producción de biogás - Cabildo de Lanzarote.

CONSEJERÍA DE MEDIO AMBIENTE
SERVICIO DE ACTIVIDADES CLASIFICADAS
Y RESIDUOS
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE
VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS NO PELIGROSOS
DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
ANEJO V
PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
REDACTOR:
FRANCISCO BARRAS QUILEZ
Ingeniero Técnico de Obras Públicas
Colegiado Nº 7911
Mayo 2013
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
ÍNDICE
1.
2.
INTRODUCCIÓN .................................................................................. 1
1.1.
El efecto invernadero ............................................................... 1
1.2.
El potencial de calentamiento global (PCG) ............................. 2
1.3.
El protocolo de Kioto................................................................ 2
EL BIOGAS EN VERTEDEROS ............................................................... 4
2.1.
2.1.1.
Fase aeróbica ....................................................................... 5
2.1.2.
Fase facultativa anaeróbica (ausencia de metano) .................... 5
2.1.3.
Fase anaeróbica generadora de metano .................................. 5
2.2.
3.
Generalidades .......................................................................... 4
Estimación de emisiones de biogás en el vertedero ................. 6
2.2.1.
Parámetros de cálculo ........................................................... 6
2.2.2.
Modelo de estimación de emisiones de biogás (LandGEM) .......... 7
2.2.3.
Valorización del biogás. Reducción de emisiones de GEI .......... 15
PLAN DE GESTIÓN, SEGUIMIENTO Y CONTROL DEL BIOGÁS ........... 19
3.1.
Introducción .......................................................................... 19
3.2.
Sistema de captación y tratamiento de biogás ....................... 20
3.2.1.
Pozos de captación de gases perforados ................................ 20
3.2.2.
Pozos de recrecimiento vertical gradual ................................. 21
3.2.3.
Red de transporte de biogás ................................................ 23
3.2.4.
Sistema de separación y recogida de condensados ................. 24
3.2.5.
Central de Aspiración .......................................................... 24
3.3.
Control de la generación de biogás ........................................ 25
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
i
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
1.
INTRODUCCIÓN
Se recoge, a continuación, el Anejo relativo al cálculo de la Producción de Biogás del
PROYECTO DE EJECUCIÓN DE LAS CELDAS DE VERTIDO DEL COMPLEJO AMBIENTAL
DE ZONZAMAS de febrero de 2011.
La evidencia contrastada en distintas partes del mundo indica que en los últimos cien
años han ocurrido cambios en el clima asociados al incremento constante y gradual de
la temperatura promedio de la Tierra. Estos cambios han afectado tanto zonas
habitadas como ecosistemas muy sensibles. Algunos de estos cambios incluyen la
alteración de la geografía, desaparición/invasión de especies, cambios en
la
temperatura, cambios en la pluviometría, etc. Al producirse modificaciones en los
ecosistemas, los ciclos biológicos de las especies vegetales y animales (migración,
períodos reproductivos, disponibilidad de alimento) también se ven afectados.
Estos cambios han ocurrido de forma gradual y continua, aunque en años recientes se
ha observado un incremento en la frecuencia de fenómenos meteorológicos de gran
magnitud. Las sequías extendidas en África y la disminución en superficie del hielo en
los extremos ártico y antártico, son ejemplos de impactos relacionados directamente
con el cambio en la composición de ciertas capas de la atmósfera debido a emisiones
gaseosas procedentes de actividades antropogénicas.
La quema de combustibles fósiles, los procesos productivos, la deforestación, la
gestión inadecuada de residuos y la ganadería intensiva son algunas de las actividades
que han sido asociadas con la emisión de gases que contribuyen al cambio climático.
1.1. El efecto invernadero
El impacto más importante causado por los cambios en la composición atmosférica se
conoce como cambio climático, y es definido por el Grupo Intergubernamental de
Expertos
en
Cambio
Climático
(IPCC),
creado
por
la
Organización
Mundial
Meteorológica (WMO) y el Programa de las Naciones Unidas para el Medioambiente
(UNEP) como la “variación estadísticamente significativa, ya sea de las condiciones
climáticas medias o de su variabilidad, que se mantiene durante un período
prolongado (generalmente durante decenios o por más tiempo). El cambio del clima
puede deberse a procesos naturales internos o a un forzamiento externo, o a cambios
antropogénicos duraderos en la composición de la atmósfera o en el uso de la tierra.”
Los compuestos que tienen influencia en el cambio climático se conocen como gases
de
efecto
invernadero
(GEI).
Aunque
muchos
de
estos
compuestos
ocurren
naturalmente, la actividad humana ha modificado los procesos de intercambio
(absorción y liberación de CO2, por ejemplo) ocasionando concentraciones más
elevadas de GEI en la atmósfera. Las actividades industriales han producido una
significativa emisión a la atmósfera de GEI, que no estaban presentes en la era preANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
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NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
industrial. El incremento de áreas deforestadas, la larga vida media de los GEI y su
distribución en toda la atmósfera explican su capacidad de influir sobre el clima global.
Los GEI absorben las radiaciones infrarrojas provenientes de la superficie terrestre y
de la atmósfera. La radiación infrarroja es emitida en todas direcciones, de manera
que debido a la presencia de los GEI el calor es atrapado entre la troposfera y la
superficie. Cuando este fenómeno ocurre dentro de un balance entre el calor emitido o
reflejado hacia el espacio y la radiación solar incidente neta, se conoce como el efecto
invernadero natural. El efecto invernadero ha estado siempre presente desde la
formación de la atmósfera, contribuyendo en forma determinante al desarrollo de la
vida sobre la Tierra.
Al aumentar la concentración de los gases de efecto invernadero, se acentúa la
opacidad infrarroja de la atmósfera, lo que a su vez genera una radiación efectiva
hacia el espacio desde una altitud mayor, a una temperatura más baja. Esto causa
gradiente o diferencial de temperatura, un desequilibrio que sólo puede compensarse
con un aumento de la temperatura del sistema superficie-troposfera. Este es el
llamado efecto invernadero acentuado.
1.2. El potencial de calentamiento global (PCG)
Para estimar cuanto contribuyen las emisiones de los diferentes GEI, se ha establecido
el potencial de calentamiento global (PCG) como una escala que permite comparar
cierto gas con una masa equivalente de dióxido de carbono, CO 2, cuyo PCG es igual a
la unidad. Debido a las interacciones entre compuestos, el PCG se calcula sobre un
intervalo específico de tiempo, siempre considerando factores en relación al dióxido de
carbono. En este sentido, el PCG del metano, que junto con el CO 2 son los principales
componentes del biogás generado en vertedero, es 21 veces mayor que el dióxido de
carbono.
