herramienta de cálculo para el diseño de vertederos de ... · se obtienen rechazos compuestos...

HERRAMIENTA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO Y EXPLOTACIÓN DE VERTEDEROS.

Joan Esteban Altabella*1 Francisco José Colomer Mendoza Antonio Gallardo Izquierdo.

XV CONFERENCIA ATEGRUS® SOBRE VERTEDEROS CONTROLADOS

*[email protected]

INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS

mailto:*[email protected]



Presentación



Líneas de investigación enmarcadas en tres ámbitos: Ingeniería del Ciclo de Vida

Análisis del Ciclo de Vida (ACV) de productos y procesos.

Evaluación del impacto ambiental Proyectos de ingeniería (Instalaciones de eliminación de RSU)

Ingeniería de residuos Estudio de los modelos de gestión de RSU Desarrollo de nuevos modelos de gestión

En busca de soluciones más respetuosas con el medio ambiente.

[email protected] Grupo de Ingeniería de Residuos

Dto. Ingeniería Mecánica y Construcción Universitat Jaume I Castellón, España.

mailto:[email protected]



I: LABWASTE II: PROBLEMÁTICA ACTUAL III: CASO DE ESTUDIO IV: PERSPECTIVAS DE FUTURO

Índice



HERRAMIENTA DE CÁLCULO PARA LA SISTEMATIZACIÓN DE PROYECTOS DE VALORIZACIÓN Y ELIMINACIÓN DE RESIDUOS

CAPÍTULO I Datos Generales

CAPÍTULO II Vaso de vertido

CAPÍTULO III Estabilidad de taludes

CAPÍTULO IV Celdas unitarias

CAPÍTULO VI Gestión de lixiviados

CAPÍTULO V Gestión pluviales

CAPÍTULO VII Gestión de Biogás

CAPÍTULO VIII Cerramientos y

elementos auxiliares

CAPÍTULO IX Clausura y

mantenimiento

I

II

III

IV



Prevención Reducir el incremento de envases.

Preparación para la reutilización Eliminar el sistema de usar y tirar.

Reciclado Incrementar la separación y eficacia de los sistemas de tratamiento.

Valorización, incluida la energética Implantar una red de instalaciones de valorización energética.

Eliminación Reducción de la cantidad de residuos vertidos. Biorresiduos

España

Gestión de residuos municipales *EUROSTAT, 2013. Municipal waste treatment by country 2013.

*EUROSTAT, 2013. Municipal waste generation and treatment.

Costes de promedios de vertido *1PEMAR, 2015. Pag 29 Costes promedios de gestión.

*2CEWEP, 2015. Landfill Taxes & bands.

*Art. 4 Directiva 2008/98/CE

*Art. 8 Ley 22/2011

DMR Jerarquía de residuos*

I

II

III

IV

Problemática actual: Gestión de residuos

Ante esta situación “eventual”: Se plantean medidas de prevención y gestión de residuos en España. (Fases de explotación). Directiva 2008/98/CE Ley 22/2011 Planes estatales, autonómicos y locales.

Objetivo I: Reducción del vertido de residuos

Art. 5 RD1481/2001 (PNIR 2008-2015)

Objetivo: 2016 -> Residuos Municipales Biodegradables (RMB) destinados a vertedero: 35% (4.176.950 t) respecto a los RMB generados en 1995 (11.934.142 t). * 5.632.390 (49%) 2013 EUROSTAT, 2013

Art. 15 Ley 22/2011 (PEPR 2014-2020)

Programa Estatal de Prevención de Residuos. Objetivo: 2020 -> Reducción del 10% de los residuos generados en 2010*

Art. 22 Ley 22/2011 (PEMAR 2015-2020)

Plan Estatal Marco Gestión de Residuos. Objetivo: 2020 50% Residuos domésticos: Preparación para la reutilización y reciclado. Estrategia de Reducción de Vertido de Residuos Biodegradables* *Implantación de recogida separada en origen de biorresiduos

Objetivo II: Potenciar las energías renovables, entre ellas, la fracción combustible de los RSU. Valorización energética de residuos municipales(15%)* * PEMAR, 2015. Pag 31 RSU de competencia municipal.



I

II

III

IV

Problemática actual: Objetivos



Hasta que se establezca un sistema de recogida separada de los bioresiduos. (3%)*1

*PEMAR, 2015 pag. 24 RSU de competencia municipal.

Hasta que exista una red de plantas de valorización energética de RSU o una demanda suficiente de combustible de hornos industriales. (10%)*1

*PEMAR, 2015 pag. 24 RSU de competencia municipal.

¿Qué podemos hacer con el flujo de rechazos?

Preparar los residuos para su posterior valorización. Se plantea posterior al TMB (Tratamiento Mecanico-Biológico) Valorización energética.

*1 PEMAR, 2015 pag 24. RSU de competencia municipal.

*2 Especificaciones técnicas CEN/CT 343

I

II

III

IV

Problemática actual: Introducción



Escenario 1: Vertido sin tratamiento previo (26%)* 2.400 kcal/kg - 2.700 kcal/kg ≈ (10, 89 MJ/kg)

Escenario 2: Vertido con tratamiento previo (34%)* Instalaciones de tratamiento 3.800 kcal/kg - 4.500 kcal/kg ≈(17,58 MJ/kg)

Escenario 3: Valorización energética del CDR/CSR* Hornos industriales Plantas valorización energética 5.200 kcal/kg – 6.000 kcal/kg ≈ (24,28 MJ/kg)

Escenario 4: Valorización energética en masa RSU* Plantas valorización energética 2.400 kcal/kg - 2.700 kcal/kg ≈ (10, 89 MJ/kg) Considerando un proceso de biosecado previo > PCI

*PEMAR, 2015 pag 24. RSU de competencia municipal.

