Alternativas de

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA IBEROAMERICANA
UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA
(ESPAÑA)
ALTERNATIVAS DE UTILIZACIÓN DE BIOGÁS DE RELLENOS
SANITARIOS EN COLOMBIA
Ing. Químico CIRO SERRANO CAMACHO
Bogotá, Junio de 2006
FUNDACIÓN UNIVERSITARIA IBEROAMERICANA
UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA
(ESPAÑA)
Proyecto Final de Master presentado por
CIRO SERRANO CAMACHO
para la obtención del Título de Master en Gestión y Auditorías Ambientales
Director
Dr. Ing. OTONIEL SANABRIA ARTUNDUAGA
Bogotá, Junio de 2006
2
Director
____________________________________
3
A Aluna, Carolina y Esperanza, mi familia, con el mismo amor de siempre
4
AGRADECIMIENTOS
A:
Otoniel Sanabria Artunduaga, Ingeniero Civil, Ph. D, Director del trabajo, por su apoyo y
colaboración.
Ismael Concha Perdomo, Físico, M. Sc., Unidad de Planeación Minero Energética, UPME,
por su valiosa orientación.
Henry Josué Zapata Lesmes, Físico; Carlos Fernando Valles Franco, Ingeniero Mecánico;
Dora Liliam Castaño Ramírez y Olga Ramírez Yaima, Ingenieras Electricistas, mis
compañeros de trabajo en la UPME, por el interés y los aportes. Y a Olga Lucia Vanegas
por su colaboración en la parte logística para la presentación de este proyecto. También a
Jaime Andrade Mahecha, Javier Martínez, Ingenieros Electricistas, Luis Carlos Romero,
Ingeniero Mecánico y Hernán Vargas Ochoa, Administrador de Empresas.
Francisco Charry Ruiz, Ing. Mecánico, MAVDT, Grupo de Mitigación de Cambio Climático,
también por su orientación y aportes.
Unidad De Planeación Minero Energética, UPME, por el apoyo económico al proyecto de
postgrado.
5
TABLA DE CONTENIDO
Pág.
AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................... 5
GLOSARIO........................................................................................................................ 14
ABREVIATURAS .............................................................................................................. 18
SISTEMA DE UNIDADES ................................................................................................. 19
RESUMEN ......................................................................................................................... 20
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 21
1. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................ 24
1.1. Producción y usos de biogás .................................................................................. 24
1.1.1. Biodigestores ......................................................................................................... 24
1.1.2. Evolución de la composición del biogás............................................................. 25
1.2. Principios del funcionamiento de un relleno sanitario ......................................... 27
1.3. Factores asociados a la generación de biogás ..................................................... 28
1.4. Recuperación de biogás en Estados Unidos y en el mundo................................ 31
1.5. Consideraciones generales en Colombia sobre la iniciación de un estudio para
recuperación de biogás................................................................................................... 33
1.6. Requerimientos mínimos de diseño para un relleno sanitario ............................ 33
1.6.1. Panorámica de los componentes de un relleno sanitario ................................. 34
1.6.2. Composición usual del biogás y propiedades de los componentes................ 35
1.6.3. Contaminantes usuales......................................................................................... 36
1.7. El metano y el GPW .................................................................................................. 38
1.8. Duración de la producción de biogás..................................................................... 38
1.9. Captación pasiva y otros sistemas de captación .................................................. 39
1.9.1. Sistemas de captación .......................................................................................... 40
1.9.2. Drenajes horizontales............................................................................................ 40
1.9.3. Pozos verticales de gas ........................................................................................ 41
1.9.4. Colectores .............................................................................................................. 41
1.9.5. Estación de bombeo, regulación y controles ..................................................... 41
1.9.6. Coberturas finales ................................................................................................. 42
1.9.7. Valoración energética y deshidratación del biogás ........................................... 42
1.9.8. Inventario del manejo de lixiviados en Colombia............................................... 43
1.9.9. CO2 como subproducto del biogás ...................................................................... 45
1.9.10. Opción de refinación del biogás ........................................................................ 46
1.9.11. Equivalencias volumétricas................................................................................ 47
1.10. Protocolo de Kyoto................................................................................................. 47
1.10.1. Países del Anexo I del protocolo de Kyoto ....................................................... 48
1.10.2. Costo de reducción de emisiones...................................................................... 48
1.10.3. Artículo 12 del Protocolo de Kyoto .................................................................... 49
1.10.4. Ejemplos en Colombia de proyectos MDL ........................................................ 50
1.10.5. Estrategia nacional para la utilización del MDL................................................ 51
1.11. Modelos predictivos ............................................................................................... 54
1.11.1. Modelo mexicano................................................................................................. 55
1.11.1.1. Consideraciones de ajustes para k y Lo ......................................................... 56
1.11.1.2. Datos requeridos .............................................................................................. 56
1.11.1.3. Desarrollo del valor de L0 ................................................................................. 57
6
TABLA DE CONTENIDO
1.11.1. 4. Desarrollo del valor de k..................................................................................58
1.11.1.5. Aplicación del modelo ...................................................................................... 59
1.11.1.6. Eficiencia del sistema de recolección............................................................. 59
1.11.2. Modelo Scholl Canyon.........................................................................................59
1.11.2.1. Descomposición de la materia orgánica......................................................... 59
1.11.3. Referencia sobre parámetros utilizados por USEPA para un estudio de caso
...........................................................................................................................................60
1.11.4. Modelo EPA v.302 de 2005 ..................................................................................60
1.12. Generación de energía eléctrica ............................................................................ 61
1.13. Ejemplos de rellenos sanitarios ............................................................................63
1.13.1. Relleno Sanitario Puente Hills en Los Angeles- California(USA) .................... 63
1.13.2. Relleno sanitario Salinas Victoria, México ........................................................ 63
1.13.3. Relleno sanitario Pozo La Feria, Chile ...............................................................63
1.13.4. Relleno Sanitario de Tilburg, Holanda ...............................................................63
1.13.5. Relleno Sanitario de Wijster, Holanda................................................................64
1.13.6. Relleno Sanitario Pinto y Valdemingomez- España.......................................... 64
1.14. Consideraciones complementarias....................................................................... 64
1.14.1. Estimación de generación de biogás .................................................................65
1.14.1.1. Soporte de validación (Caso de estudio del relleno sanitario de Olavarría,
Argentina) .........................................................................................................................65
1.15. Generación per cápita y producción de RSU ....................................................... 66
1.15.1. Inventario de procedimientos de disposición de RSU y procesos de
licenciamiento de rellenos sanitarios.............................................................................73
1.16. Modelo de simulación EPA de primer orden para estimación de la generación
de metano .........................................................................................................................75
1.17. Modelo SWANA .......................................................................................................77
1.17.1. Modelo de orden cero (SWANA) ......................................................................... 77
1.17.2. Modelo simple de primer orden (SWANA) ........................................................78
1.17.3. Modelo modificado de primer orden (SWANA...................................................78
1.17.4. Modelo multifase de primer orden (SWANA).................................................... 79
1.18. Legislación............................................................................................................... 79
1.19. Normatividad más específica sobre rellenos sanitarios y otras ....................... 80
2. DIAGNÓSTICO DE LOS RSU EN COLOMBIA ............................................................ 83
2.1. Potencialidades de la producción de biogás en Colombia ................................... 83
2.1.1. Caracterización y perspectivas de la producción de biogás en Colombia.......83
2.1.1.2. El proyecto del Relleno Sanitario La Esmeralda – Manizales ......................... 85
2.2. Inventario de rellenos sanitarios y botaderos a cielo abierto............................... 86
2.3. Otros proyectos regionales......................................................................................87
2.4. Caracterización parcial de RSU de varias ciudades .............................................. 87
2.5. Producción per cápita...............................................................................................90
2.6. Degradabilidad ..........................................................................................................91
2.7. Indicador de generación de metano........................................................................ 91
2.8. Metales pesados en lixiviados .................................................................................93
2.9. Seguimiento de los PGIRS .......................................................................................94
2.9.1. Otras consideraciones asociadas con los PGIRS .............................................. 95
7
TABLA DE CONTENIDO
2.10. Los rellenos sanitarios en Estados Unidos ......................................................... 95
2.11. Los rellenos sanitarios en Colombia .................................................................... 95
2.11.1. Relleno Sanitario Doña Juana ............................................................................ 98
2.11.1.1. Generalidades ................................................................................................... 98
2.11.1.2. Antecedentes .................................................................................................... 99
2.11.1.3. Información técnica estimada ......................................................................... 99
2.11.1.4. Inversiones para el proyecto de recolección y/o uso del biogás............... 100
2.11.1.5. Impactos ambientales negativos................................................................... 102
3. METODOLOGÍA.......................................................................................................... 103
3.1. Criterios utilizados para la estimación de producción de residuos .................. 103
3.1.1. Consideraciones metodológicas para el estimado de disposición de RSU .. 104
3.1.1.2. Consideraciones generales sobre el diagnóstico ......................................... 105
3.1.1.3. Implementación del diseño y operación de los rellenos .............................. 106
3.2. Consideraciones para la identificación, análisis y evaluación de las etapas del
proyecto.......................................................................................................................... 106
3.3. Modelos predictivos de generación de biogás ................................................... 108
3.3.1. Fundamentos y trabajos anteriores ................................................................... 108
3.3.2. Escenarios............................................................................................................ 109
3.3.3. Datos de carga y resultados ............................................................................... 109
3.3.4. Aplicación de la estimación de biogás a dos casos hipotéticos .................... 110
4. RESULTADOS ............................................................................................................ 112
4.1. Tabulación de los outputs ..................................................................................... 112
4.1.1. Resultados gráficos............................................................................................. 113
4.2. Relleno sanitario la Esmeralda, modelo Scholl ................................................... 113
4.2.1. Resultados gráficos............................................................................................. 116
4.3. Relación de los resultados gráficos ..................................................................... 116
4.4. Relleno sanitario la Esmeralda, modelo mexicano ............................................. 119
4.4.1. Estimado nacional, modelo Scholl Canyon ...................................................... 122
4.4.2. Estimado nacional, modelo mexicano............................................................... 124
4.5. Comparación de los dos modelos ........................................................................ 127
4.5.1. Resultados obtenidos de la aplicación a La Esmeralda .................................. 127
4.6. Resultados obtenidos de la aplicación al estimado nacional ............................ 129
4.7. Simulación con los modelos mexicano y Scholl Canyon................................... 130
4.8. Consideraciones generales sobre el balance de masa....................................... 131
5. ANÁLISIS .................................................................................................................... 133
5.1. Resultados obtenidos de la aplicación de la simulación a La Esmeralda ........ 133
5.1.1. Consideraciones generales ................................................................................ 133
5.1.2. Comparación puntual de resultados.................................................................. 134
5.2. Biogás, CH4 y CO2, -generación, recolección, acreditación y CERs- y potencial
de generación eléctrica ................................................................................................. 134
5.2.1. Fundamentos ....................................................................................................... 134
5.2.2. Simulaciones y secuencias ................................................................................ 134
5.2.3. Estudios de caso ................................................................................................. 135
5.3. Proceso en desarrollo y cultura ciudadana ......................................................... 135
5.4. Información primaria y dudas sobre la calidad de la información de soporte . 136
8
TABLA DE CONTENIDO
5.5. Enfoque de escenarios de referencia para la estimación de generación y
captura de biogás...........................................................................................................136
5.6. Potencial de recuperación energética...................................................................137
5.6.1. Estimado nacional................................................................................................138
CONCLUSIONES ............................................................................................................140
RECOMENDACIONES .................................................................................................... 141
BIBLIOGRAFÍA ...............................................................................................................142
9
INDICE DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Comportamiento de emisión de gases de rellenos sanitarios ...................26
Figura 2. Etapas de la biodegradación de los RSU......................................................27
Figura 3. Biodigestión aeróbica y anaeróbica .................................................................27
Figura 4. Factores determinantes del proceso de generación de biogás y lixiviados
.......................................................................................................................................29
Figura 5. Parámetros deseables para la producción de biogás .................................29
Figura 6. Composición, depuración y usos del biogás.................................................30
Figura 7. Disposición general de componentes y cobertura de un relleno sanitario
.......................................................................................................................................34
Figura 8. Celda y construcción de una celda de disposición final..............................35
Figura 9. Captación pasiva, conducción y quemado del biogás ................................39
Figura 10. Pozos de extracción de biogás .....................................................................41
Figura 11. Captación de biogás, separación de lixiviados y compresión del biogás
.......................................................................................................................................42
Figura 12. Diagrama de flujo de deshidratación de biogás .........................................43
Figura 13. Método de producción de CO2 ......................................................................46
Figura 14. Separación del gas natural............................................................................47
Figura 15. Etapas y tiempos usuales estimados para las etapas de propuesta e
implementación de un proyecto MDL .....................................................................52
Figura 16. Motores de combustión Interna ....................................................................61
Figura 17. Turbina a vapor ...............................................................................................62
Figura 18. Turbinas a gas .................................................................................................62
Figura 19. Subestación eléctrica .....................................................................................63
Figura 20. Consideraciones para el prediseño de un proyecto de relleno sanitario
.......................................................................................................................................76
Figura 21. Proyectos regionales de rellenos sanitarios ...............................................89
Figura 22. Panorámica de la planta de lixiviados de Doña Juana .............................99
Figura 23. Consideraciones mínimas para el análisis del preproyecto de un relleno
sanitario .....................................................................................................................108
10
INDICE DE GRÁFICOS
Pág.
Gráfico 1. Muestra de municipios con materia orgánica de rápida degradación.... 30
Gráfico 2. Tecnologías para el uso del biogás ............................................................. 31
Gráfico 3. Situación reciente de usos del biogás ......................................................... 32
Gráfico 4. Proyectos energéticos con biogás ............................................................... 32
Gráfico 5. Alcance de la complejidad del manejo de lixiviados ................................. 44
Gráfico 6. Tratamiento de lixiviados ............................................................................... 45
Gráfico 7. Equivalencias de unidades volumétricas .................................................... 47
Gráfico 8. Demanda mundial de CER por países........................................................ 52
Gráfico 9. Portafolio de generación de CERs............................................................... 53
Gráfico 10. Ubicación de los proyectos MDL................................................................ 53
Gráfico 11. Portafolio global MDL por sector................................................................ 54
Gráfico 12. Emisiones de CO2 equivalente de los GEI. .............................................. 54
Gráfico 13. Relleno sanitario Olavarría.......................................................................... 65
Gráfico 14. Generación per cápita de RSU por departamento.................................. 66
Gráfico 15. Generación de RSU per cápita de una muestra de países ................... 67
Gráfico 16. Generación de RSU por departamento..................................................... 67
Gráfico 17. Generación de RSU por departamento, en t/dìa ..................................... 68
Gráfico 18. Generación de RSU y habitantes por departamento.............................. 69
Gráfico 19. Generación porcentual de RSU por departamento................................. 70
Gráfico 20. Generación per cápita y habitantes en capitales departamentales...... 70
Gráfico 21. PPC de RSU en capitales de departamento............................................ 71
Gráfico 22. Unidades de disposición final por municipios, según departamento
...................................................................................... ¡Error! Marcador no definido.
Gráfico 23. Botaderos clausurados y en proceso de cierre ....................................... 74
Gráfico 24. Caracterización de RSU del estrato 3 de los municipios y comunidades
que disponen en el relleno sanitario La Esmeralda, Manizales......................... 86
Gráfico 25. Generación de metano en rellenos sanitarios ......................................... 91
Gráfico 26. Generación per cápita de metano.............................................................. 92
Gráfico 27. Disposición final de RSU en Colombia ................................................... 101
Gráfico 28. Inventario de relleno sanitario en Colombia ........................................... 107
Gráfico 29. Relleno sanitario La Esmeralda-Manizales ............................................ 117
Gráfico 30. Relación de recolección, Manizales modelo Scholl Canyon ............... 117
Gráfico 31. CO2 recolectado y CO2 acreditable ........................................................ 118
Gráfico 32. Ingreso por venta de CO2 equivalente acreditable ............................... 118
Gráfico 33. kW generados ............................................................................................. 119
Gráfico 34. Relleno sanitario Manizales, modelo mexicano..................................... 119
Gráfico 35. Generación y recolección de CH4, modelo mexicano .......................... 120
Gráfico 36. Recolección y acreditación CO2 de equivalente, modelo mexicano .. 120
Gráfico 37. Ingreso por acreditación de CO2, modelo mexicano............................ 121
Gráfico 38. KW generados, modelo mexicano ........................................................... 121
Gráfico 39. Estimado nacional excepto doña Juan modelo Scholl Canyon ........ 122
Gráfico 40. Relación de t, estimado nacional, modelo Scholl Canyon ................... 122
11
INDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 41. CO2 recolectado y acreditado, estimado nacional, excepto doña Juana,
modelo Scholl Canyon.............................................................................................123
Gráfico.42. Ingreso por CO2 acreditable, estimado nacional modelo Scholl Canyon
.....................................................................................................................................123
Gráfico 43. MW de generación, estimado nacional, excepto doña Juana, modelo
Scholl Canyon...........................................................................................................124
Gráfico 44. Relación de generación, excepto Doña Juana .......................................125
Gráfico 45. CO2 generado y recolectado, excepto Doña Juana...............................125
Gráfico 46. t CO2 generado y acreditable, excepto doña Juana ..............................126
Gráfico 47. Ingreso por CO2 acreditable, excepto Doña Juana................................126
Gráfico 48. MW generados, excepto Doña Juana......................................................127
Gráfico 49. Recolección de CH4, La Esmeralda, Manizales .....................................128
Gráfico 50. Comparación de la recolección de CH4 durante 66 años .....................128
Gráfico 51. Recolección de CH4, La Esmeralda, comparación de dos modelos...129
Gráfico 52. Comparación de la predicción de los dos modelos ...............................130
Gráfico 53. Escenarios de recolección de CH4 ...........................................................136
Gráfico 54. Generación de KW ......................................................................................137
Gráfico.55. Escenarios de generación CH4, excepto Doña Juana ..........................138
Gráfico 56. Escenarios de generación eléctrica, según porcentaje de CH4
recolectado, estimado nacional, excepto Doña Juana, modelo mexicano, uso
de heat rate ...............................................................................................................139
12
ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Rango aproximado de contenido de carbón ................................................. 31
Tabla 2. Composición típica de biogás en varias ciudades colombianas................ 35
Tabla 3. Composición típica de biogás reportada por FUNIBER en España.......... 36
Tabla 4. Fuentes de residuos contaminantes en los RSU ......................................... 36
Tabla 5. Listado de compuestos traza de una muestra de biogás reportada por
EPA.............................................................................................................................. 37
Tabla 6. GWP de metano y otros gases........................................................................ 38
Tabla 7. Análisis de lixiviados ......................................................................................... 44
Tabla 8. Definición de terminos del modelo mexicano................................................ 55
Tabla 9. Precipitación anual y valores de Lo ................................................................. 57
Tabla 10. Resumen de valores Lo y k ............................................................................ 58
Tabla 11. Parámetros utilizados por USEPA................................................................ 60
Tabla 12. estricciones de los rellenos sanitarios en los países europeos ............... 73
Tabla 13. Proyectos de rellenos sanitarios en proceso de licenciamiento .............. 73
Tabla 14. Inventario de botaderos clausurados y en proceso de cierre................... 74
Tabla 15. Inventario de rellenos sanitarios en Colombia............................................ 75
Tabla 16. Valores sugeridos para Lo y k -..................................................................... 77
Tabla 17. Características típicas de los rellenos con recuperación de biogás ....... 84
Tabla 18. Equivalencias del biogás con otros combustibles ...................................... 84
Tabla 19. Sistema de disposición final........................................................................... 85
Tabla 20. Caracterización de los RSU de varias ciudades ........................................ 88
Tabla 21. Caracterización relleno regional de Pirgua-Tunja ...................................... 88
Tabla 22. Composición química de RSU de Bogotá y Medellín................................ 90
Tabla 23. Valores típicos de PPC................................................................................... 90
Tabla 24. Tasa de crecimiento anual de producción de RSU en Bogotá ................ 90
Tabla 25. Clasificación cualitativa de descomposición ............................................... 91
Tabla 26. Generación por país de RSU y CH4 ............................................................. 93
Tabla 27. Contenido de metales pesados en los RSU en ppm................................ 93
Tabla 28. Resultados PGIRS .......................................................................................... 94
Tabla 29. Parámetros mínimos asociados con la generación de biogás................. 97
Tabla 30. Datos de relleno de Doña Juana................................................................. 100
Tabla 31. Parciales de estimación de simulación mediante modelo Scholl Canyon
.................................................................................................................................... 114
Tabla 32. Estimación de la simulación mediante modelo Scholl Canyon.............. 115
Tabla 33. Panorámica parcial del resultado del modelo Scholl Canyon en pantalla
.................................................................................................................................... 130
Tabla 34. Panorámica total de la simulaciòn con Scholl Canyon en pantalla ....... 132
13
GLOSARIO
Aprovechamiento: Proceso mediante el cual , a través de un manejo integral de los
residuos sólidos, los materiales recuperados se reincorporan al ciclo económico y
productivo en forma eficiente, por medio de la reutilización, el reciclaje, la incineración con
fines de generación de energía, el compostaje o cualquier otra modalidad que conlleve
beneficios sanitarios, ambientales o económicos.
Biogás: Mezcla de gases, producto del proceso de descomposición anaeróbica de la
materia orgánica o biodegradable de los RSU, cuyo componente principal es el metano.
Botadero: Sitio de acumulación de residuos sólidos que no cumple con las disposiciones
vigentes o crea riesgos para la salud y seguridad humana o para el ambiente en general.
Centros de gran generación: Lugares en los cuales se genera diariamente una gran
cantidad de residuos sólidos, que por sus características, deben almacenarse en forma
segura, higiénica y sanitaria.
CER: Certificado de reducción de emisiones de CO2 equivalente.
Combustible: Materiales que pueden ser incinerados a una temperatura específica, en
presencia de aire para liberar energía calorífica.
Combustión: Combinación química de oxígeno con una sustancia, produciéndose calor
y normalmente luz.
Combustión completa: Combustión en la cual el combustible es totalmente oxidado.
Combustión con exceso de aire: Combustión
necesidades estequiométricas del mismo.
con oxígeno en exceso sobre las
Combustión estequiométrica: Combustión con la cantidad de oxígeno exactamente
necesaria para que se produzca la combustión total de los residuos sólidos.
Combustión incompleta: Combustión en la cual el combustible no es totalmente
oxidado.
Compost: Material estable que resulta de la descomposición de la materia orgánica en
procesos de compostaje.
Compostaje: Proceso mediante el cual la materia orgánica contenida en los RSU se
convierte a una forma más estable, reduciendo su volumen y creando un material apto
para cultivos y recuperación de suelos.
CONMs: Compuestos orgánicos no metánicos.
14
Contaminante: Toda materia o energía en cualquiera de sus estados físicos o formas,
que al incorporarse o actuar en la atmósfera agua, suelo, flora o fauna, o cualquier
elemento ambiental, altere o modifique su composición natural y degrade su calidad.
COV: Compuestos orgánicos volátiles
Cultura de la no basura: Es el conjunto de costumbres y valores de una comunidad que
tienden a la reducción de las cantidades de residuos generados por cada uno de sus
habitantes y por la comunidad en general, así como al aprovechamiento de los residuos
potencialmente reutilizables.
Dióxido de nitrógeno (NO2): Resultado de la combinación del óxido nítrico con oxígeno
en la atmósfera. Es el mayor componente del smog fotoquímico.
Dioxinas: Miembros de la familia de los compuestos orgánicos conocidos como
policlorodibenzodioxinas (PCDD). Una molécula de la familia PCDD está formada por una
estructura de triple anillo en la que dos anillos del benceno están interconectados por un
par de átomos de oxígeno.
Disposición final de residuos sólidos peligrosos: Actividad de incinerar en dispositivos
especiales o depositar en rellenos de seguridad residuos peligrosos, de tal forma que no
representen riesgo ni causen daño a la salud o al ambiente.
Disposición final de residuos: Proceso de aislar y confinar los residuos sólidos en forma
definitiva, en forma definitiva, efectuado por las personas prestadoras de servicios,
disponiéndolos en lugares especialmente diseñados para recibirlos y eliminarlos,
obviando su contaminación y favoreciendo la transformación biológica de los materiales
fermentables, de modo que no representen daños o riesgos a la salud humana y al medio
ambiente.
Fuente fija puntual: Fuente fija que emite contaminantes al aire por ductos o chimeneas.
Fuente fija: Fuente de emisión situada en un lugar determinado e inamovible, aun cuando
la descarga de contaminantes se produzca en forma dispersa.
Gestión integral de residuos: Conjunto de operaciones y disposiciones encaminadas a
dar a los RSU, el destino global más adecuado desde el punto de vista ambiental, de
acuerdo con sus características, volumen, procedencia, costos de tratamiento,
posibilidades de recuperación, aprovechamiento, comercialización y disposición final.
Lixiviado: Líquido residual generado por la descomposición biológica de la parte orgánica
o biodegradable de los RSU bajo condiciones aeróbicas y anaeróbicas o c0omo resultado
de la percolación de agua a través de los residuos en proceso de degradación.
Monóxido de carbono (CO): Gas venenoso, inodoro, incoloro, producido de la
combustión incompleta de un combustible fósil.
Nivel freático: Profundidad de la superficie de un acuífero libre con respecto a la
superficie del terreno.
15
Óxidos de nitrógeno (NOx): Productos de la combustión de fuentes fijas y móviles. Es
uno de los mayores contribuyentes de la formación de ozono en la troposfera y de la
precipitación de ácidos.
Permeabilidad: Propiedad que tiene los cuerpos de permitir el paso de un fluido a través
de él.
PMA: Plan de manejo ambiental.
Presentación: Actividad del usuario de empacar y envasar todo tipo de residuos sólidos
para su almacenamiento y entrega a la entidad prestadora del servicio de aseo para
aprovechamiento, recolección, transporte, tratamiento y disposición final.
Recuperación: Acción que permite retirar y recuperar de los RSU aquellos materiales
que pueden someterse a un nuevo proceso de aprovechamiento, para convertirlos en
materia prima útil en la fabricación de nuevos productos.
Reducción en el origen: Forma más eficaz de reducir la cantidad y toxicidad de residuos,
así como el costo asociado a su manipulación y los impactos ambientales, por esta razón
se encuentra en primer lugar en la jerarquía de una gestión integrada de residuos sólidos
Relación carbono-nitrógeno: Parámetro utilizado como control de calidad de los
residuos sólidos dentro de un sistema, utilizando como base la materia orgánica.
Relleno de seguridad: Relleno con características especiales para el confinamiento y
aislamiento temporal de residuos sólidos peligrosos, hasta tanto se desarrollen
tecnologías que permitan su disposición final.
Relleno sanitario: Lugar técnicamente diseñado para la disposición final controlada de
los residuos sólidos, sin causar peligro, daño o riesgo a la salud pública, minimizando los
impactos ambientales y utilizando principios de ingeniería. Confinación y aislamiento de
los residuos sólidos en un área mínima, con compactación de residuos, cobertura diaria
de los mismos, control de gases y lixiviados, y cobertura final.
RSU: Todo material o sustancia sólida o semisólida de origen orgánico e inorgánico,
putrescible o no, proveniente de actividades domésticas, industriales, comerciales,
institucionales, de servicios e instituciones de salud, que no ofrece ninguna posibilidad de
aprovechamiento, reutilización o recirculación a través de un proceso productivo. Son
residuos sólidos que no tienen ningún valor comercial, no se reincorporan al ciclo
económico y productivo, requieren de tratamiento y disposición final y por lo tanto generan
costos de disposición.
Residuo sólido: Cualquier objeto, material, sustancia o elemento sólido que se
abandona, bota o rechaza después de haber sido consumido o usado en actividades
domésticas, industriales, comerciales, institucionales, de servicios e instituciones de salud
y que es susceptible de aprovechamiento o transformación en un nuevo bien, con valor
económico. Se dividen en aprovechables y no aprovechables.
16
Residuos peligrosos: Aquellos que por sus características infecciosas, combustibles,
inflamables, explosivas, radiactivas, volátiles, corrosivas, reactivas o tóxicas pueden
causar daño a la salud humana o al medio ambiente. Así mismo, se consideran residuos
peligrosos los envases, empaques y embalajes que hayan estado en contacto con ellos.
Residuo sólido combustible: Residuo peligroso que exhibe las características de
combustible establecidas en la definición de residuo peligroso. .
Residuo sólido comercial: Residuo generado en establecimientos comerciales y
mercantiles tales como almacenes, depósitos, hoteles, restaurantes, cafeterías y plazas
de mercado.
Residuo sólido corrosivo: Residuo peligroso que exhibe las características de corrosivo
establecidas en la definición de residuo peligroso.
Residuo sólido domiciliario: Residuo que por su naturaleza, composición, cantidad y
volumen es generado en actividades realizadas en viviendas o en cualquier
establecimiento asimilable a éstas.
Residuo sólido especial: Aquellos por su naturaleza, composición, tamaño, volumen y
peso, no pueden ser manejados, tratados o dispuestos normalmente, a juicio de la entidad
prestadora del servicio de aseo.
Residuo sólido (explosivo, industrial, infeccioso, inflamable, institucional, radioactivo,
reactivo, tóxico, volátil, sólidos urbanos, y con características especiales): Según la
naturaleza de cada uno.
Residuos: Residuos generados en viviendas, parques, jardines, vía pública, oficinas,
mercados, comercios, demoliciones, construcciones, instalaciones, establecimientos de
servicios y, en general, todos aquellos generados en actividades urbanas que no
requieran técnicas especiales para su control.
17
ABREVIATURAS
b ó bbl
CAR
CFC
CRE ó CER
CMNUCC
(UNFCCC)
CONM
COV
CRA
CREG
DANE
DEA
DNP
EPA
GEF
GEI
GWP
ICP
IDEAM
IPCC
MAVDT
PM o MP
PPC
ppm y ppb
psia
psig
PVT
RAS
RSU, RSM
SOx
SSPD
SST
UESP
UPME
USEPA
ZNI
Barril, 42 gal
Corporaciones autónomas regionales, Colombia
Compuestos clorofluorocarbonados
Certificado de reducción de emisiones, t CO2 equivalente
Convención Marco de la Naciones Unidas para el Cambio Climático
(United Nations framework convention for climate change)
Compuestos orgánicos no metánicos
Compuestos orgánicos volátiles
Comisión de regulación de agua potable y saneamiento básico, Colombia
Comisión de regulación de energía y gas, Colombia
Departamento administrativo nacional de estadística, Colombia
Dietanol amina
Departamento nacional de planeación, Colombia
Agencia para la protección del medio, USA
Goblal environment facilities
Gases de efecto invernadero
Gross warming potencial (Potencial de calentamiento global)
Instituto colombiano del petróleo, Colombia
Instituto hidrología, meteorología y estudios ambientales, Colombia
Panel intergubernamental sobre cambio climático
Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial. Anteriormente MMA,
ministerio del medio ambiente, Colombia
Material particulado.
Producción per cápita de RSU
Partes por millón y partes por billón (v, en volumen; w en masa)
libras por pulgada cuadrada absolutas
Libras por pulgada cuadrada manométricas
Relaciones presión-volumen-temperatura
Reglamento técnico de agua potable y saneamiento básico, MAVDT,
Colombia
Residuos sólidos urbanos, residuos sólidos municipales
SO2 más SO3
Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios, Colombia
Sólidos totales suspendidos
Unidad especial de servicios públicos, Colombia
Unidad de Planeación Minero Energética, UPME, Colombia
Agencia de protección del medio ambiente de Estados Unidos
Zonas no interconectadas.
18
SISTEMA DE UNIDADES
tm
año
BTU
ºC
cal
cm2
cm3
día
ºF
gal
g
h
ha
hab
Kº
kg
kJ
km
km2
kN
kPa
kV
kWh
l
m
mg
min
μm
mm
MPa
MW
N
p3
Pa
s
t
W
atmósfera
año
British thermal unit
grados centígrados
calorías
centímetro cuadrado
centímetro cúbico
día
grados Fahrenheit
U.S. galón, aprox. 3.785 l
gramo
hora
hectárea
habitante
grados Kelvin
kilogramo
kilojulio
kilómetro
kilómetro cuadrado
kilonewton
kilopascal
kilovoltio
kilowattio hora
litro
metro
miligramo
minuto
micra
milímetro
megapascal
megawattio
Newton
pié cúbico
Pascal
segundo
tonelada
Wattio
19
RESUMEN
La utilización de biogás rellenos sanitarios es una alternativa de valorización energética que puede utilizarse para la
formulación de proyectos de Mecanismo de Desarrollo Limpio del Protocolo de Kyoto (MDL), que van desde el flameado
para disminuir la emisión de gas efecto invernadero y la utilización de la energía térmica como alternativa de valorización
energética para la sustitución de otros energéticos, hasta la generación de vapor de agua y/o energía eléctrica en turbinas
de vapor o de gas. Esta tesis propone una metodología para la estimación preliminar del potencial energético y de
mejoramiento ambiental derivado de la implementación de estas opciones tecnológicas, que permite hacer el primer
estimativo de generación de biogás de rellenos sanitarios, con base en los resultados de la simulación de dos modelos
predictivos. Debido a que en Colombia la investigación experimental demostrativa para validar los resultados de los
modelos apenas está en vía de discusión, además que la calidad de la información primaria necesita depurarse, se recurre
a valores dados por la literatura y se plantean escenarios como opción de atenuar la incertidumbre asociada con este tipo
de análisis, con el fin de tener una mejor aproximación para lograr valores confiables de orden de magnitud, dentro del
criterio de ingeniería conceptual. Los resultados de la simulación con los modelos que se utilizaron son coherentes con las
expectativas y constituyen una opción aplicable para la estimación preliminar de la generación de biogás de rellenos
sanitarios. Los resultados logrados se confrontan exitosamente con un proyecto que opera actualmente en Argentina, y se
utilizaron para el cálculo de otros parámetros como emisión de CO2 equivalente dejado de emitir cuando se implementan
proyectos MDL de recolección de biogás, flameado y/o generación eléctrica de rellenos sanitarios, y para el estimado de
Certificado de Reducción de Emisiones -CERs- transables como plataforma para la estructuración de proyectos MDL. El
documento presenta el análisis y los comentarios de los resultados de las estimaciones de un caso piloto de generación de
biogás y los articula con el potencial de aplicación para casos de estudio con características similares al piloto de referencia.