1.3. El protocolo de Kioto
A fin de proponer soluciones el problema del calentamiento de la Tierra, se llevó a
cabo en Tokio una conferencia internacional, donde se reconoció la existencia del
calentamiento global y del cambio climático. Este compromiso fue formalizado en un
Instrumento Internacional conocido como “El Protocolo de Kyoto”, firmado el 11 de
Diciembre de mil novecientos noventa y siete. Distintos países, entre ellos España,
ratificaron este compromiso de reducir su contribución de emisiones antropogénicas
de GEI.
El objetivo principal del acuerdo es la reducción de las emisiones de seis gases
relacionados con el Efecto Invernadero: el dióxido de carbono (CO 2), metano (CH4),
óxido nitroso (N2O), y los tres gases industriales fluorados: hidrofluorocarbonos (HFC),
perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6).
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La conferencia fue organizada por la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre
el cambio climático (CMNUCC). La Convención establece una estructura general para
los esfuerzos intergubernamentales encaminados a resolver el desafío del cambio
climático. Reconoce que el sistema climático es un recurso compartido cuya
estabilidad puede verse afectada por actividades antropogénicas que emiten dióxido
de carbono y otros gases que retienen el calor dentro de la atmósfera.
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2.
EL BIOGAS EN VERTEDEROS
2.1. Generalidades
Entre las fuentes antropogénicas de GEI más notables se encuentran los vertederos de
residuos urbanos (RU), cuya característica principal era hasta hace pocos años la
escasa aplicación de controles de emisión.
Los RU generan GEI a partir de la descomposición anaeróbica de materia orgánica.
Varios de los compuestos causantes del efecto invernadero se producen de forma
simultánea en los vertederos de RU, principalmente metano y dióxido de carbono.
Además se generan en menor proporción compuestos orgánicos volátiles, COVs,
compuestos halogenados, óxido nitroso y otros. La combinación de estos compuestos
es conocida como “biogás”. Por sus componentes y el volumen generado, el biogás
tiene un gran potencial de calentamiento global.
Una composición estándar del biogás se situaría entre los siguientes rangos; metano
(CH4), entre un 50% y un 60%, y dióxido de carbono (CO 2), entre un 30% y un 40%,
conteniendo también concentraciones menores de ácido sulfhídrico (H2S), vapor de
agua, oxido nitroso y resto de compuestos (<5%).
Factores como las características de los residuos, las condiciones del lugar, la edad y
la gestión del vertedero determinan no solamente las concentraciones de sus
principales componentes, sino también la presencia, aunque generalmente en
cantidades mínimas, de compuestos órgano-clorados, mercaptanos e hidrocarburos.
El biogás es un compuesto con color y olor similares al H 2S, y una densidad mayor a la
del aire (0,0007168 m3/ton, para 0° C y una atmósfera de presión) (IPCC, 2006).
Debido a su elevado contenido de metano, el biogás es un gas inflamable con un
poder calorífico significativo (6.000 kcal/ m3N, para un biogás con un contenido de
metano del 70%).
La degradación de los residuos orgánicos en un vertedero se debe a la producción de
procesos físicos, químicos y biológicos que actúan simultáneamente.
La degradación física puede considerarse como una transformación de los materiales
que
componen
el
residuo
que
tiene
como
resultado
una
variación
de
sus
características físicas, entre ellas, una reducción del volumen. Entre los fenómenos
físicos se puede incluir también la precipitación de sustancias y los fenómenos de
absorción y desprendimiento de sustancias.
La degradación química, entendida como el conjunto de reacciones que tienen lugar
entre las diversas sustancias que componen el residuo, afecta también a la calidad de
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los líquidos percolados (lixiviados), con variación de su solubilidad, del potencial
reducción-oxidación y del pH.
El principal mecanismo mediante el cual se obtiene la descomposición del residuo es,
sin embargo, la degradación biológica, es decir, la transformación de la materia
orgánica por parte de determinadas bacterias. De igual forma, dicho mecanismo
influye sobre la velocidad de degradación física y química.
Las principales fases de la degradación biológica son:

Fase aeróbica

Fase facultativa anaerobia

Fase anaeróbica productora de metano
2.1.1.
Fase aeróbica
La degradación aeróbica se produce apenas se vierten los residuos en el vertedero y
se caracteriza por el hecho de que los microorganismos utilizan el oxígeno libre
“atrapado” en el vertedero.
Tiene una duración aproximada de 15 días.
Durante el proceso aeróbico se origina la producción de energía térmica, de anhídrido
carbónico y de sustancias orgánicas parcialmente degradadas predominando el oxido
nitroso, a la vez que disminuye el contenido de oxígeno.
2.1.2.
Fase facultativa anaeróbica (ausencia de metano)
La descomposición facultativa anaeróbica se produce cuando la disponibilidad de
oxígeno se reduce hasta tal punto que se hace imposible el mecanismo aeróbico.
Las características de esta etapa son la generación de anhídrido carbónico, al final de
la misma se alcanza la mayor concentración de CO2, una menor producción de energía
térmica respecto al mecanismo precedente y una gran producción de materia orgánica
parcialmente degradada, produciéndose la formación de ácidos de fermentación, la
aparición de ácido sulfhídrico y el descenso de la proporción de oxido nitroso y la casi
ausencia de metano.
Su duración es de aproximadamente 2 meses.
2.1.3.
Fase anaeróbica generadora de metano
Dentro de esta tercera fase, en una primera etapa que puede durar del orden de 2
años, comienza la aparición de metano y declina la generación de los demás
productos, alcanzándose un máximo que se situaría en el entorno del 55 % al 60 %
de CH4.
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
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NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
A continuación, una segunda etapa, los organismos convierten la sustancia orgánica,
parcialmente degradada, en metano y dióxido de carbono. El proceso se va
estabilizando, con una duración muy variable de entre 10 y 20 años, o más,
dependiendo de las condiciones del vertedero. Durante esta etapa las concentraciones
de CH4 y CO2 se mantienen en torno al 60% y 40%, respectivamente.
Las características de esta fase son siempre la producción de energía térmica, la
utilización de materia orgánica disuelta, la producción de metano y anhídrido
carbónico y el aumento del pH con valores próximos a la neutralidad.
El presente capítulo, la cuantificación del metano, principal componente del biogás,
(toneladas de CH4 expresadas como toneladas de dióxido de carbono equivalente)
generado a partir de los RU, depositados, o previsto depositar, en el vertedero de
Zonzamas. Aspecto que a continuación se recoge.
2.2. Estimación de emisiones de biogás en el vertedero
Los estudios realizados hasta la fecha, en el seguimiento de los procesos de
fermentación de los residuos depositados en vertedero, indican que en el periodo
comprendido entre los cuatro y los diez primeros años, con posterioridad a ser
depositados los residuos, es justo cuando más gas se genera.
