PROYECTO DE ASESORÍA TÉCNICA EN INCINERADORES
DE DESECHOS HOSPITALARIOS

Auspicio: REPAMAR - MSP
Coordinación: MSP
Monitoreo: DMA - IMQ y UCE
Asesoría técnica: Ian Narváez

Ian Narváez Troncoso es actualmente Profesor de Ingeniería Química en la Universidad Central del Ecuador. Recibe el título de Ingeniero Químico en la misma universidad en 1989. El grado de Master en Bromatología y Control de Calidad lo obtiene en la Universidad Complutense de Madrid en 1993. El título Master de Estudios de Impacto Ambiental lo recibe en 1995 del Instituto de Investigaciones Ecológicas de Málaga y en 1996 recibe el grado de Ph.D. en Ingeniería Química con la calificación cum laude en la Universidad Complutense de Madrid.

El Dr. Narváez realiza la tesis doctoral titulada "Depuración de Catalitica Exhaustiva de Gases provenientes de la Incineración de Residuos Sólidos"con el auspicio del Programa Europeo: JOR3-CT95-0053 del Programa JOULE3, DG XII (Financiado por la Dirección General XII, de la Unión Europea, Bruselas).

El Dr. Narváez trabaja desde 1992 en Madrid en Programas de I+D, financiados por la Unión Europea, en temas relacionados con la incineración de residuos y la depuración de gases industriales. Hasta la fecha ha publicado más de 10 artículos científicos en revistas internacionales relacionados con los residuos sólidos y ha participado en numerosas conferencias y eventos europeos.

El Dr. Narváez se une a la Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Química de la Universidad Central desde 1996, siendo actualmente Director del Laboratorio de Ingeniería de las Reacciones.

Coordinación:

Consuelo Meneses, Doctora en Medicina General
Master en Salud de los Trabajadores
Responsable del Componente de Vigilancia Ambiental.
Dirección de Salud Ambiental.
Ministerio de Salud Pública 

Gustavo Ruiz, Ing. Pesquero
Especialista en Gestión y Planificación Ambiental
Director Nacional de Salud Ambiental
Ministerio de Salud Pública

Caracterización, muestreo y análisis:

Luis Calle Guadalupe, Ing. Químico
Director del Laboratorio de Petróleos, Energía y Contaminación.
Escuela de Ingeniería Química
Universidad Central del Ecuador 

Teresa Sánchez, Ing. Química
Jefe del Dpio. de Gestión Ambiental Industrial
Dirección de Medio Ambiente
Municipio de Quito

Asesoramiento:

lan Narváez Troncoso, Ing. Quím. e Industrial, Ph.D.
Escuela de Ingeniería Química
Universidad Central del Ecuador

Financiamiento.

El Proyecto de Asesoría Técnica en Incineración de Desechos Hospitalarios, que es parte de la Red Panamericana de Manejo de Residuos (REPAMAR), nodo Ecuador, se pudo ejecutar gracias al financiamiento de la Cooperación Técnica Alemana (GTZ).

Caracterización de desechos hospitalarios. 

La caracterización de desechos hospitalarios fue posible gracias a la participación activa del personal de mantenimiento y limpieza de cada uno de los hospitales, así como también gracias a la vigilancia y coordinación del Ing. Luis Calle.

Muestreo y análisis. 

El muestreo de gases, cenizas y escorias, la monitorización continua de emisiones y la analítica química se realizaron gracias al valioso apoyo de las siguientes personas: 

• Ing. Wilman Cerón y Tecn. René Quevedo.
  Departamento de Gestión Ambiental Industrial de la Dirección de Medio Ambiente
  Municipio de Quito. 
• Ings. Pedro Villacís, Lucía Egas, José Romero y Femando Apráez.
  Departamento de Petróleos, Energía y Contaminación.
  Escuela de Ingeniería Química
  Universidad Central del Ecuador.

Logística 

El apoyo brindado en cada ciudad merece el agradecimiento, a las siguientes personas e Instituciones: 

• Dr. Wilfredo Sánchez y Dr. Manuel Palma.
  Subsecretaría de Salud Región II. 
• Biól. Leonardo Madridueña, Ings. Nastenka Calle, Manuel Calero y Roberto Urquizo.
  Dirección de Medio Ambiente
  Municipio de Guayaquil. 
• Ings. Yolanda Torres y Rubén Auquilla.
  ETAPA, Cuenca. 
• Ing. Jorge Jurado y Dra. María Mulki.
  Dirección de Medio Ambiente
  Municipio de Quito.

Antecedentes
Objetivos del estudio
Introducción
Metodología
Resultados
Discusión
Conclusiones
Recomendaciones

Según un Estudio de Fundación Natura⁽¹⁾, en 1994, solamente el 30% de los hospitales en el Ecuador cuentan con un incinerador de desechos hospitalarios, de ellos, el 80% no funcionan por problemas del equipo, y el restante 20% flincionan en pésimas condiciones. 

En el Ecuador se cuenta al momento con un Reglamento que regula el Manejo Interno de los Residuos Hospitalarios y, desde hace 4 años, se viene trabajando en este tema, desde diferentes enfoques e instituciones. Lamentablemente, no existen todavía normas relativas a la operación, emisión de gases y escorias provenientes de la incineración de residuos. Adicionalmente, se conoce muy poco sobre alternativas de tratamiento o inactivación de residuos hospitalarios. 

Por otro lado, en el país existe una nueva corriente por eliminar o "deshacerse" de los desechos mediante la incineración. Este hecho se traduce en un crecimiento vertiginoso de ofertas de servicios privados, rehabilitación de incineradores y demanda de nuevos equipos, especialmente en los hospitales en fase de diseño y construcción. Por lo tanto se hace indispensable investigar el verdadero estado de los incineradores y los impactos ambientales generados por esta tecnología. 

El Ministerio de Salud Pública, a través de la Dirección Nacional de Salud Ambiental, forma parte de la Red Panamericana de Manejo de Residuos desde 1995 y decide investigar sobre los impactos de la incineración, contando para ello con la asesoría de un experto. Se presentó un pre-proyecto que se mejoró y enriqueció con los aportes de consultores de la OPS y del CEPIS, siendo aprobado por la REPA~ mediante la firma del contrato de financiamiento con la Cooperación Técnica del Gobierno Alemán (GTZ). 

El proyecto en mención había de realizarse con el asesoramiento de un consultor internacional; pero al no concretarse dicha opción, el grupo de instituciones que participaron en el proyecto (MSP, IMQ y OPS), optó por realizar el estudio con profesionales de la Universidad Central del Ecuador y de la Dirección de Medio Ambiente del 1. Municipio de Quito 

El proyecto de Asesoría Técnica para la incineración de Desechos Hospitalarios en el Ecuador inicia su ejecución en febrero de 1998 como respuesta al interés multisectorial y multidiciplinario del programa de mejoramiento, capacitación y gestión a los centros de salud y municipios del Ecuador. 

El proyecto se ejecuta con la coordinación de la Dirección Nacional de Salud Ambiental del Ministerio de Salud Pública (MSP) y con el apoyo y asesoría técnica de la Organización Panamericana de la Salud (OPS), de la Dirección de Medio Ambiente del 1. Municipio de Quito (DNIA-IMQ), y de la Universidad Central del Ecuador 

En la ciudad de Quito, co-participó en las reuniones y evaluaciones técnicas, el siguiente personal: 

• Dr. Victor Aráuz, Consultor Nacional de Salud y Ambiente OPS - OMS en  el Ecuador
• Ing. Yolanda Torres e Ing. Rubén Auquilla
          Unidad de Gestión Ambiental
          Empresa de Teléfonos Agua y Alcantarillado (ETAPA) de Cuenca.
• Ing. Nastenka Calle, Ing. Manuel Calero e Ing. Roberto Urquizo Dirección
          de Medio Ambiente
          I Municipio de Guayaquil
• Dra. María Gualpa
  Directora de lhgiene del Municipio de Azoguez
• Dr. Dieter Mutz e Ing. Francisco Villota, GTZ-Ecuador
• Ing. Rodíigo Cevallos, REPAMAR-Ecuador

En la ciudad de Guayaquil co-participó el personal de la Dirección Regional de Control Sanitario: Dr. Wilfredo Sánchez y Dr. Manuel Palma Basurto 

Inicialmente se evalúan los incineradores de ocho hospitales previamente seleccionados. Sin embargo, la necesidad de obtener una información fidedigna, completa y oportuna, para el desarrollo de proyectos, planes o programas futuros en el área ambiental y de salud, se decide ampliar el estudio al total de 19 incineradores que se muestran en la tabla 2. 