También se discuten los comportamientos de generación de biogás, asociados con la caracterización de los RSU, las
prácticas de disposición final, las opciones tecnológicas de recolección y la operación de los rellenos sanitarios. Además, se
presentan las consideraciones que deben ponderarse durante la evaluación de una propuesta de desarrollo de los
proyectos de recolección de biogás de rellenos sanitarios, así como la necesidad de contextualizar los componentes
socioeconómicos, culturales y climatológicos del entorno, entre otros, de tal manera que el proceso de la estructuración y la
evaluación de los proyectos se fundamente en un ambiente técnico, multidisciplinario y sinérgico.
PALABRAS CLAVES
Biogás, RSU, modelos, metano, calentamiento global, MDL.
ABSTRACT
Recollection, flaring and utilization of LFG are options to formulate MDL Kyoto projects in order to reduce net emissions of
GEG, up to using it as alternative fuel for steam generation and/or electric power from steam or gas turbines.
This work deals with a methodological conceptual engineering proposal to outline a primary evaluation methodology for
recollection and/or use of LFG in Colombia. The foreseen framework sequence to estimative the LFG generation ranges
from characterization, production and final disposal of MSW in landfill up to LFG production, recollection and use options.
During these paths validation of two predicitive simulation models is supported by a case study in operation in Olavarría,
Argentina. In addition, by assuming scenarios of MSW recollection, coverage and technical final disposal, usefull alternatives
as flaring, electricity generation and CDM projects possibility bases of Kyoto Protocol from LFG are predicted.
Also this work calls for the need to insert technical, cultural and socioeconomic scenarios components to the first stage
evaluation analysis of LFG projects, as well as a synergic and multidisciplinary approach to focus properly the complexity of
factors associates to this type of projects. .
KEY WORDS
Landfill gas, MSW, models, methane, global warming, CDM
20
INTRODUCCIÓN
En el ambiente generalmente anaeróbico de los rellenos sanitarios, el metano se produce
por descomposición bacteriana del material orgánico, tales como residuos de jardín,
desechos de comida y del hogar y papel. El metano genera riesgo de explosión en
concentración volumétrica igual o mayor de 5%, además de ser un poderoso gas de
efecto invernadero. El biogás también contiene compuestos orgánicos volátiles que
contribuyen a la formación de ozono en las capas inferiores de la atmósfera.
La estimación de la producción de emisiones contaminantes, en particular del biogás de
rellenos sanitarios, plantea una expectativa ambiental y económica muy importante, que
obliga a tener una aproximación, bien sea del impacto ambiental que generan, y/o del
potencial técnico-económico que permita su valoración, mediante su recolección y
utilización energética.
El comportamiento de la generación de biogás a partir de cada RSU y estimado por la
simulación de los modelos en función del tiempo de disposición, representa el uso
potencial para aplicaciones energéticas, lo que amplía la oferta de la canasta y acopia
experiencia y desarrollo tecnológico sobre el uso de energías no convencionales.
Entre los beneficios de los proyectos de recuperación energética de biogás de los rellenos
sanitarios, están: i) reducción de los riesgos de incumplimiento de la normatividad
ambiental, ii) ingreso por venta del energético o de la energía recuperada, iii) generación
de empleo, iv) reducción del riesgo de incendio, v) reducción de las emisiones de gases
de efecto invernadero y de la formación de ozono en las capas inferiores de la atmósfera
y v) reemplazo de energéticos convencionales. El beneficio global se centra en la
eliminación de una fuente importante de calentamiento de la biosfera.
Los rellenos sanitarios se pueden describir como un inmenso biodigestor anaeróbico que
genera metano; este gas tiene un potencial de calentamiento atmosférico -GWP- 21 veces
superior al del CO2. Como ejemplo de otras fuentes de metano, están los cultivos de
arroz, las plantas anaeróbicas de tratamiento de aguas residuales y el ganado bovino, y,
en general, la descomposición anaeróbica de la materia orgánica. En Colombia, se estima
que entre 9% y 15% de las emisiones de CH4 son emitidas por los rellenos sanitarios. [33]
Desde la óptica de desarrollo sostenible, el análisis de la cadena de producción, uso y
disposición de bienes generadores de RSU debe incluir realidades y percepciones que
afectan directa o indirectamente todos los estamentos sociales, políticos y económicos, y
debe aportar sus experiencias, objetivos y metas como base de discusión para una
gestión ambientalmente amigable, gestión que debe ser receptiva también a los aportes
multidisciplinarios y a la participación comunitaria. En este sentido, el diagnóstico de la
situación de los RSU y las propuestas de mejoramiento del manejo integral de los RSU es
transversal a todo el desarrollo socioeconómico de las comunidades, de los sectores
productivos y de la gestión de las entidades gubernamentales, particularmente las
asociadas al medio ambiente y al sector energético.
21
Las consideraciones que se deben estudiar para la implementación de un proyecto de
captación y/o uso de biogás de rellenos sanitarios, están asociadas con la cadena
productiva de la generación de RSU. En este sentido, deben evaluarse cuidadosamente
todos los componentes tecnológicos -que van desde los entornos geográficos para la
ubicación del relleno hasta la idiosincrasia de producción y consumo de bienes y
servicios- para que se constituyan en un soporte sólido que sirva como insumo para el
diseño de la ingeniería de proceso y la ingeniería de detalle de los proyectos. Esta
dinámica ha generado una oferta tecnológica en continuo desarrollo, con particularidades
y limitaciones según cada contexto. Es así como se han desarrollado experiencias
exitosas, entre las cuales se pueden mencionar las de países como Estados Unidos,
México, Chile, Italia, Holanda, España y los países nórdicos.
Esta tesis contiene una propuesta metodológica producto del análisis de la información
disponible -conceptual y de trabajos desarrollados y en vía de desarrollo, así como de
varios ejemplos de proyectos de recuperación y uso del biogás- que contextualiza y
proyecta su aplicación en Colombia, mediante la utilización de tres modelos predictivos de
estimación de generación de biogás: EPA, México y Scholl Canyon.
También estima el aporte potencial -con base en escenarios de recuperación- del biogás
a la canasta energética nacional y a la estructuración de proyectos MDL. Toma como
referencia la aplicación de la simulación a un caso regional de Colombia, y considera las
opciones sólo de recolección y quema del biogás y/o valorización energética para
generación eléctrica.
El ejercicio de simulación se sustenta en las bases de datos existentes en tres instancias
gubernamentales relacionadas con la producción de biogás de rellenos sanitarios, y
establece la calibración requerida para su uso en modelos, en atención a las técnicas de
disposición final de los RSU existentes, a la cantidad y caracterización de éstos, a su
ubicación geográfica y a la climatología, proyectados según las expectativas trazadas por
los programas institucionales y legislación sobre la gestión integral de los RSU.
Dentro del marco de las asignaturas del programa de Master en Gestión y Auditorías
Ambientales, se aplican los conocimientos adquiridos de los módulos relacionados con el
desarrollo de esta tesis, particularmente sobre gestión de RSU, valorización energética y
educación ambiental. El contenido de las asignaturas sirve como plataforma para explorar
la metodología de aplicación para el análisis y propuestas de solución para problemas
puntuales de los RSU.
Durante el desarrollo de la tesis se hicieron las comparaciones de tres propuestas de
simulación con modelos estándares para cuantificación de la generación de biogás, según
las características de los RSU, los tipos de rellenos sanitarios y el contexto de cada
estudio de caso. El propósito de la aplicación de estas tres opciones es explorar la
coincidencia y validez de los resultados que se obtengan de la aplicación de estos
modelos a los casos de estudio en Colombia. En este sentido se estimó la proyección de
generación de biogás para diversos escenarios, se definió la metodología aplicable como
prototipo para una primera aproximación de estimación de generación de biogás para
casos puntuales, y se analizó su validez para aplicar este mismo ejercicio a otros
22
contextos locales y regionales de características similares, con opciones de poder
sustentar la estructuración de proyectos MDL y/o de generación eléctrica.
El resultado de las simulaciones de generación de biogás permite estimar las opciones
sobre el potencial de generación de energía térmica y/o eléctrica y sobre la estructuración
de proyectos MDL, según el contexto de cada relleno, asociado con la complejidad de los
rellenos sanitarios y de las condiciones medioambientales. En este orden de ideas, estos
resultados permiten establecer la pertinencia de la implementación de este tipo de
proyectos sobre manejo integral de RSU con los criterios universales de desarrollo
sostenible, mediante la aplicación de alternativas de valoración energética, disminución de
las emisiones de GEI y de vertimientos contaminantes. Debido al fuerte componente de
participación comunitaria, estos proyectos son una oportunidad de desarrollo de cultura
ambientalista, dentro del marco de participación comunitaria y sinergias interdisciplinarias,
tanto transgeneracionales como intergeneracionales.
Con base en el alcance preestablecido para esta tesis, que va hasta la ingeniería
conceptual, se prevé que el desarrollo de la ingeniería básica de proceso y la ingeniería
de detalle, están articuladas con la ampliación de un desarrollo tecnológico -y el potencial
de su apropiación- muy significativo, para lo cual este estudio aporta la secuencia
metodológica piloto aplicable a Colombia, con base en la información primaria disponible
en las diversas instituciones oficiales, además del análisis de criterios técnicos aplicables
para el logro de una primera aproximación a la estimación de la generación de biogás de
rellenos sanitarios.
Esta tesis aporta elementos claves para adoptar las mejores soluciones al abordar la
gestión del biogás de RSU, tal como acontece actualmente con la estrategia que impulsa
la UESP para el manejo y operación del sistema integrado de biogás del relleno sanitario
de Doña Juana en Bogotá, uno de los vertederos más grandes del mundo.
23
1. MARCO TEÓRICO
Se discuten los diferentes componentes que sustentan la estructuración del marco teórico,
como fundamento conceptual para el desarrollo de la tesis. En este sentido se presenta la
información asociada con i) rellenos sanitarios y biogás, desde la descripción de la
descomposición de la materia orgánica hasta la infraestructura para su captación,
conducción y aprovechamiento, además de la caracterización de los RSU y los factores
determinantes -climatología, composición, y prácticas de manejo, recolección y
disposición final de los RSU, manejo- de la calidad y cantidad del biogás generado; ii)
criterios técnicos sobre diseño de infraestructura de la cadena de disposición final, que
incluye rellenos, recolección de biogás y tratamiento de biogás y lixiviados; iii) relación de
los proyectos de manejo integral de los RSU como fundamento para la estructuración de
proyectos MDL del Protocolo de Kyoto; iv) discusión sobre propuestas de modelos de
simulación de generación de biogás de rellenos sanitarios; v) ejemplos de proyectos
implementados en el mundo; vi) análisis de la información institucional disponible utilizada
para la estimación de insumos para la simulación de los modelos vii) los factores sociales,
políticos y ambientales necesarios para la evaluación de las propuestas de proyectos de
rellenos sanitarios y recolección de biogás.
1.1. Producción y usos de biogás
1.1.1. Biodigestores
La biodigestión es un proceso de conversión o estabilización de la materia orgánica
(biomasa) en condiciones anaerobias, mediante el cual los ácidos orgánicos se convierten
en biogás a través de la acción de las bacterias. También, debe considerarse que sólo
una fracción de este carbono es degradable por microorganismos mediante procesos
aeróbicos o anaeróbicos; los primeros generan CO2 durante una etapa corta, cuando el
relleno está expuesto a la presencia de aire; y los últimos, durante la etapa de
confinamiento de la carga en el propio relleno, generan CH4, además de CONM.
El biodigestor es la instalación donde se efectúa este proceso de manera controlada y que
responde a la necesidad la minimización de la fracción orgánica de los residuos sólidos
urbanos. Con el biogás se genera en forma simultánea un abono orgánico o compost.
Aunque los rellenos sanitarios se conciben como un enorme biodigestor, no siempre se
diseñan para producir compost como producto comercial.
A diferencia de los biodigestores, en los rellenos la biodigestión no se efectúa de manera
controlada. En los rellenos, el monto de las inversiones para captar y/o aprovechar el
biogás producto, puede constituirse en un obstáculo para desarrollar estos proyectos,
obstáculos asociados con el precio del BTU y a la normatividad.
24
1.1.2. Evolución de la generación y composición, y usos finales usuales del biogás
La transición desde la descomposición aerobia a la anaerobia y la producción de metano,
se efectúan en una serie de fases sucesivas:
™ La primera fase se produce en condiciones aeróbicas y dura el tiempo requerido
para agotar el O2 atrapado; suele durar como máximo unos dos meses,
aproximadamente.
™ La segunda fase comienza cuando las condiciones devienen anaeróbicas, y se
degrada la materia orgánica presente. El principal gas producido es el CO2 y, en
menor grado, el H2. A esta etapa se la conoce como fase anaerobia de
fermentación ácida y tiene una duración de aproximadamente 2 años.
™ La tercera fase está marcada por la aparición gradual de metano y la disminución
drástica del volumen de nitrógeno. A esta fase se la conoce como fase anaerobia
de metanización inestable y tiene una duración aproximada de 8 años.
™ En la cuarta fase, la concentración de metano se estabiliza y es relativamente
constante (en un intervalo de 40-60% en volumen de biogás), lo mismo que el
dióxido de carbono (entre 35 y 55% en volumen de biogás). En esta fase se
alcanzan condiciones pseudoestacionarias. También se la denomina fase
anaerobia de metanización estable y tiene una duración superior a 10 años. En
esta etapa se inicia la metanización estable y todavía queda en el vertedero
controlado un 50% de la producción total de biogás.
™ La última fase corresponde a la fase de maduración del vertedero. En este estadio,
disminuye significativamente la producción de biogás, ya que la fracción
biodegradable que se descompone rápidamente (comida, papel, etc.) ya se ha
descompuesto, quedando únicamente la fracción de degradación lenta (goma,
madera, etc.).
La figura 1 esquematiza el comportamiento cualitativo de generación de los diversos
gases que se generan por la descomposición de la materia orgánica en los rellenos
sanitarios, desde la apertura hasta la clausura y postclausura.
Durante la fase anaerobia se producen compuestos de azufre y carbono en
concentraciones traza, principalmente sulfuros y ácidos orgánicos. El H2S es el
compuesto predominante en el gas crudo de los rellenos sanitarios.
La generación del biogás tiene lugar un cierto tiempo, de semanas a meses, después de
la disposición de la materia orgánica fermentable de los RSU en el relleno. El tiempo de
generación puede durar más de 30 años en su fase más productiva, y la mayor parte de la
producción de gas se efectúa durante los 20 años posteriores a la clausura del relleno,
aunque la producción es más intensa durante los primeros 5 años. La producción de gas
disminuye gradualmente y puede continuar durante muchos años.
25
Figura 1. Comportamiento de emisión de gases de rellenos sanitarios
Durante la hidrólisis, que es una etapa preliminar que un grupo amplio de
microorganismos actúa sobre los polímeros orgánicos (glúcidos, lípidos, polisacáridos y
proteínas) convirtiéndolos en moléculas más sencillas y solubles.
Posteriormente, durante la etapa de acidogénesis, que efectúan las bacterias
acidogénicas, los monómeros solubles se fermentan en cadenas cortas de ácidos grasos
orgánicos volátiles y alcoholes. Dentro de esta etapa también se pude considerar la
acetogénesis, producida también por bacterias acetogénicas, que producen -a partir de
las cadenas más largas de la etapa anterior-, ácido acético, CO2, hidrógeno, etanol,
metanol y butiratos, entre otros.
Finalmente las bacterias metanogénicas producen CH4 a partir del ácido acético y los
acetatos, así como del metanol, el etanol, el hidrógeno, los butiratos y el CO2. La
generación de CH4 depende de la caracterización y la biodegradabilidad de la fracción
orgánica de los RSU, e implica ausencia de aire en el proceso, así como de condiciones
óptimas de humedad y temperatura. Entre 20 ºC y 40 ºC (condiciones mesofílicas) y entre
50 ºC y 60ºC (condiciones termofílicas) las bacterias tienen un crecimiento óptimo. Para
los RSU, se suele optar por trabajar en el rango de temperaturas termofílicas, y un pH
neutro o ligeramente básico para asegurar la fermentación. También, la presencia de
residuos peligrosos o venenosos, como antibióticos, insecticidas y metales pesados,
pueden reducir la eficiencia del proceso de generación de CH4.
Internamente, en la masa del relleno sanitario, el proceso de biodegradación, puede
visualizarse según la figura 2, que esquematiza la secuencia de descomposición de las
diversas familias de compuestos orgánicos presentes en los RSU. La secuencia muestra
desde las familias primarias -como lípidos y proteínas- y las familias secundarias -como
aromáticos y aminoácidos-, hasta los productos intermedios -compuestos o grupos de
compuestos, como formiatos, metanol y butiratos-, para terminar con la etapa de
metanogénesis, que produce metano y dióxido de carbono, que son los compuestos
principales que forma el biogás. No se mencionan otros factores como la caracterización
de los RSU en descomposición, la climatología y el efecto de sustancias o compuestos
orgánicos o inorgánicos que pueden actuar como catalizadores que pueden controlar de
alguna forma la rata y la composición de los compuestos -o familias- de una determinada
etapa de descomposición de la biomasa.
26
Metanogénesis
Acidogénesis
Lípidos
Ácidos
Polisacáridos
Monosacáridos
Proteínas
Aminoácidos
Ácidos
Purina
Aromáticos
Sustratos
metanogénicos,
H2 , CO2 , formiatos,
metanol,
Metilaminas y acetatos.
Otros productos de
fermentación
(por ej., propionatos,
butiratos
succinato, lactato, etanol)
Hidrólisis
CH4+ CO2
Figura 2. Etapas de la biodegradación de los RSU [28]
1.2. Principios del funcionamiento de un relleno sanitario
Un relleno sanitario es un gigantesco biodigestor anaerobio que tiene el potencial de
producir energía renovable a partir del metano contenido en el biogás, como lo indica el
cuadro derecho de la figura 3. Alternativamente, a escala mucho menor, puede llevarse a
cabo un tratamiento de fermentación aeróbica controlada (es decir, un proceso de
compostaje) para la producción de compost, como lo indica el cuadro izquierdo de la
figura, utilizando materia orgánica, particularmente restos vegetales y de alimentos, así
como papel y demás productos celulósicos.
Figura 3. Biodigestión aeróbica y anaeróbica [27]
27
1.3. Factores asociados a la generación de biogás
Los principales factores que influyen sobre la producción de biogás en el tiempo son:
Cantidad, calidad y edad de los desechos dispuesto. Después de un incremento rápido, la
producción de 1 m3 de biogás disminuye regularmente. Según los tipos de desechos, se
consideran tres tipos de velocidad de degradación del carbono:
™ Degradación rápida; desechos vegetales y alimenticios, 1.5 a 2 años;
™ Degradación media; desechos vegetales y alimenticios, 5 a 10 años;
™ Degradación lenta; cartón, madera, cuero, 10 a 20 años o más
Según la composición media de los desechos, se puede estimar la degradabilidad media
del carbono, según las siguientes consideraciones:
Agua. La presencia de agua es un factor necesario para la producción de biogás. Si falta
el agua, la producción de biogás disminuye rápidamente y hasta se suspende, como
puede ocurrir en los desiertos; pero lo contrario no es cierto, o sea, que un aumento de la
cantidad de agua no influye significativamente sobre la producción de biogás.
Temperatura. Al interior del cuerpo del relleno influye muy significativamente en la
velocidad de degradación del material orgánico y en la producción de biogás. A mayor
temperatura es más alta la rata de producción y la cantidad de biogás que se produce.
Productos químicos. La mezcla de desechos industriales puede limitar o a veces
aumentar la velocidad de producción de biogás; en efecto, la presencia de ácidos o
bases, de metales o de desechos tóxicos, puede disminuir o suprimir parcialmente la
producción. Al contrario, la presencia de lodos orgánicos provenientes de las PTAR,
puede acelerar la producción.
Finalmente, el estado físico de los desechos, como una buena compactación o una buena
reducción del tamaño de los desechos, pueden aumentar la producción de biogás
Otras consideraciones importantes dentro de este contexto, se muestran en la figura 4,
que enumera los factores determinantes del proceso de generación de biogás y lixiviados.
Las variables y parámetros que se indican determinan la cantidad y caracterización del
biogás producido así: i) cantidad, caracterización, climatología y humedad de los RSU, y
ii) percolación, evapotranspiración, y procesos químicos y microbiológicos, característicos
del contexto geográfico y del diseño puntual del relleno sanitario. Además se indican
genéricamente los desechos y los subproductos que se producen durante el tratamiento
opcional del biogás y de los lixiviados, todo lo cual depende del comportamiento de las
variables y parámetros involucrados, y del tiempo de disposición de los RSU.
Esta figura también resume las etapas de generación de biogás y el tratamiento para su
uso y sus aplicaciones. El primer cuadro indica las fuentes usuales de biogás; el segundo,
la composición que se mencionó en la discusión anterior sobre la caracterización y etapas
aeróbicas y anaeróbicas.
28
Figura 4. Factores determinantes del proceso de generación de biogás y lixiviados [30]
La figura 5 resume los parámetros deseables que influyen y los rangos deseables para el
incremento de la producción de biogás.
RSU:
Tamaño de la población
Mayor de 500,000 habitantes
Cantidad
depositada
Humedad
Composición
Precipitación anual, mín. y
máx.
200 – 1000 mm
Factores
asociados a
la generación
de biogás
Temperatura promedio anual
15 ºC - 30 ºC
Antigûedad
Composición de los RSU
Promedio nacional
Profundidad
Figura 5. Parámetros deseables para la producción de biogás[27
Los cuatro cuadros de la penúltima columna, presenta opciones de tratamientos
fisicoquímicos, que son usuales en los procesos de tratamiento y purificación de gas
combustible, según los objetivos de la purificación y los requerimientos normativos y
ambientales. Los cuatro cuadros de la última columna presentan varias opciones de uso
final del energético.
El potencial de generación de biogás es función muy importante de la caracterización de
los RSU: desde este punto de vista, los datos del gráfico 1 siguiente -comparados con
promedios de otros países- indican un buen rango general de contenido de materia
orgánica.
29
Figura 6. Composición, depuración y usos del biogás [31]
La caracterización de RSU de varias ciudades, que muestra contenidos altos, tanto de
materia putrescible, como de la suma de otros orgánicos de degradación lenta y media constituido de papel y cartón, más plásticos y más textiles y cueros- equivale a un
referente de buena calidad para la generación de biogás.
Gráfico 1. Muestra de municipios con materia orgánica de rápida degradación
La tabla 1muestra el rango aproximado de contenido de carbón en las diferentes
fracciones de los RSU.
30
Desechos
Proporción de carbono orgánico, kg C / t
RSU
Desechos urbanos
260
Desechos vegetales y alimenticios
450
Carne
600
Papel
440
Cartón
470
Plástico
420 – 850
Madera
500
Generalmente sólo una fracción de este carbono se considera degradable.
Tabla 1. Rango aproximado de contenido de carbón[28]
Generalmente esta proporción de materia orgánica no se conoce, pero se puede estimar
en 25% - 30% de carbono en los desechos urbanos.
Con relación al uso final, el gráfico 2 adaptado por Boada Saénz Ingenieros, presenta la
información de la EPA sobre las tendencias de las diferentes metodologías usadas en los
rellenos de los Estados Unidos para el aprovechamiento del biogás de rellenos sanitarios,
tomando como base la operación en 2000.
METODOLOGIAS PARA EL APROVECHAMIENTO DEL BIOGAS
Motores recíprocos de
combustión interna Electricidad
Turbinas de Gas - Electricidad
48%
Otros - Electricidad
26%
4%
9%
7%
6%
Uso térmico directo
Gráfico 2. Tecnologías para el uso del biogás.Boada Saenz Ingenieros, [24 ]
1.4. Recuperación de biogás en Estados Unidos y en el mundo
También en Estados Unidos, cerca del 67% de los rellenos sanitarios que tienen sistemas
de aprovechamiento de biogás generan energía eléctrica, con una capacidad total
31
instalada de 900 MW. En el gráfico 3 se presenta las opciones tecnológicas de uso final
del energético en Estados Unidos. Sin embargo, hoy en el mundo, la utilización del biogás
para su utilización en microturbinas para generación eléctrica, cada vez está ganando
más aceptación sobre las otras aplicaciones. De acuerdo con información de la EPA, se
han identificado en los Estados Unidos aproximadamente 2,000 sitios en los cuales están
funcionando rellenos sanitarios, están en construcción o están en etapa de diseño o están
clausurados. De estos rellenos, en 325 se realiza algún tipo de aprovechamiento del
biogás y por lo menos 500 más son candidatos para el desarrollo de un proyecto de
aprovechamiento.
Boada Saenz Ingenieros, reporta la información sobre proyectos en el mundo, re
operación, construcción y diseño con tecnologías para la generación de electricidad.
PROYECTOS EN OPERACION, CONSTRUCCION Y DISEÑO CON TECNOLOGIAS
PARA GENERACION DE ELECTRICIDAD
Motores recíprocos de combustión
interna
Turbinas de gas
69%
Turbinas de Vapor
Ciclo combinado
14%
Cogeneración
0%
10%
6%
1%
Celdas de combustible
0%
Microturbinas
Gráfico 3. Situación reciente de usos del biogás [24]. Boada, Saenz, Ingenieros, Bogotá,
2003.
Finalmente, el gráfico 4 presenta los diferentes aprovechamientos del biogás en el caso
de utilización directa del mismo.
Proyectos en operación y construcción con utilización directa del
biogás
14,10%
28,19%
Uso tér mi co Di r ecto
11,45%
Cal der as
Evapor aci ón de Li xi vi ados
Bi ogás con al to Btu
Bi ogás con medi o Btu
12,33%
22,03%
3,96%
0,44%
Inver nader os
Gas Natur al l i cuado
6,17%
Combusti bl e par a vehícul os
0,44%
Síntesi s de Metano
0,88%
Otr os
Gráfico 4. Proyectos energéticos con biogás[24 ].Boada, Saenz, Ingenieros, Bogotá,
2003.
32
1.5. Consideraciones generales en Colombia sobre la iniciación de un estudio para
recuperación de biogás
En el momento de plantear un proyecto de relleno sanitario, es necesario prever muchas
etapas, entre las cuales pueden priorizarse:
™ Documentar una metodología pormenorizada de manejo integral de los RSU y
la captación y/o uso del biogás.
™ Solicitar asesoría de la Oficina de Cambio Climático del MAVDT para lograr la
estructuración del proyecto, a la cual debe suministrarse toda la información
acopiada, así como las ventajas y desventajas que conllevarían la
implementación del proyecto.
™ Establecer indicadores que permitan evaluar el impacto del proyecto y su
potencial apalancamiento dentro del marco general de los postulados del
Protocolo de Kyoto.
Entre los países con proyectos exitosos de utilización del biogás como energético, se
tienen Argentina, Brazil, Italia, Reino Unido, España, Holanda, Francia, México y Estados
Unidos. En Estados Unidos más de 140 rellenos sanitarios utilizan el gas como energético
para la industria manufacturera y generadoras de energía eléctrica.
Para casos de interés local, la diversidad de la utilización del biogás, va desde su
utilización térmica para uso doméstico que puede reemplazar al gas natural y los
derivados del petróleo, hasta usos industriales in situ para la evaporación de lixiviados del
mismo relleno, y en secadores, hornos, invernaderos y, mediante procesos de
purificación, como gas combustible automotriz, según sea competitivo su costo de
producción para enmarcarlo con la normatividad vigente.
1.6. Requerimientos mínimos de diseño para un relleno sanitario
Los parámetros mínimos que deben anticiparse a cualquier proyecto de captación y/o
utilización del biogás, están asociados con el análisis de la información disponible, y
los planes, programas y estrategias relacionadas con:
™ Cantidad y caracterización de los RSU.
™ Inserción de todos los estándares técnicos incorporados en las buenas prácticas
de diseño, manejo y mantenimiento, bajo la óptica del manejo integral de los
residuos sólidos urbanos, con fortalecimiento de la difusión y adopción de buenas
prácticas de consumo y disposición.
™ Compactación y confinamiento de los RSU en celdas adecuadas con membranas
de impermeabilización y sistemas de pozos o chimeneas de captación, zanjas
de extracción y red de captación del biogás, además de un sistema de
extracción activa para garantizar una efectiva remoción del biogás y
33
minimizar su emisión a la atmósfera, además del diseño de la cobertura, la
compactación de los RSU y la profundidad del relleno, así como la humedad de los
RSU y parámetros climatológicos.
™ La adecuación de un sistema para la recolección de biogás es muy costosa, si no
imposible e impráctica, cuando se propone realizarla después de la clausura del
relleno, cuando no se ha previsto esa reconversión en el diseño preliminar del
relleno.
™ Según los objetivos del diseño se puede necesitar una planta de tratamiento del
biogás, para lograr enmarcar la caracterización del biogás o del metano producido
al cumplimiento de estándares sobre contenido de humedad, CO2, SO2 y COV.
La cobertura de disposición final en rellenos sanitarios, potencia la generación de biogás y
su manejo ambiental sostenible. Los proyectos de biogás-energía están reconocidos
como fuentes competitivas de energía renovable que generan las 24 h/día y están
disponibles más del 90% del tiempo y que puede competir con alternativas energéticas
como gas natural, carbón y derivados del petróleo, particularmente en el área de
influencia del relleno. Su uso puede ir desde cultivo de peces, evaporación de lixiviados e
invernaderos, hasta inyección a gasoductos de gas natural uso como combustible
vehicular.
1.6.1. Panorámica de los componentes de un relleno sanitario
La figura 7 indica la ubicación general típica de los componentes y cobertura de un relleno
sanitario. Aquí se esquematizan el transporte y disposición de los RSU, las etapas
progresivas de relleno y ubicación de las celdas, el drenaje de lixiviados, el equipo de
compactación, la cuneta perimetral de escorrentías, la valla perimetral, las teas, los pozos
de perforación y la empradización de las zonas clausuradas. En este esquema todo el gas
se quema en las teas, no hay utilización térmica del biogás.
Figura 7. Disposición general de componentes y cobertura de un relleno sanitario [27]
34
La figura 8 presenta algunos detalles de la adecuación de una celda para la disposición
final del los RSU en el relleno sanitario de Doña Juana. La implementación de estas
celdas necesita del diagnóstico detallado de la geología y geomorfología, así como de la
hidrología del entorno, que permita el diseño adecuado de la celda, en cuanto al manejo
de lixiviados y el control del flujo del biogás generado. .
Figura 8. Celda y construcción de una celda de disposición final (Fuente propia)
1.6.2. Composición usual del biogás y propiedades de los componentes
La tabla 2 presenta rangos de composición típica de biogás en varias ciudades
colombianas, que depende, entre otras consideraciones, de la caracterización de los
RSU, de las condiciones meteorológicas, hábitos y componentes culturales del entorno.
Composición típica del biogás de varias ciudades
colombianas
Componente
% Vol.
Metano
40 - 60
Bióxido de carbono
40 - 60
Nitrógeno
2-5
Oxígeno
0.1 - 1.0
Sulfuros, bisulfuros, mercaptanos, etc.
0 - 1.0
Amoníaco
0.1 - 1.0
Hidrógeno
0 - 0.2
Monóxido de carbono
0 - 0.2
Otros constituyentes trazas
0.01 - 0.6
Temperatura, °C
35 - 65
Humedad
saturado
3
Poder calorífico superior, kcal/m
800 – 1 200
Manejo y disposición final de residuos municipales, SENA, 1997.
Sistema de información del servicio integrado de aseo para
Medellín y sus cinco corregimientos –SIAMS-EEVVME.S.P.- U.
DE A., 1998.
Tabla 2. Composición típica de biogás en varias ciudades colombianas.
35
La siguiente tabla 3 sobre los rangos universales del biogás, sirve de referente para
comparación con la información en Colombia.
Tabla 3. Composición típica de biogás reportada por FUNIBER en España [29].
1.6.3. Contaminantes usuales
Para rellenos que reciben una carga de RSU no seleccionada ni controlada, la gama de
contaminantes es muy grande, tal como lo muestra la tabla 4.
CONTAMINANTE
Antimonio y sus compuestos
Asbestos en todas sus formas, incluido el amianto
Berilio y sus compuestos
Carbonilos metálicos
Cianógenos y sus compuestos
Compuestos de cobre
Compuestos aromáticos halogenados y no halogenados
Compuestos inorgánicos de flúor
Compuestos orgánicos halogenados, incluidos los bifenilos policlorados y polibromados
Dibenzofuranes policlorados
Éteres
Fenoles compuestos fenólicos
Fósforo y sus compuestos
Fluoroacetato y fluoroacetamida
Níquel y sus compuestos
Peróxidos, cloratos, percloratos y nitratos orgánicos
Plutonio y sus compuestos
Solventes orgánicos halogenados y no halogenados, incluidos los usados y residuos de
recuperación de los mismos
Talio y sus compuestos
Telurio y sus compuestos
Titanio y sus compuestos
Vanadio y sus compuestos
Zinc y sus compuestos
Medicamentos vencidos
Residuos de plaguicidas
Fuente: Ministerio del Medio Ambiente. Resolución 189 de 1994.