En un segundo periodo la producción irá decreciendo, normalmente entre los diez y los
veinte años siguientes, hasta alcanzar un volumen escaso de difícil aprovechamiento,
que perdura mientras no se llegue a la total degradación de la materia orgánica
contenida en el vertedero.
En este sentido, la actividad es considerablemente inferior a los treinta años y baja a
los cincuenta.
2.2.1.
Parámetros de cálculo
El cálculo estimado de la generación de biogás para el vertedero de residuos no
peligrosos de Zonzamas, se ha realizado según el modelo de la Environmental
Protection Agency de los EEUU, ver gráficos y tablas adjuntos de estimación de la
producción de metano.
Los parámetros utilizados para estimar las emisiones han sido los siguientes.
TABLA 2.1-PARÁMETROS DE CÁLCULO
Parámetro
Valor
Año de Apertura
1972
Año de Cierre
2030
Valor k
0.02
Valor L0
170
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Años Aprovechamiento
30
Relación Metano/Biogás
55%
3
Densidad del Metano (t CH4/m CH4)
Potencial Calentamiento Global del Metano
0.0007168
21
El valor L0, representa el potencial de capacidad de generación de metano a partir de
la cantidad y tipo de residuos urbanos depositados en el vertedero. Conforme el
contenido de materia orgánica en los residuos aumenta, el valor de L 0 también
aumenta.
En la práctica, el valor teórico de L0 no puede alcanzarse en regiones de clima seco
donde la humedad en los residuos es muy baja, provocando la inhibición de las
bacterias generadoras de metano. Aspecto que no debe descartarse en el caso
concreto del vertedero de Zonzamas, por lo que los resultados obtenidos se entienden
en un escenario de máxima generación de biogás, que previsiblemente ni se produce
actualmente, ni se producirá en el futuro.
Las unidades de L0 están en metros cúbicos por tonelada de residuos, lo cual significa
que el valor de L0 representa la cantidad de gas metano producida por tonelada de
residuos. El valor de L0, usado para el cálculo de las emisiones de biogás, para este
proyecto, ha sido el correspondiente a una zona árida, cuyo valor toma el programa
por defecto, por lo que los resultados obtenidos, en principio, nos situarían del lado de
la seguridad.
El valor estándar de k usado en la mayoría de los vertederos en EE.UU es de 0.05
L/año. Sin embargo, en un vertedero que esté sometido a altas temperaturas y a baja
humedad, se deben considerar valores mucho más bajos. Por ello, el valor usado para
el cálculo de las emisiones de biogás para el vertedero de Zonzamas, ha sido el
correspondiente a una zona árida, 0,02, valor que también toma el programa por
defecto.
2.2.2.
Modelo de estimación de emisiones de biogás (LandGEM)
La estimación de las emisiones de biogás ha sido realizada con la ayuda del programa
LanGEM (Landfill Gas Emission Model, versión 3.02), elaborado por la Agencia de
Protección Ambiental de los Estados Unidos (US EPA). El programa LanGEM se basa en
una ecuación de degradación de primer orden y requiere que se incorporen datos
específicos tales como el año de apertura, año de cierre y porcentaje de metano
contenido en el biogás. Se ha estimado una media del 55%, que es un valor
característico. El modelo, requiere de igual forma que se incorporen valores para el
índice de generación de metano (k) y la generación potencial de metano (L0), antes
comentadas.
El cálculo de la línea base corresponde a las emisiones totales estimadas a partir de
los residuos generados durante la vida útil del vertedero, asumiendo en principio que
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NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
la totalidad del biogás es liberado a la atmósfera. Una vez establecida la línea base se
puede comparar la reducción en emisiones de GEI para la solución planteada
(Combustión para valorización energética).
Los resultados obtenidos con el programa LandGEM muestran un incremento en la
generación de biogás sostenido durante los primeros años del vertedero. Al inicio, año
cero de funcionamiento, no se genera biogás, por considerarse que los procesos
anaerobios no han alcanzado la fase de metanogénesis. A continuación, la producción
de metano declina una vez terminado la aceptación de RU debido a la ausencia de
nueva materia orgánica y a la descomposición de la materia orgánica anteriormente
depositada.
Los valores de biogás total, metano y dióxido de carbono estimados se presentan en
las tablas y gráficos siguientes.
Posteriormente, se presenta otra tabla que recoge las toneladas de emisiones de CO2
Equivalente. Obtenido al multiplicar la toneladas de metano por el factor de
calentamiento
global,
que
es
21
veces
el
valor
del
dióxido
de
carbono,
correspondientes al metano generado por el vertedero.
TABLA 2.2-ESTIMACIÓN DE BIOGÁS, METANO Y DIÓXIDO DE CARBONO GENERADOS
Residuos
t
Biogás total
Metano
Años
Residuos
t/año
1976
40.000
0
0,00
0,00
1977
41.000
40.000
314,21
1978
42.000
81.000
630,06
1979
43.000
123.000
1980
44.000
1981
t/año
m3/año
t/año
Dióxido de Carbono
m3/año
t/año
m3/año
0,00
0,00
0,00
0,00
245.061,30
89,92
134.783,72
201,86
110.277,59
491.396,60
180,31
270.268,13
404,78
221.128,47
947,51
738.980,66
271,16
406.439,36
608,72
332.541,30
166.000
1.266,52
987.788,76
362,45
543.283,82
813,67
444.504,94
45.000
210.000
1.587,08
1.237.796,66
454,19
680.788,16
1.019,60
557.008,50
1982
46.000
255.000
1.909,14
1.488.980,61
546,35
818.939,33
1.226,51
670.041,27
1983
47.000
301.000
2.232,68
1.741.317,31
638,94
957.724,52
1.434,37
783.592,79
1984
48.000
348.000
2.557,67
1.994.783,95
731,95
