la dimensiÓn espacial de los residuos … · compost “ecológicos” no sintéticos, obtenidos...

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Páginas 32-37 LA DIMENSIÓN ESPACIAL DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU) Dr. Luis Alberto Fernández Güelfo Universidad de Cádiz. Departamento de Tecnologías del Medio Ambiente. Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales. Campus Universitario de Puerto Real. Polígono Río San Pedro s/n. 11510-Puerto Real (Cádiz) E-mail: [email protected] Palabra clave: Biometanización; Compostaje; Energía renovable; RSU. INTRODUCCIÓN Residuos es una palabra a la que estamos acostumbrados. Podemos oírla en la televisión, en el instituto, incluso, en la calle. Pero ¿sabemos realmente qué son los residuos? Quizás muchos de vosotros diría que son materiales que no tienen ya utilidad y que por tanto se deberían desecharse, sin embargo, el residuo de una actividad puede ser valorizado y transformado en la materia prima de otra, confiriéndole un valor añadido a un material que inicialmente no lo tenía. Los residuos orgánicos son aquellos biodegradables que proceden de actividad biológica en su mayor parte. Son residuos orgánicos, por ejemplo, los restos de vegetales y verduras, el purín de cerdo, los estiércoles, la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (RSU) o los lodos de depuradora procedentes de las aguas residuales urbanas. Todos ellos, residuos que pueden generar graves problemas en el entorno natural donde se depositen ya que alteran los equilibrios biológicos y pueden generar problemas de contaminación por lixiviación, de las aguas subterráneas principalmente, y de la calidad del aire. Entre los residuos orgánicos existentes, como cabría esperar, destacan por su gran volumen de generación anual los RSU. En este sentido, según el II Plan Nacional Integrado de Residuos (2008-2015) vigente en España, en el cual se establecen a nivel nacional las directrices y estrategias a seguir para una adecuada gestión ambiental de los mismos, se recoge que, por cada habitante, se generan de media 1,447 kg de RSU al día. De estos 1,447 kg, en el mismo Plan se indica que el 44% (0,637 kg) es materia orgánica biodegradable.

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Páginas 32-37

LA DIMENSIÓN ESPACIAL DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU)

Dr. Luis Alberto Fernández Güelfo Universidad de Cádiz. Departamento de Tecnologías del Medio Ambiente. Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales. Campus Universitario de Puerto Real. Polígono Río San Pedro s/n. 11510-Puerto Real (Cádiz) E-mail: [email protected] Palabra clave: Biometanización; Compostaje; Energía renovable; RSU. INTRODUCCIÓN Residuos es una palabra a la que estamos acostumbrados. Podemos oírla en la televisión, en el instituto, incluso, en la calle. Pero ¿sabemos realmente qué son los residuos? Quizás muchos de vosotros diría que son materiales que no tienen ya utilidad y que por tanto se deberían desecharse, sin embargo, el residuo de una actividad puede ser valorizado y transformado en la materia prima de otra, confiriéndole un valor añadido a un material que inicialmente no lo tenía. Los residuos orgánicos son aquellos biodegradables que proceden de actividad biológica en su mayor parte. Son residuos orgánicos, por ejemplo, los restos de vegetales y verduras, el purín de cerdo, los estiércoles, la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (RSU) o los lodos de depuradora procedentes de las aguas residuales urbanas. Todos ellos, residuos que pueden generar graves problemas en el entorno natural donde se depositen ya que alteran los equilibrios biológicos y pueden generar problemas de contaminación por lixiviación, de las aguas subterráneas principalmente, y de la calidad del aire. Entre los residuos orgánicos existentes, como cabría esperar, destacan por su gran volumen de generación anual los RSU. En este sentido, según el II Plan Nacional Integrado de Residuos (2008-2015) vigente en España, en el cual se establecen a nivel nacional las directrices y estrategias a seguir para una adecuada gestión ambiental de los mismos, se recoge que, por cada habitante, se generan de media 1,447 kg de RSU al día. De estos 1,447 kg, en el mismo Plan se indica que el 44% (0,637 kg) es materia orgánica biodegradable.

