UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA

PROYECTO DE FIN DE MATERIA

“PLANTA DE INCINERACIÓN DE RESIDUOS

SÓLIDOS PARA LOS MUNICIPIOS DE CERCADO Y SACABA

COCHABAMBA – BOLIVIA”

Nombre de los participantes:

Samuel Ancalle

Rolando Loayza

Henry Barrionuevo

Docente: Dra. Carla Quiroga

Materia: Ingeniería del Medio Ambiente

Semestre: I-2011

Resumen

El proyecto consiste en el estudio y dimensionamiento de una planta incineradora de residuos sólidos para los municipios de

Cercado y Sacaba en el departamento de Cochabamba, dicha planta contara con tecnología de parrilla y recuperación

energética. La motivación de este estudio radica en el previsible aumento de la población y a la par el aumento de residuos

sólidos de los municipios mencionados, donde la planta de incineración para el tratamiento de residuos en los próximos años,

puede ser la respuesta a los principales problemas de tratamiento de residuos sólidos generados, ya que Cercado cuenta con el

relleno sanitario de Kara Kara que actualmente se encuentra en su etapa de abandono y el municipio de Sacaba tan solo cuanta

con un botadero y con la mayor perspectiva de crecimiento a nivel departamental.

La planta proyectada está dimensionada para dar servicio a una población a p r o x i m a d a d e 7 8 4 . 0 8 7 h a b i t a n t e s

e n t r e l o s d o s m u n i c i p i o s ( C e r c a d o 6 1 1 . 0 6 8 h a b i t a n t e s y S a c a b a c o n 1 7 3 . 0 1 9 h a b i t a n t e s ) , con una

capacidad de incineración anual de 171.715 [toneladas/año]. Por razones de versatilidad, se ha dotado a la planta con dos

líneas de incineración, cada una de ellas con capacidad para procesar 12 t/h.

La tecnología escogida para el horno es la de parrilla de rodillos, por su capacidad para incinerar el residuo en bruto según llega

a la planta, sin necesidad de tratamiento previo. El Poder Calorífico de diseño, según el análisis de diferentes muestras de

residuos, es de 2921 Kcal/Kg, por lo que la carga térmica de diseño de los hornos se ha establecido en 19 MW. La

configuración adoptada para el hogar, así como para los sistemas de inyección de aire primario y secundario, permite la

obtención de una combustión de alta calidad materializada en un bajo porcentaje de inquemados, y en la garantía de un

tiempo de residencia de los gases de combustión de al menos dos segundos a temperaturas superiores a 850ºC para la

destrucción de las dioxinas y furanos. Así mismo, el horno contará con un sistema de inyección de amoniaco para la des

nitrificación de los gases.

Adjunto al horno de incineración se dispondrá un sistema de recogida y valorización de escorias.

El sistema de recuperación energética consistirá en una caldera de circulación natural y tiro horizontal para la generación de

vapor, que formará una unidad con el hogar de parrilla para optimizar el aprovechamiento del calor. Las condiciones del vapor

están limitadas a 420ºC y 40 bar, para prolongar la durabilidad de las superficies calefactoras y reducir el riesgo de corrosión

inherente a la naturaleza agresiva de los gases de combustión. La producción de vapor estimada es de aproximadamente

48 t/h. La potencia generada prevista en el grupo turboalternador es de 10,5 MW, entregándose a la red 9,8 MW después

de descontar la parte destinada a autoconsumo.

La planta contará con un sistema de tratamiento de gases, de forma que cumpla con las restricciones sobre emisiones

recogidas en e l R e g a l m e n t o e n M a t e r i a e n c o n t a m i n a c i ó n A t m o s f é r i c a d e l a L e y 1 3 3 3 . Este

sistema consistirá en un proceso de depuración semiseco, con inyección de lechada de cal y carbón activo, para la

eliminación de los gases ácidos, metales pesados, y compuestos orgánicos (dioxinas y furanos), además de un filtro de mangas

para la retención de partículas volantes. Se dispondrá de un sistema de medición y monitorización continuo de los diferentes

parámetros de emisión para la verificación del proceso de depuración.

Con el fin de controlar la operación de la planta, ésta contará con un sistema de control automatizado, que regulará los

diferentes parámetros de operación en función de los posibles cambios en la naturaleza o cantidad, del flujo de residuos

de alimentación.

Los ingresos derivados del proceso de explotación de la planta procederán del mismo proceso de incineración por tonelada

tratada de los municipios de Cercado y Sacaba, que se les corra adjunto en la boleta de electricidad reconocido como el

servicio de aseo público, establecido en 280 Bs./t, y de la venta del excedente de energía eléctrica generada. Los costes de

operación consistirán fundamentalmente en costes de personal, y costes de compra de aditivos para tratamiento de gases.

