Investigadores de la CNEA trabajan en el desarrollo de un sistema basado en un proceso de gasificación por plasma para tratar desechos provenientes de centros de salud.
La pandemia desencadenada por el virus SARS-CoV-2 provocó un aumento exponencial en la generación y acumulación de residuos hospitalarios. Estos desechos son clasificados como peligrosos, ya que su incorrecta disposición final puede causar daños a la salud humana o contaminar el ambiente. Por eso, necesitan un tratamiento especial como la esterilización por vapor o la incineración.
Sin embargo, estos métodos suelen requerir pasos intermedios como tener que separar los desechos (implicando una mayor manipulación) o recorrer largos trayectos hasta llegar a la planta de tratamiento.
Con el objetivo de brindar una solución alternativa, investigadores del Centro Atómico Bariloche, perteneciente a la Comisión Nacional de Energía Atómica (CAB–CNEA), trabajan en el desarrollo de un sistema de gasificación por plasma para tratar residuos hospitalarios de forma más segura y eficaz.
El objetivo es fabricar un dispositivo que pueda instalarse en hospitales y otros lugares generadores de residuos peligrosos para minimizar el volumen, la manipulación y el traslado de los mismos. Además, el efluente obtenido luego del proceso puede aprovecharse como fuente de energía.
“Cuando empezó la pandemia vimos que la generación de residuos hospitalarios estaba aumentando mucho y pensamos que el proceso de gasificación por plasma, en el que nosotros veníamos trabajando desde hace unos años, podía ser una solución al problema. Hay algunos residuos, como restos de comida, papeles y ciertas telas, que son similares a los domiciliarios y no necesitan un tratamiento especial. Pero hay otros que sí lo requieren: jeringas, telas contaminadas, medicamentos y otros elementos descartables usados en este ámbito”, explica el ingeniero químico Franco Benedetto, investigador del CAB y líder del proyecto.
Este desarrollo fue uno de los seleccionados por la Agencia Nacional de Promoción de la Innovación, el Desarrollo Tecnológico y la Innovación (Agencia I+D+i) para competir en el Concurso Innovar, organizado cada año por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Nación. Este año, todos los proyectos presentados debían tener relación con la temática de COVID-19 y los seleccionados pueden ser votados por el público en este enlace.
Benedetto y su equipo comenzaron a investigar en el uso de plasma en 2014 aunque, en aquella instancia, el principal objetivo era obtener un método para tratar residuos radiactivos. Así, realizaron capacitaciones en otros países más avanzados en el tema, como Sudáfrica y Rusia, y conocieron diversos casos (todos experimentales) en los que se utilizaba esta tecnología para tratar también otros tipos de residuos, como domiciliarios, industriales y hospitalarios.
Aparte de los estados sólido, líquido y gaseoso, existe un cuarto estado de agregación de la materia llamado plasma. Básicamente, se trata de un gas a altas temperaturas en el que conviven partículas cargadas y neutras, y que tiene la capacidad de conducir la electricidad. Un caso típico de formación de un plasma en la naturaleza es lo que produce un rayo generado por una tormenta eléctrica.
“Este método tiene varias ventajas. En primer lugar, no requiere separar los residuos, como sí sucede con otros procesos donde hay que separar metales, plásticos y desechos orgánicos. Esto minimiza el contacto de las personas involucradas en el manejo de los residuos. Otra ventaja es la reducción del volumen. Los residuos orgánicos pasan a estado gaseoso y los inorgánicos y metales se convierten en un sólido mucho más pequeño, que deja de ser peligroso y se puede desechar como cualquier otro residuo”, señala Benedetto.
Una tercera ventaja es que el gas sintético que se obtiene luego del proceso tiene potencial de uso como fuente de energía. “Se puede usar para mover motores de combustión o para generar compuestos como alcohol y metanol. En algunos países como Sudáfrica, que no tienen fuentes de gas natural o petróleo, utilizan procesos equivalentes al plasma para generar este tipo de combustibles”, cuenta el ingeniero.
Los resultados obtenidos fueron muy buenos, ya que lograron una tasa de reducción de volumen del 90 al 95%, obteniendo un residuo remanente que tiene un aspecto entre cenizas y un sólido vítreo.
A nivel internacional, la mayoría de las iniciativas están enfocadas en construir grandes plantas de tratamiento de residuos. En cambio, la propuesta de los investigadores de la CNEA es fabricar plantas modulares a pequeña escala. De esta manera, el costo de instalación, operación y repuestos sería mucho más bajo. Además, al ser más pequeños, permite colocarlas in situ, es decir, en un recinto dentro de los mismos donde se generan los residuos peligrosos, evitando la circulación de los mismos y los riesgos que esto conlleva.
El sistema consiste en una cámara de gasificación donde se genera el flujo de plasma. Allí se ingresan los residuos sólidos a ser tratados. “Las moléculas orgánicas de los residuos se desintegran a la mínima expresión, que son sus átomos. De esta manera, el residuo pasa a un estado gaseoso y se genera el gas de síntesis que puede reutilizarse como fuente de energía. Por otra parte, los componentes inorgánicos del residuo, como pueden ser metales o arena, se funden en un material vítreo de mucho menor volumen, que deja de ser peligroso”, indica Benedetto.
Cuando comienza a operar el sistema, se requiere de una hora de precalentamiento antes de iniciar el proceso y luego puede operar de forma continua. Actualmente, los investigadores están trabajando con un prototipo a escala de laboratorio, que tiene capacidad para tratar alrededor de medio kilo de residuos por hora. La idea es llevarlo a una escala piloto un poco mayor, que sería la definitiva. “Estamos pensando en algo que permita tratar unos cinco kilos por hora”, dice el ingeniero. No apuntan a procesos más grandes porque pretenden que se pueda instalar en espacios como un contenedor, por ejemplo.
Benedetto dice que cualquier persona calificada en operaciones industriales podría capacitarse para operar una planta de este tipo. “No hay problemas de seguridad. Si todavía no se ha establecido esta tecnología a nivel comercial es más que nada por un tema de costos porque se está pensando en plantas demasiado grandes. Los riesgos serían los mismos que en cualquier proceso industrial y, si uno piensa que lo que está tratando es un residuo peligroso, es mucho más riesgoso el residuo que estamos tratando que el proceso que se maneja para tratarlo”, afirma.
Hasta el momento, para realizar las pruebas, los investigadores utilizaron residuos “simulados”, es decir, residuos comunes a los que les agregaron elementos metálicos o los mezclaron con un fluido biológico simulado. Los resultados obtenidos fueron muy buenos, ya que lograron una tasa de reducción de volumen del 90 al 95%, obteniendo un residuo remanente que tiene un aspecto entre cenizas y un sólido vítreo. Ahora, seguirán optimizando el proceso para que todo el residuo remanente sea un material vítreo.
“Nuestro objetivo principal es realizar la investigación y desarrollo para comprender el proceso. Cuando esté finalizado, la idea sería transferir la tecnología a diferentes instituciones o empresas generadoras de residuos peligrosos para que puedan implementar el proceso. De esta forma, además de generar beneficios para la salud y para el ambiente, las instituciones se evitarían el pago del canon por generar residuos peligrosos así como la contratación de empresas tercerizadas para procesarlos”, finaliza Benedetto.