Dioxinas

Dioxinas, incineración y otros procesos térmicos de tratamiento.

En la actualidad la gran cantidad de residuos que se generan como resultado de la actividad humana plantea un problema muy importante de gestión. Los datos más recientes indican que en España se generan cada año alrededor de 15 millones de toneladas de residuos sólidos urbanos, lo que equivale aproximadamente a 1 kilogramo por persona por día.  

La solución más inmediata a este problema consiste en la minimización de los residuos mediante la aplicación de prácticas como la reducción, la recuperación o el reciclado. No obstante, con independencia de la solución aplicada, siempre queda una parte del residuo que es imposible aprovechar y que es necesario tratar.

 

En la mayoría de los países que cuentan con un nivel de desarrollo tecnológico elevado se lleva a cabo una política de revalorización de los residuos basada en la aplicación de tratamientos térmicos controlados, comúnmente conocidos como incineración. Esta operación unitaria de ingeniería química, de más de un siglo de antigüedad, consiste en una descomposición térmica oxidativa de los materiales. Actualmente, las nuevas tecnologías incorporadas a este tipo de procesos permiten reducir sustancialmente el peso y el volumen del residuo, a la vez que se recupera con relativa facilidad la energía liberada en forma de electricidad. Existen también otros procesos, como por ejemplo la pirólisis, el plasma, la digestión anaeróbica, el reciclado químico o la producción de combustibles recuperados, que todavía no se encuentran totalmente implantados. Otra alternativa muy extendida en la gestión de residuos es su deposición en vertederos más o menos controlados. Aunque, otro modelo todavía considerado basa la gestión de los residuos en su transporte a otros territorios menos exigentes en sus políticas de gestión de residuos.

En los últimos años se ha observado el crecimiento de una alternativa a las prácticas más habituales de gestión de residuos: la co- incineración. Bajo este término queda definida la utilización de residuos de forma regular o adicional como combustible en aquellas instalaciones cuyo principal objetivo es la generación de energía o la producción de productos finales. En los últimos tiempos, se ha observado un importante desarrollo en la utilización de algún tipo de residuos que permite obtener los mínimos energéticos necesarios que algunos procesos industriales requieren.Algunos ejemplos:

  • Plantas cementeras: neumáticos usados, disolventes residuales o aceites usados.
  • Centrales térmicas: fangos procedentes de plantas potabilizadoras o depuradoras de aguas residuales.

2. Dioxinas y furanos en los procesos térmicos de tratamiento de residuos

Tanto la incineración o co- incineración como la deposición en vertederos presentan ciertos inconvenientes. Por un lado, en los vertederos se producen combustiones espontáneas incontroladas, con la consecuente emisión a la atmósfera de gran cantidad de contaminantes, procesos de lixiviación que pueden afectar a las capas freáticas o la proliferación de fauna. De igual forma, el tratamiento del residuo en las plantas incineradoras implica la gestión de otro tipo de materiales de rechazo propios de esta actividad, como cenizas, escorias, gases emitidos a la atmósfera o aguas residuales, los cuales contienen productos derivados de la combustión (HCl, HF, CO, CO2, NOx, SO2 y metales pesados). Aunque algunos de estos contaminantes son técnicamente posibles de controlar, lo cierto es que este sector ha sido objeto de debate y controversia durante mucho tiempo, cuestionándose siempre al final su seguridad. Esta polémica ha cobrado aún más importancia con la vinculación de la presencia de dioxinas y furanos a la práctica de estas actividades, suscitándose una gran alarma social por el riesgo potencial de estas sustancias para la salud y su impacto sobre el medio.  

Las policlorodibenzo-p-dioxinas (PCDDs) y los policlorodibenzofuranos (PCDFs), más comúnmente conocidos como dioxinas y furanos, constituyen dos grupos de hidrocarburos aromáticos halogenados que engloban un total de 210 compuestos diferentes. Su estructura molecular se caracteriza por la planaridad que confiere la unión de dos anillos bencénicos a través de dos átomos de oxígeno en el caso de las dioxinas, o de un átomo de oxígeno en el caso de los furanos. Cada uno de los anillos puede presentar diferentes grados de cloración, de manera que el número de átomos de cloro unidos a una molécula varía entre uno (monoclorados) y ocho (octaclorados). Al mismo tiempo, para un determinado grupo homólogo de grado de cloración, los átomos de cloro pueden encontrarse unidos a diferentes átomos de carbono, dando lugar a combinaciones no equivalentes, cada una de las cuáles corresponde a un isómero diferente; en total el número de isómeros posibles es de 75 PCDDs y 135 PCDFs.

La similitud estructural entre las dos familias de sustancias hace que los compuestos presenten también propiedades físico-químicas análogas. En general, las PCDDs y los PCDFs son sólidos cristalinos e incoloros a temperatura ambiente que se caracterizan por una elevada estabilidad térmica y química, con puntos de fusión y ebullición relativamente elevados, estables en medio ácido y básico e incluso frente a la acción de algunos agentes oxidantes. Además, poseen un marcado carácter lipofílico que se refleja en un elevado índice de partición n -octanol/agua. Todas estas propiedades configuran un marco idóneo para considerar a estos compuestos como potenciales sustancias contaminantes altamente persistentes, capaces de experimentar fenómenos de bioacumulación y de acceder con relativa facilidad a los diferentes niveles de la cadena trófica.   

Las PCDDs y los PCDFs son compuestos con un marcado carácter antropogénico que aparecen siempre como subproductos no deseados en determinadas actividades industriales. Al igual que otros tipos de sustancias organocloradas, tales como PCBs o herbicidas, las dioxinas y los furanos son compuestos que se encuentran en el medio con relativa frecuencia, sin embargo, a diferencia de las sustancias mencionadas anteriormente, nunca se han fabricado ni comercializado a escala industrial debido a que , salvo para fines de estudio, no se les conoce ninguna aplicación práctica.   

 

Las PCDDs y los PCDFs aparecen en pequeñas cantidades como subproductos inevitables de determinadas reacciones químicas. Su presencia se encuentra vinculada a una gran variedad de procesos industriales, lo que justifica que durante este siglo se haya observado un incremento notable de los niveles de estos compuestos con el aumento de la actividad industrial. Entre las principales fuentes de producción que se conocen en la actualidad cabe destacar los procesos de blanqueo de papel con cloro o los procesos de incineración, por citar sólo algunos ejemplos.

El vínculo establecido entre la incineración de residuos sólidos urbanos y la presencia de dioxinas y furanos motivó la búsqueda de nuevas fuentes generadoras de estos contaminantes relacionadas con los procesos de combustión. Así pues, se describió también su presencia en sistemas de calefacción domésticos que emplean carbón o madera como combustible, en las emisiones gaseosas derivadas de la combustión de gasolina con plomo, en el humo de los cigarrillos o en las plantas de refinamiento y reciclado de metales. No obstante, algunos estudios recientes demuestran que las dioxinas y los furanos también pueden tener un origen 'natural'. En 1980, Bumb y Col. en su estudio ¨Química de las trazas del fuego¨ indicaron la posibilidad de que se formaran pequeñas cantidades de PCDDs/PCDFs en procesos naturales como incendios forestales o erupciones volcánicas. .

Fuente: Instituto de Investigaciones Químicas y Ambientales (CSIC)