El presupuesto total, incluyendo el diseño, construcción y puesta en funcionamiento de la planta asciende a setenta y ocho

millones ciento ochenta y seis mil dólares americanos (78.186.000 $u$/00).

Introducción

Una incineradora de desechos orgánicos sólidos es un sistema de tratamiento de la basura que consiste en incinerar a altas

temperaturas los desechos sólidos, con lo que se reduce su volumen un 90% y su peso hasta un 75%. De esta combustión

resultan cenizas, escoria o residuos inertes y gases tóxicos que pueden afectar gravemente a la salud de las personas

La incineración es popular en países como Japón donde la tierra es un recurso escaso. Suecia ha sido un líder en la utilización de

energía generada por incineración desde 1985. Dinamarca también hace un uso extensivo de la incineración WtE en generación

de calor y electricidad que se utiliza para calefacción urbana.

Ventajas e inconvenientes

Este sistema de procesamiento de los residuos presenta una serie de ventajas frente a otras técnicas de tratamiento como son:

1. - Posibilidad de recuperación de energía.

2. - Posibilidad de tratamiento de numerosos tipos de residuos.

3. - Posibilidad de implantarlo cerca de núcleos urbanos.

4. - Es necesaria poca superficie de terreno.

5. - Reduce el volumen de residuos un 90% - 96%.

También presenta una serie de inconvenientes bastante importantes como son:

1. - No elimina totalmente los residuos, por lo que se necesita un vertedero para el depósito de cenizas procedentes de la

incineración.

2. - Se generan gases tóxicos (por ejemplo las dioxinas pueden tener un efecto cancerígeno) que deben ser tratados.

3. - Necesitan un aporte de energía exterior para su funcionamiento.

4. - Baja flexibilidad para adaptarse a variaciones estacionales de la generación de residuos.

5. - La inversión económica y los costes del tratamiento son elevados

6. -Necesita un sistema de tratamiento de gases.

7. Costos de implementación sumamente elevados.

Antecedentes

Cochabamba es la ciudad más densamente poblada de Bolivia; con 1.500 hab/km2. Esta altísima concentración de actividades

humanas ocasiona una demanda muy fuerte de recursos naturales y una generación muy alta de contaminantes en una

superficie muy pequeña y encerrada entre altas montañas. Por esto, fue la primera ciudad del país donde la contaminación

atmosférica ocasionó afecciones respiratorias sobre la población más sensible (ancianos, gestantes, niños, etc.) que derivaron en

la prohibición de las quemas de San Juan.

Otra fuente importante de contaminación ambiental es el manejo inadecuado de los Residuos Sólidos Urbanos (RSU), sobre el

cual no existen estudios científicos, ni siquiera sobre la cantidad ni composición de los residuos que se generan. Tampoco la

población es consciente de esta problemática ni de sus efectos.

Conjuntamente el municipio de Sacaba actualmente tiene la mayor proyección creciente de población después de Cercado,

además que este municipio se encuentra a tan solo 13 Km. de Cercado y tomando en cuenta las necesidades de ambos

municipios, Sacaba se perfila como la respuesta a los problemas de Cercado y en un futuro inmediato sus propios problemas ya

que cuenta con el espacio suficiente para poder implementar una incineradora dentro su territorio.

Descripción del Problema

El problema radica en la creciente población del departamento de Cochabamba en el municipio de Cercado y Sacaba, el

incremento de la basura por este motivo como lo podemos observar en las siguientes cuadros y graficas.

Cuadro Nº 2.01.15

COCHABAMBA: POBLACIÓN TOTAL PROYECTADA, SEGÚN PROVINCIA Y SECCIÓN DE PROVINCIA, 2007 - 2009

DEPARTAMENTO, PROVINCIA Y SECCIÓN DE

PROVINCIA (MUNICIPIO)

2007 2008 2009

Total Total Total

0 1 2

COCHABAMBA 1.747.906 1.786.040 1.824.086

Cercado 595.254 603.342 611.068

Primera Sección - Cochabamba 595.254 603.342 611.068

Chapare 234.161 240.709 247.253

Primera Sección - Sacaba 159.570 166.256 173.019

Total 754.824 769.598 784.087

Fuente: INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICA

De acuerdo a esta tabla podemos sacar la proyección para los dos municipios hasta el año 2019, donde podemos observar un

crecimiento importante.

Cuadro Nº 2.01.15

COCHABAMBA: POBLACIÓN TOTAL PROYECTADA, SEGÚN PROVINCIA Y SECCIÓN DE PROVINCIA, 2010 - 2019

DEPARTAMENTO, PROVINCIA Y SECCIÓN DE PROVINCIA

(MUNICIPIO)

2010 2011 2012 20132014 2015 2016 2017 2018 2019

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

COCHABAMBA

Cercado

Primera Sección - Cochabamba 619035 626942 634849 642756 650663 658570 666477 674384 682291 690198

Chapare

Primera Sección - Sacaba 179729 186453 193177 199901 206625 213349 220073 226797 233521 240245

Total 798.764 813.395 828.026 842.657 857.288 871.919 886.550 901.181 915.812 930.443

Ahora bien conociendo la proyección de crecimiento de los municipios, observamos el histórico de la producción de residuos

sólidos de cercado de los últimos 10 años.