El contenido de la evaluación incluye aspectos mecánicos, termodinámicos y químicos. En el caso de incineradores que no están actualmente funcionando, o que debido a su pésimo estado de operación, seguridad e higiene, el estudio solamente abordó tan sólo el aspecto fisico-mecánico.

Tabla 2.- Lista de los incineradores hospitalarios evaluados

IESS:          Instituto Ecuatoriano de Seguridad Social
MSP:          Ministerio de Salud Pública
SM:            Sanidad Militar
JBG:           Junta de Beneficiencia de Guayaquil
SOLCA:    Sociedad de Lucha contra el Cáncer

En el presente estudio se examina el estado actual de la incineración de desechos hospitalarios en el Ecuador, a través de la monitorización de las emisiones gaseosas, de las variables del proceso térmo-químico y de las condiciones de operación. 

La evaluación global se sustenta en el estudio de aspectos tales como: 

• Caracterización de los desechos hospitalarios.
• Caracterización de emisiones gaseosas.
• Análisis de escorias.
• Diseño y tipo de incinerador.
• Procedimientos de operación.

A pesar de que este trabajo apunta a los desechos hospitalarios, es importante comprender que los mismos aspectos son extrapolables a la incineración de residuos industriales y municipales. Por lo tanto, el resultado de esta evaluación contribuye al conocimiento de la problemática de la incineración de residuos, los requerimientos del sistema de gestión, la necesidad de depurar los gases de combustión y la importancia de considerar este tema en la reglamentación ambiental.

Resultados esperados

1.- Información sobre la situación actual de la Incineración de Desechos Hospitalarios en el
     Ecuador. 

2.-Recomendaciones técnicas, operativas y económicas para el mejoramiento, mantenimiento,
    operación, adaptación, optimación y uso de esta técnica como opción segura para el
    tratamiento de los desechos hospitalarios.

La purificación por el fuego es un concepto tan antiguo que se remonta a los primeros capítulos de la historia de la civilización(2). Más adelante, en la edad media se utilizan los vagones de fuego, como los primeros incineradores móviles o in situ. Es solamente a partir de década de los 60, cuando empieza la incineración técnica, tal como la conocemos ahora, y fue sólo a partir de esta fecha, y especialmente debido a la incineración de residuos tóxicos y peligrosos, cuando se empieza a investigar con profundidad el proceso de combustión y sus impactos ambientales.

Ventajas: Está demostrado que la incineración ofrece muchas ventajas sobre otros métodos de gestión y tratamiento de los desechos hospitalarios. A continuación se citan algunas cualidades de la incineración: 

• Eliminación instantánea de los desechos.
• Reducción de un 90% del volumen inicial.
• Reducción del 70 % del peso inicial,
• Destrucción de patógenos.
• Ausencia de malos olores.
• Ausencia de insectos.
• Ninguna generación de metano.

Inconvenientes: Para que la incineración garantice los mencionados atributos, debe cumplir estrictamente ciertos parámetros de operación, de lo contrario, se convierte en una nueva fuente de emisión de sub-productos tóxicos y peligrosos (3,4), tales como los poliaromáticos halogenados (PHAX). 

Una combustión absolutamente limpia produciría C0₂ y H₂0, junto con el aire en exceso. Sin embargo, esta condición dista mucho de la realidad. Así, debido a la heterogeneidad en la composición y tamaño de los residuos, se produce un desbalance estequiométrico de la reacción que afecta la eficacia de destrucción técnica, generando nuevos contaminantes. 

En los humos provenientes de incineradores de desechos se han identificado más de 300 compuestos ^(5,6) los cuales se pueden agrupar en:

• Gases ácidos: HCI, HF, HI, HBr, SO₂, C1₂, Br₂,1₂, etc.
• Metales pesados: Pb, Cd, Hg, Cr, Sb, As, TI, etc.
• Polvo y ceniza: metales, silicatos, óxidos, etc.
• Productos de combustión incompleta (PICs): CO, hollín, alquitranes, aromáticos.
• Hidrocarburos halogenados (HCX): clorofenoles, Dioxinas, Furanos, etc.

Condiciones de operación: La gran variedad de sustancias contenidas en los humos provenientes del incinerador son el resultado directo de las condiciones de operación del proceso, es decir, su presencia y concentraciones dependen de: las temperaturas, el tiempo de residencia, el exceso de oxígeno y la turbulencia. Otros compuestos dependen de la composición de los desechos y otros, como los PHAX no dependen de las condiciones del incinerador, sino que, se forman en el interior de los ductos o chimeneas.^(7,8) Los PHAX se catalogan en la categoría de sustancias tóxicas y peligrosas⁽⁹⁾, ya que poseen probadas propiedades irritantes, corrosivas, cancerígenas y teratogénicas. 

Para minimizar la formación de PICs y precursores de HCX.(¹⁰) el incinerador debe operarse bajo estrictas condiciones de temperatura, tiempo de residencia y exceso de oxígeno. No obstante, las emisiones de ácidos, ceniza, metales pesados, etc, pueden eliminarse solamente instalando, a la salida del incinerador, los sistemas de depuración de gases.

Diseño de dos cámaras de combustión: 

Los incineradores actuales deben poseer dos cámaras de combustión conectadas en serie. En la primera cámara se alojan los desechos sólidos, los cuales se pirolizan o combustionan en deficiencia de oxígeno, y en la segunda cámara se queman los humos y gases volátiles en presencia de un exceso de oxígeno. 

La cámara primaria debe operar con bajas velocidades de gas y a controladas condiciones de temperatura. La cantidad de calor liberado en la combustión de los desechos sólidos se controla mediante la reducción del aire, pero debe garantizarse que las reacciones de combustión mantengan la auto-termicidad, es decir, que no se apague la llama. 

Los humos de combustión generados pasan a la segunda cámara a través de una zona de mezclado turbulento (provocada por la presencia de la llama del quemador secundario y el correcto diseño del post-quemador) donde la ignición tiene lugar. En esta cámara se suministra el aire adicional, el cual asegura la total combustión de los inquemados. 

El control del aire y la temperatura en la cámara primaria es fundamental para prevenir y reducir el potencial contaminante de los humos. Un buen diseño y calibración deben prevenir la generación de cenizas, metales pesados volátiles y óxidos de nitrógeno. Además, deben garantizar el tiempo de residencia recomendado para los gases en la cámara secundaria. 

En la tabla 1 se observan los límites máximos permitidos por la EPA para emisiones provenientes de incineradores, actuales y proyectados.

Fases de ejecución del proyecto: 

El Proyecto Asesoría Técnica para la Incineración de Residuos Hospitalarios se cumplió en las cuatro fases que se detallan a continuación:

a.- Coordinación 

Coordinación en aspectos técnicos, metodológicos y logísticos entre las diferentes instituciones que participaron en el estudio, la misma que se efectuó a través de cinco reuniones del equipo de trabajo. 