Tabla 4. Fuentes de residuos contaminantes en los RSU [15]
36
El listado de los compuestos traza que reporta el software Ladgem v-302 de la EPA, de
2005, se muestra en la siguiente tabla:
Compuesto
1,1,1-Trichloroethane (methyl chloroform) - HAP
1,1,2,2-Tetrachloroethane - HAP/VOC
1,1-Dichloroethane (ethylidene dichloride) - HAP/VOC
1,1-Dichloroethene (vinylidene chloride) - HAP/VOC
1,2-Dichloroethane (ethylene dichloride) - HAP/VOC
1,2-Dichloropropane (propylene dichloride) - HAP/VOC
2-Propanol (isopropyl alcohol) - VOC
Acetone
Acrylonitrile - HAP/VOC
Benzene - No or Unknown Co-disposal - HAP/VOC
Benzene - Co-disposal - HAP/VOC
Bromodichloromethane - VOC
Butane - VOC
Carbon disulfide - HAP/VOC
Carbon monoxide
Carbon tetrachloride - HAP/VOC
Carbonyl sulfide - HAP/VOC
Chlorobenzene - HAP/VOC
Chlorodifluoromethane
Chloroethane (ethyl chloride) - HAP/VOC
Chloroform - HAP/VOC
Chloromethane - VOC
Dichlorobenzene - (HAP for para isomer/VOC)
Dichlorodifluoromethane
Dichlorofluoromethane - VOC
Dichloromethane (methylene chloride) - HAP
Dimethyl sulfide (methyl sulfide) - VOC
Ethane
Ethanol - VOC
Ethyl mercaptan (ethanethiol) - VOC
Ethylbenzene - HAP/VOC
Ethylene dibromide - HAP/VOC
Fluorotrichloromethane - VOC
Hexane - HAP/VOC
Hydrogen sulfide
Mercury (total) - HAP
Methyl ethyl ketone - HAP/VOC
Methyl isobutyl ketone - HAP/VOC
Methyl mercaptan - VOC
Pentane - VOC
Perchloroethylene (tetrachloroethylene) - HAP
Propane - VOC
t-1,2-Dichloroethene - VOC
Toluene - No or Unknown Co-disposal - HAP/VOC
Toluene - Co-disposal - HAP/VOC
Trichloroethylene (trichloroethene) - HAP/VOC
Vinyl chloride - HAP/VOC
Xylenes - HAP/VOC
Tabla 5. Listado de compuestos traza de una muestra de biogás reportada por EPA [8]
37
1.7. El metano y el GPW
Se ha determinado que el metano es uno de los compuestos más contaminantes
asociado con el efecto invernadero, por lo tanto, su estrategias para la reducción de sus
emisiones, ofrece un mecanismo eficiente de mitigación del calentamiento global, que
representa cerca del 18% de los gases de efecto invernadero.
La concentración de metano en la atmósfera se ha incrementado alrededor de 0.6%/año,
lo que representa actualmente más del doble en los últimos doscientos años (IPCC,
1990), en contraste con el bióxido de carbono, que incrementa su concentración en la
atmósfera alrededor de 0.4%/año.
El metano tiene una vida media de once años en la atmósfera, mientras que el bióxido de
carbono permanece más de 120 años (IPCC, 1992); así, que el metano con su alto poder
de absorción las radiaciones y su vida corta, hace que tenga un impacto inmediato en el
cambio climático. También, el biogás generado puede generar riesgo de explosión,
incendio e intoxicación según sea la caracterización del mismo y el tiempo de exposición.
La importancia de la recolección y equivalencia a CO2, y su incidencia en el calentamiento
global por su carácter de gas de efecto invernadero, se deduce del GWP (gross warming
potencial) que muestra la tabla 6.
Gas
Tiempo de vida
atmósfera (años)
en la GWP, horizonte de 90
años
CO2
50 - 200
1
CH4
12
21
N2O
104
296 - 39
Perclorofluorocarbonados
6 500
Hidroclorofluorocarbonados
12,000
SF6
3,200
22,200
Fuente: IPCC, 2001, Syntesis Report, p. 189.
Tabla 6. GWP de metano y otros gases [32]
1.8. Duración de la producción de biogás
La producción total de biogás depende de la composición de los desechos, y la duración
de la producción depende de los factores mencionados arriba. En climas templados se
cuenta con una producción fuerte durante diez a veinte años después de depositados los
desechos. La producción en el tiempo forma una curva de campana que disminuye en
38
forma asintótica. En climas fríos la producción puede ser más prolongada, y en climas
calientes más corta.
Conociendo la historia de un relleno y los pronósticos de desarrollo; es decir, de la
cantidad y de la calidad de los desechos dispuestos, se puede desarrollar un modelo de
cálculo para estimar la producción en el tiempo futuro. El modelo puede calibrarse
mediante el conocimiento de unos pocos datos de producción, el sistema de captación y
la tea. Para otros casos, se hacen varias hipótesis para ver la variación posible de la
estimación de producción con la variación de estas hipótesis.
En un relleno nuevo, la producción de biogás puede empezar después de varios meses,
pero en rellenos existentes se nota generalmente una producción de biogás ya después
de unas semanas de operación. La cantidad de biogás producido por los desechos
depende de la composición y muy directamente de la proporción de materia orgánica
degradable, que depende del tipo de desechos. Durante estas etapas es común la
práctica de captación pasiva del biogás, como muestra la figura 9 esquemática. Para su
transporte y quemado, se puede necesitar sistemas de compresión según lo determine la
ingeniería de proceso para la recolección, transporte y quemado de este gas.
1.9. Captación pasiva y otros sistemas de captación
La siguiente composición fotográfica muestra la secuencia general de captación pasiva
del biogás, que se utiliza para las etapas productivas de generación que producen la
presión suficiente para su recolección y transporte.
Etapas de captación pasiva
CAPTACIÓN
SISTEMA PASIVO
Pozo de captación pasiva
CONDUCCIÓ
CONDUCCIÓN
Red de conducción
QUEMADO
Quemador general o local
Figura 9. Captación pasiva, conducción y quemado del biogás[27]
39
Para recolectar el biogás se necesitan instalaciones específicas que dependen de las
características técnicas del relleno.
Las metas de un sistema de captación del biogás son:
1. Captación y destrucción del metano y de los gases tóxicos y malolientes.
2. Valoración energética
Las principales dificultades son las siguientes:
1. La necesidad de separar el biogás del aire atmosférico porque genera riesgos de
explosión, lo cual, a su vez, restringe significativamente las posibilidades y el
interés de la valoración energética.
2. La saturación con agua del biogás. Esta agua condensa a la temperatura más baja
del entorno del relleno, lo cual causa riesgos de taponamiento o acumulación en
los tramos más bajos de las tuberías de conducción o drenaje del biogás.
3. El asentamiento de los residuos por causas geotécnicas y de su misma
degradación, puede llegar a disminuir hasta 30 % la altura de los depósitos de los
rellenos sanitarios. Este asentamiento genera puntos bajos donde se acumula
agua en los tubos y genera esfuerzos importantes en las tuberías hasta provocar
rupturas, para lo cual deben implementarse las medidas preventivas en el diseño
de la red, que debe caracterizarse por ser versátil, dinámico y bien mantenido.
La promoción de proyectos de captación de biogás de rellenos sanitarios necesita i)
acciones de capacitación y asistencia técnica especializada, ii) diseño de un plan piloto
institucional como guía metodológica para el desarrollo de los proyectos que conduzcan a
una estrategia nacional que impulse la viabilización de la utilización del biogás como
fuente alterna energética, particularmente en rellenos regionales, con material didáctico
de apoyo; iii) análisis de escenarios que incluyan el diseño de biodigestores y producción
de compost para ZNI, iv) esquemas de participación comunitaria.
1.9.1. Sistemas de captación
Generalmente son una combinación de los siguientes elementos:
1.9.2. Drenajes horizontales
Las perforaciones de estos se ubican hacia abajo para el drenaje de condensados. Estos
sistemas deben colocarse unos dos o tres metros por debajo de la superficie para inhibir
la entrada de aire. Un drenaje práctico y eficaz, como uno de plástico, debe estar rodeado
de un volumen muy importante de material muy permeable al gas, como piedras, ladrillos,
llantas o desechos gruesos.
40
1.9.3. Pozos verticales de gas
Estos pozos necesitan un diámetros grande, de aproximadamente 1 m, y es preferible
hacerlos durante el llenado del relleno, a medida que sube el nivel de los residuos
depositados, mediante una armadura metálica que se sube progresivamente a medida
que sube el nivel de los RSU, y que pueden llenarse con piedras grandes u otro material
que permita fácilmente la subida del biogás que se esté generando. El resultado es una
columna permeable y continua en toda la altura del relleno. Este sistema se puede
mejorar colocando un tubo de drenaje vertical. Los pozos pueden servir de sistema de
recolección de los drenajes horizontales, puestos radialmente a diferentes niveles.
La figura 10 muestra una visión general y de talle de los pozos de extracción de biogás.
Figura 10. Pozos de extracción de biogás[24, 27]
1.9.4. Colectores
Aseguran la recolección del biogás de los diferentes pozos y drenajes. En lo posible el
colector principal se coloca en la periferia del relleno, apoyado en un suelo estable para
evitar el asentamiento. A estos colectores se colocan los colectores secundarios, los
cuales pueden equiparse, según la necesidad, con algún tipo de medidores de calidad,
flujo, presión y válvulas de seguridad. Un buen diseño de colectores debe asegurar el
funcionamiento a pesar del asentamiento que se presenta en las diversas zonas del
relleno debido a la disminución de la masa del mismo .
1.9.5. Estación de bombeo, regulación y controles
La estación de bombeo asegura la aspiración del biogás y la regulación de la presión y del
caudal. Los diferentes colectores se equipan con válvulas para la regulación de la presión.
Como se está manejando un gas combustible, deben hacerse las previsiones de alarma y
control automático de calidad, flujo, contenido de oxígeno, metano y del sistema de
bombeo.
Control automático de calidad, flujo, contenido de oxígeno, metano y del sistema de
bombeo. La figura 11 es un esquema general de la captación de biogás de los pozos del
relleno mediante extracción y compresión para despacho y medición, además del manejo
del agua de infiltración y de escorrentía, que amplía lo indicado en la figura 7, y no indica
puntualmente el manejo de lixiviados.
41
1.9.6. Coberturas finales
La realización de cobertura con tierra en las zonas terminadas, permite disminuir la
infiltración de aire atmosférico en el sistema de aspiración del biogás, así como la
realización de coberturas diarias puede disminuir la eficacia del sistema de aspiración del
biogás. Si tales coberturas diarias o semanales se necesitan, se recomienda aumentar el
número de pozos verticales.
Figura 11. Captación de biogás, separación de lixiviados y compresión del biogás[27]
1.9.7. Valoración energética y deshidratación del biogás
Puede funcionar con instalaciones sencillas, sin infraestructuras sofisticadas. Los límites
de la valoración térmica son los siguientes:
™ Se necesita un consumidor importante de energía térmica en el entorno inmediato del
relleno, ejemplo, fábricas de ladrillos, incineración de residuos infecciosos, lavandería
industrial y desecación de productos.
™ Debe tenerse cuidado con los riesgos de corrosión de las partes frías de las
instalaciones donde pueda presentarse una condensación. Estos sistemas deben
estar provistos de teas para quemar los excedentes de gas que resulten de un bajo
consumo.
™ Para grandes proyectos que justifiquen la separación del CO2 la calidad del metano
debe ajustarse a la normativa nacional, que generalmente regula sobre componentes
como CO2 y H2 S, y posiblemente sobre CONM y humedad.
™ Para proyectos medianos y pequeños, con utilización del biogás como energético,
generalmente es suficiente la deshidratación del biogás para utilizarlos en motores
generadores, y más usualmente en turbinas a gas. Cuando el biogás se quema en la
tea como proyecto MDL, eventualmente puede ser necesario solamente la eliminación
de H2S, o ningún tratamiento, ni siquiera la deshidratación.
42
™ Para proyectos pequeños, para evitar la construcción de una planta desulfurizadora
con MEA o DEA, puede ser suficiente el tratamiento del biogás con virutas de hierro
para promover la eliminación del S mediante formación FeS.
Según el diseño de cada proyecto, en atención a los objetivos y la caracterización y
cantidad de los RSU, además de los requerimientos técnicos, normativos y legales, puede
ser necesario uno o varios de los procesos mencionados anteriormente. Uno de los
requerimientos técnicos más comunes es la deshidratación del biogás o del CH4 que se
haya separado previamente. El proceso usual para esta deshidratación es igual al que se
emplea para la deshidratación de gas natural, tal como se indica en el diagrama de flujo
simplificado la siguiente figura 12.
Deshidratación de biogás con glicol
Gas de flasheo a combustible,
venteo o gas de despojamiento
Intercambiador
gas / glicol
Absorbedor
Biogás
húmedo
Biogás
seco
Gases de combustión
de caldera
Gas de despojamiento
Edición
Ciro Serrano Camacho
Gases de
combustión
Caldera
Reboiler
Gas natural
o biogás
Tanque de
condensados
Glicol pobre
Glicol rico
HC a almacenamiento
Separador
de fases
Glicol rico
Filtro
Figura 12. Diagrama de flujo de deshidratación de biogás [32]
1.9.8. Inventario del manejo de lixiviados en Colombia
Sobre el porcentaje de N2 de los lixiviados, a continuación la tabla 7 muestra el análisis de
lixiviado de 18 rellenos sanitarios, además de la información sobre pluviosidad, el
inventario de disposición final de RSU con producción de compost, e información sobre la
práctica de compactación.
43
Relleno
Precipitación, mm/a
% N2
1
3
571
571
Lixiviados
m 3/ha.d
31.3
4.4
4.9
0.4
3
501-729
25.0 - 48.2
4
662
58.2
5
632
32.3
6
565 - 655
39.2 - 42.0
7
636
19.9 - 21.4
(b) Relleno con producción de compost
8
716-935
3.9 - 21.3
9
-
28.9 31.8
(c) Compactación con compactadores
9
652
15.1
10
651-998
12.2 29.8
5.3 - 8.3
9.6
5.9
6.1 - 7.5
3.5 - 3.7
0.8 5.2
4.4 4.8
12
651-998
16.9 - 21.6
13
632
16.3 18.3
14
15
509
556-957
16.8
15.6 -19.6
16
770
3.3 - 7.2
17
-
22.0
2.7
3.2 8.1
3.0 5.9
2.8 5.2
2.3
2.6 5.1
0.7 1.1
3.8
18
-
38.0
6.7
Observaciones
Recubierto con material
aglomerante
Parcialmente
Recubierto y recultivado
En los tres últimos año, valores
altos
Recubierto y rlecultivado; en los
últimos 5 años, en aumento
Relleno muy joven
Ciclo de lixiviados (recubierto
con material aglomerante)
Ciclo de lixiviados
Tabla 7. Análisis de lixiviados, inventario de producción de compost y compactadores [37]
El gráfico 5 muestra la clasificación del manejo de lixiviados en cuanto al alcance de la
complejidad del proceso de tratamiento de los mismo, según información adaptada del
MAVDT, que reporta 38 instalaciones para tratamiento de lixiviados.
Com plejidad del m anejo de
lixiviados
Bajo; 3; 8%
Alto; 14; 37%
M edio; 10;
26%
M edio Alt o; 11; 29%
Gráfico 5. Alcance de la complejidad del manejo de lixiviados [26]
El gráfico 6 muestra el porcentaje de lixiviados que se somete a tratamiento, según
información adaptada del MAVDT. Para que la calidad de la información sea garantía de
44
la realidad, se estima conveniente una comprobación in situ de cada instalación, lo cual es
válido para los dos gráficos 5 y 6.
Tratamiento a lixiviados
Si; 19; 48%
No; 21; 52%
Gráfico 6. Tratamiento de lixiviados [37]
Una conceptualización adecuada sobre el manejo de los lixiviados, induce a insertar su
diseño de manera integral al mismo relleno sanitario, lo cual constituye un requerimiento
técnico para el manejo integral de los RSU. No puede concebirse el diseño de un relleno
sanitario sin un diseño exhaustivo del manejo de los lixiviados, ya que en la cadena de
una gestión integral de residuos sólidos, los lixiviados, como la generación de biogás y
demás emisiones, así como la idiosincrasia de los consumidores y la gestión de la
institución ambiental, son interactuantes durante las etapas de diseño, operación,
seguimiento y cierre de los rellenos.
Como información de referencia, el relleno de la reserva presenta esta composición de su
lixiviado: DBO 18,600, DQO 30,700, SST 680 ppm, alcalinidad 12,000 micro ohms, pH 8,
cloro 5,700 ppm, cromo trivalente 12 ppm, cromo hexavalente inexistente, fosfatos y
grasas dentro de los valores de la normatividad.
1.9.9. CO2 como subproducto del biogás
La figura 13 se tomó del método general de producción de CO2, a partir de gases de
combustión de hidrocarburos convencionales. Se sugiere su adaptación como propuesta
para producción de hielo seco a partir del biogás, lo cual necesita el diseño de ingeniería
de proceso como forma de identificar potencialidades y restricciones para la
implementación de esta idea de proyecto. Se prevé que para caso del biogás, es
necesario estudiar opciones para la separación del CO2, que puede requerir etapas de
enfriamiento, absorción con MEA/DEA, despojamiento, purificación, eliminación de trazas
de CH4 que permita el tratamiento final de licuefacción, solidificación y compactación del
CO2 sólido.
45
Diaflujo simplificado para obtención de CO2 sólido (hielo seco)
Adaptado de
The chemical processes industries,
Shreve
Mc Graw Hill, 1980
Edición
Ciro Serrano Camacho
Venteo de gases
exentos de CO2
Gases de
combustión
Vapor
de agua
CO2
Agua
Agua
Agua
Biogás
Lavado
Solvente
Turbina a
gas
Tratamiento
de aguas
Desechos sólidos
Absorción
Tratamiento
de aguas
Despojamiento
Vapor de aguaCalenttador Condensado
Desechos sólidos
4 etapas de compre
sión y enfriamiento
Tratamiento
para particulado
CO2 mas
solvente
Purificación
de CO2
Generador de vaor
CO2 líquido
Venteo gases
exentos de CO2
CO2 vapor
a reciclaje
Gases de
combustión
Pellets de CO2
Pellets de CO2
Intercambio
térmico
Prensado de
CO2 sólido
CO2
Almacenamiento
Expansión y separación
Solvente puro
Solvente
más CO2
Figura 13. Método de producción de CO2 . [32]
Para proyectos grandes con objetivos como inyección de metano procedente del biogás
para los gasoductos, es necesario separar no sólo el CO2 del biogás como se indicó en el
diaflujo de la figura anterior, sino también depurar el metano que se separó del biogás. La
normatividad sobre calidad está dada por la Resolución 71 de 1999 de la CREG.
1.9.10. Opción de refinación del biogás
La figura 14 que corresponde a un proceso complejo de separación de fracciones
condensables de gas natural, puede servir de referencia para la selección de opciones
tecnológicas disponibles para eliminar separar H2S mediante MEA-DEA para el
tratamiento de biogás. Según la caracterización típica del biogás, la opción de refinación
del biogás no incluiría la separación de fracciones livianas mediante condensación. En
todo caso el azufre sólido recuperado sí puede ser una alternativa de valorización como
materia prima para la fabricación de H2SO4.
46
Gas natural: separación y endulzamiento
Fuente
Hydrocarbon Processing
Edición
Ciro Serrano Camacho
Absorción de etano
con aceite, 1,160 psig
Desulfurado
Desulfurado
Desulfurado,
B. P.
DEA pobre
DEA pobre
Flasheo de
aceite rico
Gas
GLP
Separador
450 psig
DEA pobre
Calentamiento de
aceite rico, 120 psig
Deetanizador de
aceite rico, 380 psig
A b s o r c i ó n H 2 S
Horno de reacción
Biogás
Gas para inyección a 4,700 psig
Enfriador
de propano
DEA rica
Aceite
regenerado
Vapor de agua
1,200 psig
800 psig
Agua de
calderas
Estabilizador
separador de carga
Estabilizador
de condensados
310 psig
Condensados
Converftidor catalítico
de 5 etapas
Agua
Regenerador
de dea
Azufre
Fusión de
azufre
Incineración
Chimenea
Figura 14. Separación del gas natural [32]
1.9.11. Equivalencias volumétricas
El siguiente gráfico 7 se presenta como propuesta didáctica de referencia para “visualizar”
en orden de magnitud las unidades volumétricas.
Gráfico 7. Equivalencias de unidades volumétricas [32]
1.10. Protocolo de Kyoto
La problemática a nivel mundial de los GEI se consideró inicialmente en 1979 con el
establecimiento del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC).
Posteriormente, en la denominada Cumbre de Río -1992, se suscribió el Convención
Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático.
47
En la Conferencia de las Partes realizada en Marrakesh en 2001 (COP 7), con la
participación de 178 países, se definieron las reglas e instituciones que instrumentalizaron
el Protocolo. Una de las más importantes fue su ratificación por parte de los países
suscriptores. La vigencia del Protocolo de Kyoto requería el cumplimiento de dos
condiciones básicas: ser ratificado por el 55 % de los países suscriptores, y por el 55 %
de las emisiones en 1990. Con la ratificación de 2002 de la Unión Europea y Japón, se
contaba con 84 países y el 37.1 % de las emisiones. La Federación de Rusia y Canadá,
con porcentajes de emisiones del 17.4% y 3.3 %, respectivamente, anunciaban en la
“Cumbre de la Tierra de Johannesburgo“ su ratificación, con lo cual quedó abierto para el
inmediato futuro su puesta en vigencia, con un total de 86 países y el 57.8% de las
emisiones de 1990. Países como Estados Unidos de Norteamérica y Australia (que
constituyen un 36.1% de emisiones por reducir en el primer período de compromiso) no lo
ratificaron”
El 11 de diciembre de 1997 la CMNUCC promulgó el Protocolo de Kyoto, que es un
acuerdo internacional autónomo vinculado a esta Convención, que incluye nuevos
compromisos más enérgicos, puntuales y detallados para cada uno de los países que
forman parte de la Convención. El Protocolo de Kyoto entró en vigor internacionalmente el
16 de febrero de 2005, después que Rusia lo ratificara en diciembre de 2004. Colombia
había ratificado la Convención Marco mediante la ley 164 de 1994, y se acogió a él desde
el 20 de junio de 1995.
La celebración de este último evento marca el final de una de las más largas esperas por
la entrada en vigor de un instrumento internacional en materia ambiental, que definió las
metas y compromisos de reducción de GEI en un 5.2% en promedio, para una serie de
países denominados del Anexo-I, con respecto a los valores emitidos en 1990, durante el
período 2008-2012 (o primer período de cumplimiento), que equivalen a una reducción de
1,300 millones de t CO2 equivalente. [36]
1.10.1. Países del Anexo I del protocolo de Kyoto
Los países del Anexo I del Protocolo de Kyoto son Alemania, Australia, Austria, Bélgica,
Bulgaria, Canadá, Croacia, Dinamarca, Eslovaquia, Eslovenia, España, Estados Unidos
de Norteamérica, Federación de Rusia, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Irlanda,
Islandia, Italia, Japón, Latvia, Liechtenstein, Lituania, Luxemburgo, Mónaco, Noruega,
Nueva Zelanda, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido de Gran Bretaña e Irlanda
del Norte, República Checa, Rumania, Suecia, Suiza, y Ucrania. Las emisiones de GEI de
estos países ascendían en 1990 a aproximadamente 4,000 millones de t CO2 equivalente,
proyectadas a 5,000 millones de t CO2 equivalente en 2010.
1.10.2. Costo de reducción de emisiones
Los costos de reducción de emisiones en los países del Anexo I del Protocolo de Kyoto
son muy altos: en Estados Unidos, Japón, la Comunidad Económica Europea y Europa
Oriental, reportaron datos de US$ $186, US$582, US$274 y US$ $116 / t CO2
equivalente, respectivamente. Entonces, la COP 7 definió como alternativa para estos
países, fuera de negociar CER’s en casa o de implementar soluciones conjuntas, la
compra de reducciones de emisiones de GEI de países en vías de desarrollo; así se creó
48
la figura de los proyectos del MDL, cuyas características y reglamentación fueron
encargadas a una Junta Ejecutiva del Protocolo de Kyoto, para que definiera las reglas
del juego de este mercado internacional de transacciones de reducciones de emisiones
de GEI.
1.10.3. Artículo 12 del Protocolo de Kyoto
El propósito del mecanismo para un desarrollo limpio es ayudar a las Partes no
incluidas en el Anexo I a lograr un desarrollo sostenible y contribuir al objetivo último
de la Convención, así como ayudar a las Partes incluidas en el Anexo I a dar
cumplimiento a sus compromisos cuantificados de limitación y reducción de las
emisiones contraídos en virtud del artículo 3.
3. En el marco del mecanismo para un desarrollo limpio:
a)
Las Partes no incluidas en el Anexo I se beneficiarán de las actividades de
proyectos que tengan por resultado reducciones certificadas de las emisiones;
y
b)
Las Partes incluidas en el Anexo I podrán utilizar las reducciones certificadas
de emisiones resultantes de esas actividades de proyectos para contribuir al
cumplimiento de una parte de sus compromisos cuantificados de limitación y
reducción de las emisiones contraídos en virtud del artículo 3, conforme lo
determine la Conferencia de las Partes en calidad de reunión de las Partes en
el presente Protocolo.
4. El mecanismo para un desarrollo limpio estará sujeto a la autoridad y la dirección
de la Conferencia de las Partes en calidad de reunión de las Partes en el presente
Protocolo y a la supervisión de una junta ejecutiva del mecanismo para un desarrollo
limpio.
5. La reducción de emisiones resultante de cada actividad de proyecto deberá ser
certificada por las entidades operacionales que designe la Conferencia de las Partes
en calidad de reunión de las Partes en el presente Protocolo sobre la base de:
a)
La participación voluntaria acordada por cada Parte participante;
b)
Unos beneficios reales, mensurables y a largo plazo en relación con la
mitigación del cambio climático; y
c)
Reducciones de las emisiones que sean adicionales a las que se producirían
en ausencia de la actividad de proyecto certificada.
6. El mecanismo para un desarrollo limpio ayudará según sea necesario a organizar
la financiación de actividades de proyectos certificadas.
7. La Conferencia de las Partes en calidad de reunión de las Partes
Protocolo, en su primer período de sesiones deberá establecer las
procedimientos que permitan asegurar la transparencia, la eficiencia y
cuentas por medio de una auditoría y la verificación independiente de
de proyectos.
en el presente
modalidades y
la rendición de
las actividades
8. La Conferencia de las Partes en calidad de reunión de las Partes en el presente
Protocolo se asegurará de que una parte de los fondos procedentes de las actividades
de proyectos certificados, se utilice para cubrir los gastos administrativos y ayudar a
49
las Partes, que son países en desarrollo particularmente vulnerables a los efectos
adversos del cambio climático, a hacer frente a los costos de la adaptación.
9. Podrán participar en el mecanismo para un desarrollo limpio, en particular en las
actividades mencionadas en el inciso a) del párrafo 3 supra y en la adquisición de
unidades certificadas de reducción de emisiones, entidades privadas o públicas, y esa
participación quedará sujeta a las directrices que imparta la junta ejecutiva del
mecanismo para un desarrollo limpio.
10. Las reducciones certificadas de emisiones que se obtengan en el período
comprendido entre el año 2000 y el comienzo del primer período de compromiso
podrán utilizarse para contribuir al cumplimiento en el primer período de compromiso.
1.10.4. Ejemplos en Colombia de proyectos MDL
Históricamente, como proyectos demostrativos existen ocho ejemplos en diversas etapas
de estudio o implementación, que suman un potencial de reducción de 427,832 t CO2
equivalente / año.
1. Mejoramiento de la eficiencia energética en la producción de panela, con reducción
estimada de 276,706 t de CO2 equivalente/año.
2. Sistema de cogeneración en la industria textil, con reducción estimada de 9,398 t CO2
equivalente/año.
3. Producción de agua potable con energía eólica en el archipiélago de San Andrés, con
reducción estimada de 4,963 t CO2 equivalente/año.
4. Mejoramiento de la eficiencia energética en la producción de coque, con reducción
estimada de 64,883 t CO2 equivalente/año.
5. Generación de electricidad a partir de biogás en Tumaco, con reducción estimada de
5.365 t CO2 equivalente/año.
6. Generación de electricidad a partir de biogás en el relleno sanitario de Pirgua (Tunja),
con generación de 1.5 GWh, y reducción estimada de 11,000 t CO2 equivalente/año.
7. Iluminación doméstica eficiente en Villavicencio, con reducción estimada de 900 t CO2
equivalente/año.
8. Mejoramiento de la eficiencia energética en la producción de ladrillo, con reducción
estimada de 54’339,365 t de CO2 equivalente/año.
En 2005 los proyectos PGIRS y relacionados con la actividad de recolección y
quema/valorización energética del biogás de rellenos sanitarios adquirió una dinámica
significativa, promocionada por la Oficina de Mitigación de Cambio Climático del MAVDT;
pero el proyecto de Doña Juana lo lidera la UESP, y se espera que para éste, en marzo
de 2006 se publique la convocatoria internacional para la estructuración del respectivo
proyecto MDL. Ambas entidades promocionan la inversión del sector privado.
50
1.10.5. Estrategia nacional para la utilización del MDL
Durante el último quinquenio, las gestiones desarrolladas han generado esta estrategia y
otros proyectos como los que se enuncian a continuación. Los proyectos MDL tienen
como punto focal en Colombia el MAVDT con su oficina para la Mitigación del Cambio
Climático, la que ha definido acciones como:
™ Reglamentar la presentación de los proyectos.
™ Crear el Comité Interinstitucional que avala proyectos colombianos según
lineamientos específicos.
™ Mantener una agenda conjunta con la UPME para el desarrollo de proyectos MDL
en el sector energético.
Por otra parte, la UPME ha estudiado los proyectos sobre:
™ Pequeñas centrales de generación con recursos renovables conectados a la red (<
15 MW), proyecto Agua Fresca, 7.5 MW.
™ Biodiesel para generación en zonas aisladas, proyecto Leticia.
™ Sistemas de transporte masivo, Cali.
™ Modernización de Industrias con consumo energético intensivo, Acerías Paz del
Río.
En general, la secuencia para la estructuración de los proyectos puede establecerse de la
siguiente forma:
Realizar los análisis e investigación y estudio para cualificar y cuantificar el potencial de
generación de biogás y su posible uso para estructurar un proyecto MDL o de generación
eléctrica, y preferiblemente para autogeneración.
Efectuar las pruebas de producción mediante la perforación de pozos, adecuar la
instalación de tuberías a un cabezal principal que transporte el gas hacia el equipo
quemador y analizador, instalado en la parte baja del relleno.
Para viabilizar financieramente este tipo de proyectos, eventualmente pueden existir
subsidios según el contexto de cada; ejemplo, la regulación puede obligar a las empresas
generadoras y transportadores de energía a adquirir esta energía “limpia“ a precios por
encima del mercado, lo cual en Colombia está lejos de pensarse. Hay entidades como el
Global Environmental Facility (GEF), manejado por el Banco Mundial, que
excepcionalmente atiende solicitudes de subsidios de los países en vía de desarrollo,
para la inversión inicial de los proyectos, como fue el caso de Olavarría, Argentina, lo que
implica trámites largos y difíciles.
La figura 15 presenta las diferentes etapas y los tiempos que usualmente se requieren
para la implementación de un proyecto MDL, desde el planteamiento de la idea del
proyecto hasta el seguimiento y la verificación de los resultados.
51
Preparación y revisión del
Proyecto
Terminación del
Proyecto
Estudio de Línea Base y
Plan de Monitoreo (MP)
s
M
ás
es
2 mes
Verificación Periódica
& certificación
de
21
añ
os
3m
ese
Proceso de
Validación
1-3
s
2m
es
es
año
3 meses
Construcción e inicio
Negociación de
Acuerdos del Proyecto
Figura 15. Etapas y tiempos usuales estimados para las etapas de propuesta e
implementación de un proyecto MDL. [36]
La dinámica que ha generado la propuesta de proyectos MDL del Protocolo de Kyoto, con
relación a la demanda mundial por países de CERs, se muestra en el gráfico 8.
Demandantes de CER, 2004-2004
Gráfico 8. Demanda mundial de CER por países [36]
Como información complementaria, el gráfico 8 muestra la distribución del portafolio
global de CERs de proyectos MDL, lo cual es un referente útil que puede inducir a estimar
el potencial de demanda de CERs para proyectos de biogás de rellenos sanitarios.
52
Portafolio Global MDL 2004
Distribución por Generación de CER
Middle East
0%
Latin America
35%
Africa
8%
Other Asia
25%
China
12%
India (F-gas
projects)
12%
India (Other
projects)
8%
Gráfico 9. Portafolio de generación de CERs [36]
El mercado y la decisión política continúan siendo decisorios en cuanto a los cambios de
la distribución global del desarrollo de proyectos MDL. El gráfico 10 muestra los ajustes
porcentuales en períodos de tiempo tan cortos como dos años; en este caso el
incremento muy significativo de proyectos en Asia, a expensa de la reducción porcentual
en otras ubicaciones geográficas como América Latina, OECD y países con economía en
transición.
Gráfico 10. Ubicación de los proyectos MDL [36]
Como información adicional, el gráfico 11 muestra el mismo portafolio global de este tipo
de proyectos CERs, ahora en función de los diversos sectores productivos. Como el
gráfico no hace la suficiente diferenciación, sólo puede afirmarse que entre los proyectos
relacionados con “otros proyectos de reducción de CH4”, que tienen una participación de
20%, están los de captación de biogás de rellenos sanitarios.