1.097.131,17
1.643,15
897.652,78
1985
49.000
396.000
2.884,08
2.249.358,14
825,36
1.237.146,98
1.852,85
1.012.211,16
1986
50.000
445.000
3.211,89
2.505.017,96
919,17
1.377.759,88
2.063,44
1.127.258,08
1987
51.000
495.000
3.541,05
2.761.741,90
1.013,37
1.518.958,05
2.274,91
1.242.783,86
1988
52.800
546.000
3.871,56
3.019.508,91
1.107,95
1.660.729,90
2.487,24
1.358.779,01
1989
57.400
598.800
4.209,66
3.283.199,54
1.204,71
1.805.759,75
2.704,45
1.477.439,79
1990
62.600
656.200
4.577,19
3.569.850,80
1.309,89
1.963.417,94
2.940,57
1.606.432,86
1991
59.400
718.800
4.978,30
3.882.683,96
1.424,68
2.135.476,18
3.198,26
1.747.207,78
1992
65.700
778.200
5.346,33
4.169.717,70
1.530,00
2.293.344,73
3.434,70
1.876.372,96
1993
69.600
843.900
5.756,56
4.489.664,94
1.647,40
2.469.315,72
3.698,25
2.020.349,22
1994
71.600
913.500
6.189,31
4.827.170,28
1.771,24
2.654.943,65
3.976,26
2.172.226,63
1995
74.700
985.100
6.629,19
5.170.245,63
1.897,13
2.843.635,10
4.258,86
2.326.610,54
1996
76.900
1.059.800
7.084,72
5.525.519,89
2.027,49
3.039.035,94
4.551,51
2.486.483,95
1997
83.300
1.136.700
7.548,50
5.887.237,62
2.160,21
3.237.980,69
4.849,46
2.649.256,93
1998
89.500
1.220.000
8.053,38
6.281.002,66
2.304,70
3.454.551,46
5.173,82
2.826.451,20
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
8
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
1999
93.400
1.309.500
8.596,97
6.704.955,13
2.460,26
3.687.725,32
5.523,04
3.017.229,81
2000
97.100
1.402.900
9.160,42
7.144.406,26
2.621,51
3.929.423,45
5.885,02
3.214.982,82
2001
101.400
1.500.000
9.741,79
7.597.823,85
2.787,88
4.178.803,12
6.258,51
3.419.020,73
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2004
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ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
9
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
2044
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3.899.368,72
5.840,01
3.190.392,59
2079
0
4.524.900
8.910,36
6.949.374,63
2.549,95
3.822.156,05
5.724,37
3.127.218,58
2080
0
4.524.900
8.733,92
6.811.767,79
2.499,45
3.746.472,29
5.611,02
3.065.295,51
2081
0
4.524.900
8.560,98
6.676.885,75
2.449,96
3.672.287,16
5.499,91
3.004.598,59
2082
0
4.524.900
8.391,46
6.544.674,56
2.401,45
3.599.571,01
5.391,01
2.945.103,55
2083
0
4.524.900
8.225,30
6.415.081,32
2.353,90
3.528.294,73
5.284,26
2.886.786,59
2084
0
4.524.900
8.062,42
6.288.054,20
2.307,29
3.458.429,81
5.179,62
2.829.624,39
2085
0
4.524.900
7.902,78
6.163.542,38
2.261,60
3.389.948,31
5.077,06
2.773.594,07
2086
0
4.524.900
7.746,29
6.041.496,07
2.216,82
3.322.822,84
4.976,53
2.718.673,23
2087
0
4.524.900
7.592,90
5.921.866,43
2.172,92
3.257.026,54
4.877,99
2.664.839,89
2088
0
4.524.900
7.442,56
5.804.605,62
2.129,89
3.192.533,09
4.781,40
2.612.072,53
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
10
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
2089
0
4.524.900
7.295,18
5.689.666,73
2.087,72
3.129.316,70
4.686,72
2.560.350,03
2090
0
4.524.900
7.150,73
5.577.003,78
2.046,38
3.067.352,08
4.593,91
2.509.651,70
2091
0
4.524.900
7.009,13
5.466.571,70
2.005,86
3.006.614,44
4.502,95
2.459.957,27
2092
0
4.524.900
6.870,34
5.358.326,33
1.966,14
2.947.079,48
4.413,78
2.411.246,85
2093
0
4.524.900
6.734,30
5.252.224,36
1.927,21
2.888.723,40
4.326,39
2.363.500,96
2094
0
4.524.900
6.600,95
5.148.223,35
1.889,05
2.831.522,84
4.240,72
2.316.700,51
2095
0
4.524.900
6.470,25
5.046.281,70
1.851,64
2.775.454,93
4.156,75
2.270.826,76
2096
0
4.524.900
6.342,13
4.946.358,62
1.814,98
2.720.497,24
4.074,44
2.225.861,38
2097
0
4.524.900
6.216,54
4.848.414,16
1.779,04
2.666.627,79
3.993,76
2.181.786,37
2098
0
4.524.900
6.093,45
4.752.409,13
1.743,81
2.613.825,02
3.914,68
2.138.584,11
2099
0
4.524.900
5.972,79
4.658.305,12
1.709,28
2.562.067,82
3.837,16
2.096.237,31
2100
0
4.524.900
5.854,52
4.566.064,50
1.675,43
2.511.335,48
3.761,18
2.054.729,03
2101
0
4.524.900
5.738,59
4.475.650,37
1.642,26
2.461.607,70
3.686,70
2.014.042,66
2102
0
4.524.900
5.624,96
4.387.026,55
1.609,74
2.412.864,60
3.613,70
1.974.161,95
2103
0
4.524.900
5.513,58
4.300.157,61
1.577,86
2.365.086,68
3.542,14
1.935.070,92
2104
0
4.524.900
5.404,40
4.215.008,78
1.546,62
2.318.254,83
3.472,01
1.896.753,95
2105
0
4.524.900
5.297,39
4.131.546,01
1.515,99
2.272.350,31
3.403,26
1.859.195,71
2106
0
4.524.900
5.192,49
4.049.735,92
1.485,98
2.227.354,76
3.335,87
1.822.381,16
2107
0
4.524.900
5.089,68
3.969.545,78
1.456,55
2.183.250,18
3.269,81
1.786.295,60
2108
0
4.524.900
4.988,89
3.890.943,50
1.427,71
2.140.018,93
3.205,07
1.750.924,58
2109
0
4.524.900
4.890,11
3.813.897,66
1.399,44
2.097.643,71
3.141,60
1.716.253,95
2110
0
4.524.900
4.793,28
3.738.377,43
1.371,73
2.056.107,59
3.079,39
1.682.269,84
2111
0
4.524.900
4.698,36
3.664.352,59
1.344,57
2.015.393,93
3.018,42
1.648.958,67
2112
0
4.524.900
4.605,33
3.591.793,55
1.317,94
1.975.486,45
2.958,65
1.616.307,10
2113
0
4.524.900
4.514,14
3.520.671,27
1.291,85
1.936.369,20
2.900,06
1.584.302,07
2114
0
4.524.900
4.424,75
3.450.957,31
1.266,27
1.898.026,52
2.842,64
1.552.930,79
2115
0
4.524.900
4.337,14
3.382.623,78
1.241,19
1.860.443,08
2.786,35
1.522.180,70
2116
0
4.524.900
4.251,25
3.315.643,34
1.216,61
1.823.603,84
2.731,18
1.492.039,50
4.524.900
1.584.615,01
1.235.874.654,80
453.481,48
679.731.060,14
1.018.020,18
556.143.594,66
TOTALES
Durante la vida útil del vertedero, incluyendo la etapa anterior, las previsiones
máximas de generación de biogás total, metano y dióxido de carbono para el
vertedero seria de; 1.584.615,01 t, 453.481,48 t y 1.018.020,18 t, respectivamente.