Cuadro Nº 8.05.01BOLIVIA: RECOLECCIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS,

SEGÚN CIUDADES, 1999 – 208

(En toneladas)

AÑO1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008(p)

Cochabamba (ton.)116,39

113,954

117,275

120,87

123,89

122,846

115,26

114,467

117,473

122,013

Fuente: EMPRESAS MUNICIPALES DE ASEO

INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICA

(p): Preliminar

n.d. : Información no disponible.

19992000

20012002

20032004

20052006

2007

2008(p)105

110

115

120

125

Historico de generacion de R.S.

Residuos Solidos

Año

M. T

onel

adas

Otros problemas importantes a tomar en cuenta en el manejo de residuos sólidos en el municipio de Cercado son:

La Empresa Municipal de Servicios de Aseo (EMSA) responsable del manejo de los residuos, tiene muchas deficiencias para

enfrentar esta problemática: falta de institucionalidad, de medios, inestabilidad, entre otras. Estos problemas no le permiten

planificar, implementar y operar un verdadero “Sistema de Gestión Integral de Residuos Sólidos”. Las deficiencias del manejo de

los RSU ocasionan problemas ambientales en toda la ciudad:

Sólo se “manejan” 3 clases de residuos de los 16 definidos en el reglamento.

La cobertura de los servicios de aseo urbano es escasa.

Los residuos en las calles causan problemas a la salud pública, rechazo de vecinos a la gestión de autoridades y de la

empresa operadora (EMSA).

El manejo inadecuado de los residuos contamina.

el aire, los suelos y las aguas, lo cual afecta la salud de la población.

No existe conciencia ambiental. La ciudadanía, los operadores y autoridades se han acostumbrado al mal manejo de los

RSU.

La población no se reconoce como la causa, la víctima de los efectos de la inadecuada gestión y la solución del

problema

El botadero de K’ara-k’ara es el elemento más contaminador de todo el sistema de manejo de residuos. Este botadero se

encuentra a 10 Km de la ciudad y recibe todo tipo de residuos: domésticos, peligrosos, infecciosos, industriales, etc., de los

cuales sólo los residuos infecciosos reciben un manejo diferenciado desde el origen. Este botadero tiene problemas técnicos,

ambientales, operativos y sociales, de los cuales destacamos los siguientes problemas:

Ya cumplió con su ciclo de vida.

Carece de celdas impermeabilizadas y de sistemas de recuperación y tratamiento de lixiviados y gases.

El personal que trabaja allí no tiene las medidas de higiene y seguridad, ni los elementos de protección personal.

La contaminación del aire, agua y suelo no es sólo local, sino que se extiende a oras zonas.

Por la elevada contaminación que origina, los vecinos periódicamente bloquean su ingreso y la carretera cercana (más

de 10 veces en los últimos años).

Su funcionamiento es incierto.

Es un núcleo de asentamientos ilegales y conflictos.

A estos problemas agregamos la situación actual del municipio de Sacaba que se encuentra en la fase de prospección para la

implementación de un relleno sanitario, ya que actualmente tan solo cuenta con un botadero y no olvidemos su proyección de

crecimiento.

EL municipio de Cercado y Sacaba cuenta con un factor de 0,6 [Kg/hab.-día], de contaminación entonces gracias a las

proyecciones de la población podemos determinar la posible futura generación de residuos sólidos entre ambos municipios, en

los siguientes tablas y gráficas.

Cuadro Nº 2.01.15

COCHABAMBA: GENERACIÓN TOTAL PROYECTADA, ENTRE CERCADO Y SACABA, 2010 - 2019,CON UN FACTOR DE 0,6 [Kg/hab. - día]

DEPARTAMENTO (MUNICIPIO)2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

COCHABAMBA

Cercado

Primera Sección – Cochabamba

135568,7

137300,4

139032

140763,6

142495

144227

145959

147690 149422

151153

Chapare

Primera Sección - Sacaba

39360,69

40833,24

42305,8

43778,36

45250,9

46723,5 48196

49668,6 51141,1

52613,7

TOTAL TONELADAS 174.929 178.134 181.33 184.542 187.74 190.95 194.15 197.35 200.563 203.76

8 6 0 5 9 7

20102011

20122013

20142015

20162017

20182019

160,000

170,000

180,000

190,000

200,000

210,000

Proyeccion de R.S. en Cercado y Sacaba

Año

Tone

lada

s

En la anterior grafica observamos la imperiosa necesidad de buscar soluciones eficientes para los actuales y futuros problemas

de los municipios de Cercado y Sacaba.

