensión, por lo que sometemos las piezas a estas rigurosas pruebas nosotros mismos; los productos de Siemens funcionan muy bien en este contexto».

La ingeniería de la planta estuvo a cargo de la empresa de automatización SF Elektro-engineering AG. «Nos encargamos de todo, desde la planificación eléctrica y la adquisición de materiales hasta la programación del software para los controladores, los variadores y el WinCC, así como de las interfaces con los sistemas externos, hasta la puesta en marcha», resume Josef Mullis, ingeniero eléctrico de SF Elektro-Engineering, al describir el ambicioso proyecto. El hecho de que la planta se terminara según lo previsto se debe a la previsión del socio de soluciones de Siemens de Flums: «Durante y después de la pandemia, abastecimos nuestro almacén con los componentes más importantes, lo que nos permitió suministrar a Selfrag con rapidez», recuerda Mullis. Kalke confirma que esta planificación proactiva era una gran ventaja. El diseño modular de la planta también demostró su eficacia: «Cuando los electricistas seguían trabajando en el cableado de una zona, ya podíamos probar otros módulos de la planta. Este enfoque gradual también demostró ser una gran ventaja durante el período de tres meses de puesta en servicio. Uno de los desafíos eran las duras condiciones ambientales de la gran sala: había que mantener el polvo, la humedad y los vapores ácidos del aire alejados de la centralita con las medidas de protección adecuadas».

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La planta de producción está controlada por una CPU de seguridad 1512F y una S7-1517. Hay más controladores Siemens instalados en tres módulos y en las prensas de filtro de la planta.