En la mayoría de los hospitales visitados se dieron todas las facilidades para la realización del muestreo y evaluación de los equipos. Demostraron gran interés y expectativas por los resultados de la evaluación y sus recomendaciones. Sin embargo, . en ciertos hospitales se presentaron dificultades y obstáculos, pues se consideraba que el estudio tenía, más bien, un carácter punitivo o de control. 

En otros hospitales se constató una falta de organización, ninguna delegación de responsabilidades para la evaluación, un total desconocimiento de la incineración y un abandono de las instalaciones. Tal fue el caso de los hospitales de la ciudad de Guayaquil: Materndad Santa Marianita y Matemidad Enrique Sotomayor, donde poco o nada se conoce sobre el tema. 

Las autoridades de tales hospitales no cumplieron con las disposiciones de la Subsecretaría Regional de Salud, y en el caso de la Maternidad Enrique Sotomayor, el manejo de los desechos, constituye un peligro inminente para el personal que opera el incinerador, así como para los vecinos de la instalación. 

Los Incineradores de los Hospitales Baca Ortiz y Eugenio Espejo de la ciudad de Quito no están en funcionamiento, el primero por averías, que desde hace 2 años no tienen atención de las autoridades, y el segundo por oposición de los trabajadores de mantenimiento, ya que el equipo se halla ubicado en la misma área fisica de los camerinos y calderos. 

No se pudo concretar la evaluación microbiológica de los desechos hospitalarios, por falta de tecnología en los laboratorios del país (Universidad Central, Izquieta Perez), y la carencia de experiencia en la validación de este tipo de tratarniento de desechos hospitalarios.

b.- Evaluación Físico Mecánica, caracterización, monitoreo de emisiones y analítica de
     gases, cenizas y escorias

b.1.- Evaluación Físico-Mecánica:

Se realizó en la primera y segunda visita, lodrándose recabar información relacionada con el tipo y estado de cada incinerador. Además se obtuvo información respecto a la operación, gestión y mantenimiento de los equipos. En la tabla 3 se indica el tipo de datos recopilados para cada incinerador.

Tabla 3.- Información recopilada en la evaluación de cada incinerador

La evaluación de cada incinerador empieza con el estudio fisico y mecánico del incinerador (tipo, tamaño de las cámaras, número y tipo de quemadores, origen y consumo de combustible); sistema eléctrico y control automático- conductos de salida y chimenea (diámetro, altura, grado de oxidación, etc.).

En el muestreo se determinó acorde con métodos estándar ⁽¹²⁾ , donde se pesa el la cantidad de cada componente de la carga típica a ser incinerada. Se analizaron aproximadamente 50 kg de desechos por cada hospital.

b.3.- Monitoreo de emsiones gaseosas: 

Los métodos utilizados para la caracterización de emisiones se realizan conforme a lo establecido en el Acuerdo Mínisterial NO883 (R.O. N°303/1993-10-25) relativo a las Normas Generales de Emisión para Fuentes Fijas de Combustión y los Métodos Generales de Medición, que se describen a continuación: 

Método 1. - Selección del sitio para la ubicación del puerto de muestreo, determinación del número de puntos para las mediciones y su localización en el área transversal al flujo del gas en chimeneas y ductos de fuentes fijas de contaminación del aire. 

Método 2. - Determinación de velocidad de las emisiones y del gasto   volumétrico en chimeneas o ductos. 

Método 3. - Análisis de emisiones para determinar el porcentaje de dióxido de carbono (CO₂), oxígeno (0₂), monóxido de carbono (C0) y el peso molecular seco. 

Método 4. - Determinación del contenido de humedad de las emisiones. 

Método 5. - Determinación de las emisiones de partículas por chimeneas o ductos de
fuentes fijas de contaminación del aire. 

Método 6.- Determinación de las emisiones de dióxido de azufre (S0₂), Por chimeneas o ductos de fuentes fijas de contaminación del aire. 

Además estos métodos están homologados con los Métodos de Medición mencionados en el Apéndice A del Título 40, Parte 60 "Standard of Performance for new stationary Sources" del Código de Regulaciones Federales de Estados Unidos. 

Adicionalmente se utilizaron otras metodologías para la determinación de parárnetros de contaminación tales como: CO, NOx a través de tubos colorimetricos. 

Se determinan los siguientes parárnetros: 

• Flujo de gases
• Temperatura de gases
• Presión de gases
• Velocidad de gases
• Contenido de humedad
• Emisión de partículas
• Emisión de C0₂
• Emisión de NOx
• Emisión de S0₂
• % en volumen de 02 % en volumen de C0₂
• número de humo

Tabla 3.-  Evaluación realizada por el Departamento de Gestión Ambiental Industrial

 b.3.2.- Metodología utilizada por la UCE:

Los métodos de muestreo se realizan conforme a métodos estándar ⁽¹¹⁾, como los que se indican en la tabla 4.

Tabla 4.- Métodos estándar utilizados por la Universidad Central del Ecuador

Equipos utilizados:

Analizador de la combustión (Bacharach 300)
Para la determinación de: Temperatura de los gases de combustión, CO, Oxigeno en exceso, Aire en exceso, Eficiencia de la combustión, CO2, SO₂, NO₂

Analizador de gases ( Micromax)
Para la determianción de: Oxígeno, CO, Gases combustibles, SH₂

Tren de muestreo isocnético (Método EPA 5 modificado): Frascos borboteadores con absorbentes selectivos para el análisis de cloruro de hidrógeno, y fenoles, Filtros para gases, Desecadores de gases, Bomba de succión para gases; Rotámetro, Baño refrigerante.

Medidor del Número de Humo (Bacharach True Spot)

Anemómetro (Sims Modelo BTC)
Para la medición de la velocidad del viento y de los gases en la chimenea.

Equipo de Absorción Atómica
Para la medición de metales pesados

Fotocolorímetro (Hach DRL 3000)
Para la medición de gases ácidos, fenoles y metales pesados

Termometro digital con termopar tipo K (Atkins 396)
Para la medición de gases ácidos, fenoles y metales pesados

Clinómetro especial (Blume Leiss Altimeter)
Para la medición de la altura de las chimeneas 

Después de constatar que el incinerador funciona, se miden las emisiones producidas exclusivamente por los quemadores, es decir se evalúa el incinerador sin carga. Una vez conocido el aporte contaminante del propio equipo, se procede a evaluarlo bajo las condiciones normales de operación. 

En determinados casos, y cuando el incinerador dispuso de control automático, se realizó la calibración y ajuste de los paráinetros operacionales (temperaturas primaria y secundaria, exceso de oxígeno), en función de la medida directa de los humos generados (CO, No. de humo, 0₂ en exceso y NO₂). Los resultados obtenidos permitieron reducir hasta en un 200% las emisiones de CO y con ello alcanzar los límites de enúsión permitidos para quemadores diesel. 

La monitorización de los humos se efectuó en continuo y durante todo el ciclo de combustión. De esta manera, fue posible obtener una valiosa información que permite conocer la evolución de los diferentes parámetros de calidad de los gases analizados, de las variables de operación del incinerador, así como de las interacciones entre éstas. 

En las figuras 1 y 2 se observan las variaciones en composición de los humos y temperaturas de las cámaras primaria y secundaria. La gran oscilación de resultados indica y sugiere que para futuras evaluaciones, el muestreo y medición de los gases debe realizarse durante todo el tiempo que tarda el quemado, de lo contrario, tomar una medición puntual perdería contabilidad. La variación observada es normal en la incineración de residuos sólidos y se debe a fenómenos del contacto sólido-gas. 

Los datos obtenidos en esta evaluación no sólo que sirven como instrumento de control, sino que, al mismo tiempo permiten identificar las causas de las anomalías. Así pues, es factible corregirlas in situ, siempre y cuando éstas tengan su origen en los parámetros de combustión. 