53
Portafolio Global MDL por Sector/ Tipo de Proyecto
Proporción de CERs
Cement Other
3%
6%
Waste
0%
Elec. Gen.
(biomass, bagasse)
(Avoided) fuel
switch
20%
4%
F-gas
decomposition
17%
Elec. Gen (hydro)
13%
Other CH4
Elec. Gen (other
reduction
renewables)
15%
12%
Heating & energy
LFG
8%
Gráfico 11. Portafolio global MDL por sector [36]
efficiency
2%
Finalmente, el gráfico 12 muestra que entre las emisiones globales en 2000 de CO2
equivalente correspondiente a los GEI, el CH4. participa con 16%; y parte de este CH4
proviene del biogás de los rellenos sanitarios.
Gráfico 12. Emisiones de CO2 equivalente de los GEI.
1.11. Modelos predictivos
Se complementa la descripción de los dos modelos considerados y se compara los
resultados de la aplicación del modelo mexicano con los reportados por los diseñadores
del relleno sanitario de Olavarría, Argentina.
54
1.11.1. Modelo mexicano
Término
Definición
Eficiencia del sistema
de recolección
Cobertura del
sistema de
recolección de biogás
del relleno
Porcentaje de la generación del biogás que se estima que puede
ser recuperado por el sistema de recolección.
Porcentaje estimado de la masa de residuos en el relleno sanitario
que está bajo la influencia de los pozos de extracción de biogás. La
cobertura del sistema describe la fracción de gas recuperable y
puede alcanzar 90% si se cuenta con un sistema de recolección
excelente (al contrario de la eficiencia del sistema de recolección
que siempre esta por debajo del 90%).
Capacidad del relleno Cantidad total de residuos que pueden depositarse en el relleno
sanitario
sanitario.
Biogás
Producto de la degradación de los residuos depositados en el
relleno sanitario, que consiste principalmente de metano y dióxido
de carbono, con cantidades muy pequeñas de otros compuestos
orgánicos y contaminantes atmosféricos.
Índice de generación
Constante que determina el índice de generación de biogás
de metano, k
estimado. El modelo de degradación de primer orden asume que los
valores de k antes y después de la generación máxima de biogás
son iguales. El valor de k esta en función del contenido de humedad
y la disponibilidad de nutrientes, pH y temperatura.
Generación potencial Constante del modelo que representa la capacidad potencial para
generar metano del relleno sanitario. Lo depende de la cantidad de
de metano, Lo
celulosa disponible en los residuos.
Año de clausura
El año que el relleno sanitario espera terminar las actividades de
disposición.
Manual de Usuario, Modelo Mexicano de Biogás, México 2003, Sedesol, Conae.Las definiciones son iguales para todos los modelos, a menos que adicione cualquier
término particular a un modelo.
Tabla 8. Definición de términos del modelo mexicano [21]
El método utiliza una ecuación de degradación de primer orden que asume que la
generación de biogás llega a su máximo después de un periodo de tiempo ubicado antes
de la generación de metano, y que este período es de es de un año, contado desde la
colocación de los residuos hasta la generación de biogás; además, que por cada unidad
de residuos, después de un año de disposición de los RSU, la generación disminuye
exponencialmente mientras se consume la fracción orgánica de los residuos.
Para sitios donde se conocen los índices de disposición año a año, el modelo estima la
generación de biogás en un año dado, usando la siguiente ecuación publicada en el
Código 40 de Leyes Federales de los Estados Unidos, Parte 60, Sección WWW (40 CFR
60. Subpart WWW):
n
QM = ∑ 2 k Lo Mi (e-kti)
i=1
n
55
Donde:
∑ = La suma desde el año de apretura +1 (i=1) hasta el año de proyección (n);
i=1
3
QM = Generación máxima de biogás (m /año);
k = Índice de generación de metano (1/año);
Lo = Generación potencial de metano (m3/Mg);
Mi = Masa de residuos sólidos dispuestos en el año i (Mg);
ti = Edad de los residuos dispuestos en el año i (años).
La ecuación anterior estima la generación de biogás usando cantidades de residuos
dispuestos acumulados durante un año. La proyección para los demás años se desarrolla
variando la proyección anual y luego iterando la ecuación. El año de generación máxima
normalmente ocurre durante el año de clausura o el año siguiente (dependiendo del índice
de disposición en los años finales).
Con la excepción de los valores de k y Lo, el modelo mexicano de biogás requiere datos
específicos del relleno en cuestión para producir las proyecciones de generación.
El modelo provee los valores de k y Lo. Los valores se calculan con base en la información
recolectada de rellenos sanitarios representativos en México y la relación entre los valores
de k y Lo observados en rellenos sanitarios de los Estados Unidos. Los valores de k y Lo
varían según la precipitación anual y se pueden usar para estimar proyecciones de
generación de biogás en rellenos sanitarios localizados en regiones diferentes de México.
La EPA reconoce que es difícil modelar la generación y recuperación de biogás en forma
exacta debido a las limitaciones en la información disponible para alimentar el modelo. Sin
embargo, con la construcción y operación de nuevos rellenos sanitarios, la disponibilidad
de nueva información hará posible la calibración del modelo y el desarrollo de mejores
valores de k y Lo.
1.11.1.1. Consideraciones de ajustes para k y Lo
La utilización del modelo EPA está muy generalizada en todo el mundo. Sin embargo, es
necesario verificar la predicción de generación al variar los valores k y Lo, que equivale a
un ejercicio de contextualización sobre cómo inciden en la predicción de la generación de
biogás la caracterización de las condiciones locales climatológicas y de caracterización de
los RSU.
1.11.1.2. Datos requeridos
El modelo mexicano de biogás, está representado por la ecuación siguiente.
Q = 2kLoM(e-kt)
Donde:
Q es la generación de biogás, en m3/año
k es el índice de generación de metano, en (1/año)
Lo es la generación potencial de metano, en m3/t
M es la masa de residuos sólidos en t, y
t es la edad de los residuos dispuestos en el año (años)
56
1.11.1.3. Desarrollo del valor de L0
La directriz indicativa para este ajuste, sugerida por Sedesol (México), con la asesoría de
la EPA, es tomar el valor estimado para Lo por la EPA, de 100 m3/t, que es el referente
que se utiliza en Estados Unidos para sus RSU. Para obtener el valor Lo de otro contexto
diferente a Estados Unidos, México para este caso, se hace el ajuste tomando en cuenta
la diferencia entre el contenido orgánico y el contenido de humedad del RSU en cuestión,
con los valores de referencia de Estados Unidos.
Paso 1
Ajuste por diferencia entre el porcentaje orgánico de residuos dispuestos en el relleno
sanitario entre los dos sitios: En Estados Unidos es de 68% y en México de 73%. En
atención a esta relación, el Lo de México debe aumentarse 7% -para alcanzar 73%- y
también el valor de Lo -de 100 a 107 m3/t-. Los pasos siguientes hacen el ajuste a este
último valor, según las consideraciones de los pasos 2 y 3 siguientes, que se pueden
aplicar para estimar otros rellenos diferentes a los de México.
Paso 2
Ajuste a Lo por diferencia entre el contenido de humedad -el agua es inerte.- En Estados
Unidos la humedad de los RSU es 20% y en México es de 37%; entonces Lo debe
corregirse por la relación 20%/37%, para obtener Lo de 84 m3/t para México, que se logra
para rellenos con una humedad adecuada.
Paso 3
Ajuste a Lo por diferencia los datos de pluviosidad.- Según datos de la EPA, el valor de Lo
no se alcanza en sitios donde la precipitación es menor a 400 - 500 mm/año, y además, la
disminución del valor de Lo está cerca de 1 m3/t por cada mm de disminución de la
pluviosidad.
Cuando se utiliza la disminución estimada de Lo en Estados Unidos para establecer la
relación de pluviosidad sobre el Lo de México, reportan:
Precipitación anual, en mm/año
Lo en m3/t
0 - 249
60
250 - 499
80
Por lo menos 500
84
Tabla 9. Precipitación anual y valores de Lo.- [27]
57
1.11.1.4. Desarrollo del valor de k
El valor de k también varía con la precipitación -o pluviosidad- y la composición de los
residuos, pero de manera diferente a Lo. Para Lo se puede aplicar la metodología descrita
en las consideraciones anteriores, y es aplicable a cualquier relleno sanitario. Pero para k,
Sedesol de México ha desarrollado la metodología que se presenta a continuación, que
necesita tomar experiencias de rellenos sanitarios en operación, así:
Con relación a la pluviosidad, k se incrementa con valores mayores de 400 - 500 mm/año,
y se estima que k sólo alcanza el máximo en condiciones muy húmedas. Con relación a la
caracterización de los residuos, no existe una relación lineal con respecto al contenido
orgánico (seco). Para obtener los índices de degradación total, se necesita evaluar el
impacto de la mezcla de las diferentes fracciones de los residuos orgánicos (degradación
rápida, media y lenta). En consecuencia, a diferencia de Lo, el valor de k para este
ejemplo mexicano, no se puede estimar con una simple comparación de los residuos de
Estados Unidos, sino que se necesita calibrar el modelo utilizando datos de operación
reales de recuperación de biogás de rellenos sanitarios similares que estén en operación.
Para este caso, la experiencia que reporta México, es que se simuló el modelo usando el
valor Lo de 84 m3/t, y se ajustó el valor de k hasta que la recuperación proyectada de
biogás fuera igual a la recuperación real de operación del relleno testigo: los valores que
reportan son 0.072/año para el relleno A -con pluviosidad de 605 mm/año- y 0.059 m3/t
para el relleno B -con pluviosidad de 705 mm/año-, lo cual dio base para asignar un valor
de 0.0655 para valores de precipitación entre 500 y 999 mm/año.
Los ensayos para otros rangos de pluviosidad, dieron como resultados para k, valores de
0.04 para pluviosidad de 0 - 249 mm/año; 0.05 para 250 mm/año - 499 mm/año, y 0.08
para por lo menos de 1000 mm/año, según se muestra en la tabla 10.
Valores de k y Lo
Precipitación, mm/año
K, año-1
Lo, m3/t
Lo, ft3/t
0 - 249
0.040
60
1920
50 - 499
0.050
80
2560
500 - 999
0.065
84
2690
999 - 1999
0.080
84
2690
>2000
0.080
84
2690
Tomado de Sedesol, México, 2004
Tabla 10. Resumen de valores Lo y k [27]
58
1.11.1.5. Aplicación del modelo
El modelo requiere de la alimentación de i) año de apertura del relleno sanitario, ii)
disposición anual, valor que debe reajustarse cuando los residuos atípicos son
significativos, iii) precipitación anual. Cuando se alimenta este valor, el modelo mexicano
establece automáticamente los valores de k y Lo, mediante la utilización de las relaciones
que se mencionaron anteriormente.
1.11.1.6. Eficiencia del sistema de recolección
La EPA estima que sitios que los rellenos sanitarios con sistemas bien diseñados, pueden
alcanzar una eficiencia de recolección promedio de 75%. En Colombia se estima que la
eficiencia de esta recolección sea entre 50% y 60%. Para las simulaciones que se
hicieron en este documento, se asumió 50%.
1.11.2. Modelo Scholl Canyon
Es un modelo de degradación de primer orden. Asume que se llega al máximo de la
producción después de la fase inicial de estabilización, mientras se equilibran las
condiciones anaerobias y las poblaciones de microorganismos dentro del relleno sanitario.
Después la tasa de producción de biogás decrece debido a la disminución de la fracción
orgánica de los residuos en el relleno sanitario. Está descrito por la ecuación:
−
dL
= kL
dt
Donde:
t = tiempo (años)
L = Volumen de metano que queda por producir después del tiempo t (m3/t RSU/año)
k = Constante de producción de biogás (años-1)
La velocidad de producción de biogás está definida por:
dG
− dL
=
= kL = kL o e − kt
dt
dt
Lo = Volumen total máximo a ser producido (m3/t RSU/año)
G = Volumen de metano producido después de un tiempo t (m3/t RSU - año)
1.11.2.1. Descomposición de la materia orgánica
Las reacciones bioquímicas de transformación de la sustancia orgánica en biogás son
complejas. McCarty ha propuesto una de tipo empírico:
59
C99H149O59N + xH2O
y*CH4 + z*CO2 + w*C5H7NO2 + k*NH4+ + n*HCO3+
La cadena de descomposición, consta de secuencias como las siguientes:
Carbohidratos, que se descomponen progresivamente en azúcares simples,
ácidos volátiles y alcoholes.
Grasas, que lo hacen a glicerina y ácidos grasos, ácidos volátiles, metano y
bióxido de carbono.
1.11.3. Referencia sobre parámetros utilizados por USEPA para un estudio de caso
Para estimar la generación de biogás, USEPA asesoró a la empresa mexicana
Simeprodeso sobre los parámetros k y Lo y demás asociados con la estimación de la
generación de biogás. Simeprodeso sobre los parámetros k y Lo y demás asociados con
la estimación de la generación de biogás. Los valores utilizados se muestran en la tabla
11.
Parámetros de diseño para la estimación de producción biogás
(SIMEPRODESO)
Parámetros
Valor
Bases
k
Lo
Área de las celdas
0.666/año
Obtenido mediante pruebas de bombeo “in situ”
95.4 m3/Mg Ajustes del valor EPA, según el contexto local
44 ha
Profundidad de celdas
22 m
Densidad de RSU
0.71 Mg/m3
Tiempo de disposición de
5 años
RSU (año 2000)
promedio
Concentración de
50%
metano en biogás
Radio de influencia de
38 m
los pozos
Flujo de biogás
1.7360
m3/min
Simeprodeso
Simeprodeso
Valoración típica
Simeprodeso
Valoración típica comprobada “in situ”
Simeprodeso
Tabla 11. Parámetros utilizados por USEPA [5]
1.11.4. Modelo EPA v.302 de 2005
El ajuste del modelo EPA es un ejercicio que debe soportarse en la práctica
experimentalmente, y necesita la caracterización desagregada de los RSU, tal como el
SWANA, para precisar su humedad y el porcentaje de sus diferentes fracciones, con base
60
en los criterios de: i) degradación rápida, como restos de comida, residuos verdes,
animales muertos y lodos; ii) degradación medina, como papel; iii) degradación baja,
como madera y textiles, además de iv) material inorgánico no biodegradable, como vidrio,
metales y escombros.
La versión v.302, a diferencia del anterior v.301, no permite alimentar valores de k y Lo;
sin embargo, con este modelo se hizo la simulación con los mismos valores K y Lo que
para Scholl Canyon y se obtuvo el resultado que dio base para descartarlo: sus
pronósticos son acordes con la caracterización de los RSU de Estados Unidos. Pero se
espera que EPA flexibilice la entrada de estos dos parámetros para que nuevamente se
constituya en un referente válido. Sin embargo, el listado de COV que produce este
modelo, se tomó como un primer intento cualitativo para la predicción de la
caracterización del biogás generado, para compuestos diferentes a CO2 más CH4.
1.12. Generación de energía eléctrica
Para el aprovechamiento del biogás en la generación de energía eléctrica se utilizan las
siguientes tecnologías básicas que se muestran en las siguientes figuras.
Para utilizar el biogás en los motores de combustión interna especialmente adecuados
para su combustión, la adecuación del biogás consistente en su deshidratación y
remoción de particulado. En algunos casos se requiere una compresión previa del gas
para obtener el máximo rendimiento de los motores. La energía mecánica producida por
los motores se convierte en energía eléctrica en un generador tradicional. Se pueden
requerir de algunos sistemas de control y algunos tratamientos adicionales, según sea la
caracterizaicón del biogás, ejemplo, para eliminar la presencia de compuestos tóxicos o
lesivos para la operación de los motores y para la salud humana, entre otros. La figura 16
es un esquema de los motores de combustión interna.
Figura 16. Motores de combustión Interna
En cuanto a las turbinas de vapor para el aprovechamiento de la energía térmica del
biogás, este proceso presenta mayor eficiencia que la combustión en motores de
combustión interna. El sistema es bastante tolerante en cuanto a la composición del
biogás y presencia de impurezas, con requerimientos moderados de mantenimiento y
bajos costos de operación. Ver figura 17 del esquema de una turbina de vapor.
61
Figura 17. Turbina de vapor
En las turbinas a gas, la combustión se realiza dentro estos equipos, que tienen
características casi idénticas a las utilizadas en aviación y progresivamente ganan más
aceptación para uso del biogás. Una variante del sistema de turbinas a gas es el llamado
“ciclo combinado”, que consiste en la instalación de una unidad adicional de generación,
que mediante una turbina de vapor que aprovecha el calor que desprende la turbina a gas
en la generación primaria. Se utiliza para incrementar la eficiencia de generación del
sistema.
La siguiente figura esquematiza una turbina a gas.
Figura 18. Turbinas a gas
Después de la generación, el sistema de transformación y distribución de la energía
eléctrica generada, siguen el diseño asociado con la aplicación de los criterios estándares
para el transporte y alimentación a la red o para uso en el entorno del relleno sanitario. La
figura 19 esquematiza uno de los componentes de la cadena, la subestación eléctrica
asociada con los proyectos de generación y transmisión/distribución de energía eléctrica
generada mediante la utilización del biogás.
62
Figura 19. Subestación eléctrica [27]
1.13. Ejemplos de rellenos sanitarios
1.13.1. Relleno Sanitario Puente Hills en Los Angeles- California (USA)
El relleno sanitario Puente Hills, ubicado sobre una extensión 550 ha en Wittier-Condado
de los Angeles- USA, recibe en promedio 9,000 t/día de residuos. El sistema de
recolección de gas que capta 27,000 p3 /min de biogás, de los cuales 32,000 p3 /día se
utilizan para generar 50 MW mediante el sistema de calderas y turbinas, 1,500 p3 /día para
generar 2.8 MW en una turbina a gas, y 200 p3 /día se envían a un colegio cercano para
alimentar una caldera.
Este relleno empezó a funcionar en 1957 y su vida útil concluyó en 2003. En 1998 habían
recibido aproximadamente 63 Mt de RSU, y su instalación principal de generación de
energía de 50 MW opera desde 1986.
1.13.2. Relleno sanitario Salinas Victoria, México
Opera cerca del área metropolitana de Monterrey (México), el cual inició sus operaciones
en septiembre de 1990 y actualmente está operando. En un área de 44 ha, se dispusieron
aproximadamente 7 Mt, área que actualmente esta clausurada. Se estima que esta zona,
sin tener en cuenta futuras expansiones u otras zonas en desarrollo, producirá suficiente
metano para generar 700 GWh de energía eléctrica durante toda la vida del proyecto;
para ello se instalarán equipos que permitan tener inicialmente una capacidad total
instalada de 7MW y asegurar una capacidad de operación de 6MW.
1.13.3. Relleno sanitario Pozo La Feria, Chile
En el relleno sanitario Pozo La Feria, localizado en Santiago de Chile, se explota
comercialmente el biogás desde julio de 1982, el cual es suministrado a la empresa
Gasvalpo S.A., empresa de producción y distribución de gas natural.
En el relleno de Rancagua de Santiago de Chile, el biogás se utiliza en forma directa
como energía térmica, mediante quemadores adecuados, para el calentamiento de
hornos para producir ladrillos, cerámica, refractarios y cal.
De esta misma forma, en la actualidad se explota el biogás del relleno sanitario El Molle
de Valparaíso, el que luego de su extracción y secado, es conducido hasta la planta de
gas de la empresa Gasvalpo S.A, la cual lo incorpora a su red de distribución de gas
natural.
1.13.4. Relleno Sanitario de Tilburg, Holanda
En Tilburg, la firma Samenwerkingsverband Midden Brabant opera una planta diseñada
para tratar un volumen de 1,300 m3/hr de biogás, que equivale a una producción de 1,100
m3/hr de sustituto de gas natural (SNG). El proceso se realiza en tres etapas: (i) pretratamiento del biogás, (ii) separación del CO2 y metano, y (iii) post-tratamiento del gas
63
producido. Una vez purificado, se bombea mediante un gasoducto a la red domiciliaria de
gas.
En 1994, el relleno sanitario produjo cerca de 9 Mm3 de biogás, de los cuales se
aprovecharon 7 Mm3. En otros años, se ha llegado a 12 Mm3 y una utilización de 9 M, con
una producción de 4.5 Mm3 de gas natural sustituto.
1.13.5. Relleno Sanitario de Wijster, Holanda
Este relleno sanitario produce biogás a una rata aproximada de 4,500 m3/h. Se procesan
sólo unos 1,150 m3/hr para producir 600 m3/hr de gas natural sustituto. Tras una
compresión a 7 atmósferas de presión, se remueve el H2S, amoníaco (NH3) y los CFC’s
en adsorción con carbón activado.
El relleno genera aproximadamente 30 millones de metros cúbicos de biogás por año, de
los cuales 9 Mm3 son aprovechados para producir un volumen de 4.5 Mm3 de gas natural
sustituto que son conducidos a la red domiciliaria local. Por otra parte, toda la energía
consumida por la planta de limpieza del biogás, se produce mediante motores
alimentados por gas sin tratar. Los excedentes se queman.
1.13.6. Relleno Sanitario Pinto y Valdemingomez- España
Las instalaciones de Pinto (Madrid) tendrán una potencia de 15.28 MW y producirá unos
123,160 MWh al año. Tratará 140,000 t/año de residuos urbanos y 20,000 t de compost;
el peso para disposición final se reducirá a 42% del recolectado
Valdemingómez opera desde 1978 en Madrid, y ha acumulado 21 Mt durante 23 años, se
clausuró en 2000. Tendrá una inversión de 75 M de euros, 280 pozos, 43 km de tuberías.
El primer paso para desgasificar el vertedero ha sido sellarlo, recubriéndolo con capas de
distintos materiales como polietileno y capas geotextiles para atrapar el biogás y evitar
que se libere en la atmósfera.
Se prevé que la desgasificación permitirá captar un caudal máximo de 9,000 m3 de
biogás/hora, para aprovechar 536 Mm3 de biogás.
El metano purificado de oxígeno y ácido sulfhídrico alimentará ocho generadores
Jenbacher, con una potencia unitaria de 2.1 MW. Tiene una caldera de recuperación de
1.0 MW que aprovecha los gases de escape. La potencia instalada total es de 18 MW,
que producen 1.145 GWh desde 2002 hasta 2019, cuando se agote el biogás. La planta
alcanzó su máxima producción durante 2003: 140 GWh, que es lo que consume Madrid
en alumbrado público durante un año.
1.14. Consideraciones complementarias
La captación de biogás está condicionada por un buen diseño de los rellenos sanitarios,
diseño que debe soportarse en componentes asociados con los entornos:
64
i) sociopolítico, económico y financiero, ii) legal y regulatorio, iii) de experiencias
regionales, iv) de oferta de la canasta energética, v) de oportunidades de demanda de
proyectos MDL, vi) de hábitos de consumo y percepción comunitaria sobre criterios de
desarrollo sostenible, vii) de tareas participativas y apertura a discusiones abiertas con
objetivos de búsqueda de consenso y beneficio social, equitativo e integral, ya que son
proyectos con un alto contenido de resistencia y rechazo por sectores de la sociedad,
pero a la vez, necesarios, viii) de la necesidad de un cambio de múltiples paradigmas que
debe apuntar a replantear el comportamiento social, actualmente insostenible, por
propuestas mejor articuladas con los postulados del desarrollo integral sostenible aplicado
al manejo de los RSU.
En este orden de ideas, el planteamiento, desarrollo e implementación de los proyectos
de recolección de biogás de RSU, implica un desarrollo tecnológico importante y la
apropiación de conocimientos y estrategias complementarias al criterio de manejo integral
del manejo de los RSU. Es así como la ingeniería de proceso aplicada a estas iniciativas
debe abordar el análisis de opciones como valorización energética, producción de
compost, uso racional y eficiente de la energía, y cultura y participación comunitaria, entre
otras consideraciones, todo lo cual constituye un aporte al conocimiento general y al
planteamiento de soluciones técnicas y sociales sostenibles.
Un aporte valioso de la recolección y uso de biogás de rellenos sanitarios, está asociado
con el potencial de su estructuración como proyectos MDL, lo cual es una expectativa que
amerita el análisis puntual para cada estudio de caso, ya que su implementación puede
apoyarse y proyectarse como un aporte significativo para la mitigación del cambio
climático y, en general, al criterio de desarrollo sostenible integral, dentro del marco del
Protocolo de Kyoto.
1.14.1. Estimación de generación de biogás
1.14.1.1. Soporte de validación (Caso de estudio del relleno sanitario de Olavarría,
Argentina)
El gráfico 13 compara el estudio de caso de Olavarría, reportado por los diseñadores, con
el resultado que se obtuvo al aplicar la simulación con el modelo mexicano.
R e lle n o s a n it a r io O la v a r r ía , A r g e n t in a , u tiliz a n d o k = 0 .0 9 9 , L o = 1 0 4
A - R e p o r ta d o p o r e l d is e ñ a d o r, s e g ú n
p r e d i c c ió n m o d e lo S c h o ll C a n y o n
R e ll e n o s a n i t a r i o d e O l a v a r r í a , A r g e n t in a , p r e d i c c ió n
m o d e lo m e x ic a n o , L o = 1 0 4 , k = 0 .0 9 9
t C O 2 equiv alent
2 50 0 0
2 00 0 0
B - P r e d i c c i ó n u t iliz a n d o m o d e lo
m e x ic a n o
15 0 0 0
10 0 0 0
50 0 0
0
1
4
7
1 0
1 3
16
1 9
2 2
25
2 8
3 1
3 4
A ñ o s d e s e g u i m i e n to
Gráfico 13. Relleno sanitario Olavarría [27]
65
3 7
4 0
4 3
46
4 9
5 2
1.15. Generación per cápita y producción de RSU
Se aporta la información sobre producción promedio nacional por departamentos y por
capitales, así como la escasa información sobre la caracterización por capitales y por
departamentos.
Adicionalmente se presenta la información sobre la población por departamentos y por
capitales. En línea con el objetivo de la estimación del biogás generado que es
recuperable, la información sobre capitales de departamentos es más confiable, dado que
es sensato atribuir una mayor confiabilidad al ordenamiento de la gestión, que incluye la
cuantificación de los RSU, los datos poblacionales y la caracterización de los residuos.
Sin embargo, la información departamental, da un horizonte de lo que en el mediano y
largo plazos sería fuente de biogás.
El soporte para la estimación de la producción de RSU y de biogás, lo aportan los
recursos de información secundaria -generalmente complementaria- suministrada por
entidades gubernamentales, que permiten hacer cruces y ejercicios de comprobación de
los resultados de la estimación. Estos recursos sirvieron para adaptar en gráficos y
tabulados la información base para las estimaciones requeridas.
Para octubre de 2005, entre las opciones de información en Colombia, se tiene la
producción per cápita, PPC, población, producción de RSU por ciudades, distribución
geográfica y estratos sociales, entre otras, y como ejemplos de la adaptación de las cifras
de esta gestión, esta información se ha formateado en gráficos y tablas, que sirvieron
para confrontar y alinear resultados que sirvieran como insumo el logro de los objetivos de
esta tesis. De lo anterior se obtuvo:
A.- El gráfico 14 muestra la PPC de RSU, que está en el orden de 0.5-0.8 kg/hab.día.
Producción pe r cápita -ppc- de RSU por de partame nto
1.60
1.42
1.40
1.20
1.01
kg/hab.día
1.00
0.86
0.82 0.85
0.80
0.60
0.61
0.56
0.49
0.45
0.62
0.57
0.66
0.75
0.71
0.65
0.65
0.560.55 0.57
0.54
0.52
0.48
0.50
0.54
0.49
0.540.57
0.40
0.20
0.00
Gráfico 14. Generación per cápita de RSU por departamento [26, 37]
66
0.580.59
0.50
0.55
Como referente, el gráfico 15 presenta la PPC de RSU en varios países.
Producción per cápita -ppc- de RSU de una muestra de países
2.5
1.28
1.12
0.98
0.85
0.92
0.9
Portugal
1
0.98
Polonia
1.5
México
kg/hab-día
2
1.8
2
0.5
Japón
Francia
U.S.A.
España
Alemania
Canadá
0
Gráfico 15. Generación de RSU per cápita de una muestra de países [28]
B.- El gráfico 16 muestra la generación de RSU por departamento, en t/día, cuya
sumatoria es una primera aproximación para el estimado nacional de RSU.
Generación de RSU por departamento
7000
6048
6000
t/día
5000
3643
4000
3000
2340
2000
1091
698
1000
26
0
97
376 436
464
139 134 282 148 93
10
210
17
350 463 294 392
613
71 236
805
507
61
322 491
6
Gráfico 16. Generación de RSU por departamento [26, 37]
C.- El gráfico 17 también presenta la producción de RSU en t/día para cada departamento
y ayuda a visualizar el orden de magnitud..
67
Generación de RSU por departamento, en t / día
Vaupés; 6
Vichada; 8
Amazonas; 26
Valle; 2340
Ant ioquia; 3643
Tolima; 491
Sucre; 322
Sant ander; 805
Arauca; 97
San Andrés; 61
Risaralda; 507
At lánt ico; 1091
Quindí o; 236
Put umayo; 71
Nort e Sant .; 613
Bolivar; 698
Nariño; 392
Boyacá; 376
Met a; 294
Caldas; 436
Magdalena; 463
Caquet a; 139
Huila; 350
Casanare; 134
Guaviare; 17
Cauca; 282
Guajira; 210
Cesar; 148
Guainí a; 10
Choco; 93
Córdoba; 464
Cundinamarca; 6048
∑ = 28 872 t/dìa
Gráfico 17. Generación de RSU por departamento, en t/dìa [26, 37]
D.- El gráfico 18 presenta para cada departamento: i) la generación de RSU y ii) número
de habitantes.
68
Generación de RSU y habitantes por departamento
9000
8000
t/día y Nº de habitantes
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Nº de habitantes/1000
Gráfico 18. Generación de RSU y habitantes por departamento.[26, 37]
t/día
El siguiente gráfico 19 presenta para cada departamento la producción porcentual de
RSU.
Generación porcentual de RSU por departamento
Santander
4%
Sucre
2%
Vaupes
Amazonas
0%
0%
Vichada
0%
Valle
Tolima
11%
2%
San Andrés
0%
Antioquia
17%
Atlántico
5%
Risaralda
2%
Quindío
1%
Putumayo
0%
Norte Santander
3%
Nariño
2%
Meta
1%
Magdalena
2%
Huila
Guaviare
2%
0%
Arauca
0%
Bolívar
3%
Boyacá
2%
Guajira
1%
Guainía
0%
Cundinamarca
29%
Cesar
1%
Córdoba Chocó
2%
0%
Caldas
2%
Caquetá
1%
Casanare
1%
Cauca
1%
Gráfico 19. Generación porcentual de RSU por departamento
F.- El siguiente gráfico presenta la producción de RSU en capitales de departamento. [26,
37]
Generación de RSU en capitales de departam ento
8, 00E +06
7, 00E +06
6, 00E +06
5, 00E +06
4, 00E +06
3, 00E +06
2, 00E +06
1, 00E +06
0, 00E +00
Nº dehabitantes
Kg/día
Gráfico 20. Generación per cápita y habitantes en capitales departamentales [26, 37]
70
G.- El gráfico 21 presenta la PPC de RSU en capitales de departamento.
Generación per cápita en capitales departamentales
1,6
1,42
1,4
1,2
kg/hab.día
1,067
1
0,84
0,8
0,83
0,72
0,75
0,71
0,69
0,74 0,72
0,5
0,45
0,75
0,72
0,64
0,61
0,6
1
0,98
0,95
0,609
0,6
0,57
0,49
0,48
0,6680,68
0,63
0,64
0,5
0,4
0,2
0
Gráfico 21. PPC de RSU en capitales de departamento [26, 37]
H.- La siguiente gráfica 22 presenta el número de tipos de disposición final, según sean
relleno sanitario, enterramiento o botadero a cielo abierto. Mediante el conteo del gráfico
se observan 99 enterramientos, 602 botaderos y 198 rellenos sanitarios, y presenta cifras
inusuales, como que en Cundinamarca existen 12 rellenos, 9 en Atlántico, 13 en Boyacá
66, 32 en Nariño y 8 en Caldas. En realidad, en cuanto al inventario de rellenos, es
conveniente verificar con evaluación técnica de trabajo de campo la realidad de estos
inventarios, pues otras instancias, como las académicas y ambientalistas, ubican como
escenario optimista unos veinte rellenos sanitarios, con un escenario medio realista de
unos quince, y quizá hasta diez en el mejor de los casos. Pero la actividad actual y la
adopción de los PGIRS, sí prevé el desarrollo de proyectos que podrían aumentar esta
cifra a los veinte del escenario optimista.
71
0,53
Unidades para disposición final por municipios, según departamento
90
88
Enterramiento s
B o tadero s
Relleno s
80
76
70
66
Número de unidades
60
50
40
32
30
32
27
26
24
24
10
1011
10
5
0
11
6
00 0
1
13
13
78
0
13
24
22
20
14
22
17
19
7 8
3 42 24 2
0 0 0 1 00
Gràfico 22. Unidades de disposición final por municipios, según departamento [26, 37]
72
18
14
13
12
8 9
6
66
4
4
3
3 2
2
1
1
1
1
1
0
0 0
0 0 00 0 0 0 00 0
36
34
32
6 5
5 54 54
0
2
0 0 10
Todos los literales mencionados, de la A a la H, presentan opciones de rutas de
estimación de los diferentes parámetros asociados con la cuantificación de los RSU y la
generación de biogás a partir de éstos.
I.- Es conveniente mencionar un marco de referencia universal que apunta a la
disminución de los RSU que se disponen en el relleno sanitario. A manera de ejemplo, en
la mayoría de países europeos hay restricciones como las que muestra la tabla 12, una
práctica que es común en cualquier diseño de política consistente sobre manejo integral
de RSU.