Justificación

Hasta hace pocas décadas, el procedimiento fundamental para dar solución a las basuras era acumularlas en rellenos sanitarios.

Pero la falta de espacio en Cercado y la creciente perspectiva del crecimiento del municipio de Sacaba y fundamentalmente los

problemas de contaminación que causaban propiciaron en los últimos años la urgente búsqueda de alternativas. Así, la

incineración se ha convertido en el sistema de tratamiento de basuras con mayor eficiencia ya que permite disminuir su

volumen hasta en un 90%.

Un factor fundamental es la posición de la planta de incineración donde el municipio de Sacaba se perfila como el lugar

adecuado porque se encuentra a tan solo 13 Km de Cercado es decir no más de 15 min, sobre la carretera construida, además

que este municipio cuenta con la disposición de terrenos para la posible construcción de la planta en vez de su relleno sanitario

que tenían previsto construirlo.

Entonces es necesario realizar una alianza estratégica socio-ambiental, entre Cercado y Sacaba para poder eliminar sus

problemas actuales y futuros con el tema de residuos sólidos, buscando que ambos municipios se beneficien; Cercado

solucionando definitivamente su problema con el manejo de sus residuos sólidos y el municipio de Sacaba se beneficiara

asegurándose un manejo eficiente de sus crecientes residuos sólidos, además de que se tiene previsto que la planta se ubique

en Sacaba, entonces del total de los ingresos generados a consecuencia de la incineración de los residuos sólidos estará

destinado un porcentaje que beneficiara directamente a la gobernación del mismo municipio, además que la planta traerá

consigo desarrollo en la región y trabajo para los lugareños.

Requerimientos de la Normativa Ambiental

La Normativa Ambiental establece que:

ARTICULO 40º.- Es deber del Estado y la sociedad mantener la atmósfera en condiciones tales que permita la vida y su

desarrollo en forma óptima y saludable.

ARTICULO 41º.- El Estado a través de los organismos correspondientes normará y controlará la descarga en la atmósfera de

cualquier sustancia en la forma de gases, vapores, humos y polvos que puedan causar daños a la salud, al medio ambiente,

molestias a la comunidad o sus habitantes y efectos nocivos a la propiedad pública o privada.

Se establece como daño premeditado, el fumar tabaco en locales escolares y de salud, por ser estos recintos donde están

más expuestos menores de edad y personas con baja resistencia a los efectos contaminantes el aire.

Se prohíbe el fumar en locales públicos cerrados y en medios de ovilización y transporte colectivo. Los locales públicos

cerrados deberán contar con ambientes separados especiales para fumar.

ARTICULO 42º.- El Estado, a través de sus organismos competentes, establecerá, regulará y controlará los niveles de ruidos

originados en actividades comerciales, industriales, domésticas, de transporte u otras a fin de preservar y mantener la salud

y el bienestar de la población.

ARTICULO 51º.- Declárase de necesidad pública la ejecución de los planes de forestación y agroforestación en el territorio

nacional, con fines de recuperación de sueldos, protección de cuencas, producción de leña, carbón vegetal, uso comercial e

industrial y otras actividades específicas.

ARTICULO 73º.- Los recursos energéticos constituyen factores esenciales para el desarrollo sostenible del país, debiendo su

aprovechamiento realizarse eficientemente, bajo las normas de protección y conservación del medio ambiente.

Las actividades hidrocarburíferas, realizadas por YPFB y otras empresas, en todas sus fases, deberán contemplar medidas

ambientales de prevención y control de contaminación, deforestación, erosión y sedimentación así como de protección de

flora y de fauna silvestre, paisaje natural y áreas protegidas.

Asimismo, deberán implementarse planes de contingencias para evitar derrames de hidrocarburos y otros productos

contaminantes.

Ley RMCA

ARTICULO 21º Las fuentes fijas no deben exceder los limites permisibles de emisión que especifiquen las Normas Técnicas

de Emisión establecidas en el presente reglamento y a establecerse conforme a lo estipulado en la LEYy el Reglamento de

Gestión Ambiental. En casos de emergencia y/o peligro de episodios de contaminación, la fuente fija deberá cumplir con los

lineamientos que considere oportuno establecer la SSMA.

ARTICULO 22º En su instalación, funcionamiento, modificación, ampliación y/o traslado, las fuentes fijas deben cumplir con

los respectivos requerimientos fijados en el Reglamento de Prevención y Control Ambiental.

ARTICULO 23º Toda fuente fija debe contar con instalaciones dotadas de los medios y sistemas de control para evitar que

sus emisiones a la atmósfera excedan los límites permisibles de emisión.