Lamentablemente existen incineradores que no disponen de uno o de los dos quemadores, otros no poseen el control automático, y en su totalidad carecen del manual de operación y mantenimiento. En tales casos, la incineración es similar a la conocida en la edad media, pues no hay control sobre ella y se convierte en una práctica de alto riesgo. En definitiva, ante tales casos, la incineración de desechos hospitalarios no garantiza la destrucción total de los contaminantes y más bien genera nuevas sustancias tóxicas o peligrosas.

c.- Post-Auditoría: 

Se realizaron varias reuniones técnicas para analizar e integrar los resultados obtenidos. 

Se elabora la matriz de priorización para identificar los hospitales que requieren una pronta intervención y consecuentemente los incineradores que justifican una urgente reparación y modificación. 

En estas reuniones de trabajo participan las diferentes instituciones ejecutoras, coordinadoras y asesoras del proyecto.

d.- Difusión de resultados del estudio: 

Se realiza la presentación de los resultados y las conclusiones del proyecto de evaluación en 3 talleres: en Quito, Guayaquil y Cuenca. Las discusiones y el análisis de los resultados se recopilan en el capítulo de recomendaciones y sugerencias. 

Se entrega a cada hospital un informe individualizado sobre los problemas detectados en cada incinerador y las sugerencias para corregir tales inconvenientes. Se indica además el costo aproximado de las reparaciones para cada incinerador.

Caracterización de los desechos 

El conocimiento de la composición, cantidad y propiedades fisico-químicas de los desechos a incinerar es una parte fundamental y necesaria para el correcto diseño del proceso. A partir de la caracterización es posible calcular la estequiometría de la combustión, la selección de la tecnología, tipo y capacidad del quemador, e incluso prever el sistema de depuración de gases 

Los ensayos de caracterización incluyen análisis químicos, fisicos y fisico-químicos que determinan: 

• Análisis elemental (C, H N, P, S, Inertes).
• Humedad
• Poder calorífico
• Materia orgánica.
• Incombustibles,

Estos procedimientos son fácilmente aplicables a sustancias comunes, sin embargo, dada la complejidad de los desechos hospitalarios, su grado de contaminación biológica y su heterogeneidad de componentes, hay que recurrir a métodos estandarizados(12) que se basan en la determinación de la cantidad de cada componente, es decir, la proporción de: papel, cartón, metal, vidrio, madera, plásticos, fluidos, huesos, tejidos, huesos y materia orgánica. 

La caracterización se efectuó en un promedio de tres hospitales por cada ciudad. Los resultados de la caracterización se muestran en las figuras 3 y 4. Se distingue, en todos los casos, que la proporción de papel, plástico y textiles es superior al 70%, lo cual indica que disponemos de residuos fácilmente combustionables (PIC > a 1900 kcal/kg). Además reste dato revele que no se está ejerciendo control en la recogida selectiva de residuos hospitalarios propiamente dichos, sino que existe contaminación con residuos comunes, los cuales una vez mezclados con los peligrosos, abultan y aumentan el problema de gestión. 

En la figura 5 se comparan, para cada hospital, los poderes caloríficos obtenidos por varios métodos. (12) Se observa que los hospitales Juan Tanca Marengo (SOLCA) y de Infectología incineran desechos con un elevado poder calorífico, motivado por la alta concentración de plásticos y textiles

La evaluación fisico-mecánica, la caracterización de la carga a ser incinerada y el monitoreo de los humos se realizó para los hospitales que se muestran en la tabla 4. 

La tecnología de incineración que más predomina, es la de lecho fijo de una sola cámara, seguida del sistema de dos cámaras en posición horizontal. Por otro lado, en función del procedimiento de operación, mantenimiento del equipo, estado de las instalaciones, calidad de las emisiones y sistema de gestión de desechos y escorias, se ha realizado la siguiente clasificación: 

- los que operan bien
- los que funcionan en aceptables condiciones, y
- los que funcionan pésimamente mal.

En la figura 6 se aprecian los porcentajes correspondientes a cada grupo. 

El mal funcionamiento de los incineradores tiene su origen en causas como las que se citan en la tabla 5, entre las que se resaltan: 

• sobrecarga (exceso de alimentación de desechos en la cámara principal)
• exceso de aire (enfriamiento de las cámaras, corto tiempo de residencia)
• falta del quemador secundario
• falta de la cámara de post-combustión
• desconocimiento de la operación
• ausencia de manuales de operación y mantenimiento
• combustible en malas condiciones (mezclado con agua)
• chimenea con insuficiente altura o dañada

Sin embargo, los problemas antes citados se agrupan en cuatro causas principales, relacionadas con:

• Sobrecarga (exceso de alimentación de desechos en la cámara principal)
• Exceso de aire (enfriamiento de las cámaras, corto tiempo de residencia)
• Falta del quemador secundario.
• Falta de la cámara de post-combustión.

Los porcentajes representados en la figura 7, demuestran que el 50 % del mal funcionamiento se debe al desconocimiento del proceso, el 37% al pésimo mantenimiento del equipo, y el 17% al diseiño anticuado de las instalaciones.

La fotografía No.1 corresponde a un incinerador cilíndrico horizontal de dos cámaras conectadas en serie. El equipo es de fabricación italiana y sus dispositivos eléctricos requieren especiales condiciones de voltaje y frecuencia eléctrica. Estas causas, unidas a la imposibilidad de encontrar repuestos, al hurto, y al precario mantenimiento recibido, han desembocado en una fatal destrucción de los elementos electro-mecánicos del incinerador.

En la fotografía No. 2 se aprecia un incinerador de fabricación nacional que posee solamente la cámara primaria y su correspondiente quemador. Como era de esperarse, el diseño inadecuado del equipo provoca una gran pérdida de calor y un consecuente sobre consumo de diesel. Además, el diseño del piso o suelo de la cámara primaria permite el escape o vertido de líquidos contaminantes hacia el exterior del incinerador. La ausencia de la cámara secundaria y su respectivo quemador son la causa de una gran producción de humos inquemados, olores e impacto visual.

Foto 1.- Incinerador de dos cámaras, horizontal y cilíndrico.

Foto 2.- Incinerador de una sola cámara

El incinerador de la fotografía No. 3 corresponde a un incinerador tipo parrillas. En él, al igual que en el caso anterior, al momento de cargar los desechos, la presencia de altas temperaturas funden los recipientes y bolsas plásticas, permitiendo que los líquidos y grasas se escurran a través de la parrilla y se viertan por las rendijas de la compuerta inferior, contaminando el entorno del incinerador y poniendo en serio riesgo sanitario al personal de operación.

En la fotografía No.4 se observa una cámara secundaria o de post-combustión, localizada entre la chimenea y la cámara primaria. La comprobación y verificación del punto de consigna del control automático permite comprobar una temperatura de tan sólo 350°C. Este hecho se traduce en un consumo extra de combustible, el cual no reporta ningún beneficio para la reducción de los gases y humos inquemados.

Foto 3.-  Incinerador tipo parrillas, con cámara inferior para la recolección
de cenizas

Foto 4.- Cámara de post-combustión localizada entre la cámara
primaria y la chimenea

Un incinerador diseñado con doble cámara, pero que sólo dispone de un quemador se aprecia en la fotografía No. 5. Al igual que los casos anteriores, este incinerador al no disponer de la etapa de eliminación de inquemados, genera grandes cantidades de humos negros, olores y descontento de los vecinos. La operación del incinerador conforme estos procedimientos convierten a la tecnica de la incineración en un foco de contaminación y en una causa de riesgo para la salud.

Un incinerador de alta eficacia se aprecia en la fotografía No. 6. Lamentablemente, la capacidad del equipo es muy limitada y se comprueba que el incinerador no fue diseñado en función del tamaño del hospital. De hecho, la compuerta del incinerador no tiene el diámetro suficiente como para introducir libremente las fundas con desechos.