• A: Limitación vertido fermentables (<5% o similar).
• B: Prohibición vertido sustancias reciclables.
• C: Prohibición vertido sustancias combustibles.
• D: Obligación pretratamiento (mecánico, biológico)
País
Alemania
Austria
Bélgica
Dinamarca
Francia
Países Bajos
Italia
Reino Unido
A
x
x
x
x
x
x
x
x
B
x
x
x
x
x
x
x
C
x
x
x
x
x
x
x
D
x
x
x
x
x
x
x
Tabla 12. Restricciones de los rellenos sanitarios en los países europeos [29]
1.15.1. Inventario de procedimientos de disposición de RSU y procesos de
licenciamiento de rellenos sanitarios
La información sobre el proceso de licenciamiento por parte del MAVDT durante los
últimos cinco años, y actualizado a octubre de 2005, se resume en la siguiente tabla, que
muestra los pocos proyectos de rellenos sanitarios que están en proceso de
licenciamiento.
Proyecto
Fecha de actuación
Relleno en Ituango, Antioquia
Relleno en Buenaventura, Valle del Cauca
Diciembre de 2003
Noviembre de 2002
Manejo integrado de residuos sólidos, Toledo, Antioquia
Proyecto integral y disposición final de residuos sólidos, La
Plata, Huila
Relleno sanitario nuevo, Mondoñedo, Cundinamarca:
estudios, diseño, construcción y/o montaje, operación y
mantenimiento y cierre
Sistema de manejo integral y regional de residuos sólidos de
la provincia de Márquez, Boyacá
Enero de 2005
Noviembre de 2000
Junio de 2005
Enero de 2003
Tabla 13. Proyectos de rellenos sanitarios en proceso de licenciamiento [26]
73
El gráfico 23 presenta los botaderos cerrados y en proceso de cierre, según información
adaptada del MAVDT, a noviembre de 2005.
Gráfico 23. Botaderos clausurados y en proceso de cierre [26]
La tabla 14 es el soporte para la información presentada en el gráfico de botaderos
clausurados y en proceso de cierre, según información adaptada del MAVDT.
Departamento
Amazonas
Antioquia
Arauca
Bolívar
Boyacá
Caquetá
Córdoba
Cundinamarca
Norte Santander
Putumayo
Quindío
Risaralda
San Andrés
Santander
Sucre
Total
Botaderos
En proceso de cierre
Clausurados
1
0
0
23
1
0
0
43
9
16
1
0
0
1
2
0
1
1
3
0
1
6
0
7
0
2
0
20
6
4
25
123
Adaptado del archivo en CD anexo: DATOS OCT 26 de 2005 MAVDT. XLS. La información
para las dos columnas de los demás departamentos que no aparecen, es cero.
Tabla 14. Inventario de botaderos clausurados y en proceso de cierre. [26]
74
De la información del MAVDT se adaptó la siguiente tabla 16, actualizada a octubre de
2005.
Departamento
Amazonas
Antioquia
Arauca
Atlántico
Bolívar
Boyacá
Caldas
Caquetá
Casanare
Cauca
Cesar
Chocó
Córdoba
Cundinamarca
Guainía
Guajira
Guaviare
Rellenos
0
67
0
10
3
17
8
3
6
1
1
2
0
7
0
1
0
Departamento
Huila
Magdalena
Meta
Nariño
Norte Santander
Putumayo
Quindío
Risaralda
San Andrés
Santander
Sucre
Tolima
Valle
Vaupés
Vichada
Total
Rellenos
13
1
3
24
4
3
3
4
0
6
4
2
6
0
0
199
Adaptado de archivo anexo: DATOS OCT 26 DE 2005 MAVDT.XLS
Tabla 15. Inventario de rellenos sanitarios en Colombia, MAVDT, noviembre de 2005. [26]
La siguiente figura 20 presenta un listado de las consideraciones que se deben discutir
durante el estudio de prefactibilidad y de ingeniería conceptual para la recuperación de
biogás de relleno sanitarios, donde muchas son comunes a la mayoría de los proyectos
con un componente ambiental significativo. Es este listado se prevé la interacción de
actores privados, comunitarios, técnicos y gubernamentales. Los enunciados de la
columna de la izquierda, generalmente pueden percibirse como un listado barreras o
dificultades, mientras que los de la columna de la derecha, podrían facilitar las etapas de
socialización y consolidación de los mismos.
1.16. Modelo de simulación EPA de primer orden para estimación de la generación
de metano
Este método tiene en cuenta el decrecimiento en la generación de gas durante la vida del
relleno a estudiar, lo cual es crítico en el momento de realizar la evaluación económica de
un proyecto. Este método requiere conocer o estimar cinco (5) variables así:
™ Tasa promedio anual de residuos dispuestos.
™ El número de años que ha estado o estuvo abierto el relleno.
™ El número de años que el relleno ha estado cerrado, si es el caso.
75
.
Contextos comunes para realización de proyectos de biogás
☑
Económicas
Falta de recursos presupuestales del gobierno
Baja calificación crediticia
Esquemas de financiamiento lentos y complicados
Inversión privada
Capital garantizado
Línea de crédito abiertas
Legales
Restricciones para conformación de consorcios y de
contratos a largo plazo
Dificultad de diseñar estrategias de impulso de los
proyectos por parte de los concejos municipales y
del congreso.
Indecisión sobre la propiedad del predio y/o derechos
del gas
Legislación imprecisa sobre contratos de concesión.
Falta de legislación sobre el biogás en Colombia como
energía renovable.
Sociales
Existencia de recicladores
Vecindades
Consulta pública
Seguridad perimetral del sitio
Técnicas
Volumen de RSM del sitio
Humedad
Composición
Antigüedad del sito
Altura de las celdas
Manejo técnico del sitio: lixiviados, material de
cobertura, etc.
Políticas
Legislación local expedita y de apoyo a los proyectos
Procedimientos claros de participación ciudadana
Claridad sobre la propiedad del sitio
Definición sobre los derechos del gas en las concesiones
Urgente: Promover legislación como energía renovable.
Relocalizaciónu ofrecimiento de empleo para recicladores
Aptitud abierta de cogestión con autoridades y vecinos
Coparticipación de comunidades y autoridades locales
Condiciones geológicas, geomorfológicas y meteorológicas
adecuadas
Decisión de la administración local
Composición ideológica de los concejos municipales y
del congreso
Intereses particulares
Período electoral
Posibilidades de proyectos regionales para ciudades
medianas y grandes
Adecuadas infraestructuras vial, hidrológica, energética
y de comunicaciones
Apropiada cultura comunitaria de manejo integral de
residuos sólidos
Apoyo institucional sobre planeación ambiental y
energética a corto y mediano plazos
Disponibilidad de recursos humano y financiero
Experiencia en procesos de concertación
Apoyo de autoridades locales, regionales y nacionales
Figura 20. Consideraciones para el prediseño de un proyecto de relleno sanitario [27]
™ El potencial de los residuos dispuestos, para generar metano.
™ La tasa de generación de metano de los residuos dispuestos
El estimativo de metano generado según este modelo de caída de primer orden (EPA) se
expresa así:
LFG = 2L0R (e-kc – e-kt)
Donde:
3
LFG = Cantidad total de biogás generado en el año actual o en consideración, en p ).
3
L0 = Potencial total de generación de metano de los residuos, p / lb
R = Promedio anual de residuos dispuestos durante la vida activa.
K = tasa anual de generación de metano (1/año )
T = Tiempo desde la apertura del relleno, años
C = Tiempo desde la clausura del relleno, años
76
Variable
Rango
L0 ( p3/lb)
k (1/año)
Valores sugeridos según el clima
Húmedo
Humedad media Seco
0–5
2.25 – 2.88
2.25 – 2.88
2.25 – 2.88
0.003 – 0.4
0.1 – 0.35
0.05 – 0.15
0.02 – 0.10
Tabla 16. Valores sugeridos para Lo y k -1
La generación potencial de metano, L0, representa la cantidad total de metano que se
espera que una libra de desechos genere en su ciclo de vida como tal. La constante de
caída, k, representa la tasa en que el metano será liberado de cada libra de desecho. Si
estos términos fuesen conocidos con certeza, este método sería considerado
relativamente muy preciso; sin embargo, los valores de L0 y de k varían de una manera
amplia y son difíciles de estimar en un relleno sanitario particular.
Los valores de L0 y de k dependen mucho de las condiciones locales y la composición de
los desechos y aún así la EPA aprueba este método para la estimación de gas en sus
regulaciones sobre rellenos sanitarios y estimación de gas. La regulaciones incluyen los
siguientes valores para rellenos diseñados con capacidades superiores a 2.5 Mt.
L0 = 2.72 p3/lb
k = 0.05/año
Los rangos de los valores de Lo y k desarrollados por expertos, que se presentan en la
Tabla 17 (Nótese que para las diferentes condiciones climáticas) el Lo permanece siempre
igual, pero el valor de K (tasa de generación) cambia con climas más secos, generando
gas de manera más lenta.
Debido a la incertidumbre en la estimación de L0 y de k, los flujos de gases derivados del
método de degradación de primer orden, pueden aceptar ajustes con variaciones de más
o menos 50%.
1.17. Modelo SWANA
Este modelo se presenta como opción de cálculo de emisiones de biogás. No se utilizó en
esta tesis, pero sí para estimación sobre el relleno Doña Juana.
1.17.1. Modelo de orden cero (SWANA)
Este modelo se usa de manera extensiva en la industria del biogás.
1
EPA: Turning a Liability into an Asset: A Landfill Gas-to-Energy Project, Development Handbook - Sept.
1996.
77
W LO
G = ------------------ para t1<t<tf
( t1 – tf)
Donde:
3
G = Cantidad de metano generado por año, Mp
W = Residuos in situ, t.
3
L0 = Generación potencial total, p CH4 / t
T = Tiempo, años
t1 = Tiempo de espera entre la disposición del residuo y el comienzo de la generación, años.
tf = Tiempo final de generación
Parámetros ajustables para calibrar con datos de campo: t1 y tf o el intervalo (t1 - tf)
1.17.2. Modelo simple de primer orden (SWANA)
La aplicación de este modelo es extensa en la industria del aprovechamiento de biogás.
G = W LO k e – k (t – t1)
Donde:
3
G = Cantidad de metano generado por año, Mp
W = Residuos in situ, t
3
L0 = Generación potencial total, p CH4 / t
T = Tiempo posterior a la disposición de los residuos, años
t1 = Tiempo de espera entre la disposición del residuo y el comienzo de la generación, años
k = Tasa constante anual de decrecimiento en la generación de metano (1/año)
Parámetros ajustables para calibrar con datos de campo: k y t1
1.17.3. Modelo modificado de primer orden (SWANA)
Este modelo es descrito por Van Zanten y Scheepers (1995). El modelo asume que el
metano generado y recuperado inicialmente puede ser bajo. Después la recuperación
aumenta hasta un pico antes de declinar en una manera esencialmente exponencial.
K+s
G = W LO ----------- (1 - e – s (t – t1)) (k e – k (t – t1))
s
Donde:
3
G = Cantidad de metano generado, Mp /año
W = Residuos in situ, t
3
L0 = Generación potencial total, p CH4 / t
T = Tiempo posterior a la disposición de los residuos, años
t1 = Tiempo de espera entre la disposición del residuo y el comienzo de la generación
k = Tasa constante anual de decrecimiento en la generación de metano (1/año )
s = Tasa constante anual de incremento en la generación de metano (1/año)
Parámetros ajustables para calibrar con datos de campo: t1, k, s
78
1.17.4. Modelo multifase de primer orden (SWANA)
Este modelo es un refinamiento del modelo modificado de primer orden. Sus supuestos
son los mismos, excepto que las diferentes fracciones de desechos se descomponen a
tasas diferentes. Variantes de este modelo son aplicadas de manera comercial. Con este
modelo se obtuvieron los mejores resultados en el trabajo de modelación de Oonk et al.
(1994).
G = W LO [ F(r) ( k(r) e – k(r) (t – t1) ) + F(s) ( k(s) e – k(s) (t – t1) )]
Donde:
3
G = Cantidad de metano generado, Mp
W = Residuos in situ, t
3
L0 = Generación potencial total p CH4/t
T = Tiempo después de la disposición de los residuos, años
t1 = Tiempo de espera entre la disposición del residuo y el comienzo de la generación, años
k(r) = Tasa constante anual de decrecimiento en la generación de metano para desechos de rápida descomposición (1/año )
k(s) = Tasa constante anual de decrecimiento en la generación de metano para desechos de lenta descomposición (1/año)
F(r) = Fracción de desechos de rápida descomposición, %
F(s) = Fracción de desechos de lenta descomposición, %
1.18. Legislación
El manejo de los residuos sólidos en Colombia se establece desde el decreto-ley 2810 de
1974 o Código de los Recursos Naturales, que crea normas generales sobre la política
ambiental, y define que los municipios deben adoptar sistemas adecuados de recolección,
transporte y disposición final de residuos sólidos, y es reglamentado parcialmente por los
decretos 1715 de 1978, 1741 de 1978 y 02 de 1982.
La ley 09/79 o Código Sanitario contiene normas para una adecuada disposición de los
residuos sólidos domésticos.
El decreto 02 de enero de 1982, del Ministerio de Salud, o Código Nacional de Recursos
Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente, reglamenta parcialmente el
título I de la ley 09 de 1979 y del decreto ley 2810 de 1974, en cuanto a emisiones
atmosféricas.
El decreto 294 de 1983 del Ministerio de Salud reglamenta el título III de la parte IV del
libro I del decreto 2810 de 1974 y los títulos I y XI de la ley 09 de 1979 en cuanto a
residuos sólidos.
La resolución 2309 de 1986 del Ministerio de Salud, dicta normas para el cumplimiento del
título III de la parte 4 del libro 1 del decreto ley 2810 de 1974 y de los títulos I, III y XI de la
ley 9 de 1979, en cuanto a residuos especiales.
El artículo 31 de la ley 99 de 1993 fija en el área de jurisdicción de las CARs los límites
permisibles de emisión, descarga, transporte o depósito de sustancias, productos o
cualquier otra materia que pueda afectar el medio ambiente o los recursos naturales
79
renovables, además que prohíbe, restringe o regula la fabricación, distribución, usos,
disposición o vertimiento de sustancias causantes de degradación ambiental. Estos
límites restricciones y regulaciones en ningún caso podrán ser menos estrictos que los
definidos por el Ministerio del Medio Ambiente.
La ley 142 de 1994 o Ley de Servicios Públicos Domiciliarios, establece el nuevo régimen
de los servicios públicos en el país y busca la prestación eficiente de estos servicios. Esta
ley esté reglamentada por el decreto 605 del 27 de marzo de 1996.
El decreto 948 de junio de 1995, del Ministerio del Medio Ambiente, o reglamento de
protección y control de la calidad del aire, reglamenta parcialmente: la ley 23 de 1973, los
artículos 33, 73, 74, 75 y 76 del decreto ley 2810 de 1974, los artículos 41, 42, 43, 44, 45,
48 y 49 de la ley 9 de 1979, además de ley 99 de 1993. Es modificado por el decreto 297
de noviembre 30 de 1995. Este decreto en su artículo 16, establece el control de
emisiones que generan malos olores.
El decreto 297 de noviembre de 1995, reglamenta las normas de la calidad del aire, dicta
disposiciones para su seguimiento o monitoreo, establece los métodos de medición de
referencia y equivalentes, así como los criterios para la fijación de los niveles de
prevención, alerta y emergencia por contaminación del aire.
Las resoluciones 12 y 14 de 1996 y 10 de 1997 reglamentan el régimen de tarifas del
servicio de aseo.
La ley 430 de 1998 dicta normas prohibitivas en materia ambiental, referentes a desechos
peligrosos, según el Convenio de Basilea.
Sobre el decreto 948, en el capítulo 4 del título F del RAS/98 se establecen los criterios
básicos y requerimientos técnicos que se deben cumplir para el drenaje de gases de
rellenos sanitarios; esto incluye sistemas de extracción y posterior tratamiento del biogás
para su aprovechamiento energético o mitigación de impactos a la atmósfera. Igualmente
presenta consideraciones respecto a los programas de monitoreo de gases durante la
vida útil del relleno y durante la posclausura. El RAS hace precisiones y establece
requerimientos sobre definiciones, localización, áreas de disposición final, capacidad,
cobertura, densidad poblacional, criterios geológicos y geomorfológicos, control y
monitoreo, acuíferos, requerimientos para lixiviados, sistemas regionales y competencias,
entre otras.
La resolución 822 de agosto de 1998, del Ministerio de Desarrollo Económico sobre
residuos sólidos, establece el reglamento técnico del sector de agua potable y
saneamiento básico (RAS/98).
El decreto 2763 de 2001 del MAVDT, modifica el decreto 2676 de 2000.
1.19. Normatividad más específica sobre rellenos sanitarios y otras
Las resoluciones: i) 2309/86, sobre residuos especiales, ii) 189/94, sobre prohibición del
ingreso al territorio nacional de residuos peligrosos, y iii) 541/94, sobre escombros,
80
concretos y agregados sueltos de construcción, de demolición y carga orgánica en suelo y
subsuelo.
El decreto 605 de 1996 en sus artículos 74 y 75 atribuye responsabilidades asociadas con
los impactos ambientales generados en los sistemas de disposición final de residuos
sólidos domésticos; pero no existen normas específicas reglamentarias de las emisiones,
lo cual puede percibirse como una ventaja en el momento de estimar líneas bases para la
formulación de proyectos MDL dentro del marco del Protocolo de Kyoto. Los artículos 74,
75 y 77 de este decreto tratan sobre selección de técnicas para la disposición final de
residuos sólidos, las normas sanitarias y ambientales que fijan las autoridades respectivas
y la responsabilidad en vigilancia y control para los sitios de disposición final de los RSU.
El decreto 2676 de 2000 del MAVD, reglamenta el Plan Gestión Integral de los Residuos
Hospitalarios y Similares, PGIRS.
El decreto 891 de 2002 del MAVDT, reglamenta el artículo 9° de la ley 632 de 2000.
El decreto 1609 de 2002 reglamenta el manejo y transporte terrestre automotor de
mercancías por carretera.
El decreto 1669 de 2002 modifica parcialmente el decreto 2676 de 2000.
El decreto presidencial 1713 de 2002 del MAVDT, sobre disposición final de residuos
sólidos, reglamenta i) la ley 142 de 1994, la ley 632 de 2000 y la ley 689 de 2001, en
relación con la prestación del servicio público de aseo, y ii) el decreto ley 2810 de 1974 y
la ley 99 de 1993 en relación con la Gestión Integral de los Residuos Sólidos, GIRS. Esta
norma requiere que los prestadores del servicio público de aseo, en la actividad
complementaria de disposición final, deberán garantizar el cumplimiento de las siguientes
condiciones durante la fase de operación:
i.
Prohibición del ingreso de residuos peligrosos, si no existen celdas de seguridad
en los términos de la normatividad vigente;
ii.
Prohibición del ingreso de residuos líquidos y lodos contaminados;
iii.
Prohibición del ingreso de cenizas prendidas;
iv.
Cubrimiento diario de los residuos;
v.
Control de vectores y roedores;
vi.
Control de gases y las concentraciones que los hacen explosivos;
vii.
Control del acceso al público y prevención del tráfico vehicular no autorizado y de
la descarga ilegal de residuos; y
viii.
Prohibición de la realización de reciclaje en los frentes de trabajo del relleno, entre
otras condiciones.
81
El decreto 1040 de 2003 del MAVDT, modifica parcialmente el decreto 1713 de 2002, en
relación con el tema de las unidades de almacenamiento y dicta otras disposiciones
El decreto 1080 de 2003 reglamenta el título VIII de la Ley 99 de 1993 sobre licencias
ambientales.
El decreto 1505 de 2003 modifica parcialmente el decreto 1713 de 2002, en relación con
los Planes de Gestión Integral de Residuos Sólidos, PGIRS, y dicta otras disposiciones.
El decreto 1220 de marzo de 2005 del MAVDT, numeral 9 del artículo 9, dicta normas
sobre la construcción y operación de rellenos sanitarios como competencia de las CARs.
La resolución 1390 de septiembre de 2005 del MAVD, establece directrices y pautas para
el cierre, clausura y restauración o transformación técnica a rellenos sanitarios de los
sitios de disposición final a que hace referencia el artículo 13 de la Resolución 945 de
2003 y que no cumplan las obligaciones indicadas en el término establecido en la misma.
El decreto presidencial 838 de marzo de 2005 del MAVDT, modificó y adicionó el decreto
1713 de 2002. Reglamentó las leyes de servicios públicos, de ordenamiento territorial y
del medio ambiente, en lo referente a la disposición final de residuos sólidos. Ordenó
promover y facilitar la planificación, construcción y operación de sistemas de disposición
final de los RSU, como actividad complementaria del servicio público de aseo, mediante la
tecnología de relleno sanitario. Además reguló el procedimiento a seguir por parte de las
entidades territoriales para la definición de las áreas potenciales susceptibles para la
ubicación de rellenos sanitarios.
El proyecto de ley 230 de 2005 del MAVDT, propone crear una sanción a contaminantes
desde automotores, con lo cual se adicionarían los artículos 62 y 131 de la ley 769/02. En
tal sentido la propuesta solicita que los conductores o pasajeros de cualquier tipo de
vehículo automotor no boten plásticos, papeles, latas, botellas, desperdicios orgánicos e
inorgánicos o cualquier tipo de producto a las calles, vías, andenes o en general al
ambiente exterior del vehículo.
82
2. DIAGNÓSTICO DE LOS RSU EN COLOMBIA
Existe la duda sobre la consistencia de la información allegada a los entes rectores y
operativos de la gestión ambiental, en el sentido que se percibe como una necesidad
hacer comprobaciones actualizadas en campo sobre las características técnicas que
definen el sitio de disposición final como un relleno sanitario, como botadero a cielo
abierto y como relleno sanitario. A pesar de existir una legislación que dio plazo de tres
años para la presentación de los PGIRS, que obligan a cerrar los botaderos, sólo hasta
octubre de 2005 se hizo efectiva la medida.
A pesar que existen proyectos en etapa de estudio para modernizar el manejo integral de
residuos sólidos con rediseños, y otros etapa de operación, es necesario precisar que las
propuestas que pudieran existir para el rediseño para la reconversión de botaderos a cielo
abierto a rellenos sanitarios serían muy costosas para adecuar la infraestructura, de tal
manera que se enmarque dentro del criterio ingenieril de un relleno sanitario.
Generalmente, son iniciativas de reconversión inviables técnica y económicamente, y una
vez implementadas, no corregirían deficiencias asociadas, por lo menos, con los
requerimientos geológicos y geotécnicos que están ausentes en los botaderos a cielo
abierto y enterramientos. También, otras falencias van desde la ausencia de cualquier
previsión para el confinamiento de los residuos y para la recolección y/o migración del
biogás, hasta la ausencia de infraestructura como pozos recolectores y drenaje de
lixiviados para el control y tratamiento del mismo.
Este trabajo considera más viable plantear escenarios de estimación de la producción de
residuos dispuestos en rellenos sanitarios, que son los únicos aptos para la recolección
del biogás.
La claridad que se logra con la información consultada del MAVDT no es suficiente.
Realmente en la actualidad existe una gran dinámica con relación a la opción de
implementación de rellenos sanitarios, al sellamiento de botaderos, al diligenciamiento de
proyectos MDL de rellenos existentes y al estudio de considerar la posibilidad para la
reconversión de botaderos y/ enterramientos a rellenos aptos para la recolección de
biogás; sin embargo, algunas comunidades y autoridades ambientales, no han descartado
la iniciativa de lograr alguna implementación la opción de reconversión.
2.1. Potencialidades de la producción de biogás en Colombia
2.1.1. Caracterización y perspectivas de la producción de biogás en Colombia
La experiencia mundial clasifica los rellenos sanitarios, según los residuos almacenados,
en pequeños, grandes y medianos. Para la estructuración de proyectos MDL, debe
tenerse siempre la alternativa de enfocarlos como proyectos sombrilla, opción que se
podría perfilar como viable técnica y económicamente, ya que el proceso de
estructuración suma datos para poder asumir los costos iniciales de la formulación. El
decreto 1713 de 2002 del MAVDT obliga al cierre de los botaderos, para lo cual concedió
un plazo de tres años; así fue como en octubre de 2005, se procedió a cerrar
83
obligatoriamente dichos botaderos, como mandato de la Resolución 1390 de septiembre
de 2005, expedida también por el MAVDT. Esta resolución prohíbe la disposición final de
RSU en botaderos a cielo abierto, y se constituye en un aporte legal significativo para la
proyección futura del manejo ambientalmente amistoso de los residuos sólidos con el
medio ambiente. El problema histórico de la aplicación de esta normatividad es la falta
muy notorio de seguimiento y monitoreo por parte del MAVDT, de las CARs y demás
instancias ambientales, que tradicionalmente han hecho inoperante estas legislaciones;
sin embargo, para este caso particular, sí se hizo efectivo el cierre de varios botaderos en
muchos sitios del país.
Como práctica usual de referencia, se han adoptado algunos criterios básicos sobre los
parámetros de diseño, como el que indica la tabla 18, que puede tomarse como ejemplos
de experiencia, y que han establecido en alguna forma, cifras convencionales.
Componente
Mínimo
Toneladas almacenadas
50,000
Número de pozos colectores
7
Promedio de profundidad, m
3
Área total, ha
8
Área ocupada por el relleno e instalación
2
para la recuperación de biogás, ha
Medio
7’ 000,000
69
26
85
45
Máximo
50’000,000
1 200
60
1,200
230
Tabla 17. Características típicas de los rellenos con recuperación de biogás.
Adicionalmente, la tabla 18 ayuda a tener el orden de magnitud de referencia para la
evaluación de la diversificación de la canasta energética que resulta de la formulación de
un proyecto de captación para utilización térmica del biogás.
Equivalencias con otros combustibles del biogás con 50 % vol. de CH4
Combustible genérico
Equivalentes por cada 28.32 m3 de
biogás
Gas natural
14.16 m3
Propano
20.82 l
Butano
18.55 l
Gasolina
14.76 l
Fuel oil 2
13.63 l
Carbón bituminoso
5.9 kg
Tabla 18. Equivalencias del biogás con otros combustibles [30]
La experiencia exitosa de proyectos pequeños de rellenos sanitarios, y el desarrollo
progresivo para contextualizar los modelos de generación de la EPA a entornos diferentes
a Estados Unidos, ha generado propuestas importantes de cuantificación del potencial del
biogás, lo cual debe articularse con los precios de los energéticos y los criterios de Kyoto
para, por lo menos, apalancar financieramente los proyectos de captación y quemado del
biogás. El reporte del MAVD sobre disposición final está resumido en la tabla 20.
84
MAVDT, 2005
Por municipio
Por región
Rellenos
Enterra
mientos
Botaderos
Cuerpos
de agua
Otros
Rellenos
Enterra
mientos
Botaderos
Cuerpos
de agua
308
90
663
23
51
199
98
757
22
-
-
-
-
SSPD, 2001
357
60
490
20
Incinera
ción 2
Quema
336
Tabla 19. Sistema de disposición final [26, 37]
2.1.1.2. El proyecto del Relleno Sanitario La Esmeralda – Manizales
Es un relleno regional mediano que carga aproximadamente unas 383 t/día y que se
utiliza como piloto en este documento.
Aunque parece ser que este relleno regional es único en Caldas, el siguiente gráfico,
adaptado de información del MAVDT, muestra ocho. Este relleno regional de Caldas es
un referente tecnológico y de gestión muy útil, que puede servir como base para un
estudio piloto, particularmente como base metodológica para estructuración de proyectos
MDL. En laesta tesis, este relleno se tomó como referente para la comparación de los
resultados de los tres modelos de predicción de biogás que se utilizaron.
El gráfico 24 presenta la caracterización de los RSU del estrato 3 de la población regional
que utiliza el relleno sanitario de La Esmeralda. Los proyectos de recolección de biogás
de rellenos sanitarios se fundamentan mejor cuando existe un historial de la
caracterización de los RSU, como el de este gráfico. Esta información ayuda a confrontar
resultados entre modelos diferentes al mexicano y el Scholl Canyon, algunos de los
cuales, como el SWANA, piden estos datos de caracterización como insumos. El
porcentaje de putrescibles y otros orgánicos de esta muestra, está dentro de una franja
común a los rellenos en Colombia, particularmente el dato de residuos de comida y jardín,
que es un buen indicativo como expectativa de generación de biogás.
85
Caracterización de los RSU del estrato 3 de los municipios* que utilizan el
relleno sanitario La Esmerala de Manizales
Productos metálicos
2%
Madera
Vidrio
3%
Productos cerámicos,
cenizas y escombros
2%
1%
Huesos
1%
otros
0%
Pañales, desechables
y toallas higiénicas
8%
Textiles
4%
Caucho y cureo
2%
Plásticos
10%
Residuos de
comida y jardín
55%
Productos de cartón
0%
Papel higiénico
5%
Productos de papel
7%
* Manizales, Chinchiná, Palestina, Belalcázar, Risaralda, San José, Anserma, Villamarín, Neira, Aranzazu, Salamina, La
Merced, Filadelfia, Riosocio, Supía, Marmato y Santa Rosa de Cabal
Gráfico 24. Caracterización de RSU del estrato 3 de los municipios y comunidades que
disponen en el relleno sanitario La Esmeralda, Manizales [26]
2.2. Inventario y proyectos de rellenos sanitarios y de botaderos a cielo abierto
Las principales propuestas y desarrollos de rellenos sanitarios, que están en etapas que
van desde el estudio inicial y de diseño y construcción, hasta la etapa de operación, e
inclusive clausura, se ubican en el mapa de la figura 21. Sin embargo, no se pudo aclarar
dudas sobre rellenos como los de Ciénaga de Oro y Cereté, Pasto, San Andrés e Ibagué
y Buga. En operación y reportados con sistema de tratamiento de lixiviados y captación de
biogás -información que debe actualizarse- están los de Medellín, Barranquilla, Manizales,
Bogotá, Villavicencio (este último acogido por el MAVDT como buen ejemplo de manejo
integral de residuos urbanos) Flandes, Bucaramanga, Cali, Girardot, Buga, Ibagué, Yopal
86
y Cartagena, varios de los cuales operan con la modalidad de rellenos sanitarios
regionales.
Sobre la mación de unidades de disposición final -enterramientos, botaderos y rellenos
sanitarios- que muestra el gráfico 22, es necesario confrontar esta información con una
visita de campo, de tal manera que se sumen sólo los rellenos sanitarios que cumplan los
estándares mínimos de diseño y operación.
La suma aproximada de carga a la siguiente lista de rellenos, representa entre el 15% y el
17% del total de los RSU generados en el país, donde el numeral 1 tiene un alto grado de
operación y desarrollo y los numerales 3, 4, 6 y 12 tienen un grado de implementación
significativo.
1. Armenia, Circasia y Montenegro.
2. Barranquilla, Puerto Colombia.
3. Bogotá, Fómeque, Cáqueza, Choachi, Chipaque y Ubaque.
4. Bucaramanga, Floridablanca, Girón, Piedecuesta, Charta, Barbosa, Lebrija,
Rionegro, Suratá, Cáchira.
5. Buga, Ibagué
6. Cali, Jamundí, Yumbo
7. Cartagena
8. Ciénaga de Oro, Cereté.
9. Cúcuta
10. Flandes, Ricaurte, San Bernardo, Pandi.
11. La Dorada, Victoria y parte de Puerto Salgar.
12. Manizales, Palestina, Belalcázar, Risaralda, San José, Chinchiná, Anserma,
Villamaría, Neira, Aranzazu, Salamina, La Merced, Filadelfia, Supía, Marmato.
13. Medellín, Envigado, Itagüí, Caldas, Sabaneta, La Estrella, Bello, Copacabana,
Girardota, Barbosa, Rionegro, Guarne, El Retiro y Fredonia.
14. Neiva y corregimientos del Caguán y Fortalecillas.
15. Pereira
16. Tunja
17. Villavicencio
18. Yopal
2.3. Otros proyectos regionales
Es evidente que en 2006 existe una gran actividad sobre los estudios y proyectos
relacionados con rellenos sanitarios, lo cual está dinamizado por los plazos para la
presentación de los PGIRS. Ejemplo, en mayo de 2006, en el Tolima está abierta la
discusión sobre el diseño de rellenos sanitarios regionales, que agruparían municipios
como i) Fresno y Herveo, ii) Palocabildo, Falán y Casablanca, iii) Líbano, Murillo y
Villahermosa, iv) Piedras, Alvarado y Anzoátegui, v) Honda y Mariquita, vi) ArmeroGuayabal, Venadillo, Lérida, Ambalema y Santa Isabel, vii) Chaparral y San Antonio, viii)
Purificación, Prado y Saldaña, ix) Espinal, Coello y Suárez, y x) Guamo, Carmen de
Aplicalá, Flandes y Melgar.
2.4. Caracterización parcial de RSU de varias ciudades
La tabla 21 muestra la caracterización parcial de los RSU de varias ciudades.
87
Componente %
peso
Medellín1
Cali2
Bogotá3
Cartagena4
Aguazul5
Papel y cartón
Vidrio y cerámica
Metales
Plásticos y cauchos
Cueros
Madera
Textiles
Vegetales
Putrescibles
18.0
3.0
5.0
7.0
0.8
--57.0
7.87
1.64
0.14
2.60
-1.4
0.8
82.36
18.29
4.62
1.64
14.19
1.76
3.06
3.82
52.31
9.30
2.00
3.50
9.30
1.9
3.20
1.43
64.40
16.9
7.56
0.75
8.83
-1.83
2.26
58.87
Ladrillos y cenizas
8.0
3.20
0.30
3.77
0.77
Fuente: 1- Encuesta Empresas Varias de Medellín; 2- Entrevistas Emcali; 3- Muestra
tomada en el relleno; 4. LIME; 5. BP.