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¿Qué podemos hacer con estos residuos? ¿Para qué pueden servir? Entre las posibles respuestas a estas preguntas, debe resaltarse que existen procesos biológicos, donde intervienen microorganismos, a través de los cuáles es posible la degradación de estos residuos orgánicos y su valorización. Entre estos procesos se encuentran la Biometanización (también conocida como Digestión Anaerobia) y el Compostaje. En ambos, a la vez que se produce la degradación de la materia orgánica que contiene el residuo, se generan subproductos que pueden ser aprovechados por el hombre. En el caso del proceso de Biometanización, que se desarrolla en condiciones anaerobias (sin presencia de oxígeno), se obtiene un gas enriquecido en metano (CH4) o en bio-hidrógeno (H2) que puede ser valorizado energéticamente, pues puede tener una composición similar al “gas natural” obtenido a partir de combustibles fósiles. Por otro lado, durante el proceso de Compostaje, que puede llevarse a cabo sobre el residuo orgánico sin tratar o sobre el efluente del proceso de Biometanización, se genera un residuo estabilizado (con mucho menor contenido en materia orgánica) que puede ser empleado como enmienda orgánica (compost) en suelos agrícolas. En conclusión, debe señalarse que, empleando como materia prima un residuo (la fracción orgánica de los RSU) es posible obtener dos tipos de recursos sostenibles mediante los procesos biológicos mencionados:

[1]. Energía renovable, a partir de gas que se genera durante la Biometanización. [2]. Compost “ecológicos” no sintéticos, obtenidos mediante Compostaje y empleados

como enriquecedores de suelo del cultivo en agricultura. Por tanto, estas alternativas de gestión permiten convertir un residuo, que clásicamente ha estado destinado a su acumulación en vertederos con todos los problemas ambientales que ello conlleva, en dos recursos de valor añadido, razón de peso que justifica su tratamiento por las vías señaladas. OBJETIVOS DEL ESTUDIO El objetivo de la presente actividad es dimensionar el problema de la generación de RSU a nivel planetario. Para ello, se propone una actividad dinámica e ilustrativa, a desarrollar y resolver en grupos, para que el alumno visualice de una forma muy didáctica la problemática que nos ocupa. La actividad consiste en calcular el volumen total de RSU que se genera anualmente en el mundo para posteriormente calcular el número de vagones de tren necesarios para poder transportarlo. El alumno, con los datos facilitados, podrá calcular que se precisa de un tren de longitud muy superior a la distancia entre la Tierra y la Luna. Además, teniendo en cuenta la tendencia demográfica creciente del planeta y el incremento incesante de generación de RSU per capita, el alumno podrá interpretar los resultados obtenidos y sacar conclusiones sobre la problemática ambiental de estos residuos, a medio-largo plazo, así como de las herramientas disponibles actualmente para ir mitigándolo. En resumen, con la presente actividad se pretende potenciar el espíritu crítico del alumno y la sensibilización de los mismos sobre la problemática ambiental que constituyen los RSU.

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METODOLOGÍA Al alumno se le facilitan los siguientes datos de partida.

En Julio de 2012, la población de la Tierra era de 7.021.836.029 habitantes (Indexmundi, 2013).

Generación media de RSU por habitante: 1,447 kg/día.

Densidad promedio de los RSU sin compactar: 80 kg/m3 (Los Residuos Sólidos Urbanos en España, 2013).

Dimensiones típicas de un vagón de tren de cercanías. Volumen: 160 m3.

Procedimiento:

1. Calcular la masa total de RSU generados por la humanidad en un año:

( ) 3651,447 7.021.839.029 3.708.619.392.361,5·

kg kg días kgMasa habaño hab día año año⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞= =⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

g g

2. Calcular el volumen total de RSU generados por la humanidad en un año. Para ello,

emplearemos el dato de densidad promedio de los RSU:

3 3

3

3.708.619.392.361,546.357.742.404,5

80

kgm mañoVolumen

kgaño añom

⎛ ⎞⎜ ⎟⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎝ ⎠= =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎛ ⎞⎝ ⎠ ⎝ ⎠

⎜ ⎟⎝ ⎠

3. Calcular el número de vagones de tren necesarios para transportar el volumen de RSU

generado por la Humanidad en un año:

4  m

4  m

10  m

3708.619.392 tMasaaño

⎛ ⎞≈ ⎜ ⎟⎝ ⎠

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3

3

3

46.357.742.404,5289.735.890

160

mañom vagonesVolumen

año añomvagón

⎛ ⎞⎜ ⎟⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎝ ⎠= =⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎛ ⎞ ⎝ ⎠⎝ ⎠

⎜ ⎟⎝ ⎠

4. Calcular la longitud total del tren:

( ) ( ) 1_ 289.735.890 10 2.897.3591000

m kmLongitud tren km vagones kmvagón m⎛ ⎞ ⎛ ⎞= =⎜ ⎟ ⎜ ⎟

⎝ ⎠⎝ ⎠g g

Llegado a este punto y para que el alumno pueda entender e interpretar de forma visual la importancia del dato obtenido se pregunta a la clase la distancia existente entre la Tierra y la Luna. DATO: dTL=384.000 km.

5. Dividiendo la longitud del tren entre dTL, se dimensiona el problema de una forma muy

visual, ya que puede calcularse el número de veces que el tren podría recorrer la distancia entre los astros, llámese distancia equivalente (De).

( )( )

2.897.3597,5

384.000km

Dekm

= =

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DISCUSIÓN DE RESULTADOS Como conclusión de los resultados, debe hacerse hincapié en que, anualmente, la Humanidad genera un volumen de RSU suficiente para llenar un tren de longitud equivalente a 7,5 veces la distancia entre la Tierra y la Luna, con un total de casi 290 millones de vagones. A su vez, debe reseñarse que esta problemática se está incrementando cada vez más si se tiene en cuenta el aumento incesante de la población a nivel mundial y que la generación de RSU per capita está igualmente en ascenso (en los últimos diez años se ha incrementado a razón de un 1% al año aproximadamente). A modo de ejemplo, las proyecciones demográficas (estimaciones poblacionales) que se realizan tomando como referencia los datos publicados por la Organización de las Naciones Unidas (ONU), prevén que la población mundial rebasará los 9.000 millones de habitantes en torno al año 2.050 y superará los 11.000 millones en el año 2.100 (ver siguiente figura).

FUENTE: Datos de previsión demográfica estimados por el Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de la ONU.

Si rehiciéramos los cálculos del Apartado 3 de “Metodología” con este nuevo dato de población para el año 2.050, 9.000 millones de habitantes, y consideráramos que la generación de RSU per capita para entonces fuera de 1,982 kg/día aproximadamente, resultante de multiplicar 1,447 kg/día · 1,37 (quedan 37 años para 2.050), la distancia equivalente del tren sería superior a 13 veces la distancia entre la Tierra y la Luna. Vista la magnitud del problema y dada la dificultad de poder controlar el crecimiento demográfico de la Humanidad, resulta esencial fomentar el reciclaje y la valorización energética y agronómica de los RSU a fin de disminuir la generación per capita de tal residuo y paliar, en la medida de lo posible, que la longitud del tren alcance en los próximos siglos a nuestro vecino planeta Marte. AGRADECIMIENTOS Esta actividad, desarrollada en la Universidad de Cádiz en el marco de la iniciativa “Café con Ciencia”, ha sido impulsada por la Fundación Andaluza para la Divulgación de la Innovación y el Conocimiento (Fundación DESQBRE) en colaboración con las principales entidades divulgativas de Andalucía, dentro las actividades de la Semana de la Ciencia, y cuenta con la financiación de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT).

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6.-BIBLIOGRAFÍA Indexmundi (2013). Dirección URL:

http://www.indexmundi.com/es/mundo/poblacion_perfil.html (Fecha de consulta 01/07/2013). II Plan Nacional Integral de Residuos (2008-2015). BOE, Núm. 49, Jueves 26 de febrero de

2009, Sec. I. Pág. 19893. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino. Los Residuos Sólidos Urbanos en España (2013). Dirección URL:

http://es.wikipedia.org/wiki/Residuos_s%C3%B3lidos_urbanos_en_Espa%C3%B1a (Fecha de consulta 01/07/2013).