91 instalaciones de tratamiento (triaje, triaje y compostaje, triaje, biometanización y compostaje). 10 Instalaciones de valorización energética.

I

II

III

IV

Problemática actual: Introducción



Situación general de las Comunidades Autónomas

Actualmente no se cumple el principio de autosuficiencia y proximidad*. Las limitaciones, la presión social y la falta de entendimiento político no ha permitido el desarrollo de una red integrada de instalaciones.

Caso de estudio: Un vertedero tipo

RESULTADOS

I

II

III

IV

*Art 9 Ley 22/2011



747.625

1.660.627

3.844.930

0

1.881.599

2.712.415

13

28

65

0

10

20

30

40

50

60

70

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

4.000.000

4.500.000

PTC WtECSR WtERSU

Vid

a ú

til del depóstito

(años)

Rechazos tra

tdos (t)

Tipo de planta

Rechazos tratados Generación energía eléctrica Vida útil del depósito

Se obtienen rechazos compuestos principalmente por material con alto contenido energético y baja humedad. CDR/CSR. PCI entorno: 17,58 MJ/kg (4.200 kcal/kg)

De la fracción resto recogida: Tratamiento (50%), Valorización energética (8%) , Depósito en vertedero: (42%)* *ATEGRUS, 2015

81.309

59.355

24.050

10.387 6

13

28

65

0

10

20

30

40

50

60

70

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

Sin tratamiento TMB Con tratamiento TMB Valorización energética CDR/CSR

Valorización energética rechazos masa

(años)

(tom

ela

das)

Escenarios

Residuos eliminados (t/año) Vida útil del vertedero (años)

Caso de estudio: Un vertedero tipo Comunidad Valenciana

I

II

III

IV



Objetivo: Almacenar y conservar el potencial energético.

Escenario 2: Tratamiento Mecánico Biológico (TMB)

Anexo I (RD 1481/2001)

*Inconveniente: Pérdida constante de potencial energético en forma de biogás. Emitido antes de su captación.

I

II

III

IV




Fuente: Agencia Estatal de Meteorología AEMET*2

Si no controlamos la infiltración: Se incrementa la generación de lixiviados, la degradación anaeróbica de los residuos y la emisión de GEI. Menor aprovechamiento del biogás y menor potencial energético de los residuos por arrastre del árido de las capas de cobertura.

Dependencia condiciones climatológicas de la zona

Marzo de 2014 Marzo de 2015 Sobrecoste

I

II

III

IV


*1 Coste promedio considerando que no existe planta de tratamiento interna. *2 Informe mensual climatológico. Marzo 2015.

Vertedero en área



División del vaso en celdas hidráulicamente independientes.

I

II

III

IV

Rain-flap

Menor fase de explotación. Menor emisión de metano a la atmósfera. Mayor aprovechamiento de biogás

Caso de estudio: Un vertedero tipo Medidas preventivas

Canal perimetral

Cunetas talud interno

División celda

Cuneta fondo vaso

Vertedero en área

Frente de vertido



I

II

III

IV

Caso de estudio: Un vertedero tipo Medidas preventivas

Si planteamos en la fase de explotación la división hidráulica de la celda principal y controlamos la infiltración de agua de lluvia se podrá implantar un nuevo modelo de gestión.

No hay que olvidar que el vertedero presenta un periodo de mantenimiento postclausura de 30 años. (Art 14. RD 1481/2001)



Vertedero biorreactor (bioreactor landfill) y minería de vertederos (landfill mining) Tres fases de gestión

Perspectiva de futuro: Modelo de gestión sostenible I

II

III

IV

Esta transformación tiene que venir acompañada de cambios muy importantes en la gestión.



Minería de vertederos

Inerte ≤ 50% Poder calorífico almacenado

PCI 3.300 kcal/kg ≥ 15% Poder calorífico almacenado

PCI 7.500 Kcal/kg ≥ 25% Poder calorífico almacenado* * SIGNUS, 2015

Vertedero biorreactor

Tratamiento Mecánico-Biológico

Control de la infiltración de agua

Pozos verticales y horizontales para recirculado


II

III

IV



La solución: La combinación sostenible de todos los sistemas

Programación

Establecer una red de instalaciones fija.

0

1.000.000

2.000.000

3.000.000

4.000.000

5.000.000

6.000.000

2.01

5

2.01

8

2.02

1

2.02

4

2.02

7

2.03

0

2.03

3

2.03

6

2.03

9

2.04

2

2.04

5

2.04

8

2.05

1

2.05

4

2.05

7

2.06

0

2.06

3

2.06

6

2.06

9

2.07

2

2.07

5

2.07

8

2.08

1

2.08

4

2.08

7

2.09

0

2.09

3

2.09

6

2.09

9

2.10

2

Capacid

ad v

olu

métr

ica

dem

andada (

m3)

Vertedero convencional Vertedero sostenible


II

III

IV

• Optimizar el diseño y la gestión de los vertederos: Reducir el impacto ambiental. Reducción de gases de efecto invernadero. Reducir la superficie de explotación. Aprovechamiento de biogás. Establecer una red integrada de instalaciones fija. Recuperar la celda al final de la vida útil. Gestión sostenible. Máximo aprovechamiento de los recursos contenidos en los residuos. Valorización energética. Reducir el coste y facilitar la toma de decisiones en la gestión de los vertedero. LABWASTE



Conclusiones:

Gracias por su atención



Joan Esteban Altabella*1 Francisco José Colomer Mendoza Antonio Gallardo Izquierdo.

*[email protected]




herramienta de cálculo para el diseño de vertederos de ... · se obtienen rechazos compuestos...

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