Tabla 20. Caracterización de los RSU de varias ciudades [28]
Como ejemplos de caracterización parcial de RSU de varias ciudades, la tabla 22 indica la
del relleno sanitario de Pirgua en Tunja.
Caracterización RSU, relleno
regional de Pirgua en Tunja
Residuos de comida
Residuos de jardín
Residuos de papel y carbón
Plástico, caucho y cuero
Textiles
Madera
Residuos metálicos
Vidrio
Cenizas, rocas, escombros
Otros (zapatos, pilas, etc.)
% peso
39.3
3.1
14.7
4.4
2.0
3.3
4.7
14.1
6.1
8.2
Tabla 21. Caracterización relleno regional de Pirgua-Tunja. [Fabio González, Universidad
Nacional de Colombia, Fac. Ing., Bogotá, 2002]
88
San Andrés
Santa Marta
Barranquilla
Cartagena
Montería
Cúcuta
Bucaramanga
Medellín
Dorada
Manizales
Pereira
Armenia
Cartago
Cali
Tunja
Yopal
Bogotá
Líbano
Ibagué
Girardot
Villavicencio
Neiva
Autor: Dora Liliam Castaño
Adaptado de MAVDT, oct./05
y Ciro Serrano
Figura 21. Proyectos regionales de rellenos sanitarios. [Dora Castaño Ramírez, UPME,
Bogotá, 2006]
89
Y la tabla 22 muestra la caracterización parcial de los RSU de Bogotá y Medellín.
Composición química parcial de los RSU de Bogotá y Medellín
Componente
Bogotá(1)
Medellín(2)
Humedad, %
72.0
77.20
Carbono, %
41.0
C/N
26.0
Cenizas, %
26.0
6.20
Potasio , %
1.7
0.012
Fósforo,%
2.9590
6.70
pH
5.50
(1) Manejo y disposición de residuos sólidos municipales, SENA, 1997
(2) Sistema de información del servicio integrado de aseo para Medellín y sus cinco corregimientos –
SIAMS-EEVVM ESP.- U. de A., 1998.
Tabla 22. Composición química de RSU de Bogotá y Medellín [28]
2.5. Producción per cápita
La tabla 23 discrimina estos valores según la población municipal, e indica la tendencia de
mayor valor para municipios mayores de 60,000 habitantes, que complementa la
información para estimados de producción de RSU.
Valores típicos de PPC de municipios colombianos
Nivel de complejidad,
Valor mínimo Valor máximo
Valor promedio
N° de habitantes
Bajo, menor que 12,500 0.3
0.75
0.45
Medio, entre 12,500 –
0.3
0.95
0.45
60,000
Alto, mayor 60,000
0.44
1.9
0.79
Fuente, RAS. Título F, Valor típico de producción per cápita, MAVDT
Tabla 23. Valores típicos de PPC [30]
Para los proyectos de recolección de biogás también debe correlacionarse la PPC de los
RSU con parámetros sensibles a esta variable, como PIB, aumento poblacional, hábitos
de consumo, para lograr una proyección, por ejemplo, de acuerdo a la información de la
tabla 24, para Bogotá.
Año
Residenciales
/ pequeños
productores
t/día
Grandes
productores
Plazas de
mercado y
verdes
t/día
t/día
Residuos de
barrido
t/día
Total de
residuos
ordinarios
t/día
2000
4,303
1,383
150
451
6,287
2005
4,804
1,564
162
486
7,016
2009
5,294
1,770
174
524
7,762
2015
5,750
2,003
186
564
8,503
Fuente: UESP, ARB, Estudios del DAMA, Cálculos del plan maestro para el manejo integral de
los residuos sólidos.
Tabla 24. Tasa de crecimiento anual de producción de RSU en Bogotá. [16]
90
2.6. Degradabilidad
La tabla 25 presenta la clasificación cualitativa sobre la rata de descomposición de las
fracciones de los RSU.
Tipo de desperdicio
Cartón
Cartón corrugado
Ropa
Plástico
Estaño
Aluminio
Porcelana y cerámicas
Madera
Materiales de construcción
Periódico
Papel sanitario
Papel de oficina
Película plástica
Plástico rígido
Poliestireno
Desperdicios alimenticios
Desperdicios de jardinería
Vidrio
Otros
Degradabilidad
MD
MD
SD
SD
MD
MD
MD
MD
SD
SD
SD
RD
RD
Tabla 26. Clasificación cualitativa de descomposición. [30]
2.7. Indicador usual de operación de generación de metano
Es otra consideración útil para comparar los resultados de las simulaciones de los
modelos predictivos. Para Colombia se pueden obtener los valores de generación per
cápita de CH4 a partir de los resultados que se estimaron de los modelos mexicano y
Scholl Canyon.
El gráfico 25 muestra la generación de CH4 de rellenos sanitarios para varios países. No
se tiene este indicador para generación total de metano por país.
kg CH4/t RSU
Generación de metano en rellenos sanitarios
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Gráfico 25. Generación de metano en rellenos sanitarios [30]
91
En cuanto a la generación de metano por tonelada de RSU, los datos extremos se tienen
en Argentina, que reporta 0.07 t CH4 /t de RSU, y Japón en el otro extremo, con 0.006. Un
alto contenido de materia orgánica equivale a una alta producción de metano.
Es muy común encontrar que los RSU de países en vía de desarrollo contienen alto
contenido de materia orgánica biodegradable, y los países desarrollados, bajos valores,
aunque existen algunas discrepancias que hacen necesario una evaluación puntual del
proyecto a desarrollar. El siguiente gráfico 26 indica la generación per cápita de metano
de varios países.
Generación per cápita de metano
30
28
22
19
20
14
15
8
Alemania
Uruguay
Japón
USA
0
Argentina
4
3
5
Brazil
10
México
kg de CH4/hab
25
Gráfico 26. Generación per cápita de metano [28]
La información como la asociada con los gráficos 25 y 26, sobre generación de CH4 de
rellenos sanitarios y de generación per cápita por país, es necesaria para el ejercicio de
aproximación de cuantificación del potencial de recolección de biogás, tanto de rellenos
como de otras fuentes.
Es atípico el valor bajo de Japón, que podría explicarse por sus bajas emisiones totales,
en conjunción con una alta población. Por su parte, Argentina, Chile, Brazil y Uruguay
presentan valores bajos, que equivale a un patrón homogéneo de acuerdo a las
características económicas de estos países.
La generación específica necesita experimentación para tener estimados por ciudad y por
región. Para cada proyecto puntual debe hacerse la experimentación de rigor. La tabla 26
presenta la información sobre RSU para varios países, tanto de población como de
producción/día, además de la generación de CH4/día.
Existen otros indicadores que tienen aceptación general y sirven como guía primaria para
la estimación del potencial de metano:
™ 1 tonelada de RSU genera entre menos de 90 a más de 200 m3, según la
composición de los RSU (IPCC, Good Practice Guidelines, 1996);
92
™ para el metano, con una densidad de 0.71670 kg/m3, 140 m3 de CH4
equivalen a 90 kg de CH4 ;
Alemania
Población (106
hab.)
80.3
Generación
RSU (t/día)
107,808
Generación
CH4 (t/día)
1,900
Argentina
Brazil
37.03
169.06
25,000
125,281
573
677
Chile
15.21
16,265
74
USA
Japón
México
280.00
126.87
98.86
607,97
136,986
86,300
7,280
387
1,981
Uruguay
3.33
2,520
28.5
Colombia
45.940
28,900
País
Referencia
FCCC,199:3
EPA, 2001
CEPAL 2000
Ministerio
Ciencia e
Tecnología do
Brazil, CEPAL
2002
Nacional Env.
Comisión 199,
CEPAL 2000
EPA, 2001
FCCC 2000:4
SEMARNATINE, 2001;
CEPAL 2001
INGEI, 1998:5;
CEPAL 2002
MAVDT
1,445 *(estimado
propio)
* Asumiendo 150 m3 CH4/t RSU, sin considerar cómo se disponga finalmente el residuo.
Tabla 26. Generación por país de RSU y CH4. [27]
™ para una eficiencia en la recolección de 50%, se pueden recuperar cerca de 50
kg de CH4/ t RSU; y
™ para un GWP de 21, una tonelada de RSU puede rendir cerca de una tonelada
de CO2 equivalente.
2.8. Metales pesados en lixiviados
El contenido de metales pesados que se reporta en esta muestra de Funiber, se indica en
la tabla 27.
Residuo
Papel satinado
Papel normal
Cartón
Plásticos flexibles
Plásticos rígidos,
goma, cuero
Madera, textiles
Materia putrescible
Cd
1.1
1..3
3.8
7.7
17.3
Cr
23.8
37.3
23.2
69.4
95.9
Cu
74.8
40.3
27.0
2,740.7
12.1
Pb
88.4
621.2
66.2
838.6
668.1
Mn
61.2
137.6
91.1
310.8
83.1
Ni
9.4
15.5
25.5
45.6
170.4
As
3.1
3.3
3.5
2.7
2.5
Hg
0.3
0.7
0.4
1.0
0.4
3.0
3.1
34.8
44.5
202.3
61.4
746.6
475.1
183.9
367.3
27.4
17.7
5.2
4.6
0.9
1.2
Tabla 27. Contenido de metales pesados en los RSU en ppm [27]
93
2.9. Seguimiento de los PGIRS
A septiembre de 2005, el MAVDT reporta los siguientes resultados, cuya implementación
futura está proporcionalmente asociada como un buen escenario para la implementación
de proyectos de recolección y uso de biogás de rellenos sanitarios. La tabla 29 presenta
el seguimiento hecho al requerimiento de PGIR por departamento.
Departamento
Amazonas
Antioquia
Arauca
Atlántico
Bolívar
Boyacá
Caldas
Caquetá
Casanare
Cauca
Cesar
Chocó
Córdoba
Cundinamarca
Guainía
Guajira
Guaviare
Huila
Magdalena
Meta
Nariño
Norte Santander
Putumayo
Quindío
Risaralda
San Andrés
Santander
Sucre
Tolima
Valle
Vaupés
Vichada
Total
Inicio
Entrega
Capacitación
PGIRS
PGIRS por
formulación
metodología
PGIRS
adoptados
adoptar
PGIRS
2
2
0
0
0
42
28
29
93
93
2
2
2
1
1
21
21
21
5
5
30
30
29
2
14
93
88
39
2
20
0
0
0
0
20
10
9
10
3
2
0
0
0
0
0
39
24
39
3
9
0
0
0
1
6
10
10
10
0
13
24
24
24
0
27
96
34
37
5
9
1
0
1
1
1
10
8
0
0
9
1
0
0
2
3
10
10
10
2
32
20
20
15
8
18
0
0
0
0
0
40
22
23
0
26
0
0
0
5
5
0
0
0
5
6
12
12
12
1
9
0
0
0
1
5
0
0
0
0
0
50
50
50
10
10
9
9
9
2
9
44
44
44
0
42
0
0
0
5
8
0
0
0
1
8
0
0
0
0
1
591
450
408
169
426
Tabla 28. Resultados de los PGIRS [26]
94
2.9.1. Otras consideraciones asociadas con los PGIRS
Revisión del enfoque del RAS, Título F, si se le quiere dar un enfoque hacia la
recuperación de metano, pues el enfoque actual se orienta hacia la disposición final de los
RSU, sin mayor consideración al potencial de generación de biogás.
La opción de compostaje necesita analizarse con cuidado, particularmente desde la óptica
del riesgo de contaminación de ecosistemas con metales pesados y POPs.
La propuesta de Losan, una empresa multinacional cementera que incinera POPs, ha
incorporado una tecnología especializada para incorporar diversos residuos y desechos a
la carga -inclusive algunas materias inorgánicas como carga a los hornos de clinker- lo
cual se percibe como una opción muy eficaz para aliviar la carga a los rellenos sanitarios,
gestión que implica, además, la elección de fracciones reciclables. Además varias
fracciones de esta selección tienen el potencial de incorporarse a la carga de clinker, todo
lo cual contribuye a utilizar la menor área posible de área de disposición final y menores
costos de recolección del biogás.
La conversión de botaderos a rellenos, en la gran mayoría de los casos concluye en que
dicha reconversión es técnica y económicamente inviable.
Una de las variables, la profundidad de las excavaciones para rellenos, necesita el estudio
de ingeniería que apunte hacia el manejos racional de los recursos financieros, y la
garantía de la estabilidad de los depósitos de RSU, así como el diseño del talud, teniendo
en cuenta la emisión del biogás y la producción de lixiviados, que se traduce en una
disminución másica del depósito y un debilitamiento de la compactación de los RSU.
2.10. Los rellenos sanitarios en Estados Unidos
Reciben cerca de 60% del total de los desechos sólidos producidos, y sólo recuperan el
14% del metano generado se recupera y se quema, a menudo se con fines de valoración
energética.
En efecto, la ley del aire limpio requiere a muchos rellenos sanitarios recolectar y quemar
las emisiones de éstos. Una vez se ha recolectado, los propietarios y operadores pueden
ventear el biogás o quemarlo para producir energía para la venta o utilizarlo in situ. Ambas
opciones están condicionadas por las exigencias normativas locales asociadas con
calidad del aire y prevención de explosiones.
2.11. Los rellenos sanitarios en Colombia
Sobre el manejo de la producción de biogás, se destaca que no existe evidencia que, de
acuerdo a las tablas de datos reportados por el MAVDT y la SSPD:
™ El diseño y operación de los rellenos sanitarios que reportan las bases de datos
cumpla con los requerimientos técnicos y sociales para clasificarse, con rigor
técnico estricto, como tales. En este orden de ideas, además, es necesario
verificar que la disposición final de los RSU no esté produciendo impactos
negativos a la salud humana y al ambiente por vertimientos y emisiones.
95
™ Ningún relleno sanitario en Colombia tenga sistema alguno de captación y/o
aprovechamiento de biogás, lo que con base en los nuevos referentes de Kyoto,
además de los beneficios ambientales que generan los proyectos, es un buen
punto de partida para la estructuración de este tipo de proyectos a partir del
biogás. Además, como ninguna norma obliga a esta disposición ambientalmente
amigable, esta situación constituye una ventaja para la estructuración de la línea
base para la captación y/o uso energético, dentro del marco de proyectos MDL,
preferiblemente mediante proyectos sombrilla.
™ Los rellenos existentes presenten un potencial de generación y recolección de
biogás, en el sentido que sean susceptibles técnica y económicamente para
adecuarlos con sistemas de captación y/o quema-aprovechamiento para
recuperación energética.
™ La generación de biomasa en el sector rural, que procede de labores de
agropecuarias -industrial y artesanal- incluyendo la de subsistencia, sean viables
técnica y económicamente -particularmente cuando se orientan a generación
eléctrica- para estructurar proyectos de generación energética y/o de MDL. Este
tema está fuera del alcance de este documento.
De otra parte, las vivencias y la información disponible, inducen a deducir que:
™ La normativa está bastante avanzada y es suficiente y consecuente con el criterio
de manejo integral de residuos sólidos dentro del marco del desarrollo sostenible.
™ Sin un fortalecimiento de la educación ambiental a todo nivel, educación efectiva y
proactiva, no se ve fácil contar con el compromiso comunitario como aporte a la
iniciativa de manejo integral de los RSU, como condición para cualquier proyecto
de recolección y uso del biogás.
™ El manejo de proyectos sombrillas es una prioridad que permite economías de
escala para la estructuración de estos proyectos. La idea sombrilla debe ampliarse
a las pequeñas comunidades de ZNI, para las opciones de proyectos MDL y
valorización energética, no necesariamente para generar energía eléctrica, a pesar
que se prevén incertidumbres asociadas con las diferentes etapas de los
proyectos, particularmente la financiación y los costos de la certificación para
zonas geográficamente dispersas y de muy baja capacidad de generación.
™ La estimación cualitativa primaria que asociada con la utilización de modelos EPA,
mexicano y otros, es un buen ejercicio para tener una primera aproximación real
sobre el estimativo de generación de biogás.
™ El ejercicio sobre estimación cualitativa debe contextuarlizarse y afinarse
mediante: i) experimentación in situ para determinar los rangos de los valores de K
y Lo ii) el juego de escenarios y sensibilidades para medir la confiabilidad de los
modelos.
96
™ Se espera que para el primer semestre de 2006, el resultado de la consultoría,
contratada por el MAVDT con una empresa mexicana -que tiene la experiencia del
diseño y operación del relleno sanitario de Monterrey (México)-, se difunda como
una herramienta metodológica con fundamentos directrices para el diseño y
operación de rellenos sanitarios y para la captación del biogás de estos rellenos.
™ La consolidación de un proyecto requiere de comprobación experimental sobre la
generación real de biogás de un relleno o un proyecto de relleno, como soporte
para la afinación de los resultados de los modelos que se apliquen, ya que los
resultados de los modelos no pueden tomarse como una base para el cálculo para
diseñar un proyecto, pero sí como una estimación válida de orden de magnitud.
Parra esto, el juego de escenarios y sensibilidades, es un aporte complementario a
la experimentación in situ y a la validación experimental de los resultados de los
modelos.
™ Existen varias tecnologías de eficiencia comprobada para la generación de
electricidad; sin embargo, las que se utilizan con más frecuencia son los
generadores de combustión interna y las turbinas a gas. Éstas generalmente
necesitan mayores flujos de gas, lo que hace que los motores sean más
aceptación; pero las turbinas a gas son diseños que aprovechan muy bien el
contenido energético del biogás, además de tener una generación sostenida. A
pesar de las consideraciones anteriores, las turbinas a gas son la opción preferida
de usuarios que requieren un suplir una demanda constante de energía eléctrica.
Articulado con las publicaciones del MAVDT sobre manejo integral de RSU y rellenos
sanitarios, entre los requerimientos de la guía para el aprovechamiento del biogás de rellenos
sanitarios elaborada por el Banco Mundial, están i) los factores que afectan la generación de
biogás y el control de emisiones de biogás y lixiviados, ii) la necesidad de un estudio base, el
análisis detallado de la normatividad nacional ii) los costos y beneficios del proyecto de
captación y/o aprovechamiento. La tabla 29 muestra las mínimas condiciones deseables para
la implementación de proyectos de biogás de rellenos sanitarios.
Aspecto
Parámetros asociados con la generación de
biogás
Cantidad de RSU depositados
Más de un millón de toneladas
Humedad de los residuos dispuestos
Precipitación pluvial anual mínima de 200 mm;
eal, 900 o más
Clima
Entre 15 y 30 ºC
Composición de los RSU depositados
Contenido de materia orgánica mayor de 40%
Antigüedad del sitio de disposición
Tiempo medio de biodegradación: mínimo 1
o, máximo 6 años.
Altura de las celdas en el relleno sanitario Mínimo 9 m
Tabla 29. Parámetros mínimos asociados con la generación de biogás [27]
97
2.11.1. Relleno Sanitario Doña Juana
2.11.1.1. Generalidades
Es un referente obligatorio para grandes proyectos de captación de biogás, así como
Manizales, Pereira, Cúcuta, Medellín, Barranquilla, Villavicencio y Yopal, entre otros, cuando
se trata de proyectos medianos y pequeños, así no esté implementada hoy la recolección y
disposición del biogás.
Doña Juana es el cuarto relleno sanitario más grande del mundo y reconocido como de buen
manejo. Es significativo su contenido de putrescibles -65%-, el grado de compactación 1.07
t/m3 y el bajo contenido de mercaptanos -0.25 ppm-.en el biogás.
El sistemas de tratamiento de lixiviados -STL-, maneja un caudal promedio de 14 l/seg, con
amplias variaciones de su caracterización fisicoquímica, y la secuencia del proceso debe
garantizar vertimientos que cumplan los estándares de la CAR, para lo cual se controla el pH
del lixiviado, lo cual eliminar unos 40 metales pesados. El proceso continúa con tratamientos
de desnitrificación y con procesos biológicos que mediante bacterias facultativas actúan en
ambientes aeróbicos y anaeróbicos para remover la carga orgánica contaminante -DBO5-. La
composición fotográfica de la figura 22 muestra una panorámica del STL en el relleno
sanitario de Doña Juana, que utiliza procesos biológicos mediante tratamiento aerobio por
lodos activados en un zanjón de oxidación, además de procesos fisicoquímicos para el
tratamiento del lixiviado del relleno. En esta figura puede observarse los componentes del
STL, como el reactor aerobio, así como sedimentadores y dosificadores de químicos.
98
Figura 22. Panorámicas de la planta del sistema de tratamiento de lixiviados (STL) del relleno
sanitario Doña Juana. [Dora Castaño Ramírez.UPME, Bogotá, 2006]
2.11.1.2. Antecedentes
El estudio Boada-Saenz Ingenieros Ltda, de 2003, para la UESP, resume todos los estudios y
simulaciones que se anexan al prepliego licitatorio que actualmente está en proceso, y que a
mayo de 2006 no se ha publicado para el concurso público internacional de proponentes.
Este concurso tiene como objetivo estudiar propuestas para desarrollar opciones de diseño,
montaje y operación, para el aprovechamiento y/o combustión del biogás para reducir
impactos ambientales, aplicando la estructuración de proyectos MDL, y/o valorización
energética, ejemplo, generación eléctrica.
También Boada-Saenz Ingenieros utiliza varios modelos y hace las correlaciones de rigor
para sus predicciones. Resalta que utilizan modelos envolventes (con predicciones de
producción de biogás máximo, mínimo y promedio), particularmente las simulaciones
mediante el uso del modelo SWANA aplicado a varias zonas del relleno, y en atención a la
antigüedad de la disposición de los RSU de cada zona.
2.11.1.3. Información técnica estimada
Los datos publicados, están discriminados en la Tabla 31.
De acuerdo a la disposición en Doña Juana y en el resto del país La base de datos del
MAVDT reporta en octubre de 2005 un total de 308 rellenos sanitarios y 20,875 t/ día de
producción total de RSU en el país. En 2000 la SSPD reportaba 15,000 t/día. El estimado de
este documento, con base en la producción per cápita es de 28,870 t/día en octubre de 2005.
Sobre la base de 28,870 t/día, se hacen estas consideraciones:
•
Doña Juana capta 6,400 t de RSU/día, cerca al 22% de la producción nacional.
•
Otros rellenos captan: Barranquilla 692, Cartagena 429, Santa Marta 284,
Villavicencio 196, Bucaramanga 286, Manizales 255, Girardot 50 y Medellín 1902, para un
total de 4,094 t/día, que equivale a 14.2%.
99
Información técnica estimada del Relleno Sanitario de Doña Juana a noviembre
de 2005
Cantidad total de residuos dispuestos, t: 26’900,000
Rata de recibo de RSU, t/día:
5,400
Generación total CH4 en 18 años: 525 Mm3 (18,540.23 Mp3)
Generación de CH4 /día:
0.0799088 Mm3 CH4/día (2.8219 Mp3 CH4 /día)
Generación de CH4/año:
29.1667 Mm3 de CH4/año (1,030.0128 Mp3 CH4
/año)
Caracterización de residuos; % en peso: Degradación e inertes
Rápida
Lenta
Inertes
57
12
31
Climatología
14 ºC
2,800 msnm
80% humedad relativa
Recolección certificable, en t CO2 eq /año: 500,000, ó 5’000,000 en 10 años
Una vez se obligó a clausurar los botaderos a cielo abierto en octubre de 2005,
principalmente Mondoñedo, Doña Juana recibe 6,400 t/día de RSU.
Tabla 30. Datos de relleno de Doña Juana. [Visita a Preactiva, Ltda., operador del relleno,
Bogotá]
•
No se puede afirmar que la veintena de rellenos sanitarios que reporta el MAVDT
dispongan técnicamente sus residuos. Si se asume que las capitales departamentales algunas están proyectadas para gestión regional- dispusieran técnicamente sus RSU, al
estimado de 4,094 podría adicionársele 3,837 t/día.
•
La suma de RSU dispuestos resultaría, adicionando lo dispuesto en Doña Juana,
se tendría un total nacional de 1,367 t/día, equivalente a 50%.
•
Pero las consideraciones anteriores no incluyen la zona rural, donde los registros
de producción de RSU son más inciertos.
Los puntos anteriores, con un grado altísimo de incertidumbre, podría fijar la disposición de
rellenos sanitarios, como escenario optimista, en 50%. Se estima probablemente un poco
más ajustado a la realidad 40% dada por el Ministerio de Desarrollo Económico del gráfico 27.
Pero la hipótesis que se plantea en este estudio es que esa cifra esté más próxima a 30%.
2.11.1.4. Inversiones para el proyecto de recolección y/o uso del biogás
No existen generalidades ni extrapolaciones; la inversión es puntual para cada caso. La única
referencia acopiada para este documento, es el reportado para Doña Juana para la captación
y quemado del biogás, que se estima entre US$M 2.5 y US$M 4.0; generación eléctrica, está
entre 7 US$M y 8 US$M. Hoy con la expectativa de Kyoto, para ambos casos se estima
buena rentabilidad, mediante el ingreso de la venta de los CERs.
100
Mindesarrollo - Dirección de servicios públicos domiciliarios Distribución de tipos de disposición final
Compostaje; 3; 1%
Relleno sanitario;
213; 40%
Cielo abierto; 273;
51%
Manejo integral; 1;
0%
Reciclaje; 6; 1%
Otro; 11; 2%
Incineración ; 4;
1%
Cuerpo de agua;
22; 4%
Gráfico 27. Disposición final de RSU en Colombia [Ministerio de Desarrollo Económico,
2002]
También debe mencionarse, que una vez Icontec obtenga la calificación como entidad
certificadora, se obtendrán beneficios asociados con la facilitación de estas etapas que
actualmente son muy costosas. Esta es una de las razones para tener siempre como
referente la estructuración de proyectos sombrilla.
Aunque dentro de los principios del Protocolo de Kyoto existen instrumentos que facilitan
y apalancan financieramente este tipo de proyectos, estos ingresos sólo son efectivos una
vez el proyecto esté consolidando certificados de reducción de emisiones de gases
invernadero. Por tanto, el desarrollo del proyecto desde su inicio debe estar financiado por
entidades públicas y privadas que hagan posible su viabilización, para lo cual es
necesario que existan estímulos de tipos fiscales y tributarios. La legislación ambiental no
obliga a la recolección y/o aprovechamiento del biogás, por lo cual la construcción de la
línea base, necesaria como punto de referencia para la cuantificación de los CER durante
el tiempo de certificación seleccionado por el proyecto, aumenta la cantidad de GEI para
los que pueda lograrse la certificación por parte de los organismos certificadores de la
Junta Ejecutiva del Protocolo de Kyoto.
Produce beneficios incuestionables el apoyo institucional para el desarrollo de la nota de
idea de proyecto, dentro del marco que establece el principio que el manejo
ambientalmente sostenible del biogás. También es necesaria la capacitación de un equipo
de trabajo y la difusión amplia de la información básica del proyecto, de tal manera que se
logre la participación de las comunidades.
Mientras todos los actores continúan en el ejercicio de aproximación a cifras más
depuradas sobre el total de RSU dispuestos en los rellenos sanitarios, no es posible tomar
ninguna base cierta para determinar el potencial de recolección y aprovechamiento del
biogás de los rellenos sanitarios. Por ahora sólo podrían plantearse hipótesis sobre esta
cifra, tal como se propone en esta tesis, en el sentido de considerar escenarios de
101
disposición en rellenos con valores que van desde 20% hasta 80% del total reportado
como dispuesto en los rellenos sanitarios.
2.11.1.5. Impactos ambientales negativos
Como en todos los proyectos similares, existen Impactos ambientales negativos:
calentamiento global, ozono para smog fotoquímico, olores, ruido, vectores, 1 camión de
descarga/5 minutos, emisiones y vertimientos contaminantes al suelo y aguas,
eutroficación, acidificación, toxicidad humana y ecotoxicidad, COV cancerigenos,
compuestos clorados, fluorados, xiloxanos y riesgo de explosión. Además en las
comunidades del entorno, Barrios Mochuelo y Mochuelo Alto, el impacto y/o riesgo de
enfermedades respiratorias, cáncer, devaluación de lotes y dispersión de contaminantes,
es un componente muy importante afrontar para un PMA serio, y como experiencia para
nuevos diseños.º
102
3. METODOLOGÍA
3.1. Criterios utilizados para la estimación de producción de residuos
Para efectuar el ejercicio de determinar la base para la estimación de la generación y
recuperación del biogás de rellenos sanitarios existentes, es necesario contar con la
información en el área de influencia del proyecto, asociada con:
™
™
™
™
™
Población y sus hábitos de consumo
Generación per cápita y caracterización de los residuos
Diagnóstico del nivel tecnológico del diseño y prácticas operativas del mismo
Mercado energético del entorno
Nivel de percepción y aceptación del proyecto
Con relación al listado anterior, es necesario fijar algunos criterios y/o directrices que
deben insertarse como referentes para el análisis de alternativas y toma de decisiones:
™ La disposición de residuos se puede considerar una práctica ambiental que mitiga
un impacto negativo, cuyos costos no se han internalizado en la economía
ambiental colombiana. En este sentido, para compensar esa falencia, la
institucionalidad ambiental debe fortalecer la necesidad de hacer efectiva la
práctica de priorizar el orden jerárquico de las estrategias para una gestión integral
de los residuos, tales como prevención y reducción, reuso, reciclaje y disposición
final, propuestas que son susceptibles de diversificar y que siempre deben
enmarcarse dentro de la óptica de la sostenibilidad, con referentes de valorización
energética de los residuos, con alternativas como la recolección del biogás
generado durante la descomposición anaerobia de estos residuos.
™ Es necesario reforzar el postulado que siempre debe existir la perspectiva de
utilizar los rellenos sanitarios como opción de disposición final necesaria para
desechos no utilizables. Para disminuir la cantidad de residuos dispuestos en los
rellenos, el avance tecnológico ha definido prácticas de valorización y reutilización
de todo tipo de materiales inertes obtenidos de los RSU, para su tratamiento y
valorización, que van desde la ceramización y vitrificación hasta el compostaje,
además de producción de páneles aislantes -térmicos y acústicos- hasta clinker y
materiales de construcción.
™ Se están difundiendo opciones tecnológicas que apuntan a recuperación de
energéticos intermedios mediante procesos controlados como la gasificación
inducida y la termólisis para producción de gas e hidrocarburos livianos. De tal
manera, que es conveniente el análisis de alternativas, que para el caso
colombiano, necesariamente deben contextualizarse con el mercado y la
proyección sostenible del manejo de los recursos; pero que en primera instancia
podrían estar dirigidas a reciclaje intensificado, compostaje y recuperación del
biogás.
103
™ La educación ambiental es el componente ambiental de primer orden que debe
intensificarse para el análisis objetivo de opciones y la identificación de aportes
tangibles e intangibles para fortalecer las estrategias sostenibles asociados al
manejo integral de residuos sólidos, que permitan hacer percepciones realistas
sobre los reales impactos negativos y positivos de los rellenos sanitarios, sin
perder de vista que es una opción con costos que, en últimas, recaen sobre el
usuario, a través del Estado. Quizá una formación ambiental fortalecida, permita
evaluar la real magnitud ambiental de los rellenos como opción de disposición
final, que plantee alternativas a la posición “nimby”: not in my back yard.
Es seguro que los referentes de la tabla se perciban en Colombia inalcanzables; pero en
todo caso, es mejor mirarlas como metas a largo plazo en esta etapa que ha emprendido
el país en el diseño de políticas y estrategias sobre residuos sólidos, tales como la
legislación reciente, el Plan sobre la Gestión Integral de Residuos Sólidos -PGIRS-, la
guía de rellenos sanitarios del MAVDT.
3.1.1. Consideraciones metodológicas para el estimado de disposición final de RSU
y generación de biogás
Para la propuesta de análisis, se presenta la información sobre los determinantes de
generación de los residuos, que se basa en la información secundaria de diversas
instituciones como SSPD, UESP y MAVDT.
El punto de partida para estimar el potencial de generación de biogás, básicamente es
estimar la generación y caracterización de RSU por ciudades, departamentos, regiones.
La información de diversas fuentes permite tener alternativas para consolidad cifras, con
el objeto de fortalecer la calidad de los resultados. Así, se obtuvieron indicadores las cifras
correspondientes, además de las relacionadas con la implementación de sistemas de
tratamientos de lixiviados y condiciones meteorológicas, entre otras.
Se utilizaron dos modelos, el mexicano y el Scholl Canyon. Se descartó el modelo de la
EPA, pues no permitía el hacer estimados con diferentes valores de k y Lo a los
preestablecidos por el modelo y, en efecto, el resultado que se obtuvo no mostró una
aproximación aceptable con los resultados de los otros dos modelos mencionados. En el
Capítulo IV sobre Resultados, se comparan los resultados gráficos y se hacen los
comentarios pertinentes.
Otros modelos que prevén el logro de resultados más ajustados a cifras reales de
generación de biogás, y que se han comprobado con cifras de rellenos sanitarios en
operación, tales como el SWANA, están fuera del alcance de esta tesis. Sin embargo,
progresivamente en un trabajo de investigación para estimación de biogás, la complejidad
de los modelos que se aborden, van depurando la predicción, y éstas deben fortalecerse
con la experimentación simultánea en laboratorio, con ensayos piloto e in situ. Esto
permite depurar progresivamente la alta incertidumbre usual de la estimación, aunque
para el caso de esta tesis no se percibe tal incertidumbre, de acuerdo a la comparación
que se hizo con el caso del relleno sanitario de Olavarría, Argentina.
104
Para un caso real, la idealización del ejercicio de esta tesis, necesita hacer estimados
puntuales para cada celda del relleno que se considere, y hacer seguimiento para las
correcciones necesarias que estén asociadas con climatología, caracterización,
codisposición en el relleno sanitario de metales y compuestos orgánicos e inorgánicos,
que pueden actuar como catalizadores; también influyen en la calidad y cantidad del
biogás generado la rata de disposición final, la caracterización de los RSU y el mismo
diseño y operación del relleno en consideración.