ARTICULO 24º La Secretaria Nacional de Recursos Naturales y Medio Ambiente; en coordinación con la Secretaría Nacional

de Energía, incentivará la utilización de combustibles que disminuyan la contaminación atmosférica en las fuentes fijas.

ARTICULO 26º Las fuentes fijas deben realizar, por cuenta propia, monitoreos en fuente, para lo cual instalarán plataformas

y puertos de muestreo en los ductos y/o chimeneas, de acuerdo con la normatividad correspondiente. Se utilizarán modelos

matemáticos reconocidos por la SSMA para estimar las repercusiones de las emisiones sobre la calidad del aire público.

Para posibilitar la aplicación de dichos modelos, las fuentes fijas deben contar con aparatos para medir la dirección y

velocidad del viento. Todos los resultados, deberán estar disponibles en cualquier momento para personal autorizado de la

IADP respectiva y de la SSMA.

ARTICULO 27º En todas las fuentes fijas, las emisiones fugitivas deben ser canalizadas a través de ductos y/o chimeneas, de

acuerdo con la mejor práctica de cuidado ambiental. Cuando por razones técnicas no pueda cumplirse con esta disposición,

debe presentarse al Prefecto un estudio justificativo elaborado por un perito reconocido por el MDSMA. La SSMA revisará

dicho estudio y emitirá el dictamen correspondiente.

ARTICULO 28º A fin de facilitar el seguimiento del cumplimiento de los planes de adecuación previstos en el Reglamento de

Prevención y Control Ambiental, como también para verificar el desempeño tecnológico-ambiental de las fuentes fijas, éstas

deberán presentar, anualmente un Inventario de Emisiones al Prefecto correspondiente, bajo las especificaciones que

establezca la SSMA. Tal inventario deberá contener, entre otros:

- Datos de la fuente

- Ubicación

- Descripción del proceso

- Materias primas, insumos y/o combustibles utilizados REGLAMENTO DE LEY Y MEDIO AMBIENTE Nº 1333- 153

- Emisiones de contaminantes atmosféricos

- Equipos para el control de los contaminantes atmosféricos

Los datos contenidos en los Inventarios de Emisiones deben ser incorporados por las Prefecturas al Sistema de Información

Ambiental previsto por el Reglamento de Gestión Ambiental.

LÍMITESYFACTORESBASEORIENTATIVOS DEEMISIÓNPARAFUENTESFIJAS

Los valores permisibles que se presentan a continuación están expresados como límites orientativos y,

respectivamente, factores orientativos de emisión

TABLA1:

Límites permisibles orientativos de emisión para las fuentes fijas que utilizan gas natural como combustible

cuando éste no tenga contacto directo con los materiales de proceso (Aplica a fuentes existentes y nuevas)

PROCESOCONTAMINANTE(Kg/10m3)*

NOx

PARTICULAS SO CO

Turbinas, hornos o calderas

>105.5x10K (Termoeléctricas) 50 9.6 640 8800

Hornos o calderas (10.5-105.5)x10

KJ/h

(industrias)

50 9.6 560 2240

Calentadores(domésticos y

comerciales)

<10.5x10 KJ/h

50 9.6 320 1600

LÍMITESPERMISIBLES DECALIDAD DEL AIRE

CONTAMINANTE VALORDE

CONCENTRACIÓN

PERÍODOY

CARACTERIZACIÓN

ESTADÍSTICA

Monóxido DE

CARBONO

BIOXIDO de

AZUFRE

BIOXIDO de

Nitrógeno

PARTICULAS

SUSPENDIDAS

TOTALES(PST)

PARTÍCULAS

MENORES de

10MICRAS(PM-10)

OZONO

PLOMO

10mg/m3

40mg/m3

80 ug/m3

365 ug/m3

150 ug/m3

400 ug/m3

260 ug/m3

75ug/m3

150 ug/m3

50ug/m3

medi

aen8hrmedia

en1hr

media aritmética

anual mediaen24hr

medi

aen24hrpromedi

oen1hr

24hr

Media geométrica anual

24hr

Media geométrica anual

Promedio horario

máximo media

aritmética

trimestral

LÍMITESPERMISIBLES DECALIDADDELAIREPARA CONTAMINANTESESPECÍFICOS

CONTAMINANTE VALORDE

CONCENTRACIÓN

PERÍODOY

CARACTERIZACIÓN

ESTADÍSTICA

ARSÉNICO

CADMIO

MANGANESO

MERCURIO

VANADIO

ZINC

ÁCIDO

SULFHIDRICO

FLUOR

CLORO,Á

cidoCLORHÍDRI

CO

DICLOROMETANO

TRICLOROETILENO

50ng/m3

40ng/m3

2ug/m3

1ug/m3

0.2ug/m3

50ug/m3

Media aritmética

anual

Media aritmética

anual media

aritmética anual

media aritmética

anual

Media aritmética

anual media

aritmética anual

mediaen24hr

media

aritméticaanual NOTA: Los valores de este Anexo admiten una variación de hasta +10%

