Generacin de Energa con Residuos Solidos

Generacin de Energa con Residuos SolidosNombre alumno: Javiera MuozAsignatura: Manejo de Residuos SolidosSeccin: 55Fecha de entrega: 12 de Junio de 2014

UNIVERSIDAD TECNOLGICA INACAPCONCEPCIN-TALCAHUANOIngeniera en Prevencin de Riesgos, Calidad y AmbienteManejo de Residuos Solidos

ObjetivosConocer en qu consiste la generacin de energa en base de residuos solidos.Explicar en qu consiste su gestin.Cul es la metodologa que este proceso utiliza.Cul es la aplicacin que tiene su energa.

IntroduccinUn residuo slido se define como cualquier objeto o material de desecho que se produce tras la fabricacin, transformacin o utilizacin de bienes de consumo y que se abandona despus de ser utilizado. El origen de estos residuos se deben a las diferentes actividades que se realizan da a da, pero la mayor parte de ellos es generada en las ciudades, ms concretamente en los domicilios donde se producen los llamados residuos slidos urbanos, que proceden de las actividades domsticas.La Generacin de Energa, a partir de Residuos Solidos, forma parte importante de un Sistema de Gestin de Residuos, y que se enfoca principalmente a la reutilizacin de Residuos. Su principal objetivo es tratar el material de desecho como un recurso para ser explotado y es una prctica que cada vez se hace ms necesaria, ya que el espacio para nuevo vertederos se hace cada vez mas escaso y es considerado como algo insostenible a largo plazo.

Resea HistricaEn la Edad Media, los residuos urbanos se vertan en las calles o en los ros, lo cual planteaba problemas de salud.

En el siglo XIX, nos damos cuenta de que la higiene es importante para prevenir las enfermedades y en 1883, el Prefecto de Pars, Eugene Poubelle, obliga a los parisinos a arrojar sus residuos en un contenedor, que fue rebautizado con el nombre de "basurero".

Resea HistricaEn la dcada de 1920, que crea el primer vertedero de basuraEn 1975, aparece la ley sobre la eliminacin de residuos, dicha legislacin se modifica en 1992, con los siguientes objetivos:

Prevenir o reducir la produccin de residuos peligrososOrganizar el transporte de residuos y limitar la distancia y el volumenLa recuperacin de los residuos mediante la reutilizacin, el reciclado con el fin de obtener los residuos materiales reutilizables o su energaMantener informado al pblico acerca de los efectos nocivos sobre el medio ambientey la salud pblica

Generacin de Residuos a Nivel NacionalMillones

16,9 millones6,5 millones10,4 millones

NOTA: Este informe no incorpora los residuos masivos mineros, por cuanto no se dispona de datos al respecto.Jerarquizacin de Basura domiciliaria:Regin Metropolitana 43%Regin del Biobo 10%Regin de Valparaso 7,4%Slo se recicla el 10 %Generacin de Residuos Peligrosos en Chile

1%Potabilizacin del agua y distribucin

4%Produccin de energa

6%Minera y Cantera

15%Forestal y Agrcola

16%Industria Manufacturera

56% Construccin30.000 Toneladas Generacin de Energa con Residuos SlidosEn que consiste?

La invencin se reere a un mtodo degeneracin de energa trmica y elctrica a partir de residuosdiversos tales como aguas residuales, residuos ganaderos y en general residuos procedentes de ciudades,sin generar residuos txicosy con unas mnimas emisiones contaminantes al medio ambiente, basado principalmente en la generacin de Biogs.

Generacin de Energa con Residuos SlidosActualmente las polticas europeas establecen las siguientes prioridades y tratamiento de residuos:PREVENCINGENERACINReduccin de ResiduosReciclajeRecuperacinDisposicin FinalDigestin anaerbicaCompostaje aerbicoConversin de Residuos en EnergaIncineracin EnergticaGasificacinCombustin

Aspecto LegalD.S. N 148, Prrafo IIIDe las Actividades Industriales que realizan Operaciones de Reso y/o Reciclaje

Con respecto al Reso de Residuos Peligrosos, establece lo siguiente:El reso de Respel como insumo en cualquier actividad deber ser informado previamente a la Autoridad Sanitaria (Art. 52)Los establecimientos que resen Respel en cantidades no superiores a 12 kilogramos anuales de residuos txicos agudos o a 12 toneladas cuando se trate de otros residuos peligrosos, debern mantener la documentacin necesaria que permita verificar a la Autoridad Sanitaria el tipo y cantidad de los residuos eliminados durante los ltimos 5 aos (Art. 53)

Generacin de Energa con Residuos SlidosPropiedades de los residuos

La composicin de los residuos es un elemento fundamental para la seleccin de la mejor tecnologa para la conversin de residuos en energa. Es por ello que existen diferentes normas a nivel internacional para realizar un correcto estudio de los residuos a tratar. NormaDescripcinASTM D 5231-9 2(2003 )Metodologa para la medicin de la composicin de MSW mediante una clasificacin manual de los residuos

ASTM E790/830/897 Determinacin porcentual del contenido de humedad, cenizas, voltiles y carbono fijo de los residuosASTM E777/778 Mtodo para la determinacin porcentual del contenido de carbono (C), hidrgeno (H) y nitrgeno (N).