3.1.1.2. Consideraciones generales sobre el diagnóstico
Sobre las fuentes de información que han generado las bases de datos para orientar el
objetivo propuesto en esta sección de estimar la carga de residuos sólidos dispuestos, es
necesario hacer otras consideraciones para lograr mejores aproximaciones:
Existe la duda sobre la consistencia de la información allegada a los entes rectores y
operativos de la gestión ambiental, en el sentido que se percibe como una necesidad
hacer comprobaciones actualizadas en campo sobre las características técnicas que
definen el sitio de disposición final como un relleno sanitario, como botadero a cielo
abierto y como relleno sanitario. A pesar de existir una legislación que dio plazo de tres
años para la presentación de los PGIRS, que obligan a cerrar los botaderos, sólo hasta
octubre de 2005 se hizo efectiva la medida.
A pesar que existen proyectos en etapa de estudio para modernizar el manejo integral de
residuos sólidos con rediseños, y otros etapa de operación, es necesario precisar que las
propuestas que pudieran existir para el rediseño de reconversión de botaderos a cielo
abierto a rellenos sanitarios serían técnica y económicamente inviables si éstas se
quieren enmarcar dentro del criterio riguroso de relleno sanitario. Además, una vez
implementadas, no corregirían deficiencias asociadas, por lo menos, con los
requerimientos geológicos y geotécnicos que están ausentes en los botaderos a cielo
abierto y enterramientos. También, otras falencias van desde la ausencia de cualquier
previsión para el confinamiento de los residuos y para la recolección y/o migración del
biogás, hasta la ausencia de infraestructura como pozos recolectores y drenaje de
lixiviados para el control y tratamiento del mismo.
Este trabajo considera más viable plantear escenarios de estimación de la producción de
residuos dispuestos en rellenos sanitarios, que son los únicos aptos para la recolección
del biogás.
La claridad que se logra con la información consultada del MAVDT no es suficiente.
Realmente en la actualidad existe una gran dinámica con relación a la opción de
implementación de rellenos sanitarios, al sellamiento de botaderos, al diligenciamiento de
proyectos MDL de rellenos existentes y al estudio de considerar la posibilidad para la
reconversión de botaderos y/ enterramientos a rellenos aptos para la recolección de
biogás; sin embargo, algunas comunidades y autoridades ambientales, no han descartado
la iniciativa de lograr alguna implementación la opción de reconversión.
105
3.1.1.3. Implementación del diseño y operación de los rellenos
La mejor aproximación que se logró con base a la información acopiada, es que existen
no doscientos ni trescientos rellenos sanitarios, difícilmente veinte, y más prudente es
ubicarse en la existencia de una decena de rellenos sanitarios, con mayor o menor grado
de complejidad tecnológica, de tal manera que su diseño y operación sean técnicamente
concebidos y se garantice su manejo ambiental sostenible y ajustado a criterios de
diseños universalmente aceptados que, además, cumplan con la normatividad nacional.
La dinámica institucional liderada por el MAVDT que se ha hecho mediante la
promulgación de publicaciones para aportar mejores referentes para la gestión integral de
los RSU, para implementar los POTs, adoptar las guías de rellenos sanitarios y reconvertir
los botaderos, así como adoptar los PGIRS, entre otras actividades, empieza a
proyectarse como una mejor percepción comunitaria sobre la problemática integral de los
RSU. Sin embargo, el mejoramiento continuo de esta gestión, debería afinar la gestión
hacia el mejoramiento de las condiciones para fortalecer los parámetros de diseño para
los futuros rellenos, de tal manera que se facilite la captación del biogás en esas
unidades.
Es clara la directriz del MAVDT de erradicar los botaderos de basura a cielo abierto en el
país. A manera de ejemplo de la dinámica que se está dando en el país, en el caso del
Huila se tiene que Neiva dispone de 250 t/día de RSU, y ante el cierre de diez botaderos a
cielo abierto -Rivera, Campoalegre, Algeciras, Tello, Baraya, Hobo, Teruel, Yaguará,
Villavieja y Palermo, que aportarían entre 60 t/día y 80 t/día- en mayo de 2006, Empresas
Públicas de Neiva inició el proceso de implementación de un relleno sanitario regional,
para no acortar la vida útil del relleno sanitario de Neiva.
El autor de este documento estima que, como escenario muy optimista, en Colombia
estén en operación 20 rellenos sanitarios, ubicados en las siguientes ciudades: Armenia,
Barranquilla, Bogota, Bucaramanga, Cali, Cartagena, Cúcuta, Girardot, Ibagué, La
Dorada, Medellín, Neiva, Pereira, Popayán, Montería, Sincelejo, Tunja, Valledupar,
Villavicencio, Yopal. Sin embargo, la realidad que sustentaría cualquier análisis riguroso
asociado con la definición técnica de relleno sanitario, el conteo de éstos alcanzaría,
máximo, diez. Es cierto que existe una dinámica muy significativa; ejemplo, en marzo de
2006, Montería (Córdoba) anuncia la apertura de su relleno sanitario, para recibir una
carga de RSU de 450 t/día.
De la información del MAVDT a octubre de 2005, se obtuvo el gráfico 28 sobre el
inventario de rellenos sanitarios.
3.2. Consideraciones para la identificación, análisis y evaluación de las etapas del
proyecto
La ingeniería conceptual como objetivo de esta tesis, permite emitir el primer concepto
sobre la viabilidad de continuar el estudio sobre el desarrollo de un proyecto sobre
recolección y utilización del biogás de rellenos sanitarios. Las simulaciones que se
presentan y las coincidencias sobre los resultados, permiten avalar la utilidad de esta
primera aproximación.
106
Inventario de rellenos sanitarios
Valle; 20; 6%
Tolima; 5; 2%
Sucre; 5; 2%
Vaupés; 0; 0% Antioquia; 87; 28%
Santander; 26; 8%
Vichada; 0; 0%
San Andrés; 0; 0%
Atlántico; 13; 4%
Amazonas; 0; 0%
Risaralda; 10; 3%
Arauca; 0; 0%
Quindío; 9; 3%
Bolívar; 3; 1%
Putumayo; 3; 1%
Boyacá; 19; 6%
Norte Santander; 18;
6%
Caldas; 20; 6%
Caquetá; 3; 1%
Casanare; 6; 2%
Nariño; 32; 10%
Meta; 6; 2%
Magdalena; 1; 0%
Cauca; 1; 0%
Huila; 5; 2%
Choco; 2; 1%
Guaviare; 0; 0%
Guajira; 1; 0%
Guainía; 0; 0%
Cundinamarca; 12; 4%
Cesar; 1; 0%
Córdoba; 0; 0%
Gráfico 28. Inventario de rellenos sanitarios en Colombia, MAVDT. [26]
En cuanto a la prefactiblidad, el cuadro siguiente presenta el análisis que debe abordarse
para el lograr el diagnóstico soportado en la evaluación del ámbito energético, financiero,
social y político que enmarca este tipo de proyectos. La información bibliográfica que se
relaciona, particularmente los ejemplos de implementación y expectativa que presentan el
Banco Mundial [1]y las memorias y los seminarios internacionales y las aplicaciones
puntuales[21, 28], permiten establecer un potencial significativo de aportes al medio
ambiente y al sector energético de recuperación de biogás, que debe confrontarse desde
el punto de vista de competitividad y normatividad con la oferta de las canastas
energéticas y/o la opción de sustentar proyectos MDL del mecanismo de Kyoto [6, 13, 28].
Para este tipo de proyectos, el componente social y económico es de especial relevancia,
e involucra todos los actores de la cadena productiva de bienes y servicios, cadena que
107
desafortunadamente adolece del real sentido de responsabilidad ambiental. Hoy no existe
la suficiente percepción de que el problema de los RSU lo generamos todos, y que en
este sentido, todos debemos hacer aportes para su solución. Así que la educación
ambiental y el tema de cuantificación del costo de la externalidad que constituye el pasivo
ambiental que generan los RSU, necesariamente debe internalizarse en la estructura de
costos del manejo integral de los RSU, como una señal económica que oriente la PPC de
RSU y que permanentemente se constituya en un ejercicio de interacción de los sectores
público, privado y con amplia participación comunitaria y sectorial.
En este orden de ideas, la figura 23 sintetiza las mínimas consideraciones y etapas que
deben abordarse para el estudio de prefactibilidad y factibilidad de este tipo de proyectos.
Figura 23. Consideraciones mínimas para el análisis del preproyecto de un relleno
sanitario. [27]
3.3. Modelos predictivos de generación de biogás
3.3.1. Fundamentos y trabajos anteriores
Se trabajó con los tres modelos Scholl Canyon, Landgem V-302 de la EPA y el mexicano.
Cada uno de ellos es una aproximación contextual al entorno geográfico y climático, y con
sus resultados se logran resultados predictivos correctos de orden de magnitud.
108
Existe una dinámica de mejoramiento continuo con la adición de nuevas variables y
parámetros, según el alcance que cada modelo se trace como objetivo y la exactitud que
se desee; así se han desarrollado modelos como el SWANA - The Solid Waste
Association of North América- el GALIX de la Universidad de los Andes, Sheldon-Arleta,
Cristóbal Jiménez, Lee J. J y Jung Y. H, Lee W.B. y Kim J.O, Pohland, B. Al-Yousfi y
Samuel Pineda, modelos que se analizan matemáticamente en forma muy completa en el
estudio [25] “Propuesta metodológica para la estimación de emisiones atmosféricas
provenientes de rellenos sanitarios” (Guerrero y Sanabria, 2001, Universidad Nacional de
Colombia)
3.3.2. Escenarios
En escenarios pesimistas, se prevé que los resultados de la aplicación de los modelos
predictivos de generación de biogás de rellenos sanitarios, sean orden de magnitud; sin
embargo, las predicciones con el modelo Scholl Canyon de los diseñadores en 1999 del
relleno sanitario de Olavarría, Argentina, actualmente en operación, que carga 85 t/día de
RSU, con una capacidad máxima de disposición final de un millón de toneladas de RSU,
reportan resultados muy coincidentes de predicción y resultados de operación. Este
ejemplo es un buen referente para considerar la utilidad de la aplicación de estos modelos
predictivos para captación de biogás de rellenos pequeños.
En todo caso, es necesario precisar que, dentro del marco de prefactibilidad, los
resultados de los modelos son aproximaciones necesarias para la ingeniería conceptual y,
en algunos casos, para la ingeniería de proceso de los proyectos.
Para el estudio de prefactiblidad, como regla universal para cualquier proyecto productivo,
cuando se trata de rellenos sanitarios también se necesita validar la predicción con
investigación de campo con experimentación in situ para cada relleno, para afinar las
predicciones de emisión de biogás, con énfasis en valores más consolidados para Lo y k.
Actualmente, en noviembre de 2005, este proceso lo está desarrollando el MAVDT
mediante la consultoría con una firma mexicana, que, entre otros objetivos, incluirá entre
sus recomendaciones, la (s) propuesta (s) metodológica para la precisión de estas dos
constantes, así como los protocolos de caracterización de los RSU y las predicciones de
generación de biogás.
Es necesario que las interacciones de las autoridades, comunidades cercanas al
proyecto, usuarios -todos los ciudadanos- y actores académicos y técnicos, entre otros, se
constituyan aportes para el mejor diseño técnico de los proyectos. Estos proyectos se
caracterizan por tener un fuerte componente social y, últimamente con el potencial ingreso
de recursos financieros mediante la venta de CERs del protocolo de Kyoto, las ideas de
proyectos pueden constituirse en proyectos rentables.
3.3.3. Datos de carga y resultados
Para los tres modelos considerados en esta tesis se utilizaron los imputs y
consideraciones siguientes:
109
50% para la eficiencia de recolección de biogás, el menor valor que reporta la literatura,
que habla de 60% y hasta 75% para rellenos con muy buenos diseños y operación.
K y Lo, los que genera el modelo mexicano, alimentando las condiciones meteorológicas.
Se asumió que la generación de biogás se inicia un año después de cargado el residuo;
se cargaron RSU durante 39 años (período largo), y se colectó biogás durante 60 años.
El biogás que se genera contiene 50% de CH4, y de este CH4 total, se recolecta el 50%,
que es la cantidad para continuar con el cálculo de toneladas, KW, y t CO2 equivalente y
acreditable para proyectos MDL.
Se tomó 32% como eficiencia de conversión de CH4 a KW.
Se tomó 21 años como tiempo de acreditación, sólo una de las tres opciones del
Protocolo de Kyoto.
Se tomó US$ 8/t eq. de CO2 como precio de venta de los CERs.
Un ejemplo del cálculo mediante heat rate -BTU/kWh- para generación energética
adoptado por UPME, se muestra está en la hoja de cálculo basecalculoupmeheatrate.xls
contenido en el CD anexo.
Al cálculo mediante el uso de las relaciones PVT para gases ideales, y a los niveles
usuales de operación de presión y temperatura de generación de biogás, no es necesario
hacer correcciones mediante otras ecuaciones de gas real.
3.3.4. Aplicación de la estimación de biogás a dos casos hipotéticos
Para facilitar la descripción metodológica, se tomó constante la rata de carga de los
residuos. Se trabajó con información histórica, cuando, en realidad, para aplicaciones
puntuales, la cantidad que se cargue debe ser la registrada diariamente y con promedios
consolidados mensuales y anuales, así como demás información requerida por los
modelos, tal como aparece en las respectivas hojas de entrada de cada uno de los tres
utilizados.
Se tomaron dos casos como puntos de comparación: i) el primero, el relleno La
Esmeralda de Manizales, que es un proyecto regional, con suficientes reportes de registro
y operación; ii) y el segundo, la disposición hipotética de residuos que se cargan a los
rellenos sanitarios, excepto al relleno de Doña Juana. Los resultados del primer caso
pueden adoptarse como el de un piloto consistente, de tal manera que amerita promoverlo
para una discusión más detallada como metodología de estimación de generación de
biogás, y replicable para rellenos sanitarios pequeños y medianos. El segundo caso, dado
que implica incertidumbres muy marcadas sobre la validez de la carga que se dispone en
el país, necesitaría una confirmación in situ de la realidad de la rata y capacidad de carga
de los rellenos reportados por el MAVDT y la información de 2002 de la SSPD. En
atención a esta circunstancia, esta tesis presenta diez escenarios que sirven para
ubicarse en un punto de la escala de niveles que más se acerca a la realidad nacional.
110
Esto necesita un ejercicio costoso de comprobación en campo y consolidación de
información histórica.
En el desarrollo de esta tesis, en el capítulo sobre Marco Teórico se comentan los
modelos Scholl Canyon, mexicano, SWANA y EPA versión 2005. Para la estimación de la
generación de biogás se utilizaron los dos primeros, cuyos resultados se muestran en el
capítulo sobre Resultados.
111
4. RESULTADOS
4.1. Tabulación de los outputs
La tabla 31 presenta el output parcial de la simulación mediante el modelo Scholl Canyon
aplicado al relleno sanitario La Esmeralda. La primera fila de la tabla 31 presenta sólo los
primeros veinte años de recolección de biogás (en pantalla continúa hasta el año 63). La
segunda fila muestra la ecuación que utiliza el modelo de simulación; las columnas
escalonadas presentan la generación de biogás anual. La columna R se interrumple en el
año 35; a partir del año 36 no se cargan más RSU; pero la generación de biogás continúa
durante 63 años. En pantalla, la primera columna continúa hasta el año 63, y la primera
fila continúa hasta el año 63.
La tabla 32 es el output consolidado de la simulación del modelo Scholl Canyon, aplicado
al relleno sanitario de La Esmeralda. Asume 35 años de carga de RSU y 63 años de
recolección de biogás. La primera columna muestra 35 años de carga de RSU, y la
segunda, la carga de 140,000 t/año.
El output que genera el modelo mexicano, aplicado a La Esmeralda y al estimado
nacional se formateó del la misma forma que para el modelo Scholl Canyon -para poderlo
comparar- y no se muestra en esta tesis. De otra parte, el modelo mexicano produce
automáticamente los resultados, mientras que el Scholl Canyon debe trabajarse
manualmente.
También como ejemplo para la simulación, la primera columna de la tabla 32 muestra 63
años de recolección del biogás; y la segunda columna, los 35 años de carga de RSU. La
columna tercera presenta la generación de biogás para cada uno de los 63 años, y es el
resultado de sumar el biogás generado en cada fila de la tabla 31. Las siete columnas que
siguen de la tabla 32, son el resultado de hacer las conversiones para obtener los
resultados que muestra cada una. Para el estimado nacional, lo mismo que para la
aplicación del modelo mexicano, se aplicaron los mismos criterios enunciados para las
tablas 31 y 32.
El resultado de esta tesis debe entenderse como la primera aproximación al estimado de
generación de biogás de los diversos escenarios. Otros modelos que prevén resultados
más acordes con la realidad, como el SWANA, deben redondear la estimación,
simultáneamente con experimentación en laboratorio, piloto e in situ, para permitir depurar
progresivamente las altas incertidumbre de la estimación. Los consultores mexicanos de
Eteisa conceptúan que en casos extremos se pueden presentar errores hasta de 50% incertidumbre alta que no se percibió al abordar el caso de Olavarría-.
Para un caso real, la idealización del ejercicio de esta tesis, necesita hacer estimados
puntuales para cada celda del relleno que se considere, y hacer seguimiento para las
correcciones necesarias asociadas con climatología, caracterización, rata de disposición
final y antigüedad de los RSU depositados, así como con la permeabilidad del terreno y
estabilidad geológica, entre otras consideraciones.
Los resultados como los logrados en las tablas 31 y 32 se utilizaron como soporte para
generar los diferentes gráficos que se muestran en este capítulo, para La esmeralda y
112
para el estimado nacional, excepto Doña Juana, utilizando para cada caso los modelos
mexicano y Scholl Canyon. Todos estos resultados consignados en los gráficos deben
entenderse como la primera aproximación sobre el estimado de generación de biogás y
demás parámetros que muestran los gráficos del 29 al 56, que son los resultados de la
aplicación de los modelos Scholl Canyon y mexicano, para el relleno sanitario La
Esmeralda de Manizales y para el estimado nacional de producción de RSU.
4.1.1. Resultados gráficos
Los resultados gráficos y las tabulaciones soportes de Excel pueden servir al lector para
hacer las combinaciones de sensibilidad, como para diferentes valores de K y Lo. Las
simulaciones que se presentan asumen una rata constante de disposición de RSU, lo cual
puede representar un error significativo por no hacer predicciones de generación de RSU.
4.2. Relleno sanitario la Esmeralda, modelo Scholl Canyon
El estimado para el relleno sanitario La Esmeralda de Manizales se aprecian en los
gráficos 29 al 34, con base en el modelo Scholl Canyon, utilizando los parámetros x = año
2000, T = años de generación 2001 a 2061, k = 0.089, Lo = 88 m3/t RSU, R = 140,000
t/año; Q = m3 biogás generado/año. Los valores de tiempo, K y Lo son iguales para todas
las simulaciones con los modelos Scholl Canyon, mexicano y EPA. Este modelo se utilizó
para una sola simulación, la que muestra el gráfico 49, cuyo resultado dió base para no
aplicarlo en las demás simulaciones. El modelo Scholl Canyon se muestra en la ecuación
siguiente, que aparece en el encabezamiento del archivo Excel del CD anexo, como:
Q = K*Lo*R*e-k(T-x)
Donde:
T, años de generación, de 2000 a 2060;
x, año 2000;
T - x, antigüedad de cada período de disposición: 0, 1, 2, 3…60
K, 0.089 /año
3
Lo, 88 m /t
R, 140,000 t/año
113
2000
Carga RSU,
años
1
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6
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19
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21
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28
29
30
31
32
33
34
35
2001
R
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917691
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839545
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702651
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642817
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492188
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450276
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411933
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344764
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288548
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263977
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220933
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184908
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169163
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154758
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141579
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220933
202120
184908
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2005
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450276
411933
376855
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263977
241498
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202120
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63552
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53189
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450276
411933
376855
344764
315406
288548
263977
241498
220933
202120
184908
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108403
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90727
83002
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69468
63552
58140
53189
2007
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288548
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241498
220933
202120
184908
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108403
99172
90727
83002
75934
69468
63552
58140
53189
2008
1096480
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492188
450276
411933
376855
344764
315406
288548
263977
241498
220933
202120
184908
169163
154758
141579
129523
118494
108403
99172
90727
83002
75934
69468
63552
58140
53189
2009
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315406
288548
263977
241498
220933
202120
184908
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118494
108403
99172
90727
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53189
2010
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411933
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315406
288548
263977
241498
220933
202120
184908
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108403
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53189
2011
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411933
376855
344764
315406
288548
263977
241498
220933
202120
184908
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154758
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129523
118494
108403
99172
90727
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69468
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58140
53189
2012
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538001
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411933
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315406
288548
263977
241498
220933
202120
184908
169163
154758
141579
129523
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108403
99172
90727
83002
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69468
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58140
53189
2013
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492188
450276
411933
376855
344764
315406
288548
263977
241498
220933
202120
184908
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154758
141579
129523
118494
108403
99172
90727
83002
75934
69468
63552
58140
53189
Tabla 31. Parciales de los resultados de estimación de simulación mediante modelo
Scholl Canyon
2014
1096480
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411933
376855
344764
315406
288548
263977
241498
220933
202120
184908
169163
154758
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118494
108403
99172
90727
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75934
69468
63552
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53189
2015
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315406
288548
263977
241498
220933
202120
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154758
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129523
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90727
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69468
63552
58140
53189
2016
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538001
492188
450276
411933
376855
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315406
288548
263977
241498
220933
202120
184908
169163
154758
141579
129523
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108403
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58140
53189
2017
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538001
492188
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411933
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344764
315406
288548
263977
241498
220933
202120
184908
169163
154758
141579
129523
118494
108403
99172
90727
83002
75934
69468
63552
58140
53189
2018
1096480
1003110
917691
839545
768054
702651
642817
588078
538001
492188
450276
411933
376855
344764
315406
288548
263977
241498
220933
202120
184908
169163
154758
141579
129523
118494
108403
99172
90727
83002
75934
69468
63552
58140
53189
Años de
operación
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
Carga de
RSU, R
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
140000
m3 de biogás
generado/año
2192960
4199180
6034561
7713651
9249760
10655062
11940696
13116853
14192855
15177231
16077782
16901648
17655358
18344886
18975698
19552793
20080746
20563742
21005608
21409848
21779664
22117989
22427505
22710663
22969710
23206697
23423504
23621849
23803304
23969308
24121175
24260110
24387214
24503495
24609874
24609874
24609874
24609874
22416914
20410694
18575313
16896223
15360114
13954812
12669178
11493021
10417019
9432644
8532092
7708226
6954516
6264988
5634176
5057081
4529128
4046132
3604266
3200026
2830210
2491885
2182369
1899211
m3 de CH4
gener/año
1096480
2099590
3017281
3856826
4624880
5327531
5970348
6558427
7096427
7588615
8038891
8450824
8827679
9172443
9487849
9776396
10040373
10281871
10502804
10704924
10889832
11058995
11213752
11355332
11484855
11603349
11711752
11810925
11901652
11984654
12060587
12130055
12193607
12251748
12304937
12304937
12304937
12304937
11208457
10205347
9287657
8448111
7680057
6977406
6334589
5746510
5208510
4716322
4266046
3854113
3477258
3132494
2817088
2528541
2264564
2023066
1802133
1600013
1415105
1245942
1091185
949605
m3 de CH4
recolec/año
548240
1049795
1508640
1928413
2312440
2663765
2985174
3279213
3548214
3794308
4019446
4225412
4413839
4586221
4743924
4888198
5020187
5140935
5251402
5352462
5444916
5529497
5606876
5677666
5742427
5801674
5855876
5905462
5950826
5992327
6030294
6065028
6096804
6125874
6152469
6152469
6152469
6152469
5604229
5102674
4643828
4224056
3840029
3488703
3167294
2873255
2604255
2358161
2133023
1927057
1738629
1566247
1408544
1264270
1132282
1011533
901066
800007
707552
622971
545592
474803
t de CH4
recolec/año
393
752
1081
1382
1657
1909
2139
2350
2543
2719
2881
3028
3163
3287
3400
3503
3598
3685
3764
3836
3902
3963
4018
4069
4116
4158
4197
4232
4265
4295
4322
4347
4370
4390
4409
4409
4409
4409
4017
3657
3328
3027
2752
2500
2270
2059
1866
1690
1529
1381
1246
1123
1010
906
812
725
646
573
507
446
391
340
Tabla 32. Estimación de la simulación mediante modelo Scholl Canyon
115
t de CO2 eq.
recolec/año
8251
15800
22706
29024
34804
40092
44929
49354
53403
57107
60495
63595
66431
69026
71399
73571
75557
77375
79037
80558
81950
83223
84387
85453
86428
87319
88135
88881
89564
90189
90760
91283
91761
92199
92599
92599
92599
92599
84348
76799
69893
63575
57795
52507
47670
43245
39196
35492
32103
29004
26168
23573
21200
19028
17042
15224
13562
12041
10649
9376
8212
7146
t de CO2 eq.
acred./año
53403
57107
60495
63595
66431
69026
71399
73571
75557
77375
79037
80558
81950
83223
84387
85453
86428
87319
88135
88881
89564
4.2.1. Resultados gráficos
Los resultados gráficos y las tabulaciones soportes de Excel pueden servir al lector para
hacer las combinaciones de sensibilidad, como para diferentes valores de K y Lo.
Aparecen en los siguientes gráficos, del 29 al 56, que muestran los resultados de la
aplicación de los modelos Scholl Canyon y mexicano, para el relleno sanitario La
Esmeralda de Manizales y para el estimado nacional de producción de RSU. En los
gráficos se muestra la consistencia significativa de los resultados de los dos modelos,
como medida de confiabilidad. Sin embargo, las simulaciones que se presentan asumen
una rata constante de disposición de RSU, lo cual puede representar un error significativo
por no hacer predicciones de generación de RSU.
4.3. Relación de los resultados gráficos
A.- Generación de biogás y resultados conexos, basado en la disposición de RSU del
Relleno sanitario La Esmeralda, Manizales, mediante aplicación del modelo Scholl
Canyon. Este modelo se aplicó manualmente, tal como se muestra en los archivos del CD
anexo.
En la siguiente secuencia se hacen los comentarios a los resultados gráficos que
condensan los resultados durante la vida de los proyectos y facilitan la visualización del
comportamiento para cada caso. Los valores de tiempo, K y Lo son iguales para todas las
simulaciones con los modelos Scholl Canyon, mexicano y EPA.
El soporte Excel para cada gráfico, además de especificar los factores de conversión y
ecuaciones que se utilizan, es la opción que precisa con cifras muy puntuales cada
resultado gráfico. El punto de inflexión de todos los resultados gráficos, corresponde al
último año que el relleno sanitario recibió RSU.
Gráfico 29. Generación de biogás y CH4, y CH4 capturado. Las tres curvas, de arriba hacia
abajo muestran, en m3 i) la generación de biogás, ii) el 50% de CH4 contenido en el biogás
generado y iii) el 50% del CH4 recolectado del CH4 contenido en el biogás generado. 50%
de recolección es un supuesto conservador, si se tiene en cuenta que 60% es una cifra
aceptable, que puede llegar a 75% para rellenos con buenos diseños y buena operación,
además de sistemas de recolección muy bien diseñados y operados.
Generación de biogás total, metano en el biogás, y metano
recolectado, Manizales, modelo Scholl Canyon
3,00E+07
2,50E+07
1,50E+07
3
m /año
2,00E+07
1,00E+07
5,00E+06
0,00E+00
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
61
63
Años de seguimiento
m3 biogás/año
m3 CH4 generado /año
m3 CH4 capturado/año
Gráfico 29. Relleno sanitario La Esmeralda-Manizales
Gráfico 30. Relación de recolección de CH4 a recolección de CO2 equivalente. Las dos
curvas, de abajo a arriba, muestran el comportamiento de recolección de t CH4 y su
equivalencia en recolección de t CO2 equivalente, que es la forma comercializable de
reducción de emisiones de GEI dentro del marco de CERs del Protocolo de Kyoto.
Relación de recolección de CH 4 a recolección de CO 2 equivalente, Manizales
modelo Scholl Canyon
1,00E+05
9,00E+04
8,00E+04
7,00E+04
t
6,00E+04
5,00E+04
4,00E+04
3,00E+04
2,00E+04
1,00E+04
0,00E+00
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
61
Años de seguimiento
t CH4 recolectado/año
t CO2 equiv. recolectado/año
Gráfico 30. Relación de recolección, Manizales modelo Scholl Canyon
Gráfico 1. Relación de CO2 equivalente recolectado a CO2 equivalente acreditable. El
segmento rojo de la curva de CO2 equivalente recolectado, corresponde al CO2
equivalente certificable, durante el período supuesto de 21 años de certificación de CERs.
Para un estudio de caso real de selección del período de tiempo, es necesario el balance
117
detallado del total de t certificables de CO2 equivalente recolectado. Este rango de tiempo
puede estar ubicado en cualquier tramo de la curva ascendente.
CO2 equivalente recolectado y CO2 equivalente acreditable, Manizales, Modelo
Scholl Canyon
100000
90000
80000
t CO2
70000
60000
50000
40000
30000
20000
10000
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
61
Años de seguimiento
t CO2 equivalente capturado, lineas azul más rosada
t CO2 equivalente acreditables, línea rosada
Gráfico 31 CO2 recolectado y CO2 acreditable
Ingreso en US$ por concepto de t de CO2 equivalente acreditable . Para el resultado de t
de CO2 equivalente acreditable, se asumió el precio de US$ 8/t CO2 equivalente
acreditable. Este gráfico muestra el ingreso con base en las consideraciones de precio,
período de tiempo y t de CO2 equivalente acreditable.
Ingreso por CO2 acreditable, Manizales, modelo Scholl Canyon
8,00E+05
7,00E+05
6,00E+05
US$
5,00E+05
4,00E+05
3,00E+05
2,00E+05
1,00E+05
0,00E+00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Años de seguimiento
Gráfico 32.Ingreso por venta de CO2 equivalente acreditable
118
15
16
17
18
19
20
21
Gráfico 33. kW generados. Con base en poder calorífico y eficiencia de conversión
energética de 32%, este gráfico estima el potencial de generación eléctrica en kW
KW generados, Manizales, modelo Scholl Canyon
2500
2000
KW
1500
1000
500
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21 23
25 27
29
31 33 35
37
39
41 43
45
47 49
51 53
55 57
59
61
Años de seguim iento
Gráfico 33. kW generados.
B.- Generación de biogás y resultados conexos del Relleno sanitario La Esmeralda,
Manizales, basado en la disposición de RSU, mediante aplicación del modelo mexicano.
Este modelo se manejó automáticamente mediante el software y las instrucciones que se
muestran en los archivos correspondientes del CD anexo.
Gráfico 34. Generación de biogás y CH4, y CH4 recolectado. Se aplican los mismos
comentarios que al Gráfico 29.
Generación, relleno de Manizales: biogás y CH4, y CH4 recolectado, modelo mexicano,
2,50E+07
3
m /año
2,00E+07
1,50E+07
1,00E+07
5,00E+06
0,00E+00
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
Años de seguimiento
Biogás generado
CH4 generado
CH4 capturado
Gráfico 34. Relleno sanitario Manizales, modelo mexicano
4.4. Relleno sanitario la Esmeralda, modelo mexicano
119
57
59
Gráfico 35. Relación de t de CH4 generado a t de CH4 recolectado. A diferencia del gráfico
30, el gráfico 35 compara las t de CH4 generado (curva superior) con las t de CH4
capturado (curva inferior), y no hace comparación con las t de CO2 equivalente.
Generación y recolección de CH4, relleno de Manizales, modelo
mexicano
9,00E+03
8,00E+03
7,00E+03
6,00E+03
5,00E+03
4,00E+03
3,00E+03
2,00E+03
1,00E+03
0,00E+00
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
A ño s d e seg ui mient o
CH4 generado
CH4 capt urado
Gráfico 35. Generación y recolección de CH4, modelo mexicano
Gráfico 36. Recolección y acreditación de CO2 equivalente. Corresponde al resultado
similar que muestra el gráfico 31.
Recolección y acreditación de CO2 equivalente, relleno de
Manizales, m odelo m exicano
1,00E+05
9,00E+04
8,00E+04
7,00E+04
6,00E+04
5,00E+04
4,00E+04
3,00E+04
2,00E+04
1,00E+04
0,00E+00
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
Años acreditables
CH4 generado, líneas azul más rosada
CH4 acreditable, línea rosada
Gráfico 36.Recolección y acreditación CO2 de equivalente, modelo mexicano
Gráfico 37. Ingreso por acreditación de CO2 equivalente acreditable. Corresponde al
resultado similar del gráfico 32.
120
Ingreso por acreditación de CO2 equivalente, relleno de Manizales,
modelo mexicano
8,00E+05
7,00E+05
6,00E+05
US$
5,00E+05
4,00E+05
3,00E+05
2,00E+05
1,00E+05
0,00E+00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
2
21
Años de seguim iento
Gráfico 37. Ingreso por acreditación de CO2, modelo mexicano
Gráfico 38. kW generados. Corresponde al resultado similar del gráfico 33.
KW generados, relleno de Manizales, modelo mexicano
2500
2000
KW
1500
1000
500
0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59
Años de seguim iento
Gráfico 38. KW Generados, modelo mexicano
C.- Generación de biogás y resultados conexos, basados en el estimado nacional de
producción de RSU, exceptuando la generación de biogás en el relleno sanitario de Doña
Juana, mediante aplicación del modelo Scholl Canyon. Igualmente, este modelo se
121
manejó manualmente, tal como se muestra en los archivos del CD, mediante el mismo
procedimiento que se utilizó para el relleno sanitario La Esmeralda de Manizales. La base
de cálculo es la carga estimada de RSU dispuesta en el país, excepto Doña Juana.