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
11
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
GRÁFICAS DE ESTIMACIÓN DE GENERACIÓN DE; BIOGÁS, METANO Y
DIÓXIDO DE CARBONO.
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
12
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
TABLA 2.3-EMISIONES DE CO2 EQUIVALENTES
Años
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
Residuos
t
0
40.000
81.000
123.000
166.000
210.000
255.000
301.000
348.000
396.000
445.000
495.000
546.000
598.800
656.200
718.800
778.200
843.900
913.500
985.100
1.059.800
1.136.700
1.220.000
1.309.500
1.402.900
1.500.000
1.601.400
1.705.900
1.810.900
1.917.900
2.023.400
2.127.900
2.231.400
2.336.400
2.441.400
2.546.400
2.651.400
2.754.900
2.858.400
2.961.900
3.065.400
3.166.800
3.268.200
3.369.600
3.471.000
3.572.400
3.669.500
3.766.600
3.863.700
3.960.800
4.057.900
4.151.300
4.244.700
4.338.100
4.431.500
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
Biogás total
t/año
0,00
314,21
630,06
947,51
1.266,52
1.587,08
1.909,14
2.232,68
2.557,67
2.884,08
3.211,89
3.541,05
3.871,56
4.209,66
4.577,19
4.978,30
5.346,33
5.756,56
6.189,31
6.629,19
7.084,72
7.548,50
8.053,38
8.596,97
9.160,42
9.741,79
10.345,41
10.961,44
11.569,20
12.180,64
12.768,18
13.336,23
13.885,18
14.435,05
14.974,02
15.502,33
16.020,17
16.515,98
17.001,96
17.478,33
17.945,26
18.386,45
18.818,90
19.242,79
19.658,29
20.065,56
20.430,99
20.789,18
21.140,28
21.484,42
21.821,76
22.123,34
22.418,96
22.708,72
22.992,75
23.271,15
22.810,35
22.358,67
21.915,94
21.481,98
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
Metano
Dióxido de
CO2 Equivalente
t/año
Carbono t/año
t/año
0,00
0,00
0,00
89,92
201,86
1.888,34
180,31
404,78
3.786,49
271,16
608,72
5.694,26
362,45
813,67
7.611,47
454,19
1.019,60
9.537,92
546,35
1.226,51
11.473,44
638,94
1.434,37
13.417,83
731,95
1.643,15
15.370,94
825,36
1.852,85
17.332,57
919,17
2.063,44
19.302,58
1.013,37
2.274,91
21.280,78
1.107,95
2.487,24
23.267,02
1.204,71
2.704,45
25.298,90
1.309,89
2.940,57
27.507,71
1.424,68
3.198,26
29.918,27
1.530,00
3.434,70
32.130,03
1.647,40
3.698,25
34.595,40
1.771,24
3.976,26
37.196,07
1.897,13
4.258,86
39.839,66
2.027,49
4.551,51
42.577,25
2.160,21
4.849,46
45.364,49
2.304,70
5.173,82
48.398,67
2.460,26
5.523,04
51.665,46
2.621,51
5.885,02
55.051,68
2.787,88
6.258,51
58.545,52
2.960,63
6.646,31
62.173,17
3.136,92
7.042,07
65.875,33
3.310,85
7.432,52
69.527,80
3.485,83
7.825,33
73.202,35
3.653,97
8.202,79
76.733,33
3.816,53
8.567,73
80.147,19
3.973,63
8.920,40
83.446,23
4.130,99
9.273,65
86.750,77
4.285,23
9.619,91
89.989,87
4.436,42
9.959,32
93.164,83
4.584,62
10.292,00
96.276,92
4.726,50
10.610,52
99.256,58
4.865,58
10.922,74
102.177,24
5.001,91
11.228,78
105.040,06
5.135,53
11.528,75
107.846,20
5.261,79
11.812,19
110.497,63
5.385,55
12.090,02
113.096,56
5.506,86
12.362,34
115.644,03
5.625,76
12.629,27
118.141,05
5.742,32
12.890,92
120.588,64
5.846,89
13.125,69
122.784,75
5.949,40
13.355,80
124.937,39
6.049,88
13.581,36
127.047,40
6.148,36
13.802,45
129.115,62
6.244,90
14.019,17
131.142,90
6.331,21
14.212,92
132.955,36
6.415,81
14.402,84
134.731,93
6.498,73
14.588,99
136.473,32
6.580,01
14.771,46
138.180,23
6.659,68
14.950,32
139.853,34
6.527,81
14.654,28
137.084,06
6.398,55
14.364,11
134.369,62
6.271,85
14.079,68
131.708,92
6.147,66
13.800,88
129.100,91
13
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
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2096
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2098
2099
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
4.524.900
21.056,60
20.639,65
20.230,96
19.830,36
19.437,69
19.052,80
18.675,53
18.305,73
17.943,25
17.587,95
17.239,69
16.898,32
16.563,71
16.235,73
15.914,24
15.599,12
15.290,23
14.987,47
14.690,69
14.399,80
14.114,66
13.835,17
13.561,22
13.292,69
13.029,48
12.771,48
12.518,58
12.270,70
12.027,72
11.789,56
11.556,11
11.327,28
11.102,99
10.883,13
10.667,63
10.456,40
10.249,35
10.046,40
9.847,47
9.652,47
9.461,34
9.273,99
9.090,36
8.910,36
8.733,92
8.560,98
8.391,46
8.225,30
8.062,42
7.902,78
7.746,29
7.592,90
7.442,56
7.295,18
7.150,73
7.009,13
6.870,34
6.734,30
6.600,95
6.470,25
6.342,13
6.216,54
6.093,45
5.972,79
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
6.025,93
5.906,61
5.789,65
5.675,01
5.562,63
5.452,49
5.344,52
5.238,69
5.134,96
5.033,28
4.933,61
4.835,92
4.740,16
4.646,30
4.554,30
4.464,12
4.375,72
4.289,08
4.204,15
4.120,90
4.039,30
3.959,32
3.880,92
3.804,07
3.728,75
3.654,91
3.582,54
3.511,60
3.442,07
3.373,91
3.307,10
3.241,62
3.177,43
3.114,51
3.052,84
2.992,39
