Propiedad Físicas y Químicas de los Residuos Sólidos

El diseño de los sistemas que componen la gestión integral de residuos sólidos se hacen a partir de las propiedades de los residuos sólidos. Usualmente todo se relaciona al peso de los residuos, sin embargo es útil que conozcamos el volumen, el porcentaje de humedad, su compactación, su composición química y su capacidad calorífica.

Propiedades Físicas
Dentro de las propiedades físicas a considerar en la gestión integral de residuos sólidos encontramos el peso, el porcentaje de humedad y el peso específico (o densidad) de estos.

Peso: Para hacer referencia a los residuos sólidos usualmente se utilizan unidades de peso (gramos, kilogramos, toneladas, etc.) y se hace referencia a si el peso es húmedo o seco, es decir si los residuos contienen o no humedad. Cuando se menciona el peso húmedo este corresponde al peso de los residuos tal y como se generan.

Peso Específico: La densidad o el peso específico de los residuos sólidos nos sirve principalmente para determinar el volumen ocupado por una masa de residuos. Sus unidades en el SI son (kg/m3).

Porcentaje de Humedad: El porcentaje de humedad se determina a partir de la diferencia entre el peso húmedo y el peso seco de los residuos con respecto al peso húmedo o peso total de los residuos.

%H2O= (Ww- Wd)/Ww donde Ww corresponde al peso húmedo y Wd al peso seco.

En la Tabla 1 se presenta el contenido de humedad y la densidad de los residuos sólidos.

Tabla 1 Contenido de Humedad y Densidad de los Residuos Sólidos

Tipo de Residuos	%H2O	Densidad (kg/m3)
Orgánicos	70	291
Papel	6	89
Cartón	5	50
Plásticos	2	65
Textiles	10	65
Vidrio	2	196
Aluminio	2	160
Metales Ferrosos	3	320
Residuos Sólidos Urbanos	15	130
Residuos Sólidos Urbanos Compactados	20	297
Residuos en el Relleno Sanitarios	25	600-900

Composición Química de los Residuos Sólidos

La composición de los residuos sólidos nos sirve principalmente para los procesos de tratamiento de éstos. Principalmente se utiliza para hacer diseños de sistemas de incineración de residuos pero también nos sirve para todos los tratamientos biológicos como el compostaje y la digestión anaeróbica. También nos sirve conocer la composición química para estimar la generación de biogás en los rellenos sanitarios. La composición química de algunos residuos, pertenecientes a los compuestos orgánicos (con estructura base de carbono), se presentan en la Tabla 2.

Tabla 2. Composición Química de los Residuos Sólidos (% peso en base seca)

Componente	C	H	O	N	S	Ceniza
Orgánicos	48	6,4	37,6	2,6	0,4	5
Papel	43,5	6,0	44,0	0,3	0,2	6
Cartón	44	5,9	44,6	0,3	0,2	5
Plásticos	60	7,2	22,8	-	-	10
Textiles	55	6,6	31,2	4,6	0,15	2,5

Contenido Energético de los Residuos Sólidos
Los residuos, al contener Carbono, Hidrógeno y Oxígeno tienen un contenido energético que les permite en algunos casos reemplazar a algunos combustibles. Hoy en día es común encontrar, en la lucha para combatir el calentamiento global, que los residuos son incinerados o utilizados como substitutos de combustibles. En algunos casos se utilizan residuos de madera, llantas, huesos y carne, textiles y en general residuos sólidos domiciliarios sin residuos peligrosos. En la Tabla 3 se puede observar el contenido energético de cada uno de los tipos de residuos.

Tabla 3. Contenido Energético de los Residuos Sólidos

Componente	kJ/kg
Orgánicos	4650
Papel	16750
Cartón	16280
Plásticos	32560
Textiles	17450
Vidrio	140

También es posible estimar el contenido energético de los residuos sólidos a partir de la composición química de estos aplicando la fórmula de Dulong o la Dulong modificada que se presentan a continuación:

Fórmula de Dulong:
(kJ/kg)= 2,326 (145C + 610(H2 - (1/8)O2) + 40S + 10N)

Fórmula de Dulang modificada:
(kJ/kg)= 337C + 1428 (H2 - (1/8)O2) + 95S


Biodegradabilidad
La biodegradabilidad, entendida como la capacidad de degradarse por la acción de agentes biológicos (insectos y microorganismos) dado principalmente a su composición química traducida como la disponibilidad de carbohidratos simples (C-H-O).
En la biodegradabilidad es importante tener en cuenta el contenido de lignina (constituyente de las paredes celulares de las células fibrosas - cáscaras, cortezas, raíces, etc.) el cuál determina la fracción biodegradable de los residuos. En la Tabla 4 se presenta el contenido de lignina y la fracción biodegradable de algunos residuos.