4.4.1. Estimado nacional, modelo Scholl Canyon
Gráfico 39. Generación de biogás y CH4, y CH4 recolectado. Se aplican los mismos
comentarios que al gráfico 29.
Estimado nacional, excepto Doña Juana, modelo Scholl Canyon
7,00E+08
6,00E+08
m3/año
5,00E+08
4,00E+08
3,00E+08
2,00E+08
1,00E+08
0,00E+00
1
4
7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61
Años de seguim iento
Biogás generado
CH4 generado
CH4 capturado
Gráfico 39. Estimado nacional excepto doña Juan modelo Scholl Canyon
Gráfico 40. Relación de t de CH4 recolectado a t de CO2 equivalente recolectado. Se
aplican los mismos comentarios que al gráfico 30.
Relación de t CH4 recolectado a t CO2 equivalente recolectado, estimado
nacional, excepto Doña Juana, modelo Scholl Canyon
2,50E+06
2,00E+06
t
1,50E+06
1,00E+06
5,00E+05
0,00E+00
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61
Años de seguimiento
t CH4 capturado
t CO2 equivalente.
Gráfico 40. Relación de t CO2 equivalente a CH4, estimado nacional, modelo Scholl
Canyon.
Gráfico 41. Relación de t CO2 equivalente recolectado y t de CO2 equivalente acreditable.
Se aplican los mismos comentarios que al gráfico 31.
122
CO2 equivalente recolectado y acreditable, estimado nacional,
excepto Doña Juana, modelo Scholl Canyon
2,50E+06
2,00E+06
1,50E+06
1,00E+06
5,00E+05
0,00E+00
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21 23 25 27
29
31 33 35
37 39
41 43
45 47 49
51 53
55 57
59
61
Años de seguim iento
t CO2 capturado, líneas azul más rosada
t CO2 acreditable, línea rosada
Gráfico 41. t CO2 equivalente recolectado y acreditable, estimado nacional, excepto doña
Juana, modelo Scholl Canyon
Gráfico 42. Ingreso en US$ por acreditación de CO2 equivalente acreditable. Se aplican
los mismos comentarios que al gráfico 32.
Ingreso por acreditación de CO2 equivalente, estimado nacional,
excepto Doña Juana, modelo Scholl Canyon
1,80E+07
1,60E+07
1,40E+07
US$
1,20E+07
1,00E+07
8,00E+06
6,00E+06
4,00E+06
2,00E+06
0,00E+00
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Años de seguimiento
Gráfico.42. Ingreso por CO2 equivalente acreditable, estimado nacional modelo Scholl
Canyon
Gráfico 43. Generación eléctrica en MW. Se aplican los mismos comentarios que al
gráfico 33, sólo que el potencial de generación eléctrico se expresa en MW, dado al
monto de energía térmica disponible.
123
MW de generación, estimado nacional, excepto Doña Juana, modelo Scholl
Canyon
60
50
MW
40
30
20
10
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
61
Años de seguimiento
Gráfico 43. MW de generación, estimado nacional, excepto doña Juana, modelo Scholl
Canyon
4.4.2. Estimado nacional, modelo mexicano
4.- Generación de biogás y resultados conexos, basados en el estimado nacional de
producción de RSU, exceptuando la generación de biogás en el relleno sanitario de Doña
Juana, mediante aplicación del modelo mexicano. Este modelo se manejó
automáticamente, tal como se muestra en los archivos e instrucciones que se muestran
en el CD anexo, mediante el mismo procedimiento que se utilizó para el relleno sanitario
La Esmeralda de Manizales. El estimado nacional se presenta en los cinco gráficos
siguientes, con base en el modelo mexicano y con la misma carga de 9,000 t de residuos /
día ó 3’285,000 t/año.
Gráfico 44. Generación de biogás y CH4, y CH4 recolectado. Se aplican los mismos
comentarios que al gráfico 29.
124
Relación de generación de biogás a CH4 generado y a CH4 recolectado,
excepto Doña Juana, estimado nacional, modelo mexicano
6,00E+08
5,00E+08
3
m /año
4,00E+08
3,00E+08
2,00E+08
1,00E+08
0,00E+00
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
Años de seguimiento
Biogás generado
CH4 generado
CH4 capturado
Gráfico 44. Relación de generación, excepto Doña Juana
Gráfico 45. Relación de CO2 equivalente generado a CO2 equivalente recolectado, con
base en CH4 generado. Presenta otro formato de resultados, comparable con los formatos
de los gráficos que se describen arriba: con base en la generación de CH4 en el biogás.
La curva superior presenta las t de CO2 equivalente generado, y la curva inferior presenta
las t de CO2 equivalente recolectado.
Relación de CO2 equivalente generado a CO2 equivalente recolectado,
estimado nacional, excepto Doña Juana, modelo mexicano
2,50E+05
t CO2
2,00E+05
1,50E+05
1,00E+05
5,00E+04
0,00E+00
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
Años de seguimiento
t CO2 generado
t CO2 capturado
Gráfico 45. Relación de CO2 equivalente generado a CO2 equivalente recolectado,
estimado nacional, excepto Doña Juana.
125
Gráfico 46. Relación de CO2 equivalente recolectado a CO2 equivalente acreditable. Se
aplican los mismos comentarios que al gráfico 31.
CO2 equivalente recolectado y acreditable, estimado nacional, excepto Doña Juana,
modelo mexicano
2,50E+06
t CO2
2,00E+06
1,50E+06
1,00E+06
5,00E+05
0,00E+00
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59
Años de seguimiento
t CO2 capturado, líneas azul más rosada
t CO2 acreditable, línea rosada
Gráfico 46 CO2 equivalente recolectado y acreditable, excepto doña Juana
Gráfico 47. Ingreso en US$ por acreditación de CO2 equivalente acreditable. Se aplican
los mismos comentarios que al gráfico 32.
Ingreso por acreditación de CO2 equivalente, estimado nacional,
excepto Doña Juana, modelo mexicano
1,80E+07
1,60E+07
1,40E+07
US$
1,20E+07
1,00E+07
8,00E+06
6,00E+06
4,00E+06
2,00E+06
0,00E+00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Años de seguimiento
Gráfico 47. Ingreso por CO2 equivalente acreditable, excepto Doña Juana
126
18
19
20
21
Gráfico 48. Generación eléctrica en MW. Se aplican los mismos comentarios que al
gráfico 33, sólo que el potencial de generación eléctrico se expresa en MW, dado al
monto de energía térmica disponible.
MW generados, estimado nacional, excepto Doña Juana, modelo
mexicano
60
50
40
30
20
10
0
1
3
5
7
9
11
13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59
Años de seguimiento
Gráfico 48. MW generados, excepto Doña Juana
4.5. Comparación de los modelos Scholl Canyon y mexicano
Se hace la comparación de los resultados de un ejemplo para cada modelo de los dos
estudios de caso, Manizales y estimado nacional.
4.5.1. Resultados obtenidos de la aplicación a La Esmeralda
La gráfica siguiente muestra el resultado que se obtiene al aplicar los tres modelos (EPA;
mexicano y Scholl Canyon) a la estimación de la recolección de metano al relleno La
Esmeralda.
Es conveniente resaltar que estos ejemplos pueden aplicarse a la estimación de los otros
valores que se muestran en los gráficos anteriores, y que siempre se replica la
proporcionalidad y la tendencia de esos valores.
Gráfico 49. Recolección de CH4, relleno sanitario La Esmeralda. El modelo EPA se utilizó
únicamente para esta simulación, cuyo resultado dió base para no aplicarlo en las demás
simulaciones: la línea amarilla superior del modelo EPA no presenta la coincidencia
razonable de las dos líneas inferiores que corresponden a los modelos mexicano y Scholl
Canyon.
127
Predicciones de generación de CH4, relleno La Esmeralda,
Manizales
2,50E+07
m3 CH4/año
2,00E+07
1,50E+07
1,00E+07
5,00E+06
0,00E+00
1
3 5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59
Años de seguimiento
Modelo Scholl Canyon
Modelo Mexicano
Modelo EPA
Gráfico 49.Recolección de CH4, La Esmeralda, Manizales
Gráfico 50. Comparación del estimado de recolección de CH4 aplicado al relleno sanitario
La Esmeralda. La suma de CH4 capturado, según el estimado de los modelos mexicano y
Scholl Canyon, durante 63 años de vida del proyecto, muestra resultados aceptables
como alternativa de estimación de emisiones de CH4.
Comparación del estimado de la recolección de CH4 durante
63 años, relleno la Esmeralda, Manizales
2,32E+08
2,32E+08
3
m CH4 capturado
2,30E+08
2,28E+08
2,26E+08
2,19E+08
2,24E+08
2,22E+08
2,20E+08
2,18E+08
2,16E+08
2,14E+08
2,12E+08
suma m3 capturado manizales canyon
suma m3 capturado manizales mexico
Gráfico 50. Comparación de la recolección de CH4 durante 63 años de vida del proyecto
128
4.6. Resultados obtenidos de la aplicación al estimado nacional
Gráfico 51. Recolección de CH4 con base en el estimado nacional de producción de RSU,
excepto Doña Juana. Permite comparar los resultados al aplicar los modelos mexicano y
Scholl Canyon. En este gráfico refrenda la misma tendencia del gráfico 49, sin considerar
el modelo EPA.
Recolección de CH4, estimado nacional, comparación de los
modelos mexicano y Scholl Canyon
6,00E+06
5,00E+06
4,00E+06
3,00E+06
2,00E+06
3
m CH4 capturado
7,00E+06
1,00E+06
0,00E+00
1
4
7
10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58
Años de seguimiento
Scholl Canyon
Modelo mexicano
Gráfico 51. Recolección de CH4, La Esmeralda, comparación de dos modelos
Gráfico 52. Comparación de la predicción de los modelos mexicano y Scholl Canyon,
aplicados a la suma durante 63 años de recolección de CH4, con base en la producción de
RSU, estimado nacional, excepto Doña Juana. Los resultados de los dos modelos son
sensiblemente coincidentes.
Comparación de la predicción de los modelos Scholl
Canyon y mexicano para el estimado nacional. Sumas de
m 3 de CH4 generado durante de 63 años
1,20E+10
1,0803E+10
1,0295E+10
1,00E+10
m3
8,00E+09
6,00E+09
4,00E+09
2,00E+09
1
0,00E+00
Modelo mexicano
Modelo Scholl Canyon
Gráfico 52. Comparación de la predicción de los dos modelos
129
4.7. Simulación con los modelos mexicano y Scholl Canyon
La hoja de cálculo siguiente corresponde a una aplicación del modelo Scholl-Canyon,
ecuación de la columna H2. El dato alimentado R de la columna G2, corresponde a la
carga anual de residuos al relleno. Para este caso, a la columna G se alimenta la cantidad
de residuos/año durante los 25 años que estuvo recibiendo carga hasta G26. Las
columnas A, B, C, D, E y F se extienden hasta el tiempo durante el cual se va a recuperar
biogás del relleno: para este caso 63 años -fuera de la figura- pero puede ser mayor o
menor. El resultado de una simulación de ensayo orienta sobre la relevancia de este
último dato. De otra parte, la línea 1 se prolonga durante el mismo tiempo que se estuvo
depositando carga de RSU al relleno, 25 en este caso.
El modelo calcula la generación de metano para cada año de las columnas H, I, J,
K….hasta la columna correspondiente a 2023, año que se deja cargar RSU. La
generación es igual para cada una de estas columnas.
Tabla 33. Panorámica parcial del resultado del modelo Scholl Canyon en pantalla
El resultado de cada columna, H, I, J, K…hasta 2024, se ordena en forma escalonada,
desfasada un año hacia abajo (se muestran las columnas correspondientes a 2000, 2001,
130
2002, 2003, 2004 y 2005). Entonces, el biogás generado en 2000, es de H3 m3/año; el
generado en 2001, es la suma de H4 + I4; el generado en 2002, es la suma de H5 + I5 +
J5; el generado en 2003, es la suma de H6 + I6 + J64 + K6, y así sucesivamente, hasta la
suma de la columna correspondiente a 2025.
Las líneas, que para este ejemplo se prolongan hasta 2063, se continúan alimentando,
excepto la G, que sólo recibe carga hasta G26.
La tabla 34 es una panorámica del resultado de una simulación del modelo Scholl Canyon
que presenta cómo aparecen en pantalla los resultados de la simulación. El interés
particular es el de la última columna, a la derecha, que corresponde a la suma horizontal
de todas las columnas, línea por línea, desde el primer año de producción hasta el año 60
de producción de biogás. Los resultados de esta última columna sirven para
posteriormente hacer las conversiones para obtener los flujos de biogás y metano
generado y recolectado, así como para calcular t CO2 equivalente -generado, recolectado
y acreditable-, y la generación de energía eléctrica.
Los modelos EPA y mexicano vienen en hojas de cálculo que suministran los autores, y
no se necesita hacer la simulación manualmente, como sí el modelo Scholl-Canyon.
4.8. Consideraciones generales sobre el balance de masa
La caracterización de los RSU y la composición de la fracción orgánica que determina el
potencial de biodegradabilidad, así como los efectos catalíticos debido la presencia de
metales o sales -orgánicas e inorgánicas- muy particulares, determinan las etapas para
efectuar un balance de masa teórico. Éste depende de muchos factores complementarios
a la caracterización, entre otros, los climatológicos, la compactación y el tiempo de
deposición que, a su vez, de terminan la composición del biogás, su rata de generación,
así como el remanente de residuos sólidos y/o el compost producido para proyectos con
este objetivo adicional.
La simulación de modelos para la predicción de generación de biogás, se percibe como
una opción práctica durante la tamización de opciones predictivas hacia una mejor
aproximación al balance de masa. Como se ha dicho, esta simulaciones debe validarse
mediante la experimentación que simule el proceso mismo de generación de biogás a
partir de RSU, así como de lixiviados y residuos sólidos.
131
Tabla 34. Panorámica total de la simulaciòn con Scholl Canyon en pantalla
5. ANÁLISIS
Se presenta la sustentación de la validez de la aplicación de los modelos mexicano y
Scholl Canyon y varios resultados de la estimación.
Se prevee que la información suministrada en esta tesis, aporta bases metodológicas
para la estimación primario de generación de biogás en rellenos sanitarios.
El soporte Excel puede utilizarse para plantear escenarios que permitan ejercicio de
sensibilidad sobre estudios de caso, dentro del marco de ingeniería conceptual.
5.1. Resultados obtenidos de la aplicación de la simulación a La Esmeralda
5.1.1. Consideraciones generales
™ Tomando como referencia el relleno La Esmeralda, lo cual es válido al contexto
nacional de rellenos sanitarios -regionales o locales-, al aplicar la misma base de
cálculo y el mismo procedimiento, así como los mismos valores de k y Lo , éstos
tendrán la misma tendencia, coincidencia y proporcionalidad de las dos líneas que
comparan los modelos Mexicano y Scholl Canyon. Es decir, los gráficos 49, 50, 51
y 52, validan la hipótesis que la simulación de generación de biogás con
cualquiera de los dos modelos, es consistente para cualquier relleno sanitario,
siempre que se hagan los ajustes de los parámetros y se apliquen las restricciones
que se aplican a cada modelo.
™ El relleno La Esmeralda de Manizales, como caso piloto, es idealizado -en el
sentido de ser más o menos constante la carga y la caracterización de residuos
desde el primer año, además de no existir una variación climatológica significativa,
ni preexistir residuos que estuvieran generando biogás-, y confirma que existe una
coincidencia suficiente de los resultados de predicción de generación de biogás
que producen los modelos Scholl Canyon y mexicano, gráfico 13. Articulado con
esto, cuando se aplican estos modelos al relleno de Olavaria, Argentina, se logran
resultados igualmente coincidentes que sustentan la hipótesis que los dos
modelos son confiables para aplicarlos como primera predicción válida para
rellenos con caracterización similar, y de tamaños medianos y pequeños, o que
puedan asimilarse a éstos.
™ Para una segunda etapa de simulación que requiera estimados más precisos fuera del alcance de esta investigación- es recomendable hacer la simulación con
modelos como el SWANA, y con escenarios optimistas y pesimistas, que
sustenten un resultado promedio. Complementariamente, puede ser necesario
hacer las simulaciones para las diferentes zonas de disposición de los RSU, que
han resultado de acumular progresivamente las celdas del relleno hasta completar
100% su capacidad de almacenamiento.
™ Finalmente, la simulación de los modelos debe fortalecerse con mediciones en
campo, mediante perforación de pozos de prueba, y mediante la experimentación
con RSU que repliquen, dentro del marco de la investigación aplicada, el
comportamiento de la generación de biogás.
5.1.2. Comparación puntual de resultados
™ El gráfico 13 que compara el comportamiento de la simulación del modelo Scholl
Canyon aplicado al relleno sanitario Olavarría (Argentina). La curva de arriba es el
resultado que publican los diseñadores de ese rellano; la curva de abajo es el
resultado que se obtuvo durante el desarrollo del presente trabajo, mediante la
aplicación del modelo mexicano. Es una comparación cualitativa, pues no existen
bases de datos de los diseñadores, que permita la comparación. La tendencia de
los dos gráficos plantea consistencia en el comportamiento.
™ Las dos curvas inferiores de gráfico 49 muestra la coincidencia de resultados de
los modelos mexiano y Scholl Canyon. El resultado de la aplicación del modelo
EPA v-302 no coincide con las dos curvas inferiores, pues el modelo no permitía
insertar los mismos valores de k y Lo.
™ Los dos bloques del gráfico 50, cuantifican la consistencia de los resultados para
el valor de metano recolectado aplicando los modelos mexicano y Scholl Canyon;
y el gráfico 51 muestra la coincidencia similar cuando se aplican estos dos mismo
modelos al estimado nacional, excepto Doña Juana. Y, análogo al gráfico 50, el
gráfico 52 cuantifica esta estimación, también para el estimado nacional.
5.2. Biogás, CH4, CO2, -generación, recolección, acreditación y verificación de CERsy potencial de generación eléctrica
5.2.1. Fundamentos
En las condiciones actuales de disposición de RSU y generación de biogás, el 50% vol.
de CO2 que contiene éste, es incontrolable, y no aplica a la formulación de proyectos
MDL. Sólo una fracción -los 21 años de operación mencionados- del CO2 que se produce
de la combustión del CH4 que se recolecta, o CO2 equivalente, es el aplicable como CER
para los proyectos MDL. Ejemplo, para el relleno sanitario La Esmeralda, el gráfico 30
muestra el CO2 equivalente si se quemara el correspondiente CH4 recolectado de la curva
inferior; y el gráfico 31 muestra el CO2 equivalente que se produce al quemar el CH4
recolectado, del cual, la parte de la curva coloreada de rojo, corresponde al acreditable.
Estas consideraciones se aplican al resultado de las simulaciones que muestran los
gráficos del capítulo sobre resultados.
5.2.2. Simulaciones y secuencias
Los resultados y base metodológica para todas las estimaciones se muestran en los
gráficos 29 a 38. Los resultados de todas las simulaciones tienen el soporte Excel del CD
anexo a este documento. Se asumió que el biogás tiene 50% vol. de metano y que la
eficiencia de la recolección es de 50% del biogás generado. Son resultados gráficos que
sustenta la toda la secuencia de estimación que se desee.
134
De las opciones de tiempo de certificación enunciadas por el Protocolo de Kyoto i) de 10
años, o ii) 7 años prorrogables a 7 más y a 7 más, para este ejercicio se escogió la
segunda opción de 21 años, que muestra el gráfico 31. El análisis financiero determinaría
el año más conveniente para iniciar el conteo de 21 años de certificación, mediante la
optimización del resultado de integración de la curva de generación, que constituye, entre
otros, un factor decisivo para seleccionar el período de acreditación. Los años de
acreditación que muestran los gráficos 31 y 41, corresponden a un estimado razonable y
no a un análisis económico y financiero
Para el estimado de potencial de generación eléctrica, ver gráficos 33 y 43, se aplicó una
eficiencia de conversión de CH4 a kW de 32%. Para la selección del equipo generador de
energía eléctrica, es necesario la aplicación de la ingeniería básica de proceso y la
ingeniería de detalle que cuantifiquen y precisen todos los parámetros que deben incluirse
en el estudio. La preferencia para la generación a partir de biogás es bien marcada hacia
las turbinas a gas.
5.2.3. Estudios de caso
Las simulaciones para estimar los casos de generación de biogás como base para las
demás estimaciones se basaron en los siguientes entornos:
A-
El relleno sanitario La Esmeralda de Manizales, como caso piloto, y
B-
El estimado nacional, excepto el relleno sanitario de Doña Juana.
Finalmente, para cada caso de los dos (A y B), se obtuvieron los resultados mediante la
simulación con dos modelos: I) Scholl Canyon y II) mexicano.
La secuencia de estimación para los casos A y B, con los modelos I y II, tal como
aparecen desde el gráfico 29 hasta el 56:
i) Generación de biogás y metano, además del CH4 recolectado, ii) Relación de CH4
recolectado a CO2 equivalente recolectado, iii) CO2 equivalente recolectado y CO2
equivalente, iv) Ingreso en US$ por venta de CERs y v) kW generados para el caso de La
Esmeralda, y MW generados para el caso del estimado nacional, excepto Doña Juana.
5.3. Proceso en desarrollo y cultura ciudadana
La divulgación y apropiación de las experiencias de diseño y operación de rellenos
sanitarios, que apenas estén en construcción, o en etapa de su estructuración como
proyectos MDL, son aportes tecnológicos muy útiles. Ejemplo, Doña Juana, Villavicencio y
Barranquilla, entre otros.
Es muy común, que cuando se abordan proyectos de rellenos sanitarios y de MDL, se
tocan factores asociados con la participación y gestión ambiental comunitarias, lo cual
proyecta un potencial de fortalecimiento de compromisos sociales y económicos, además
que potencia la apropiación tecnológica inserta en estos proyectos. En resumen, se
motiva la cultura ciudadana de sostenibilidad ambiental, además que estos proyectos
135
implican también un aporte a la mitigación del cambio climático y al manejo ambiental
sostenible de los RSU.
5.4. Información primaria y dudas sobre la calidad de la información de soporte
Debido a la incertidumbre de inventario de rellenos en Colombia y las opciones que
puedan presentarse en la práctica, se aborda la opción de plantear escenarios, como lo
muestra el gráfico 53 de escenarios de predicción de recolección de CH4 para disposición
de RSU desde 20 hasta 200 t/día, partiendo de los resultados de la simulación previa con
el modelo mexicano aplicado a La Esmeralda. Para la del modelo mexicano a estos
rangos de disposición de RSU, se partió de la carga al relleno La Esmeralda, de 384 t/día
ó 140,000 t/año. Los valores de tiempo, K y Lo son iguales para todas las simulaciones.
Los resultados que se obtuvieron pueden servir para otras simulaciones y obtener
resultados interpolados para cargas intermedias.
Para proyectos pequeños y medianos, el aprovechamiento del potencial de valorización
energética, es muy difícil de implementar, debido a las limitaciones financieras de la
economía de escala; sin embargo, pueden presentan buenas expectativas para su
implementación en zonas rurales y ZNI. Mientras que para proyectos grandes, se prevén
mejores expectativas de implementación, y hoy se perciben como proyectos productivos
de buena rentabilidad. Esto sin tener en cuenta el costo valor de las externalidades que
implican el impacto ambiental negativo de un manejo inadecuado de los RSU que, como
en Colombia, no se han internalizado en los costos del manejo correcto las externalidades
mencionadas.
5.5. Enfoque de escenarios de referencia para la estimación de generación y
captura de biogás
El gráfico 53 muestra escenarios de recolección de metano para proyectos de 20 a 200 t
RSU/día
Escenarios de recolección de CH4, para producción de 20 t a 200 t de RSU/día
3,50E+06
m3 CH4 recolectado
3,00E+06
2,50E+06
2,00E+06
1,50E+06
1,00E+06
5,00E+05
0,00E+00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
Años de seguimiento
20 t
40 t
60 t
80 t
100 t
Gráfico 53. Escenarios de recolección de CH4
136
120 t
140 t
160 t
180 t
200 t
5.6. Potencial de recuperación energética para generación eléctrica
El gráfico 54 presenta el resultado para escenarios de 20 t a 200 t de disposición de
RSU/día, con base la simulación con el modelo mexicano, del relleno sanitario La
Esmeralda, dentro del marco del procedimiento adoptado por la UPME de heat rate, para
la conversión de energía térmica a eléctrica.
Generación en KW para escenarios de 20 a 200 t RSU/día, modelo
mexicano, método heat rate , base relleno la Esmeralda, Manizales
1200
1000
KW
800
600
400
200
0
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59
Años de seguimiento
20 t
40 t
60 t
80 t
100 t
120 t
Gráfico 54. Generación de KW
137
140 t
160 t
180 t
200 t
5.6.1. Estimado nacional
La discusión excluye el relleno sanitario de Doña Juana, y estima una carga hipotética de
3’285,000 t RSU/año ó 9,000 t RSU/día (o carga máxima de 100%). Con base en esto se
plantean escenarios entre 100% y 10%, que pretenden cubrir los casos reales para las
escalas de rellenos sanitarios desde medianos hasta grandes: 900 a 9,000 t RSU/día. Es
decir, cuando logre verificarse que el estimado nacional de RSU dispuesto en rellenos
sanitarios es, ejemplo, 40% de las 9,000 t/día de RSU, se tendrá un estimado de
generación de biogás para este escenario.
Como no existe la certeza de la cantidad de RSU dispuesta técnicamente –por lo menos
cerca del 60% se dispone en botaderos a cielo abierto, enterramientos y cuerpos de aguael biogás generado para estos casos de disposición final antitécnica, no es recuperable,
además que una fracción muy significativa de esa disposición de RSU se biodegrada de
forma incontrolada mediante mecanismo aeróbico que no genera CH4.
El gráfico 55 presenta escenarios para el estimado nacional, excepto Doña Juana, de
generación y recolección de CH4 para recolecciones entre 10% y 100%.
Escenarios de porcentajes de generación de CH 4 recolectado,
estimado nacional, excepto Doña Juana
1,60E+08
1,40E+08
m3 CH4 capturado
1,20E+08
1,00E+08
8,00E+07
6,00E+07
4,00E+07
2,00E+07
0,00E+00
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
41 43 45 47 49 51 53 55 57 59
años de seguimiento
m3 CH4 capturado/año
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
Gráfico 55. Escenarios de generación de CH4 recolectado, excepto Doña Juana.
138
20%
10%
El gráfico 56 presenta escenarios sobre el estimado nacional, excepto Doña Juana, de
generación eléctrica, para recolección de CH4 entre 10% y 100%.
Escenarios de porcentajes de CH4 recolectados y dedicado a generación eléctrica,
estimado nacional, excepto Doña Juana, modelo mexicano, uso de heat rate
60
50
MW
40
30
20
10
0
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
41
43
45
47
49
51
53
55
57
59
Años de seguimiento
MW
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
Gráfico 56. Escenarios de generación eléctrica, según porcentaje de CH4 recolectado,
estimado nacional, excepto Doña Juana, modelo mexicano, uso de heat rate.
139
CONCLUSIONES
No existe legislación sobre biogás, lo cual constituye una ventaja para la propuesta de
proyectos MDL sobre recolección y uso del biogás.
La normatividad colombiana sobre caracterización del gas natural domiciliario constituye
una barrera para su uso directo como combustible doméstico en el entorno poblacional de
los rellenos sanitarios, así como para su inyección sin tratamiento -al menos para separar
H2S y CO2- a la red domiciliaria de distribución de gas natural.
Empresas como gasNatural S.A. es reticente a la aceptación de biogás o metano de
biogás a sus redes de distribución domiciliaria. Perciben la no existencia de evidencias
que garanticen la ausencia de efectos fisicoquímicos adversos a sus redes.
La incertidumbre sobre la consolidación de la base de datos sobre el número de rellenos,
y los proyectos en proceso de estructuración, implementación y/o reconversión de
botaderos y enterramientos a rellenos, dificultan la discusión que confirme un pronóstico
confiable del potencial de generación de biogás en Colombia. Sin embargo, la
presentación de escenarios -que prevén la recolección de fracciones del biogás
recuperable-, puede servir como referente de aproximación, que deben confirmarse con
visitas de campo.
La política y legislación recientes promulgadas por el MAVDT y autoridades delegadas del
SINA, particularmente las que apuntan a fortalecer la implementación de los PGIRS, los
POTs, la apropiación tecnológica y las guías ambientales, así como los estímulos legales,
se perciben como estímulos para la iniciación de dinámicas de participación comunitaria y
sinergias para la ingeniería conceptual de nuevos proyectos.
140
RECOMENDACIONES
Establecer como marco de referencia y conceptual el criterio integral de desarrollo
sostenible cuando se aborde la discusión sobre directrices para las políticas, planes y
programas asociados con el manejo de RSU. Esto implica la aplicación de los preceptos y
fundamentos de la evaluación ambiental estratégica, como esquema transparente de
responsabilidades.
Adoptar los modelos Scholl Canyon y mexicano como una herramienta útil para la primera
aproximación de la predicción de generación de biogás de rellenos sanitarios.
Adoptar el modelo SWANA, que predice un estimado más fino de generación de biogás,
para una etapa de factibilidad, que necesita resultados más cercanos a la realidad.
Fortalecer la capacidad de seguimiento y monitoreo replicable a los RSU del MAVDT, las
CARs y demás entes del SINA, como condición indispensable para que se implementen
las políticas, planes y programas promulgados por estas entidades.
Retomar la necesidad establecer una prioridad alta la educación ambiental masiva, y a
mejorar la visión sobre la captación del biogás como una alternativa competitiva de
valoración energética.
Apoyar y reforzar las propuestas de estructuración de proyectos de rellenos sanitarios
regionales como estrategias sombrilla -complementados con la perspectiva de las
estrategias de proyectos MDL de recolección de biogás para quemarlo- y/o como fuente
alterna de energía térmica para generación eléctrica.
Priorizar los objetivos para proyectos en operación o en propuesta de implementación,
según este rango de prioridades: i) proyectos MDL, con sólo recolección y combustión del
biogás, ii) proyectos MDL más generación térmica y/o eléctrica iii) proyectos de
purificación del biogás y separación del metano para inyección a la red de gas
combustible domiciliario.
Apropiar como base metodológica de diseño básico de ingeniería aplicada al diseño de
los rellenos y al aprovechamiento del biogás y el tratamiento de lixiviados, las experiencia
y material publicado por el proyecto del relleno sanitario de Doña Juana.
Priorizar y reforzar el componente de educación ambiental masiva a la política de manejo
integral de RSU, dado que es soporte y condición de primer orden para el éxito de las
directrices políticas. También debe resaltarse la conveniencia de motivar e incentivar la
participación comunitaria como factor determinante para la generación de la sinergia
requerida para la implementación de los PGIRS.
141
BIBLIOGRAFÍA
A todos, entidades y personas mencionadas en esta tesis, nacionales y extranjeras, sin
excepción, se dan en forma oportuna, rigurosa y formal, los créditos de ley.
General
La bibliografía hace un recorrido por las diversas fuentes que se mencionan a
continuación, cuyos insumos sirvieron para acopiar la información conceptual general,
además de los documentos y direcciones web que sirvieron como herramientas
puntuales.
Fuentes consultadas
MAVDT, octubre de 2005, en CD anexo; SSPD, noviembre 2001, en CD anexo; y UESP de
2003.- Del MAVDT y SSPD, la información se utilizó para elaborar todos los gráficos
relacionados con producción de RSU -por departamentos, capitales de departamento- PPC,
estimado nacional, caracterización, inventario de sitios, tipos de disposición final y de
tratamiento de lixiviados. Del MAVDT, lo relacionado al final de este documento, en
Bibliografía. De la UESP, la información sobre el Relleno Sanitario de Doña Juana,
consignado en el estudio “Revisión del tamaño del aprovechamiento, reevaluación económica
y financiera y acciones para el desarrollo del proyecto”, elaborado por Boada Saenz
Ingenieros, Bogotá, 2003. No todas las fuentes consultadas relacionadas en este aparte, se
utilizaron como bibliografía puntual.
Memorias de seminarios.- i) Taller Internacional para la Promoción de Proyectos MDL
mediante el Aprovechamiento del Biogás en Rellenos Sanitarios, Bogotá, noviembre de
2004. Sedesol (México), Banco Mundial y MAVDT; ii) Seminario Internacional Sobre
Gestión Integral de Residuos Sólidos y Peligrosos, Siglo XXI, Bogotá, 1999; iii)
Tratamiento y Valorización de Residuos Industriales Peligrosos, Xavier Elías, FUNIBER,
Bogotá, julio de 2004; iv) VII Seminario Internacional Sobre Medio Ambiente y Desarrollo
Sostenible, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, septiembre de 2004; v)
Seminario Internacional sobre MDL, Metodologías para la Implementación de
Mecanismos Flexibles de Kyoto - Olade, Proyecto Synergy 2002 - UPME, Medellín,
Colombia, marzo de 2005. El contenido de las memorias de los cinco seminarios se utilizó
también como parte del insumo para la orientación general y el desarrollo de este
documento, además como fuente bibliográfica para los gráficos, tablas, figuras y la
conformación los criterios contextualizados de esta tesis.
Internet.- Portales información mundial: EPA, Banco Mundial, Cepis, MAVDT, UPME y
UESP.
Entrevistas.- Con funcionarios de MAVDT, SSPD, UESP, UPME, MME y Proactiva
(Operador del relleno sanitario de Doña Juana).
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