Tecnología por Celda de Diafragma

OBTENCIÓN DE BIOGÁS A PARTIR DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU)
Autor: Ingeniero Químico Glavas, José Martín – Especialista en Higiene y Seguridad en el
Trabajo – Evaluador de Impacto Ambiental
Institución: Dirección de Vialidad Provincial del Chaco (DVP); Dirección: Avenida 25 de Mayo y Ruta
Nacional Nº 11; Código Postal: 3500; Ciudad: Resistencia; Provincia: Chaco; País: Argentina; Correo
Electrónico: [email protected]; Teléfono Laboral: 054 – 0362 –
4463687/90/91/92/93Celular: 054 – 0362 – 154745137
RESUMEN
La metodología propuesta, está sustentada en el enfoque de sistemas, buscando
desarrollar, promover y apoyar los proyectos de captura y aprovechamiento del biogás generado
en los sitios de disposición final de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) y que puedan ser
reproducidos en distintos lugares de la Provincia del Chaco. En base al notable crecimiento
demográfico de muchas ciudades, el incremento de los RSU se ha transformado en una de las
principales problemáticas ambientales en la actualidad. Estos proyectos de aprovechamiento del
biogás, representan alternativas de generación de energía no convencional, donde el biogás
recuperado es usado como combustible en las cocinas, calderas o iluminación así como también
para la generación de energía eléctrica.
Los proyectos de aprovechamiento y destrucción del metano (CH4) contenido en el
biogás son considerados a nivel internacional como proyectos de Mecanismo de Desarrollo
Limpio dada la importancia ecológica que revisten. Estos proyectos proporcionan beneficios
económicos, sociales y contribuyen a minimizar la problemática ambiental, debido a que
contribuyen a disminuir la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Existen
estímulos provenientes del Protocolo de Kyoto (Organismo Internacional), donde se procura
apoyar la viabilidad de estos proyectos ambientales; a través de la negociación de bonos de
carbono por recursos económicos que apoyen a la factibilidad del proyecto; destinados a los
países que contribuyan a reducir la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera.
PALABRAS CLAVE
Metodología sistémica, residuos sólidos urbanos, biogás.
INTRODUCCIÓN
Objetivos:
La realidad ambiental de la región chaqueña va cambiando día a día por el
impacto del crecimiento demográfico o económico, la introducción de nuevas
tecnologías o las pautas de comportamiento de la población. También pueden
cambiar los recursos de que disponen las autoridades y la población para
enfrentar los desafíos ambientales.
Las políticas ambientales, sobre todo aquellas dirigidas a frenar el daño que causa
la contaminación, deben ser a todo o nada, es decir, que si se emprende una
campaña no se pueden dejar fisuras o empezar por pequeñeces. No sirve llevar los
jardines de infantes a juntar papelitos, mientras se deja que una poderosa
industria desvíe su efluente contaminante de la planta de tratamiento. No es
eficiente hacer un llamado a la adhesión voluntaria a un plan de producción
limpia, al que acudirán los que siempre colaboran, pues aquellos a quienes la
producción limpia no les interesa seguirán contaminando libremente.
Todo lo dicho obliga a considerar la política como un instrumento esencialmente
dinámico que debe ser actualizado periódicamente para adecuarla a las nuevas
realidades.
AGENDA AMBIENTAL:


Relación Estado y Sociedad.
Actores presentes y ausentes (por qué constituye una centralidad temática).
1-
Problemática ambiental (descripción del conflicto).
Residuos sólidos urbanos (basural) a cielo abierto (RSU).
2-
Causas.
•
•
Crecimiento demográfico.
Excedente de residuos urbanos.
3-
Resultados esperados (objetivos).
Instalación de una planta de tratamiento (clasificación) y de biodigestores (biogás).
4-
Soluciones esperadas (qué hacer).
•
•
•
•
Gestión integral de RSU.
Reubicación del espacio físico (predio).
Inversiones en obras estratégicas.
Educación ambiental y participación social.
5-
Actores ambientales.
5.1-
6-
Generadores.



Sociedad (ciudadanos).
Actividades comerciales y gastronómicas.
Estado nacional, provincial y/o municipal.
5.2-
Reguladores.


Agentes de contralor (inspectores y policía).
ONG´s y comisiones vecinales.
5.3-
Iniciadores.