TABLA2:

Límites permisibles orientativos de emisión para las fuentes fijas que utilizan diesel como combustible,

cuando éste no tenga contacto directo con los materiales del proceso (Aplica a fuentes existentes y nuevas)

PROCESOCONTAMINANTE(Kg/m3)*

NOxPARTICULAS SO CO

Hornos o calderas(10.5-

105.5)x10KJ/H* (industrias) 0.24 17(S)** 0.6 2.4

Hornos o calderas (0.5-10.5)x10KJ/h

(Comerciales) 0.24 17(S)** 0.6 2.4

Calentadores

<0.5x10KJ/h0.3 17 (S) ** 0.6 2.2

* Kilogramos de contaminante por metro cúbico del diesel consumido

**(S)= porcentaje de azufre contenido en el diesel.

***KJ/h=Kilo joules por hora; un Joule=0.102002Kgm;1Kgm=1Kilográmetro

NOTA: Los valores de este Anexo admiten una variación de hasta+10%

TABLA3:

Factores de emisión máximos orientativos para ingenios azucareros que utilizan bangaz o como combustible.

TIP

ODEFUENTE

PARTICUL

AS

Nueva

Existente

Kg/Ton de bagaz o utilizado

0

.

8

TABLA4:

Factores de emisión máximos orientativos para fábricas de cemento.

TIPODEFUENTE PARTICULAS

Nueva

Existente

Kg/Ton de material alimentado a los hornos de calcinación

0.2

0.5

TABLA5:

Factores de emisión máximos orientativos para fundiciones de estaño.

TIPO de FUENTECONTAMINATE(Kg/Ton concentrado)

Nueva 1.4 42 0.4

Objetivos del proyecto

Objetivo General

El Objetivo general del proyecto es realizar es el diseño, dimensionamiento y análisis de los equipos necesarios para una planta

de incineración de residuos sólidos urbanos.

Objetivos Específicos

Generación de energía para el beneficio y desarrollo de las personas.

Reducción de los volúmenes de basura.

Alternativa a los problemas sociales y de espacios disponibles para rellenos sanitarios.

Definir los residuos que serán incinerados.

Calcular la energía entregada a la red.

Determinar el grado de contaminación de la planta.

Descripción del proceso

Caracterización de los residuos sólidos/líquidos

http://www.bvsde.paho.org/bvsaidis/resisoli/peru/bolres010.pdf

2.1 Tipos de Residuos Sólidos

Los residuos que se depositan en el relleno K’ara K’ara son: residuos sólidos municipales, hospitalarios e industriales. Estos dos

últimos están aún en proceso de estudio. La composición de los residuos municipales ha sido analizada por el Ministerio de

Urbanismo y vivienda el año 1999, como se puede apreciar en el Cuadro:

COMPUESTO % CERCADO % SACABA

Materia Organica 45,25 45,25

Plasticos 17,29 17,29

Residuos de Jardin 10,02 10,02Residuos Sanitarios 9,4 9,4

Papel y Carton 7,68 7,68

Textiles 2,64 2,64

Otros 2,14 2,14

Tierra 1,5 1,5

Barreduras 1,34 1,34

Vidrio 1,22 1,22

Metales 1,52 1,52

Total 100 100

45%

17%

10%

9%

8%

3%

2%1%1%1% 2%

Caractericzacion de Residuos Solidos

Materia Organica 45,25Plasticos 17,29Residuos de Jardin 10,02Residuos Sanitarios 9,4Papel y Carton 7,68Textiles 2,64Otros 2,14Tierra 1,5Barreduras 1,34Vidrio 1,22Metales 1,52

Según la información proporcionada por EMSA, en Cercado se produce una media de 0,6 [Kg/hab.día] de basura con una densidad de unos 272 Kg/m3, representando un total aproximado de unas 400 [T/día]La caracterización de los residuos de Sacaba es similar a la del municipio de Cercado, también su índice de generación lo

tomamos en cuenta como de 0,6 [Kg/hab.día],lo único que varía es la cantidad producida debido al diferencia de habitantes en

cada municipio.

Diagramas de proceso

Diagrama de procesos:

Diagrama de Bloques de la planta:

Diagrama de procesos:

Especificación de los procesos en la planta de Incineración:

1. Llega la Basura

En este proceso llegan las basuras sin ningún tipo de reciclado y tratamiento. Los camiones depositan la basura compactada. Los camiones se aproximan a un foso y depositan los residuos ahí.

1. Foso de Residuos

El material es depositado en fosas en donde el material se va acumulando.

2. Puentes Grua

Estos puentes de grúa tienen como propósito transportar los residuos.

3. Tolvas de alimentación

Tienen como propósito alimentar de basura el horno de forma controlada. Empieza el proceso de combustión de los residuos sólidos.