Tabla 4. Contenido de Lignina y Fracción Biodegradable de los Residuos

Componente	Contenido de Lignina	Fracción Biodegradable (%)
Orgánicos	0,4	82
Papel Periódico	21,9	22
Papel Blanco	0,4	82
Cartón	12,9	47
Residuos de Jardín	4,1	72

La fracción biodegradable se puede determinar a partir de la siguiente fórmula:
BF = 0,83 - 0,028 LC : donde BF es la fracción biodegradable y LC es el contenido de lignina.

Generación de Residuos Sólidos

La cantidad y composición de residuos que generamos dependen principalmente de dos factores: el cultural y el económico. Cuando para nosotros es importante alimentarnos a partir de una dieta con alto contenido de vegetales y frutas, generaremos una mayor cantidad de residuos orgánicos. Por otra parte, en la medida en que tenemos un mayor poder adquisitivo generamos una mayor variedad de residuos de empaques y de productos que desechamos. Se puede afirmar que entre mayor son nuestros ingresos más residuos generamos y la composición de los mismos varía con respecto a personas de menores ingresos.
Para el caso de Colombia y específicamente en Bogotá podemos encontrar que los estratos bajos producen una mayor cantidad de residuos de comida que de envases, empaques, papel o cartón, mientras que los estratos altos generan una mayor cantidad de envases, envolturas, papel y cartón que residuos de comida. Por otra parte se encuentra que en los estratos bajos se generan menos residuos que en los estratos altos (ver Tabla 2).

De acuerdo con un estudio realizado por la Organización Panamericana de Salud, en los países de mayores ingresos se generan en promedio entre 0,7 y 1,8 kilogramos al día, mientras que en países de bajos ingresos tan sólo se generan entre 0,4 y 0,6 kilogramos.

Tabla 1. Generación de Residuos por Rango de Ingresos Mensuales

Escala de Ingresos	Generación de residuos (kg/persona/día)	Rango de Ingresos mensuales
Países de bajos ingresos	0,4 a 0,6	Menos de 400 USD
Países de ingresos medios	0,5 a 0,9	Entre 400 y 800 USD
Países de ingresos altos	0,7 a 1,8	Más de 800 USD

(Fuente: CEPIS/OPS/OMS, 2005)

Tabla 2. Generación de Residuos por Estrato Socio-Económico

Estrato	Kg/habitante/Día en Colombia
Estrato 1	0,3
Estrato 2	0,33
Estrato 3	0,4
Estrato 4	0,4
Estrato 5	0,52
Estrato 6	0,73

(Fuente: Arrieta, 2008)

Por otra parte podemos mirar los datos de las fracciones de residuos generados en diferentes países y podemos observar la diferencia que se presenta en países en vía de desarrollo donde se generan principalmente residuos orgánicos frente a países desarrollados donde se genera un mayor volumen de residuos de empaques y envolturas.

Tabla 3. Composición de los residuos generados en diferentes países y ciudades

Componente	EEUU	Países de Bajos Ingresos	Países de Medianos Ingresos	Países de Altos Ingresos	Bogotá
Comida	9	40-85	20-65	6-30	61,6
Papel	34	1-10	8-30	20-45	8,9
Cartón	6			5-15	0,8
Plástico	7	1-5	2-6	2-8	19,7
Textiles	2	1-5	2-10	2-6	4,4
Cuero y Caucho	2,5	1-5	1-4	0-2	0,3
Jardín	18,5	1-5	1-10	10-20
Madera	2			1-4	1,0
Vidrio	8	1-10	1-10	4-12	1,7
Metales Ferrosos	6	1-5	1-5	2-8	1,1
Aluminio	0,5			0-1
Otros metales	3			1-4
Otros residuos	3	1-40	1-30	0-10	0,5

Fuente: Tchobanoglous et al, 1993; CEPIS/OPS/OMS, 2005; UAESP, 2009

Comprobando lo antes afirmado, podemos observar que en los países con mayores ingresos per cápita se generan mayores cantidades de residuos sólidos (ver Tabla 4). Sin embargo, podemos observar que algunos países se encuentran desarrollando e implementando políticas para la reducción en la generación de residuos sólidos, pero siguen mostrando tendencias altas en la cantidad de residuos como los presentados en la Tabla 1.