ONG´s y comisiones vecinales.
Medios de comunicación.
Escuelas primarias, secundarias e institutos de nivel medio y/o terciario.
Universidades nacionales y/o privadas.
Cultos y/o credos.
Factores negativos.
Escasa educación ambiental y participación social.
Ausencia de inversiones en obras estratégicas.
7-
Conclusiones.
Las relaciones institucionales e inter jurisdiccionales, que atraviesan temáticas
correspondientes al medio ambiente deben fortalecerse para contribuir al desarrollo exitoso de la
gestión urbana sustentable. Los recursos plantean diversos dilemas. Por ejemplo, el caso de los
RSU, que no reconocen fronteras. Casos como este muestran que se deben mejorar los
mecanismos de acuerdo y coordinación entre diferentes niveles concurrentes. Estos incluyen:
niveles de gobierno, espacio local/espacio global, público/privado, sectores técnicos/sectores
administrativos, sociedad implicada/organismos de decisión.
DESARROLLO
Los residuos sólidos urbanos, conocidos comúnmente como "basura", que se producen
en los núcleos de población importantes de Provincia del Chaco con una población de 1.055.000
habitantes según Censo 2010 distribuida en ciudades como Resistencia, Presidencia Roque
Sáenz Peña o Villa Ángela constituyen un serio problema desde el momento en que su
generación alcanza volúmenes importantes y, como consecuencia, empiezan a invadir su
espacio vital o de esparcimiento. Ver Fotos Nº 1 y 2.
El destino final de las basuras consiste en una eliminación o un aprovechamiento de la
misma, luego de la realización o desarrollo de una acción que requiere un orden. Es una
secuencia de actuaciones realizadas con un objetivo. Así, este proceso consiste en:
Foto Nº 1
Foto Nº 2
abcdef-
Generación del residuo.
Depósito.
Recolección.
Transporte.
Tratamiento.
Disposición final (biodigestores).
El tratamiento aunque aparenta ser la fase definitiva del proceso, no podría realizarse sin
el rigor y orden de las fases anteriores que exige este.
Los métodos convencionales de tratamiento de residuos sólidos urbanos (el vertido, la
incineración y el compostaje) necesitan ser complementados por motivos económicos, técnicos
y ambientales Las causas principales son:
El encarecimiento progresivo de los costos del tratamiento, motivado fundamentalmente
por las cada vez más estrictas exigencias para la protección ambiental y por los
incrementos de la calidad de vida que la sociedad demanda.
La pérdida de parte o de la totalidad del valor potencial de los componentes contenidos
en los residuos.
Las necesidades de ahorro de materias primas.
RECICLADO
Se define como reciclado de residuos a la reintroducción en el ciclo de consumo de
determinados elementos y valores contenidos en los mismos. Otro concepto de reciclado
comprende la recuperación de energía en forma de calor o electricidad procedente de la
combustión regulada de residuos de alto poder calorífico o del biogás producido en la
fermentación anaerobia de las fracciones orgánicas biodegradables.
La búsqueda de estos sistemas complementarios de tratamiento con recuperación de
subproductos es guiada por una serie de conceptos que dan forma a una filosofía. Algunos de
los objetivos perseguidos son:





El desarrollo de una tecnología nueva o la introducción de mejoras en las existentes,
dirigida hacia la recuperación de materias primas o energía contenida en los residuos
sólidos urbanos.
La minimización de los efectos contaminantes en el agua, aire y el suelo, resultante del
vertido o del tratamiento en condiciones no adecuadas.
La generación y el mantenimiento de mercados para la reutilización de materiales y
energía.
La solución en lo que se refiere al aprovechamiento más adecuado para los valores
contenidos en los residuos, abriendo nuevas vías de utilización.
La generación de la infraestructura industrial y comercial, creadora de puestos de
trabajo en el ámbito geográfico afectado por la instalación.
El ciclo de cualquier material de un producto de consumo: metales, celulosa, vidrio, etc.
comprende las siguientes etapas: materia prima, transformación, producto, uso, residuo,
tratamiento del residuo.
Naturalmente mientras más completos y eficaces sean los procesos de reciclado más
tardaran en agotarse las materias primas y menores serán las aportaciones de residuo al
disminuir las cantidades a recibir.
El reciclado tiene por finalidad la devolución al ciclo de consumo de las materias y
energía que se genera habitualmente en la transformación de recursos naturales en bienes de
consumo. Se consideran como variantes el reciclado directo que consiste en el aprovechamiento
de materiales recuperables mediante procesos que no generan alteraciones importantes en su
composición química, biológica o en su estado físico, y el reciclado indirecto consistente en la
utilización de los materiales o energía recuperables, mediante procedimientos que generan
alteraciones importantes de su estado físico, químico o biológico, permitiendo su utilización en
forma distinta a la original.
SISTEMAS DE RECICLADOS
Cualquier sistema de reciclado implica procesos o métodos de clasificación y
concentración. Básicamente existen dos sistemas de clasificación:

Clasificación en origen realizada por el generador del residuo que consiste en la
recolección selectiva de distintos componentes de los residuos sólidos urbanos, que
previamente, se han separado a nivel de cada hogar o antes de que lleguen a sus centros
de tratamiento.

Clasificación selectiva en plantas de tratamiento específicas, incluye un conjunto de
operaciones que hacen posible la selección y concentración mecanizada o manual de los
residuos sólidos urbanos. Tanto los procedentes de clasificación en origen como los de
recolección sin clasificación previa. Las técnicas de concentración de componentes se
basan en las propiedades físicas de los mismos y en ocasiones en las químicas o
biológicas.
En los últimos años ha surgido un gran número de procesos de tratamiento de los
residuos sólidos urbanos dirigidos hacia la recuperación y valorización de los componentes, en
ellos se distinguen la diferenciación conceptual entre la recuperación de componentes y la
recuperación de energía.
En algunos casos, la recuperación de componentes y la de energía están
interrelacionadas, pues los componentes no recuperados pueden tener un aprovechamiento
energético si es que disponen de un poder calorífico aceptable.
Este caso ocurre especialmente al separar de los residuos sólidos urbanos las fracciones
orgánicas fermentables para su compostaje, quedando proporciones de rechazo no recuperables
ni compostables con baja humedad y alto poder calorífico.
¿QUÉ ES EL BIOGÁS?
El biogás es una mezcla de gases cuyos principales componentes son el metano y el
dióxido de carbono, producidos como resultado de la fermentación de materia orgánica en
ausencia del aire y la acción de un grupo de microorganismos.
En la naturaleza se encuentra gran variedad de residuos orgánicos de los cuales se puede
obtener biogás, como por ejemplo: estiércol de animales domésticos como vacas, cerdos y aves,
residuos vegetales como pajas, pastos, hojas secas y domésticos como restos de comida, yerba,
frutas,
verduras,
etc.
COMPOSICIÓN
Depende del tipo de desecho utilizado y las condiciones en que se procesa.
Los principales componentes del biogás son el metano (CH4) y el dióxido de carbono (CO2).
El metano, es el principal componente del biogás, y es el gas que le brinda las
características combustibles. El metano es un gas combustible, incoloro, inodoro, cuya
combustión produce una llama azul y productos no contaminantes. Veintiuna veces más activo
que el gas carbónico, el biogás contribuye también muy activamente al “efecto invernadero”.
También puede servir para producir electricidad: 1 metro cúbico de biogás equivale a ½ metro
cúbico de gas natural, es decir, 5 Kw/h.
¿QUÉ ES UN BIODIGESTOR?
Un biodigestor es un sistema sencillo de conseguir solventar la problemática energética
– ambiental, así como realizar un adecuado manejo de los residuos tanto humanos como
animales.
En su forma simple es un contenedor (llamado reactor) el cual está herméticamente
cerrado y dentro del cual se deposita material orgánico como excremento y desechos vegetales
(exceptuando los cítricos ya que éstos acidifican). Los materiales orgánicos se ponen a
fermentar con cierta cantidad de agua, produciendo gas metano y fertilizantes orgánicos ricos en
fósforo, potasio y nitrógeno. Este sistema también puede incluir una cámara de carga y
nivelación del agua residual antes del reactor, un dispositivo para captar y almacenar el biogás y
cámaras de hidropresión y postratamiento (filtro y piedras, de algas, secado, entre otros) a la
salida del reactor.
El proceso de biodigestión se da porque existe un grupo de microorganismos
bacterianos anaeróbicos en los excrementos que al actuar en el material orgánico produce una
mezcla de gases (con alto contenido de metano) al cuál se le llama biogás. El biogás es un
excelente combustible y el resultado de este proceso genera ciertos residuos con un alto grado
de concentración de nutrientes el cuál puede ser utilizado como fertilizante y puede utilizarse
