INDICE ACRÓNICOS Y ABREVIATURAS LISTA DE CUADROS Y FIGURAS INTRODUCCIÓN: ANTECEDENTES DEFINICIÓN DEL PROBLEMA JUSTIFICACIÓN OBJETIVO HIPÓTESIS Pág. ix x 2 3 5 7 8 CAPÍTULO 1. GENERALIDADES 1.1 Generación de Biogás 1.1.1 Fermentación Anaeróbica 1.1.1.1 Fase de Hidrólisis 1.1.1.2 Fase de Acidificación 1.1.1.3 Fase Metanogénica 1.1.2 Características y Propiedades del Biogás 9 9 10 10 10 11 1.2 Relleno Sanitario. Definición 1.3 Generación de Biogás en un Relleno Sanitario 1.4 El Relleno Sanitario de Chiltepeque 12 14 14 1.4.1 Antecedentes 1.4.2 Localización Física 1.4.3 Fisiografía 16 1.4.4 Geología General 1.4.5 Geohidrología 1.4.6 Climatología 14 15 16 16 17 1.5 El Relleno Sanitario de Tonsil 17 1.5.1 Antecedentes 1.5.2 Localización Física 1.5.3 Fisiografía 1.5.4 Geología General 1.5.5 Geohidrología 1.5.6 Climatología 1.6 Metodología para un Proyecto de Recolección y Aprovechamiento de Biogás de Relleno Sanitario como Fuente de Energía 17 19 20 20 20 21 21 1.6.1 Etapa de Prefactibilidad 1.6.2 Etapa de Factibilidad 1.6.3 Etapa de Desarrollo del Proyecto 1.6.4 Etapa de Implementación y Seguimiento 22 22 22 (Puesta en Marcha) 23 CAPÍTULO 2. ESTUDIOS DE PREFACTIBILIDAD PARA UN PROYECTO DE RECOLECCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE BIOGÁS DE RELLENO SANITARIO 2.1 Caracterización del sitio de disposición final 2.1.1 Cantidad de residuos depositados 2.1.2 Humedad de los residuos en el estrato 2.1.3 Clima 2.1.4 Composición de los residuos 2.1.5 Antigüedad del sitio de disposición final 2.1.6 Profundidad en el estrato 24 25 25 25 26 26 27 2.2 Estudios Básicos de ingeniería 2.2.1 Estudios para determinar producción de biogás 2.2.1.1 Prueba de bombeo o de extracción del biogás 2.2.1.1.1 Prueba estática 2.2.1.1.2 Prueba dinámica a corto plazo 27 27 27 28 28 2.2.1.2 Objetivos de la prueba 2.2.1.3 Equipo y elementos 2.2.1.4 Realización de la prueba 2.2.2 Estimación de generación de biogás 2.2.2.1 Modelo matemático de estimación (modelo mexicano de biogás 2.2.2.1.1 Índice de generación de Ch4 “K” 2.2.2.1.2 Generación potencial de Ch4 “L” 2.2.2.1.3 Desarrollo de valores para “k” y “L” 2.2.2.1.3.1 Valores “K” 2.2.2.1.3.1.2 Composición de los residuos 2.2.2.1.3.2 Valores “L” 2.2.2.1.3.2.1 Relación “Lo”/precipitación CAPÍTULO 3. SISTEMA DE RECOLECCIÓN DEL BIOGÁS 28 29 29 30 32 33 33 3.1 Sistema de Recolección del biogás 3.1.1 Sistema de captación del biogás 3.1.2 Sistema de conducción 3.1.3 Sistema de extracción 3.1.4 Sistema de quemado 37 37 39 41 43 3.2 Eficiencia del sistema de recolección del biogás 3.2.1 Estimación de la eficiencia del sistema de recolección 3.2.2 Ajuste de la eficiencia del sistema de recolección 44 45 47 3.3 Beneficios del sistema de recolección 48 3.4 Evaluación de la cobertura del sistema de recolección 3.4.1 Variación en la cobertura del sistema 49 50 3.5 Evaluación de la