Foto 5.- Incinerador de doble cámara pero sólo con el quemador
primario

Foto 6.- Incinerador de alta eficacia pero de mínima capacidad

En las fotografías 7 y 8 se observa corrosión de las estructuras metálicas de las chimeneas, este hecho verifica las propiedades corrosivas que tienen los gases generados en la combustión de residuos y sugiere la necesidad de aplicar sistemas de depuración de gases, no solo para proteger las instalaciones, sino también para minimizar la contaminación del medio ambiente.

Fotos 7 y 8.- Efectos corrosivos de los gases de combustión

Debido a que el exceso de aire en la alimentación al incinerador ocasiona la dilución de los gases, y en consecuencia, una contaminación ficticia (menor a la real), es indispensable corregir los resultados a un valor de referencia, pudiendo ser del 7, 8 u 1 1 por ciento en exceso de oxígeno a la salida del combustor. El valor de referencia escogido para dicha corrección depende exclusivamente de la normativa de emisiones gaseosas vigente en cada país. Para este estudio se seleccionó el 7%, que corresponde a la regulación EPAS30-F96-003 de Marzo de 1996.(') 

El efecto de corrección de los resultados (figura 8) revela un notable aumento en la concentración de los contaminantes, los cuales, dependiendo de la magnitud de la dilución, pueden superar hasta el 300% de la concentración inicial. 

Con la concentración de contaminantes gaseosos corregidos al 7% de O₂ en exceso es posible comparar cada emisión con las regulaciones ambientales, pero más aún es posible comparar los diferentes tipos de incineradores, sus tecnologías y el efecto de las variables de operación sobre la calidad de las emisiones

En la figura 10 se muestran las emisiones de S0₂. Lamentablemente, debido a que el 92% de los incineradores consumen diesel, es inevitable la generación del dióxido de azufre. Las emisiones provenientes del 66% de los incineradores se hallan fuera de los límites recomendados por las regulaciones ambientales, llegando en los peores casos a triplicar el valor máximo permitido. 

Las emisiones de NO₂ se observan en la figura 11. Para todos los incineradores las emisiones están muy por debajo de los límites máximos permitidos, especialmente por el hecho de operar los incineradores a temperaturas sumamente bajas.. Este particular permite aumentar las temperaturas de las cámaras sin el riesgo de sobre producir óxidos de nitrógeno.

Figura 8.- Efecto de la corrección, al 7% de oxígeno en exceso, sobre la verdadera
concentración de las emisiones del incinerador del hospital H. Castañer

Figura 9.- Comparación de las emisiones de CO, corregidas al 7% de oxígeno,
para los incineradores evaluados

Figura 10.- Emisiones de SO₂ corregidas al 7% de exceso
de oxígeno a la salidad de cada incinerador

Figura 11.- Emisiones de NO₂ corregidas al 7% de exceso de oxígeno
a la salida de cada incinerador

De los gases altamente tóxicos y peligrosos, se analizaron los fenoles (figura 12), cuyos valores absolutos aparentemente están dentro de los límites permitidos (entre 0,5 y 3 ppmv), dicha afirmación es exclusiva para los fenoles, sin embargo, la suma de todos los productos de combustión incompleta (que deben estar presentes, aunque no analizados) debe superar el parámetro de descarga.

De los gases ácidos se analiza el clorhídrico. Se aprecia en la figura 13 que el 42% de los incineradores descargan emisiones por encima de los límites permitidos, llegando en algunos casos a superar en el 400% el valor de la normativa. Estas emisiones, conjuntamente con las de SO2 son las responsables de la acelerada corrosión observada en los conductos y chimeneas de gases.

Figura 12.- Emisiones de Productos de Combustión Incompleta
(representados como Fenoles) corregidas al 7% de exceso
de oxígeno a la salidad de cada incinerador.

Figura 13.- Emisiones de Acido Clorhídrico corregidas al 7% de
exceso de oxígeno a la salidad de cada incinerador

El origen de los metales pesados se debe a la composición de los residuos: presencia de metales, huesos, tapas de frascos, envases de aluminio para fármacos, residuos de quimioterapia, etc... Los metales pesados pueden formar parte de las cenizas volantes y de las escorias. En los gases de combustión se encuentran formando parte de las cenizas volantes, aunque también se encuentran depositados en las zonas frías (temperaturas < 300 °C) de la chimenea. 

La concentración y tipo de los metales pesados presentes en las emisiones gaseosas de un incinerador de residuos dependen de los siguientes factores: 

• composición de los residuos a incinerar
• temperatura de la cámara primaria
• tiempo de residencia de los gases de combustión
• presencia de halógenos (cloro, bromo o yodo)

Por lo tanto, para miniimizar la presencia de metales pesados en los humos de chimenea hay que evitar los excesos de aire (se debe reducir el arrastre y transporte neumático de las partículas de polvo, hollín y ceniza) y excesos de temperatura que potencian la volatilización de los metales pesados. 

Siempre que sea posible, se debe evitar la introducción de PVC (cloruro de polivinilo), hipoclorito o cloruro de sodio en el incinerador. Pues, estas sustancias contienen cloro, el cual, a elevadas temperaturas reacciona con los metales pesados para formar haluros metálicos. Estos nuevos compuestos son muy volátiles y tienen un punto de volatilización bastante más bajo que el metal puro. El resultado de este fenómeno es una mayor formación y emanación de metales pesados en los humos de chimenea. La afirmación anterior se observa en la figura 13, donde el Pb posee una volatilidad próxima a los 600 °C, mientras que el Tetracloruro de Plomo tiene una temperatura de volatilización inferior a los 0 °C. Este hecho confirína la enorme presencia de éste metal en los análisis de cenizas provenientes de incineradores de residuos. 

La volatilidad de los metales pesados es además función de la concentración de halógenos, por lo tanto, si se desea reducir la presencia de los metales pesados en los humos de chimenea, se debe evitar introducir sustancias halogenadas en la carga a incinerar, o se debe quemar lo estrictamente inevitable. 

En la figura 14 se presentan los resultados relativos a las emisiones de metales pesados (Ni, Cr, Cd, Pb), para los diferentes incineradores de desechos hospitalarios. Los resultados obtenidos indican que las emisiones de metales pesados alcanzan niveles excesivamente altos y peligrosos. 

Por lo tanto, es imperativo el calibrado de los tiempos de residencia y de temperaturas. Además, estos resultados confirman la necesidad de obligar a los incineradores de gran capacidad (incineradores de residuos sólidos urbanos) la instalación de sistemas de eliminación de polvo y depuración de gases.

 Los análisis químicos fueron realizados en las cenizas volantes recogidas durante el muestreo isocinético, por lo tanto la concentración de los metales es la que se emite a la atmósfera en forma de polvo y hollín. 

Sin embargo, la cantidad de metales pesados identificados no representa el total que se está generando en el incinerador, ya que, habrá un porcentaje de cada metal que se quedará condensado en el interior de la chimenea, siempre y cuando existan puntos fríos. Esta última afirmación es de gran trascendencia, ya que, valida la conveniencia de disponer de chimeneas de gran altura (con mayores perfiles longitudinales de temperatura) y la urgencia de reparar las chimeneas rotas o que presentan fugas a nivel de superficie.

Para diferenciar las cenizas volantes (que se eliminan como hollín en los humos de combustión), con las que permanecen remanentes en la cámara de combustión, éstas últimas se denominarán escorias. De hecho, cuando la temperatura de la primera cámara es excesivamente alta (>1000°C) los remanentes incombustibles (vidrio, metales, inertes) se funden para formar aglomerados vitrificados conocidos como escorias. 

La evaluación de muestras tomadas al final de un ciclo de incineración permite conocer "posteriori" algunos detalles y particularidades en la operación de los equipos. Así por ejemplo, la presencia de material carbonoso refleja problemas de combustión en la cámara primaria (falta de temperatura y tiempo, pérdidas excesivas de calor hacia el entorno, ineficaz diseño de la cámara, equivocada posición del quemador, o tamaño de la flama). Un exceso de vidrio en las escorias, advierte excesivas temperaturas en la cámara primaria, al extremo de vitrificar los sólidos remanentes, o una mala gestión de los desechos en el hospital. 