fresco, ya que por el tratamiento anaeróbico los malos olores son eliminados. Ver Figura Nº 1.
Figura Nº 1
CONDICIONES PARA LA BIODIGESTIÓN
Las condiciones para la obtención de metano en el digestor son las siguientes:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Temperatura entre los 20 °C y 60 °C.
pH (nivel de acidez/ alcalinidad) alrededor de siete.
Ausencia de oxígeno.
Gran nivel de humedad.
Materia orgánica.
Que la materia prima se encuentra en trozo más pequeños posible.
Equilibrio de carbono/nitrógeno.
VENTAJAS
En las grandes urbes, los residuos sólidos orgánicos son un gran problema, ya que éstos
son dispuestos en rellenos sanitarios los cuáles rompen el ciclo natural de
descomposición porque contaminan las fuentes de agua subterránea debido al lavado
del suelo por la filtración de agua (lixiviación) y también porque favorece la generación
de patógenos.
Los residuos orgánicos al ser introducidos en el biodigestor son descompuestos de
modo que el ciclo natural se completa y las basuras orgánicas se convierten en
fertilizante y biogás el cual evita que el gas metano esté expuesto ya que es considerado
uno de los principales componentes del efecto invernadero.
La utilización de biogás puede sustituir a la electricidad, al gas propano y al diesel como
fuente energética en la producción de electricidad, calor o refrigeración. En el sector
rural el biogás puede ser utilizado como combustible en motores de generación eléctrica
para autoconsumo de la finca o para vender a otras. Puede también usarse como
combustible para hornos de aire forzado, calentadores y refrigeradores de adsorción. La
conversión de aparatos al funcionamiento con gas es sencilla. La producción de biogás
es permanente, aunque no siempre constante debido a fenómenos climáticos.
CONCLUSIONES
En el ámbito local y provincial, el nivel de saturación de los actuales vertederos de
basuras está llegando a límites insostenibles y las consecuencias de ello, una alta
contaminación de la tierra, subsuelo, mantos freáticos y las fuentes de agua como el Río
Negro que atraviesa gran parte de Ciudad de Resistencia así como también sus afluentes
y lagunas. Una muestra acabada de los beneficios que traería este proyecto al reciclar
prácticamente el 50 – 70 % de la basura será la sustancial disminución de las vertientes
de contaminación de las fuentes de agua potable. En el aspecto económico – social, se
generarían nuevos puestos directos de trabajo con óptimas remuneraciones que
beneficiarían a cientos de familias. Cabe destacar que, además, los "cartoneros" verían
mejoradas sus condiciones laborales al contar con menos olores y vectores
contaminantes, aunado a que el cartón se presentaría en mejores condiciones de
separación para la venta.
Por otro lado, una vez que se le ha extraído el biogás a los residuos orgánicos, es posible
vender la materia resultante como abono para los agricultores, por lo que el negocio
resulta interesante por varios factores:



La basura recolectada por el municipio es gratis.
El costo del gas en el mercado internacional irá aumentando cada vez más,
especialmente en los países importadores.
Los residuos de la producción de biogás pueden venderse sin objeciones
cerrando un ciclo de dos ganancias distintas por una misma inversión.
Por último, hay que mencionar que el medio ambiente resulta ampliamente beneficiado,
ya que por un lado se reduce la cantidad de basura en los tiraderos y por otro se reducen
emisiones de gas metano a la atmósfera. Este es un gas de efecto invernadero altamente
superior al dióxido de carbono, permitiendo de esta manera disminuir sus efectos
negativos en la atmósfera y aprovechar sus beneficios económicos y tecnológicos en el
planeta.
BIBLIOGRAFÍA
Escuela de Gobierno del Chaco – Módulo I – Seminario Políticas Públicas y Problemática
Ambiental – Ing. Civil STANCICH, Elba.
Escuela de Gobierno del Chaco – Módulo II – Seminario Políticas Públicas y Problemática
Ambiental – Dra. GEARY, Mirta. Página WEB Provincia del Chaco.
Página WEB Estrucplan Consultora.