operación del sistema de recolección: funcionamiento de los pozos 50 3.6 Área de influencia de los pozos extracción 51 3.7 Migración del Biogás fuera del relleno sanitario 52 CAPÍTULO R. APROVECHAMIENTO DEL BIOGÁS DE RELLENO SANITARIO 33 34 35 36 PARA LA GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD 4.1 Evaluación cuantitativa y cualitativa del Biogás producido en un relleno sanitario para su uso como fuente de energía 4.1.1 Remoción de condensados (H2O y Lixiviados) 4.1.2 Remoción del ácido sulfhídrico (H2S) 4.1.3 Remoción de siloxanos 56 57 60 4.2 Equipo mecánico – eléctrico para la generación de electricidad basado en el Aprovechamiento de Biogás como combustible 4.2.1 Motogeneradores 4.2.2 Microturbinas 63 63 65 CAPÍTULO 5. EVALUACIÓN DE LA FACTIBILIDAD TÉCNICA (PREFACTIBILIDAD) para la implementación de un sistema de recolección y aprovechamiento del biogás generado como fuente de energía alterna (generación de electricidad) en los rellenos sanitarios de Chiltepeque (Puebla) y Tonsil (Tlaxcala). 5.1 Evaluación de la Factibilidad Técnica (Prefactibilidad) para la implementación de un sistema de recolección y aprovechamiento del Biogás generado en el Relleno Sanitario de Chiltepeche (Puebla). 5.1.1Caracterización del Relleno Sanitario de Chiltepeque 67 5.1.2 Estudios básicos de ingeniería 68 5.1.3 Generación de biogás estimada 68 5.1.3.1 Resultados del modelo 71 5.2 Evaluación de la factibilidad técnica (prefactibilidad) para la implementación de un sistema de recolección y aprovechamiento del biogás generado en el relleno sanitario de Tonsil (Tlaxcala). 5.2.1 Caracterización del relleno sanitario de Tonxil 5.2.2 Estudios básicos de ingeniería 5.2.3 Generación de biogás estimada 5.2.3.1 Resultados del modelo 76 76 77 80 CAPÍTULO T. GENERACIÓN POTENCIAL DE ENERGÍA 6.1 Caso relleno sanitario “Chiltepeque 6.2 Caso relleno sanitario “Tonsil” 87 90 CAPÍTULO 7. PROYECCIONES DE REDUCCIÓN/ENUSUÓN DE GASES DE EFECTO INVERNADERO Y CONTAMINANTES DEL AIRE DEBIDO A LA IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE RECOLECCIÓN Y APROVECHAMIENTO DEL BIOGÁS GENERADO EN LOS RELLENOS SANITARIOS DE CHILTEPEQUE (PUEBLA) Y TONSIL (TLAXCALA 7.1. Reducción de gases efecto invernadero y contaminantes del aire 7.1.1 Caso relleno sanitario “Chiltepeque” 7.1.2 Caso relleno sanitario “Tonsil” 95 97 98 7.2 Emisión de contaminantes críticos 7.2.1 Caso relleno sanitario “Chiltepeque” 7.2.2 Caso relleno sanitario “Tonsil” 99 100 101 CAPÍTULO 8. ASPECTOS RELACIONADOS CON EL DESARROLLO Y LA PUESTA EN MARCHA DE UN PROYECTO DE RECOLECCIÓN Y USO DEL 55 BIOGÁS EN EL LUGAR 8.1 Aspecto económico-financiero 103 8.2 Barreras socio-políticas 104 8.3 Aspectos legales 105 8.3.1 Autoabastecimiento 105 8.3.2 Cogeneración 105 8.4 Impacto ambiental 106 RESULTADOS 107 CONCLUSIONES 108 RECOMENDACIONES Y LIMITACIONES 109 BIBLIOGRAFÍA