Tabla 4. Cantidad de Residuos Generados en Países Desarrollados

País	Unión Europea	Reino Unido	Holanda	EEUU
Generación per cápita de residuos (kg/pers./día)	1,52	1,62	3,52	2,2

(Fuente: Díaz, 2008)

Legislación Relevante para la Gestión Integral de Residuos Sólidos

Para el caso de Colombia, la legislación más importante para tener en cuenta en la Gestión Integral de Residuos Sólidos es la siguiente:

1. Ley 9 de 1979
2. Constitución Política de Colombia - artículo 79.
3. Ley 99 de 1993 - Ley General Ambiental de Colombia
   
4. Ley 142 de 1994
   
5. Política Nacional para Gestión Integral de Residuos Sólidos
6. Decreto 1713 de 2002
7. Resolución 1045 de 2003
8. Decreto 838 de 2005
9. CONPES 3530 de 2008
10. Ley 1259 de 2008 - Comparendo Ambiental

De esta normatividad, es importante tener en cuenta las definiciones básicas de la Gestión Integral de Residuos Sólidos, comenzando por la definición de Residuo Sólido:

"Es cualquier objeto, material, sustancia o elemento sólido resultante del consumo o uso de un bien en actividades domésticas, industriales, comerciales, institucionales, de servicios, que el generador abandona, rechaza o entrega y que es susceptible de aprovechamiento o transformación en un nuevo bien, con valor económico o de disposición final. Los residuos sólidos se dividen en aprovechables y no aprovechables. Igualmente, se consideran como residuos sólidos aquellos provenientes del barrido de áreas públicas." - Decreto 1713 de 2002.

Adicional a la legislación anteriormente listada existen otros decretos y resoluciones que ha emitido la autoridad ambiental que hacen referencia a elementos específicos de la GIRS, entre ellos cabe mencionar el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS 2000), el Decreto 2676 de 2000 (Residuos Hospitalarios y Peligrosos), el Decreto 4741 de 2005, el Decreto 1220 de 2005 (Licencias Ambientales), entre otras.

La Gestión desde la Perspectiva del Análisis de Ciclo de Vida

La Gestión Integral de Residuos Sólidos (GIRS) no se debe pensar que es un proceso que ocurre desde el momento en que desechamos los productos o empaques de lo que hemos consumido y los dejamos para que sean aprovechados, tratados o dispuestos en un relleno sanitario. La GIRS debe concebirse como un proceso que se inicia también con el diseño de los productos, porque desde allí los diseñadores deben conocer a dónde irá a parar el producto al final de su vida para generar los menores impactos ambientales posibles. Este concepto también corresponde a lo que se ha llamado la responsabilidad ambiental extendida del fabricante.

Hoy por hoy este concepto aplicado a la gestión integral de residuos sólidos tiene cada vez más relevancia, especialmente en el manejo de los residuos peligrosos como en el caso de los Residuos de Aparatos Eléctrico y Electrónicos y los Vehículos Usados.

Los demás productos no están excentos, porque cada vez tenemos más envases y productos que, según el fabricante, son reciclables pero que sólo pueden terminar en un relleno sanitario. Por un lado esto hace que los industriales se preocupen por fortalecer a la industria del reciclaje y generar nuevos empleos. Esto impactará positivamente en la sociedad y será una evidencia del desarrollo sostenible donde lo ambiental, lo social y lo económico van de la mano en pro del desarrollo.

Existen algunas empresas que han recurrido a hacer estudios de Análisis de Ciclo de Vida a sus productos con el fin de disminuir los impactos ambientales de éstos. Sin embargo, han contemplado sistemas de gestión de residuos que pueden llegar a ser inexistentes en otras partes del mundo (especialmente en países en vía de desarrollo), ocasionando impactos ambientales mayores a los esperados. En esta materia las empresas necesitan investigar más acerca de los mercados de sus productos de consumo y buscar formas para garantizar la mejor forma de disposición o tratamiento de sus productos al final del ciclo de vida. Algo de esto ya lo hemos visto con el caso de los celulares y algunos computadores donde las empresas fabricantes los están recogiendo para garantizar la recuperación de los mismo, el reciclaje de los componentes y la disposición final de los elementos inservibles.

En esta materia falta mucho camino por recorrer por parte de las empresas "ambientalmente responsables" y se necesita integrar el diseño de los productos a la gestión integral de residuos sólidos. Se podría afirmar que a los sistemas de gestión ambiental hace falta abrirles sus condiciones de frontera (usualmente dados en la puerta de la fábrica) y mejorar el desempeño ambiental hasta llegar al fin de ciclo de vida (cuna - tumba) o el reinicio de un nuevo ciclo productivo (cuna - cuna).