En la figura 16 se muestran, para cada incinerador evaluado, la composición de las escorias, allí, para determinados hospitales, se observa una importante presencia de inquemados (hasta del 35% para algunos casos), esta particularidad refleja que las condiciones de incineración no fueron las óptimas o que, al no existir los manuales de operación de los incineradores, el tiempo necesario para completar el ciclo de incineración fue inferior al de diseño. 

En la figura 17 se observan las concentraciones de metales pesados identificados en las escorias de cada incinerador. Los altos valores registrados advierten y reafirman la importancia de manipular técnicamente este tipo de residuos. Así pues, el vaciado de las cenizas debe cumplir un procedimiento estricto con las medidas de seguridad personal. 

Aunque en las cenizas y escorias se analizaron sólo determinados componentes, está demostrado⁽⁹⁾ que éstas contienen enormes cantidades de otros compuestos tóxicos como el mercurio y las dioxinas, por ello, se justifica con más razón la necesidad de una cuidadosa manipulación y eliminación.

Figura 16.- Composición de las escorias remanentes en la cámara
principal, al finalizar un ciclo de incineración

Figura 17.- Concentración de algunos metales tóxicos en las
escorias de los diferentes incineradores

Caracterización 

Debido a que el desbalance estequiométrico se origina por un exceso de residuos cargados en la cámara primaria del incinerador, es necesario caracterizar los desechos (volumen de producción, composición, humedad, y poder calorífico), y elaborar para cada incinerador un documento guía que recomiende las cantidades óptimas de desechos que el incinerador es capaz de procesar eficazmente. 

Para los incineradores evaluados se realiza el balance de materia y energía, es decir, se calcula, a partir de los datos de entrada, la cantidad de gases, sóliidos y calor que se van a generar en el ciclo de quemado. Por lo tanto, a partir de la caracterización de los desechos, de la cantidad de diesel quemado y de la estequiometría de la combustión es posible predecir y calcular los siguientes aspectos: 

    - Composición de las emisiones gaseosas.
    - Volumen de los gases generados.
    - Tiempos de residencia.
    - Velocidad de los humos en la chimenea.
    - Temperatura de los gases y del incinerador. 

En las tablas 6, 7 y 8 se muestra a manera de ejemplo los valores calculados y en los anexos se presentan los resultados obtenidos para cada incinerador. En todos los casos analizados, las emisiones de contaminantes tienen su origen en: 

    - la composición de los desechos y
    - las condiciones de operación del combustor 

En cuanto a la composición de la carga, es inevitable la formación de determinados compuestos (gases ácidos, NOx, cenizas volantes, C02, vapor, etc.), los cuales, en algunos casos no son nocivos y en otros, son eliminables solamente a través de la instalación o adaptación de sistemas de depuración de gases a la salida del incinerador.

              Tabla 6.-  Caracterización de los desechos cargados al incinerador

 Tabla 7.- Composición de la mezcla desecho + combustible auxiliar
(diesel) alimentados al incinerador

Tabla 8.- Composición ideal esperada para los humos de combustión

En un proceso continuo, homogéneo, estable, automatizado, etc, si se toma una muestra puntual es posible promediar y hasta inferir el resultado de la variable muestreada al resto de la población no analizada. Sin embargo, en la incineración, la naturaleza del proceso provoca grandes oscilaciones de temperatura, composición de gases y tiempos de operación. En esta situación, se requiere de una metodología de muestreo en función del tiempo y del flujo, tal es el caso del método isocinético para el muestreo de polvo y ceniza de las chimeneas. 

Lamentablemente, la medición de los demás parámetros de contaminación (CO, NO₂, SO_2, temperatura de chimenea, HCI, LEL, H2S, etc) presenta grandes oscilaciones las cuales a su vez dependen de las condiciones del proceso (tiempo transcurrido desde el inicio del quemado, temperaturas de las cámaras primaria y secundaria y exceso de aire).

A manera de ejemplo, en la figura 18 se comparan los datos reportados para el incinerador del hospital Metropolitano. Los resultados de la monitorización continua (on linc), efectuados por la UCE, demuestran una evolución de la concentración de contaminantes en función del tiempo. Esta línea contiene todos los datos puntuales para un tiempo determinado (como los correspondientes a la DMA-IMQ).

Figura 18.- Mediciones puntuales y monitorización ON-LINE

La conducta del proceso indica que no es posible promediar los resultados medidos para diferentes tiempos, ya que los valores dependen de las condiciones de operación y del tiempo que ha transcurrido desde el início de la incineración. Para el CO se observan valores que van desde las 19 ppm hasta máximos de 551 ppm, para la temperatura de chimenea existen valores que oscilan entre 194 y 257 °C. 

Por lo tanto, una medición puntual de la composición de los gases no refleja en absoluto lo que ocurre en el proceso y más aún, no permite estudiar, identificar y evaluar la dependencia entre las variables de operación y los parámetros de contaminación. En consecuencia, un muestreo puntual, aunque sirve de orientación, pierde una trascendental información, que es fundamental para solucionar el verdadero origen de los fallos operacionales.

Condiciones de operación: 

Respecto a las condiciones de operación del incinerador y la consecuente formación de productos de combustión incompleta (alquitranes, CO, poliaromáticos, compuestos orgánicos volátiles) y poliaromáticos halogenados (clorofenoles), es imprescindible que se controlen las variables (temperatura, exceso de aire y tiempo de residencia) dentro de sus rangos óptimos. Para ello, se requiere que los incineradores dispongan de los instrumentos para el control automático del proceso. 

Una condición indispensable que deberían cumplir los nuevos incineradores a instalarse, es la de contar con el sistema de control automático para temperaturas. Esta condición será independiente de la existencia, o no, del sistema de lavado de gases. 

En la tabla 9 se presentan los resultados obtenidos cuando se opera como un incinerador adiabático, es decir cuando no se pierde calor hacia el entorno, sin embargo, el exceso de aire y las fugas de calor reducen la temperatura de operación de la primera y segunda cámaras.

Tabla 9.- Datos relacionados con el humo generado a las condiciones de operación
óptimas

La caracterización de los desechos (cantidad generada, composición, humedad y PIC) es fundamental para determinar la estequiometría de la combustión, y especialmente para el diseño del incinerador. 

En el diseño del incinerádor intervienen varios aspectos como son: el tipo de tecnología (lecho fijo, parrillas móviles, fluidizado, etc.), tipo de combustible (diesel, gas), tipo de quemadores, sistema de control automático (temperatura, tiempos, concentración de CO Y O₂), sistema de depuración de gases (líquido, semiseco y seco) y altura de la chimenea. La selección de cada uno de estos factores depende a su vez de los resultados que se obtengan de la caracterización del desecho, de la tecnología disponible en el mercado, del volumen de residuos, del tamaño del incinerador y de la ubicación geográfica.

En la tabla 10, en función la caracterización y del procedimiento de operación se dan ciertos datos de diseño que aseguran el cumplimiento de una combustión total de los humos. En definitiva, se muestran los valores que debería cumplir el proceso para evitar la producción de PIC.

Los resultados indican que: para los residuos procesados, la tasa de quemado actual y la cantidad de aire en exceso se generan 298 litros de gas por minuto, los que equivale a 1.2 segundos de residencia en la cámara de postcombustión. Por lo tanto, si la cámara de postcombustión actual tiene 100 litros, el tiempo de residencia actual está 9 veces por debajo del valor mínimo recomendado. El resultado final el la producción inminente de inquemados.