4. Parrilla de Incineración

La parrilla de incineración tiene temperaturas mayores a 800 grados centígrados debido a que una temperatura menor a esa ocasionaría una combustión incompleta.

5. Horno

Los gases provenientes del horno se usan para la producción de energía eléctrica. Los gases calientes son usados para calentar el agua. Este proceso da como producto vapor de agua y es usado en la turbinas para producir electricidad.

6. Cenizas de Fondo

Las cenizas son depositas en una fosa en donde son almacenadas y extraídas por medio de una grúa. Después son llevadas a un relleno sanitario.

7. Tratamiento de Gases

Los gases que pasan a través del sistema se espolvorean con cal, amoniaco y carbono activo. En estos procesos se forman cenizas volantes que son residuos contaminados con dioxinas, metales pesados y otras sustancias toxicas.

8. Filtros

Estos gases pasan por filtros done queda atrapado el polvo y quedan adheridos a su superficie las dioxinas, metales pesados y otras sustancias toxicas. Estos residuos son recolectados y depositados en la cámara de tratamiento de gases.

9. Cenizas Volantes

Las cenizas volantes constituyen un 5-10% del peso de los residuos que entran en las incineradoras. Este material es recolectado y depositado en un relleno de seguridad. Si se hizo una combustión completa y adecuada los desechos de cenizas serán de 5-10%. Estos residuos son insertados en un camión para su disposición adecuada.

10. Chimenea

Las chimeneas suelen tener una altura de 75-100 metros en el cual los desechos remanentes son liberados a la atmosfera.

11. Turbinas

El vapor caliente es dirigido a las turbinas en donde se produce la energía. Dependiendo del poder calorífico de los residuos se genera la energía.

Balances de Masa

Las reacciones de combustión que se producen en el horno son las siguientes:

Debido a que no tenemos la composición de los residuos por laboratorio, es decir su composición química hacemos un balance

con los datos que si se tienen.

Balances de Energía

Residuo

Poder Calorifico (kJ/kg)

Poder Calorfico Kcal/kg

Papel 17500 4186,60Plastico 46000 11004,78Materia Organica 19000 4545,45Textiles 21000 5023,92Res. Jardin 18600 4449,76Total 122100 29210,53

Residuos solidospapel y carton

plasticomateria organica

textiles vidriostierra

residuos sanitarios y de jardin

metalesbarreduras

Horno

Emisiones de gas

CO2

SO2

NO2

H2OCenizas

Residuo

Poder Calorifico (kJ/kg)

Poder Calorfico Kcal/kg % Peso Mtotal(dia)

Potencia total (kW)

Papel 17,5 4,19 7,68 65,20544 1141,0952

Plastico 46 11,00 17,29146,79714

36752,66857

4Materia Organica 19 4,55 45,25

384,185698 7299,52826

Textiles 21 5,02 2,64 22,41437 470,70177

Res. Jardin y Sanitarios 18,6 4,45 19,4

164,711658

3063,636845

Total 122,1 29,21 92,26783,31430

918727,6306

518,727630

6 MW

Flujo Masico 12 t/hMasa Total 203,767 t/d

Masa Total8,4902916

7 t/h

En 9 años669374,59

5 t

Parámetros de diseño

Parámetro Rango Observaciones

Criterios de combustión

Temperatura en CC1< 800 °C Combustión incompleta

800 a 1000 °C Operación adecuada>1000 °C Daño al material refractario

Temperatura en CC2< 850 °C Combustión incompleta

850 a 1200 °C Operación adecuada> 1200 °C Daño al material refractario

Tiempo de retención en CC2< 2 seg Insuficiente para destrucción de compuestos orgánicos? 2 seg Suficiente para destrucción de compuestos orgánicos

Pérdida de materia volátil de las cenizas

> 10% Representa combustión incompleta5 a 10% Representa combustión satisfactoria

< 5% Garantiza la mejor combustión

Criterios para el tratamiento de gases

Control de partículas y gases ácidos

Nulo Se emiten contaminantes a la atmósferaBásico Hay remoción de partículas

Avanzado Hay remoción de partículas y gases ácidos

Temperatura de salida de los gases

> 250 °C Altas probabilidades de generación de dxnc

250 a 200 °C Se reduce la generación de dxn (c)

< 200 °C La generación de dxn es casi nula

Otros criterios importantes

Almacenamiento de residuosNo adecuado Genera condiciones de inseguridad en la planta

Adecuado Existe buen manejo de los residuos

Manejo de cenizas

S/separación Provoca dilución y disposición inadecuada

C/separación Evita la dilución

C/separación y estabilización

Provee el manejo adecuado

Tratamiento de aguaNulo Provoca descarga de contaminantes

Físico-químico Provee tratamiento adecuado

Nota: CC1 = Cámara de combustión primaria; CC2 = Cámara de combustión secundaria

Parámetros de Diseño:

Caminos de acceso Dimensiones del terreño. Posibilidad de expansión. Morfología del terreno. Actividad Sísmica. Valor Económico del Terreno. Condiciones Climatológicas. Existencia de Áreas protegidas. Valor ecológico del terreno.