2.933,14
2.875,06
2.818,13
2.762,32
2.707,63
2.654,01
2.601,46
2.549,95
2.499,45
2.449,96
2.401,45
2.353,90
2.307,29
2.261,60
2.216,82
2.172,92
2.129,89
2.087,72
2.046,38
2.005,86
1.966,14
1.927,21
1.889,05
1.851,64
1.814,98
1.779,04
1.743,81
1.709,28
13.527,61
13.259,74
12.997,18
12.739,82
12.487,55
12.240,28
11.997,91
11.760,34
11.527,47
11.299,21
11.075,47
10.856,16
10.641,19
10.430,48
10.223,94
10.021,50
9.823,06
9.628,55
9.437,89
9.251,01
9.067,83
8.888,27
8.712,27
8.539,76
8.370,66
8.204,91
8.042,44
7.883,19
7.727,09
7.574,08
7.424,11
7.277,10
7.133,00
6.991,76
6.853,31
6.717,61
6.584,59
6.454,21
6.326,41
6.201,14
6.078,35
5.957,99
5.840,01
5.724,37
5.611,02
5.499,91
5.391,01
5.284,26
5.179,62
5.077,06
4.976,53
4.877,99
4.781,40
4.686,72
4.593,91
4.502,95
4.413,78
4.326,39
4.240,72
4.156,75
4.074,44
3.993,76
3.914,68
3.837,16
126.544,54
124.038,79
121.582,66
119.175,16
116.815,33
114.502,23
112.234,94
110.012,54
107.834,14
105.698,88
103.605,90
101.554,37
99.543,46
97.572,37
95.640,30
93.746,50
91.890,19
90.070,65
88.287,13
86.538,93
84.825,34
83.145,69
81.499,29
79.885,50
78.303,66
76.753,14
75.233,33
73.743,61
72.283,39
70.852,08
69.449,11
68.073,93
66.725,98
65.404,71
64.109,61
62.840,16
61.595,84
60.376,16
59.180,63
58.008,78
56.860,13
55.734,22
54.630,61
53.548,85
52.488,51
51.449,17
50.430,41
49.431,82
48.453,00
47.493,57
46.553,13
45.631,32
44.727,76
43.842,09
42.973,96
42.123,02
41.288,93
40.471,35
39.669,96
38.884,45
38.114,48
37.359,77
36.619,99
35.894,87
14
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
2100 4.524.900
5.854,52
1.675,43
2101 4.524.900
5.738,59
1.642,26
2102 4.524.900
5.624,96
1.609,74
2103 4.524.900
5.513,58
1.577,86
2104 4.524.900
5.404,40
1.546,62
2105 4.524.900
5.297,39
1.515,99
2106 4.524.900
5.192,49
1.485,98
2107 4.524.900
5.089,68
1.456,55
2108 4.524.900
4.988,89
1.427,71
2109 4.524.900
4.890,11
1.399,44
2110 4.524.900
4.793,28
1.371,73
2111 4.524.900
4.698,36
1.344,57
2112 4.524.900
4.605,33
1.317,94
2113 4.524.900
4.514,14
1.291,85
2114 4.524.900
4.424,75
1.266,27
2115 4.524.900
4.337,14
1.241,19
2116 4.524.900
4.251,25
1.216,61
TOTALES
1.584.615,01 453.481,48
3.761,18
3.686,70
3.613,70
3.542,14
3.472,01
3.403,26
3.335,87
3.269,81
3.205,07
3.141,60
3.079,39
3.018,42
2.958,65
2.900,06
2.842,64
2.786,35
2.731,18
1.018.020,18
35.184,10
34.487,41
33.804,51
33.135,14
32.479,02
31.835,89
31.205,50
30.587,59
29.981,91
29.388,23
28.806,31
28.235,90
27.676,79
27.128,76
26.591,57
26.065,02
25.548,90
9.523.111,12
Las toneladas totales de CO2 Equivalente (t CO2 Eq) emitidas libremente por el
vertedero podrían ascender a 9.523.111,12 t.
Las que ya no son evitables, hasta 2011, alcanzarían la cifra de 1.365.898,76 t. Lo
que significa la posibilidad de incidir sobre un total de 8.157.212,36 t, de las cuales
5.545.763,97 t, se generarían entre 2011 y 2060, y 1.748.879,01 t más, desde 2060
a 2090. Lo que da una idea de la necesidad de proceder a su captación y valorización,
en los próximos años.
2.2.3.
Valorización del biogás. Reducción de emisiones de GEI
La alternativa para el tratamiento del biogás a capturar en el vertedero sería para su
valorización y transformación en energía eléctrica, aprovechando la infraestructura de
la Planta de Biometanización, o en última instancia mediante quemado en antorcha
como medida de saneamiento ambiental. En cualquier caso, la combustión controlada
del biogás, permite transformar el metano generado en CO2 y vapor de agua. Esta
combustión conlleva la destrucción adicional de otros compuestos contaminantes y
tóxicos generados por los RU.
Al transformar el metano en CO2 se obtiene una reducción en las emisiones de CO 2
Equivalente, al no ser necesario multiplicar la toneladas de metano por el factor de
calentamiento global que corresponde a 21 veces el valor del dióxido de carbono.
Los parámetros utilizados para el cálculo de la reducción de emisiones de GEI se
recogen en la tabla siguiente. La reducción expresada como toneladas de CO2
Equivalentes se ha calculado de la siguiente forma.
REDUCCIÓN GEI
= METANO GENERADO X EFICIENCIA DE CAPTURA X EFICIENCIA DE
COMBUSTIÓN X DENSIDAD DE METANO X POTENCIAL DE CALENTAMIENTO CH4.
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
15
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
Parámetro
Valor
Relación Metano/Biogás
55%
Densidad del Metano
0.0007168
Eficiencia de Captura
70%
Eficiencia de la Combustión
98%
Potencial Calentamiento CH4
La
reducción
potencial
de
21
emisiones
de
CO2
equivalentes,
derivada
del
aprovechamiento del biogás, se presentan en la tabla siguiente.