Tabla 10.- Datos obtenidos para el eficaz diseño del incinerador

La introducción de oxígeno puro en el proceso de combustión tiene sus pros y contras, muchos los cuales se han podido constatar en esta evaluación.

Los incineradores que actualmente disponen de inyección de oxígeno son: el Andrade Marín en Quito, y en Guayaquil: el Luis Vernaza y del Niño. 

En el caso del Luis Vemaza, las temperaturas de combustión en ambas cámaras alcanzan más de 1100°C, esta particularidad se traduce en un corto ciclo de quemado (40 minutos) y la mínima emanación de inquemados (CO < 71 ppm). Este hecho se justifica por la alta temperatura de llama ( > 1600 °C), escasa cantidad de residuos introducidos en el incinerador (10 kg) y poca cantidad de plásticos (menos de 3kg). Estos resultados parecerían ser los óptimos, sin embargo, se verificó una mayor producción de NO₂ ( hasta 97 ppm) y de metales pesados en las cenizas. 

En el caso del incinerador del hospital Andrade Marín, los resultados no fueron los esperados, así pues, a pesar de lograr altas temperaturas en la cámara primaria (mayores a 1100°C), se generaron enormes concentraciones de inquemados (hasta 1500 ppm). Las causas del mal funcionamiento fueron, entre otras: el exceso de residuos alimentados al incinerador ( 86,8 kg), el exceso de tiro en la chimenea (corto tiempo de residencia), las infiltraciones de aire pirata al proceso de combustión (a través de las aberturas en la tolva de alimentación), baja temperatura de la cámara secundaria « 700°C), y ausencia de control de temperaturas en la cámara secundaria. 

Se advierte que el uso del oxígeno en la combustión aporta ciertas ventajas, como son: la consecución de mayores temperaturas, menor volumen de gases generados y mayor tiempo de residencia. No obstante, el exceso de temperatura, además de despilfarrar el combustible, genera la producción de NOx, mayor volatilidad de los metales pesados, y desgaste acelerado de los elementos del incinerador (quemadores, termopares, chimenea y ladrillos . cerámicos). 

Por lo tanto, la inyección de oxígeno será eficaz si el incinerador dispone del control automático de temperaturas y se opera bajo las consideraciones de diseño. 

Costos de Operación: 

La incineración, tal cual se la viene realizando, tiene unos costos de operación que bordean los 300 sucres por kilo de desecho incinerado, valor por demás bajo considerando que no existe mantenimiento, sistemas de depuración de gases, gestión técnica de las escorias, ni monitoreo periódico de las emisiones.

Costos de Reparación:

 Como se indicó oportunamente en el capítulo correspondiente a la evaluación fisico-mecánica, los problemas del mal funcionamiento radicaban, entre otros por el deterioro de los quemadores, ausencia del control automático, mal del diseño de las cámaras primaria y secundaria, exceso de tiro en la chimenea, etc. En la figura 19 se dan los costos aproximados para la reparación, sustitución o reforma de los daños y problemas existentes en los incineradores. 

Con los costos de referencia anteriormente indicados se realiza la tabla 11, en la cual, para cada incinerador se definen las necesidades presupuestarias para ejecutar una reparación integral que asegure el mínimo impacto ambiental. 

En la figura 20 se presentan en orden ascendente las inversiones requeridas para cada uno de los incineradores hospitalarios evaluados en el estudio. 

Como era de esperarse, el incinerador de la maternidad Enrique Sotomayor presenta los mayores problemas. Este incinerador es un caso especial que requiere su clausura, ya que está pésimamente ubicado, no existe un acceso seguro, limpio y adecuado, posee una pésima infraestructura física (techo, paredes y piso), la estructura mecánica está totalmente oxidada y no dispone de quemador secundario. En este caso, es preferible construir un íncinerador nuevo y localizarlo en un sitio apropiado para el efecto.

Figura 19.- Costos unitarios para la reparación de los incineradores 

Dado que casi el 75% de los incineradores requieren inversiones mayores a 1000 dólares, fue necesario identificar los hospitales más prioritarios y cuáles eran los incineradores que urgían una reparación inmediata, para ello, se organizó un grupo de trabajo conformado por las siguientes personas: Ing. Gustavo Ruiz y Dra. Consuelo Meneses (MSP), Ing. Luis Calle (UCE), Ing. Teresa Sánchez (DMA-MQ) y Dr. Ing. lan Narváez (consultor), quienes desarrollan un sistema de valoración basado en la definición de los criterios que se indican a continuación: 

- competencia del MSP: ninguna (O); si (2)
- capacidad del incinerador: menor a 100 lb/h, menor de 150 (2), mayor a
        150 (3)
- ubicación geográfica: centro (2)- alejado (1)
- factibilidad de intervención: posible (l); negada (0)
- costo de las reparaciones: menor de 600 (3), menor de 2000 (2); más de
        2000 (1)
- impacto ambiental actual: menos de 200 ppm CO (0), menos de 1000 (1),
        menos de 2000 (2), más de 2000 (3)
- volumen de generación de desechos en cada hospital: menos de 100 camas
        (1), menos de 300 (2), más de 300 camas (3),
- capacidad de gestión por parte del hospital: buena (1), mala (0)
- complejidad del hospital: especialidad (3), general (2), consulta externa

Estos criterios de valoración se integraron la siguiente fórmula, la cual pondera cada factor y permite obtener un valor numérico que será el orientador de la prioridad de intervención.

V=3P+2U+ F+ 4C+3$+4I+3J+ 2D+3N 

Donde:

V  = valoración
P  = capacidad del incinerador (lb/h)
U  = ubicación geográfica
F  = factibilidad de intervención
C = competencia del MSP
$ = costo de las reparaciones (en dólares)
I = impacto ambiental (emisiones de CO)
J = complejidad del hospital
D = generación de desechos
N = capacidad de gestión del hospital

Los criterios asignados y la valoración final para cada hospital se muestran en la tabla 12. Se escogieron los hospitales con una puntuación superior a 43. Se deduce que existen 7 incineradores hospitalarios que demandan una urgente intervención, pues en algunos casos la inversión requerida es relativamente asequible, en otros el impacto ambiental es sumamente grave y en otros, las características del hospital y el tipo de desechos que éstos generan, hacen imperiosa la eliminación eficaz de los residuos.

La incineración es una técnica de tratamiento altamente efectiva porque reduce el riesgo biológico, el peso, el volumen y el tiempo de tratamiento del residuo. Estas ventajas se cumplen sólo cuando el proceso se realiza con criterios técnicos, científicos, administrativos y financieros. 

La contaminación producida la incineración de residuos se debe al inapropiado diseño de los equipos, la ausencia de control automático, el sobre exceso del aire secundario, las bajas temperaturas de post-combustión, el desconocimiento en la operación, la falta de mantenimiento y el exceso de carga.

 La incineración resuelve el problema de los desechos hospitalarios, pero traslada, aunque de diferente naturaleza, la contaminación hacia la atmósfera y hacia las escorias. Por lo tanto, es indispensable realizar la depuración de los gases, la inertización de las escorias, así como pensar en la instalación de sistemas de depuración de gases. 

La incineración debe constituirse solamente en una etapa más del proceso de gestión integral de residuos, es decir, deberá aplicarse estrictamente a los residuos peligrosos, patógenos e infecciosos. 

La depuración de humos, la instalación de quemadores terciarios o la inyección de oxígeno puro no son la solución definitiva a la contaminación, pues, antes se debe mejorar la calidad de la combustión, la capacitación, la elaboración de manuales de operación, y el uso de instrumentos y equipos para el control automático 

De los incineradores que pudieron ser evaluados íntegramente, se concluye que en el 85% de los casos no se opera adecuadamente y ninguno de ellos se encuentra dentro de la normativa usada como referencia. 