Cálculos de diseño (Debe incluirse paso a paso todos los cálculos)

Estimación de costos

Costos Fijos

De operación:

Personal

El funcionamiento de la planta de incineración será de 24 horas interrumpidas, con un funcionamiento de 313 días al año. Se

estima un costo de 64,000 bolivianos al año.

Seguridad

Los gastos de seguridad se estiman 120,000 bolivianos al año

Análisis Ambiental

La norma exige un seguimiento de los parámetros de impacto más importantes estimados en unos 665,000 al año.

Retirada de escorias y cenizas

Se estima que el costo por el retirado de escorias es de 127,000 al año

Costos Variables

De operación:

Cal

La planta usara oxido de calcio para el proceso de desulfuración de gases. El costo se estima de 846,000 bolivianos al año.

Aditivos

Los aditivos serán usados para la limpieza de gases. El costo de estos es de 419,000 al año.

Varios

El costo de materiales e implementos generales de limpieza y material de oficina es de 200,000 bolivianos al año.

Costos de la planta

1. Infraestructura: 4, 000,000 bolivianos

2. Obra civil y Servicios: 6, 500,000 bolivianos

3. Estructura metálica: 2, 000,000 bolivianos

4. Horno: 70, 000,000 bolivianos

5. Caldera: 80, 000,000 bolivianos

6. Instrumentos para limpieza de gases: 6, 800,000 bolivianos

7. Aero Condensador: 21, 000,000 Bolivianos

8. Sistema Agua Vapor: 14, 500,000bolivianos

9. Turbo Alternador- 49, 000,000 bolivianos

10. Sistemas de Cenizas y Escoria: 12, 000,000 bolivianos

11. Sistemas de tratamiento de Agua: 3, 122,000 bolivianos

12. Básculas de Camiones: 700,000 bolivianos

13. Puente grúa y pulpo: 4, 669,000 bolivianos

14. Sistema eléctrico: 8, 000,000 bolivianos

15. Instrumentación y control: 28, 000, 000 bolivianos

16. Chimenea: 7, 000,000 bolivianos

17. Sistemas Auxiliares: 45, 600, 000 bolivianos

18. Pruebas y Puesta en Marcha: 3, 122,000 bolivianos

TOTAL: 366, 013,000 bolivianos

52, 287,572 U$ Dólares Americanos

Presupuesto General

El precio de una planta incineradora de Residuos Sólidos es de 52, 287,572 U$ Dólares Americanos

Conclusiones

El proceso y mantenimiento de una planta de incineración tiene ventajas y desventajas, dependiendo del tipo de inversor y de su

visión al crear esta empresa tiene que guiarse por distintos factores no solo el económico sino el ambiental y social.

Para dar una explicación mejor, es verdad que la planta es útil para desaparecer una gran cantidad de basura en corto tiempo,

también que se necesita una gran inversión en la maquinaria y además que es muy atractiva a los Municipios ya que se libran de

una carga fácilmente, sin embargo, esta planta generaría mucha contaminación que tal vez no sea fácil de controlar, es por ello

que para crearse esta planta hay que tener mucho cuidado porque puede ser un arma de doble filo y condicionemos la calidad

de vida de futuras generaciones.

Bibliografía (Debe identificar claramente las fuentes consultadas)

Tablas de Propiedades Calorificas(papel, carton, textiles): onsager.unex.es/Apuntes/Termo/Tablas-Tema-3.pdf

Tablas de Propiedades Calorificas(materia organica): www.dipucadiz.es/opencms/export/sites/.../Biomasa.pdf

Residuos Solidos Industriales (Tipos y clases de desechos): www.desechos- solidos .com/desechos- solidos - industriales .html

Potencia de Turbinas: http://usuarios.multimania.es/jrcuenca/Spanish/Turbinas/T-8.htm

Plantas de Incineracion Ejemplo 1: http://habitat.aq.upm.es/dubai/96/bp014.html

Construccion de Plantas de Incineracion:

http://www.quiminet.com/pr7/Construcci%F3n%2Bde%2BPlantas%2Bde%2BIncineraci%F3n.htm

Pueblo vs Planta: http://www.elpuelche.cl/?p=1333

Poblematica de la Gestion de RS en Cochabamba: http://www.sgab-bolivia.org/Simposio/pdf/PRES22/EXPO-HAMCSamuel%20Soria.pdf

RSU en Cochabamba 2008: http://www.dirsa.org/pgirsu/articulos/9.pdf