2.5-REDUCCIÓN DE EMISIONES DE CO2 EQUIVALENTES
Años
1976
Metano
t/año
CO2
Metano
CO2 Equivalente
Equivalente t/año valorizado t/año valorizado t/año
0,00
0,00
0,00
0,00
1977
89,92
1.888,34
0,00
0,00
1978
180,31
3.786,49
0,00
0,00
1979
271,16
5.694,26
0,00
0,00
1980
362,45
7.611,47
0,00
0,00
1981
454,19
9.537,92
0,00
0,00
1982
546,35
11.473,44
0,00
0,00
1983
638,94
13.417,83
0,00
0,00
1984
731,95
15.370,94
0,00
0,00
1985
825,36
17.332,57
0,00
0,00
1986
919,17
19.302,58
0,00
0,00
1987
1.013,37
21.280,78
0,00
0,00
1988
1.107,95
23.267,02
0,00
0,00
1989
1.204,71
25.298,90
0,00
0,00
1990
1.309,89
27.507,71
0,00
0,00
1991
1.424,68
29.918,27
0,00
0,00
1992
1.530,00
32.130,03
0,00
0,00
1993
1.647,40
34.595,40
0,00
0,00
1994
1.771,24
37.196,07
0,00
0,00
1995
1.897,13
39.839,66
0,00
0,00
1996
2.027,49
42.577,25
0,00
0,00
1997
2.160,21
45.364,49
0,00
0,00
1998
2.304,70
48.398,67
0,00
0,00
1999
2.460,26
51.665,46
0,00
0,00
2000
2.621,51
55.051,68
0,00
0,00
2001
2.787,88
58.545,52
0,00
0,00
2002
2.960,63
62.173,17
0,00
0,00
2003
3.136,92
65.875,33
0,00
0,00
2004
3.310,85
69.527,80
0,00
0,00
2005
3.485,83
73.202,35
0,00
0,00
2006
3.653,97
76.733,33
0,00
0,00
2007
3.816,53
80.147,19
0,00
0,00
2008
3.973,63
83.446,23
0,00
0,00
2009
4.130,99
86.750,77
0,00
0,00
2010
4.285,23
89.989,87
0,00
0,00
2011
4.436,42
93.164,83
3.043,38
63.911,07
2012
4.584,62
96.276,92
3.145,05
66.045,97
2013
4.726,50
99.256,58
3.242,38
68.090,02
2014
4.865,58
102.177,24
3.337,79
70.093,59
2015
5.001,91
105.040,06
3.431,31
72.057,48
2016
5.135,53
107.846,20
3.522,98
73.982,49
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
16
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
2017
5.261,79
110.497,63
3.609,59
75.801,37
2018
5.385,55
113.096,56
3.694,49
77.584,24
2019
5.506,86
115.644,03
3.777,70
79.331,80
2020
5.625,76
118.141,05
3.859,27
81.044,76
2021
5.742,32
120.588,64
3.939,23
82.723,80
2022
5.846,89
122.784,75
4.010,97
84.230,34
2023
5.949,40
124.937,39
4.081,29
85.707,05
2024
6.049,88
127.047,40
4.150,21
87.154,51
2025
6.148,36
129.115,62
4.217,78
88.573,32
2026
6.244,90
131.142,90
4.284,00
89.964,03
2027
6.331,21
132.955,36
4.343,21
91.207,38
2028
6.415,81
134.731,93
4.401,24
92.426,10
2029
6.498,73
136.473,32
4.458,13
93.620,70
2030
6.580,01
138.180,23
4.513,89
94.791,64
2031
6.659,68
139.853,34
4.568,54
95.939,39
2032
6.527,81
137.084,06
4.478,08
94.039,67
2033
6.398,55
134.369,62
4.389,41
92.177,56
2034
6.271,85
131.708,92
4.302,49
90.352,32
2035
6.147,66
129.100,91
4.217,30
88.563,22
2036
6.025,93
126.544,54
4.133,79
86.809,55
2037
5.906,61
124.038,79
4.051,93
85.090,61
2038
5.789,65
121.582,66
3.971,70
83.405,70
2039
5.675,01
119.175,16
3.893,06
81.754,16
2040
5.562,63
116.815,33
3.815,97
80.135,32
2041
5.452,49
114.502,23
3.740,41
78.548,53
2042
5.344,52
112.234,94
3.666,34
76.993,17
2043
5.238,69
110.012,54
3.593,74
75.468,60
2044
5.134,96
107.834,14
3.522,58
73.974,22
2045
5.033,28
105.698,88
3.452,83
72.509,43
2046
4.933,61
103.605,90
3.384,46
71.073,65
2047
4.835,92
101.554,37
3.317,44
69.666,30
2048
4.740,16
99.543,46
3.251,75
68.286,81
2049
4.646,30
97.572,37
3.187,36
66.934,64
2050
4.554,30
95.640,30
3.124,25
65.609,25
2051
4.464,12
93.746,50
3.062,39
64.310,10
2052
4.375,72
91.890,19
3.001,75
63.036,67
2053
4.289,08
90.070,65
2.942,31
61.788,46
2054
4.204,15
88.287,13
2.884,05
60.564,97
2055
4.120,90
86.538,93
2.826,94
59.365,70
2056
4.039,30
84.825,34
2.770,96
58.190,18
2057
3.959,32
83.145,69
2.716,09
57.037,94
2058
3.880,92
81.499,29
2.662,31
55.908,51
2059
3.804,07
79.885,50
2.609,59
54.801,45
2060
3.728,75
78.303,66
2.557,92
53.716,31
2061
3.654,91
76.753,14
2.507,27
52.652,66
2062
3.582,54
75.233,33
2.457,62
51.610,06
2063
3.511,60
73.743,61
2.408,96
50.588,12
2064
3.442,07
72.283,39
2.361,26
49.586,40
2065
3.373,91
70.852,08
2.314,50
48.604,53
2066
3.307,10
69.449,11
2.268,67
47.642,09
2067
3.241,62
68.073,93
2.223,75
46.698,72
2068
3.177,43
66.725,98
2.179,72
45.774,02
2069
3.114,51
65.404,71
2.136,55
44.867,63
2070
3.052,84
64.109,61
2.094,25
43.979,19
2071
2.992,39
62.840,16
2.052,78
43.108,35
2072
2.933,14
61.595,84
2.012,13
42.254,75
2073
2.875,06
60.376,16
1.972,29
41.418,05
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
17
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
2074
2.818,13
59.180,63
1.933,23
40.597,91
2075
2.762,32
58.008,78
1.894,95
39.794,02
2076
2.707,63
56.860,13
1.857,43
39.006,05
2077
2.654,01
55.734,22
1.820,65
38.233,68
2078
2.601,46
54.630,61
1.784,60
37.476,60
2079
2.549,95
53.548,85
1.749,26
36.734,51
2080
2.499,45
52.488,51
1.714,62
36.007,12
2081
2.449,96
51.449,17
1.680,67
35.294,13
2082
2.401,45
50.430,41
1.647,39
34.595,26
2083
2.353,90
49.431,82
1.614,77
33.910,23
2084
2.307,29
48.453,00
1.582,80
33.238,76
2085
2.261,60
47.493,57
1.551,46
32.580,59
2086
2.216,82
46.553,13
1.520,74
31.935,45
2087
2.172,92
45.631,32
1.490,62
31.303,09
2088
2.129,89
44.727,76
1.461,11
30.683,24
2089
2.087,72
43.842,09
1.432,17
30.075,67
2090
2.046,38
42.973,96
1.403,82
29.480,14
2091
2.005,86
42.123,02
1.376,02
28.896,39
2092
1.966,14
41.288,93
1.348,77
28.324,20
2093
1.927,21
40.471,35
1.322,06
27.763,35
2094
1.889,05
39.669,96
1.295,89
27.213,60
2095
1.851,64
38.884,45
1.270,23
26.674,73
2096
1.814,98
38.114,48
1.245,07
26.146,53
2097
1.779,04
37.359,77
1.220,42
25.628,80
2098
1.743,81
36.619,99
1.196,25
25.121,31
2099
1.709,28
35.894,87
1.172,57
24.623,88
2100
1.675,43
35.184,10
1.149,35
24.136,29
2101
1.642,26
34.487,41
1.126,59
23.658,36
2102
1.609,74
33.804,51
1.104,28
23.189,90
2103
1.577,86
33.135,14
1.082,41
22.730,71
2104
1.546,62
32.479,02
1.060,98
22.280,61
2105
1.515,99
31.835,89
1.039,97
21.839,42
2106
1.485,98
31.205,50
1.019,38
21.406,97
2107
1.456,55
30.587,59
999,19
20.983,09
2108
1.427,71
29.981,91
979,41
20.567,59
2109
1.399,44
29.388,23
960,02
20.160,33
2110
1.371,73
28.806,31
941,01
19.761,13
2111
1.344,57
28.235,90
922,37
19.369,83
2112
1.317,94
27.676,79
904,11
18.986,28
2113
1.291,85
27.128,76
886,21
18.610,33
2114
1.266,27
26.591,57
868,66
18.241,82
2115
1.241,19
26.065,02
851,46
17.880,61
2116
1.216,61
25.548,90
834,60
17.526,55
TOTALES 453.481,48
9.523.111,12
311.088,30
6.532.854,23
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
18
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
3.