ASTM E955 Determinacin del poder calorfico superior de una muestra de MSW

Generacin de Energa con Residuos SlidosComposicin fsico-qumica de los residuos

En el caso de no poder tomar muestras de los residuos para analizarlas en un laboratorio, puede calcularse de forma aproximada la composicin qumica de los residuos utilizando datos de composiciones fsicas de los mismos.

Para poder calcular de forma estimada la composicin qumica de los residuos, se utilizan tablas que determinan el porcentaje de C, H, O, N, S y cenizas, de los componentes tpicos de los residuos.

20 %Generacin de Energa con Residuos SlidosPotencial de Generacin

De modo de aprovechar al mximo el potencial energtico de los residuos, resulta conveniente aplicar la estrategia que se denomina co-generacin en donde una parte de la energa de los residuos se aprovecha como energa trmica (generalmente a travs de la generacin de vapor para un proceso industrial o agua caliente para un proceso industrial y calefaccin de viviendas) y otra parte se convierte en energa elctrica.30 %50 %Energa ElctricaEnerga TrmicaPrdidas al AmbienteGeneracin de Energa con Residuos SlidosTecnologas de recuperacin de la energa de los residuos

Se pueden separar los procesos de recuperacin de la energa de los residuos en dos grupos: Conversin Biolgica y Conversin Trmica.

Generacin de Energa con Residuos SlidosTecnologas de recuperacin de la energa de los residuos

1. Conversin Biolgica:

Este proceso es efectuado por bacterias mediante el proceso de digestin anaerbica, donde la fraccin orgnica de los residuos se descompone de manera natural en ausencia de aire. Este proceso ocurre en rellenos sanitarios (algunos controlados y otros no) donde se genera una mezcla de gases, conocido como biogs.

BiogsGeneracin de Energa con Residuos Slidos1. Conversin Biolgica

Digestin anaerbica:

La digestin anaerbica es un proceso biolgico en el que la materia orgnica, en ausencia de oxgeno, y mediante la accin de un grupo de bacterias especficas, se descompone en productos gaseosos o "biogs" y en digestato.

Fuentes de Materia Orgnica para la generacin de BiogsMATERIA ORGNICADIGESTIN ANAERBICABIOGS

Aguas Residuales

EstircolResiduos Orgnicos Municipales

Maleza

Efluentes Industriales Biodegradables

Algas

Residuos de Cultivos Forestales

Residuos de Cultivos AgrcolasGeneracin de Energa con Residuos SlidosTecnologas de recuperacin de la energa de los residuos

2. Conversin Trmica:

El proceso trmico consiste en la conversin de los Residuos Slidos en productos gaseosos, lquidos y slidos mediante reacciones qumicas inorgnicas. La conversin trmica de los residuos puede darse de tres formas diferentes: combustin, gasificacin y pirlisis.

Generacin de Energa con Residuos Slidos2. Conversin Trmica

Combustin o Incineracin:

El objetivo de la incineracin es reducir el volumen de los residuos slidos mediante combustin controlada con presencia de oxgeno, transformndolos en materiales slidos, gaseosos y lquidos, que pueden ser ms manejables para su disposicin final.

Durante la combustin de los residuos en un incinerador se genera calor, lo que se conoce como calor de combustin, el cual puede ser aprovechado como fuente de energa para el mismo proceso o para otros como el calentamiento de agua o la generacin de vapor.

Generacin de Energa con Residuos Slidos2. Conversin Trmica

Gasificacin:

La Tecnologa de Gasificacin es un proceso de transformacin trmica que convierte los Residuos Slidos en gas combustible denominado gas de sntesis o "Syngas". Es un producto que puede ser empleado para producir combustibles, productos qumicos o energa elctrica y trmica.