Los costos de rehabilitación y mejoramiento de la incineración no son excesivos (máximo $3,000 dólares por incinerador), el mejoramiento de los procesos se debe dar con el sustento de un sistema de gestión al interior de cada establecimiento de salud.

La mala gestión de los desechos hospitalarios (minimización, clasificación y metodología de disposición) genera un exceso de residuos y en consecuencia la saturación de los incineradores. Debe evitarse mezclas con residuos de otro origen o que no poseen un criterio de peligrosidad y que son asimilables a los residuos sólidos urbanos. 

Es evidente la ausencia de Personal capacitado y adiestrado, tanto en el manejo de desechos, como en la operación y mantenimiento de los incineradores. Por lo tanto, se justifica el desarrollo de un programa periódico de capacitación y de auditoría.

Este capítulo se enriquece con las aportaciones hechas por los participantes de los tres talleres de difusión de resultados, realizados en las ciudades de: Quito, Guayaquil y Cuenca. Participaron 110 delegados de los diferentes hospitales, de los Municipios de las ciudades de Quito, Guayaquil y Cuenca, del Ministerio de Salud, de Sanidad Militar, del IESS, de la AME, de SOLCA, de la Junta Nacional de Beneficencia, de la GTZ, de la Universidad Central, de ETAPA, de la OPS y de Fundaciones Ecologistas. 

Se coincide y solicita dar continuidad a este proyecto con las siguientes acciones: 

1.- Es necesario integrar las recomendaciones de este estudio, sobre el  mejoramiento y optimización de la incineración de residuos   hospitalarios, con la gestión de desechos dentro de un establecimiento de salud. Pues, se encontraron serias deficiencias que van desde la segregación en la fuente, mezcla de todo tipo de residuos, cómo se manipulan los desechos, cómo se opera el incinerador, cómo se manipulan las cenizas y hacia dónde van las emisiones.

2.- Con los resultados obtenidos, se perfila una política de mejorar la incineración in situ, a través de la aplicación de las recomendaciones que ha aportado este estudio, las mismas que apuntan a las adecuaciones y mejoramiento de los equipos y de la operación misma. Por otro lado, restringir la tendencia de rehabilitar los incineradores con inyección de oxígeno en el proceso de combustión, ya que como se ha visto en la evaluación, esto no garantiza eficiencia global de la combustión, si antes no se automatiza el proceso y se opera adecuadamente el incinerador. En todo caso, el uso de oxígeno puro puede ser útil cuando se lo inyecta exclusivamente en la cámara secundaria.

3.- La incineración centralizada de desechos hospitalarios puede ser una opción de tratamiento tan sólo si se desarrolla un reglamento ainbiental que obligue y supervise la realización del Estudio de Impacto Ambíental, las especificaciones del equipo y chimenea, el tipo de desechos a incinerar, las condiciones de operación del incinerador, el manejo y traslado de los desechos desde el centro hospitalario hasta el incinerador, el control de emisiones gaseosas y la gestión de cenizas y escorias.

4.- Es necesario promover estudios y proyectos alternativos sobre las ventajas y desventajas de otras técnicas de tratamiento y disposición final para ciudades pequeñas, y ampliar la gestión a los efluentes líquidos generados en los hospitales.

5.- En lo relacionado a los equipos de los hospitales del Ministerio de Salud, se reconúenda estructurar un proyecto integral de rehabilitación de los incineradores más prioritarios, en el que se contemple adicionalmente: la capacitación del personal de Mantenimiento de los Hospitales y los operadores de los incineradores; el seguimiento de la aplicación de las recomendaciones; la asesoría técnica en el proceso de rehabilitación- y el       monitoreo periódico tanto del funcionamiento como de las emisiones de los incineradores, este último aspecto se debería abordar desde un enfoque inter-institucional (Municipios, Ministerio de Salud Pública), con el apoyo de la Universidad. 

6.- Se insiste en la necesidad de contar con sitios específicos para la disposición final de las cenizas, este aspecto sugiere que los Municipios contemplen, en los diseños de rellenos sanitarios, celdas de seguridad para este tipo de residuos.

7.- Se hace necesario que cada institución cuente con un manual de operación de los incineradores con la respectiva capacitación al personal de mantenimiento, y que la Dirección Nacional de Salud Ambiental elabore un manual general de operación y mantenimiento de los incineradores de desechos hospitalarios.

8.- Los establecimientos de salud deben tener un estudio de los costos de la incineración, lo que les permitirá planificar y evaluar este método de tratanúento, para ello es necesario que se caractericen los residuos, se determinen los que inevitablemente deben ser incinerados, con el propósito de minimizar los costos de operación y mantenimiento.

9.- Difundir los resultados del estudio a las autoridades tanto de los establecimientos como de los organismos de control, para que se preste la debida atención a los residuos y exista el apoyo necesario para las acciones que se van a emprender.

10.- En el caso de la ciudad de Guayaquil, es imperativo suspender la quema de los residuos en la Maternidad Enrique Sotomayor, el hospital Infectológico y el hospital Teodoro Maldonado Carbo (IESS-Guayaquil) debido al alto riesgo que implican sus sistemas actuales de incineración. Esta recomendación deberá cumplirse hasta que no se reparen y resuelvan los problemas detectados en los respectivos equipos.

11. Provisión de los equipos de seguridad industrial al personal relacionado con la gestión de los desechos y en especial, a los operadores de los incineradores. 

12.-Utilización de la incineración como un método extremo de disposición final y únicamente para aquellos residuos que requieran este tipo de tratamiento.

13.- Exigir la aplicación del Reglamento para el Manejo Interno de Desechos Hospitalarios en el Ecuador, R. 0. 106, del 10 de enero de 1997. 

14.- Implementación de metodologías de control de los procesos de combustión a través de acciones como el ajuste de la relación aire-combustible (exceso de aire), turbulencia, mezclado, tiempo de permanencia en las cámaras.

15.- Operar los incineradores en las siguientes condiciones:

- Temperatura Primaria: entre 540 y 700 °C (producción decenizaestéril y de buena calidad)
- Temperatura Secundaria: entre 850 y 970 'C (combustión completa y ahorro de combustible.   
- Exceso de oxígeno en los humos de salida: mínimo 8% en volumen y máximo 14%.

16.- Vigilancia de los sistemas de control y seguridad (termómetros y barómetros) y la instalación inmediata de estos en los sistemas que carecen de ellos, para garantizar un correcto ajuste de los parámetros de combustión, de acuerdo a las condiciones de operación requeridas.

17.- Desarrollar programas de mantenimiento preventivo y periódico que garanticen las óptimas condiciones de operación.

18.- Diseño e implementación de sistemas periódicos de monitoreo de parárnetros como: temperatura del gas de combustión, condiciones de lecho de residuos, llama de quemador, C0₂, CO, O₂, opacidad, flujo del       combustible auxiliar y caracterización de las cenizas residuales.

19.- Para todo incinerador nuevo o proyectado, a parte de los requisitos técnicos y de diseño, exiguir la realización del estudio de impacto ambiental correspondiente, con el fin de optimizar la altura de la chimenea, localización adecuada, etc.

20.- Finalmente, si se proyecta un incinerador centralizado o un incinerador para tratar residuos sólidos urbanos (de gran capacidad), a parte de las recomendaciones anteriores se debe exigir la instalación de sistemas de
      depuración de gases.

21.- Debe legislarse un reglamento ecuatoriano relativo a licencias y autorizaciones de funcionamiento de incineradores hospitalarios, así como regular la obligatoriedad de mediciones y controles periódicos para constatar la eficacia de los procesos.

22.- Para evaluar los incineradores de residuos y desechos se recomiendan medir los siguientes indicadores de impacto:

• No. de humo
• O₂ en exceso en los gases de combustión
• CO
• Temperaturas de combustión en las cámaras primaria y secundaria.

23.- A continuación se indican las recomendaciones para cada uno de los
        incineradores hospitalarios evaluados.