Fuentes de combustible para planta de Gasificacin FUENTE COMBUSTIBLEGASIFICACINSYNGASRSUDesechos MdicosAguas negrasSubproductos IndustrialesResiduos PetrolerosResiduos de ConstruccinNeumticos de todo tipoExcedentes Agrcolas o de Evacuacin

Generacin de Energa con Residuos Slidos2. Conversin Trmica

Pirlisis:

La pirlisis se define como un proceso fisicoqumico mediante el cual el material orgnico de los residuos slidos y todo tipo de materiales (excpeto metales y vidrio) se descompone por la accin del calor, en una atmsfera deficiente de oxgeno y se transforma en una mezcla lquida de hidrocarburos, gases combustibles, residuos secos de carbn y agua.

Opciones para aprovechar el BiogsTurbina de gas:

Las turbinas de gas, tienen un rasgo significativo que las caracteriza, y es que se adaptan mucho mejor a las caractersticas del biogs, pudiendo trabajar con contenidos elevados de H2S y concentraciones bajas de CH4.

Opciones para aprovechar el BiogsCeldas de combustible:

En la actualidad, las celdas de combustible son una tecnologa prometedora para la produccin de energa elctrica y a partir del biogs debido a su bajo impacto ambiental, su menor consumo y el elevado rendimiento que presentan.

Opciones para aprovechar el BiogsTurbina de vapor:

Con respecto al biogs utilizado como combustible externo en la generacin de electricidad a travs de las turbinas a vapor, el rendimiento que se logra es importante (puede llegar al 40%), es mayor que el de la turbina a gas y el motor y se puede mejorar por si solo haciendo extracciones de vapor y realizando ciclos combinados aprovechando los gases de combustin del biogs en las calderas.

Opciones para aprovechar el BiogsMotor de combustin interna:

El biogs con un grado medio de pureza, se puede utilizar en motores de combustin interna (motores de ciclo Otto gasolina - y motores disel). Los motores de ciclo Otto pueden funcionar solamente con biogs, aunque necesitan de otros combustibles en el momento del arrancado. Los motores de ciclo disel constan de un sistema mixto de biogs y disel que permite utilizar distintas proporciones de ambos combustibles.

Opinin o discusin personalEs un sistema de gestin de residuos muy efectivo, ya que con su aplicacin se lograra reducir en un gran porcentaje el volumen de basura que se genera ao a ao en nuestro pas, y su vez generar energa, lo cual beneficia econmicamente a empresas o industrias que aplican este metodologa. Sin embargo se deben tener en consideracin, cuales son los costos que generan instalar e implementar alguna de las metodologas mencionadas, y principalmente, cunto ms podra llegar a daar nuestro ecosistema, las emisiones que cada una de ellas genera.Por ejemplo: La incineracin es bastante efectiva, ya que es capaz de eliminar todo tipo de residuos, incluyendo los peligrosos, al igual que la gasificacin, pero como contradictorio est el siguiente punto, que son bastante costosos y generan emisiones que podran empeorar el dao que generan los residuos slidos en un vertedero o relleno sanitario.A modo personal, para los residuos slidos comunes, escogera la digestin anaerbica, para reducir su volumen, y a la vez aprovechar el biogs que este proceso genera, con el cual, adems podra producir tanto energa elctrica como trmica, resultando de ella una cantidad mnima de emisiones , casi imperceptibles por el Medio Ambiente y con respecto a los residuos slidos peligrosos u de otra ndole, aplicara la prevencin, es decir, reducir su generacin.ConclusinSi bien se requiere de una separacin del residuo previa a la recoleccin y de un tratamiento eficiente de la disposicin de los mismos, la combustin de la fraccin orgnica de los mismos, puede generar una potencia elctrica de 457.5 kW, disponible para su utilizacin. Esta generacin de energa elctrica no llega a cubrir la demanda actual de la ciudad pero puede incrementar la oferta actual. Aparte de ser una nueva alternativa de obtencin de energa, con este proyecto se logra un doble beneficio: generar energa limpia con baja emisin de contaminantes durante su combustin y, a la vez, reducir el impacto ambiental que generan los basurales a cielo abierto.

ResumenLinkografahttp://www.edutecne.utn.edu.ar/cytal_frvm/CyTAL_2012/TF/TF019.pdfhttp://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd61/tecnadmvo/cap5.pdfhttp://www.um.edu.uy/docs/10_conversion_de_residuos_solidos_urbanos-en_energia.pdfhttp://www.unideco.com/AMBIENTAL/Residups%20solidos%20urbanos%20RSU/Gasificacion/GasificacionBinder1.pdfhttp://www.bvsde.paho.org/bvsacd/cd61/tecnadmvo/cap6.pdfhttp://www.mma.gob.cl/1304/articles-52016_Capitulo_3.pdf