PLAN DE GESTIÓN, SEGUIMIENTO Y CONTROL DEL BIOGÁS
3.1. Introducción
El biogás generado en un vertedero puede ser capturado utilizando un sistema de
captación del biogás. Posteriormente, puede tratarse mediante procesos diferentes, en
función de las posibilidades de aprovechamiento; destrucción mediante quemado en
antorcha como medida de saneamiento ambiental, producción de energía eléctrica
(usando motores de combustión interna, turbinas, o microturbinas) o puede utilizarse
como combustible alternativo, incluyendo la producción de vapor para uso en diversos
procesos industriales.
La producción de biogás, en los vertederos de RU, está intrínsecamente asociada con
el sistema de gestión que se lleva a cabo en el vertedero. Las mayores reducciones en
la generación de biogás provendrán de aquellos sistemas de gestión de residuos que
incluyan la valorización de la fracción orgánica de RU y de la fracción de papel y
cartón, como es el planteado para Lanzarote, donde se procede a la biometanización
de la fracción orgánica recuperada en la Planta de Clasificación del C.A. de Zonzamas,
además de la recuperación de otros productos biodegradables; determinados
subproductos animales no destinados al consumo humano (animales y partes de
animales que se incinerarán), papel y cartón, etc.
Por ello, y considerando las características del vertedero, tamaño y cantidad de
materia orgánica respecto del total depositado, a medio plazo previsiblemente inferior
al 50%, unido a la escasa pluviometría y extremada aridez de la zona, la necesaria
captación del biogás se entiende principalmente como medida de protección
ambiental. Además, se ha previsto su valorización energética, conjuntamente con el
biogás procedente del proceso de biometanización.
En base a ello, se concibe la infraestructura de captación, en las celdas de vertido
impermeabilizadas, mediante la construcción de pozos de captación de crecimiento
vertical gradual, con una altura media aproximada de 35 m.
En el caso de la actual área de vertido, y de la primera celda impermeabilizada, al no
disponer de un sistema eficaz de captación de biogás, no se conoce adecuadamente su
cantidad, y sus características. Por otra parte, al haber estado en combustión, de
forma parcial, es de prever que una parte del combustible capaz de generar metano
haya sido destruido, por lo que cualquier cálculo para su potencial aprovechamiento es
bastante teórico, y solamente se podrá evaluar una vez que se disponga de un
sistema de captación y la superficie del vertedero esté impermeabilizada-sellada.
Por ello, se concibe la infraestructura primaria de captación en las zonas explotadas
mediante la
perforación de pozos, mediante sondeos, e instalar a continuación el
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
19
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
dispositivo de captación. La profundidad máxima de estos sondeos
será de
aproximadamente 20 m.
3.2. Sistema de captación y tratamiento de biogás
Ello tiene como principal finalidad el evitar la emisión incontrolada de gases,
principalmente de CO2 y CH4, gases causantes del efecto invernadero y, además:

Evitar emisiones fugitivas de compuestos volátiles, que contribuyen a la formación
de Ozono, y compuestos orgánicos tóxicos y cancerígenos, como es el benceno.

Evitar el peligro potencial de explosiones originadas como consecuencia de la
exposición al aire, ya que compuestos como el metano (CH 4), en concentraciones
del 5% al 15% en presencia de aire son explosivos.

Evitar, como resultado de una exposición continuada al aire, y teniendo en cuenta
que el proceso de fermentación da lugar a la liberación de energía en forma de
calor, el aumento de manera significativa de la posibilidad de incendios.
Por todo lo expuesto, los riesgos de todo tipo que se derivan de la situación actual, en
que no se dispone de un sistema adecuado de captación del biogás generado en el
vertedero de Zonzamas se concretan en:

Riesgo de explosiones durante las operaciones de explotación del vertedero por
posible acumulación de gases en bolsadas dentro de la masa vertida.

Riesgos sanitarios por inhalación de los gases liberados.

Riesgos de entrada en combustión de la masa de residuos.
Estudios realizados sobre la emisión de dioxinas, por fuegos producidos en vertederos,
para muestras tomadas a una altura de 5 m del foco en ignición contienen entre 0,05
y 0,427 ng N-NEQ/m³ (Ruokojärvi et al 1995), y la concentración de DIOXINAS en los
residuos después del fuego alcanzan valores del orden de 106-290 pg N-TEQ/g.
(Dioxins-Sources, Levels and Exposures in Denmark. Danish Environmental Protection
Agency, 1997). Hay que tener en cuenta que las dioxinas son compuestos
cancerígenos de primer orden.
Por esta circunstancia, y habida cuenta del peligro que representa, tanto desde el
punto de vista de la seguridad, como de la contaminación sobrevenida por la
liberación sin control de los gases a la atmósfera, es preciso adoptar medidas
correctoras de captación en las áreas de vertido existentes, además de prever para las
celdas impermeabilizadas, antes del inicio de su explotación, dichos sistemas.
3.2.1.
Pozos de captación de gases perforados
Los pozos de captación de gases, consistirán en perforaciones verticales de la masa de
residuos del vertedero actual, áreas a desgasificar previamente, celda 1b y celda 2,
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
20
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
construidos mediante sondeos a rotación, perforados en seco mediante barrena
helicoidal, y una profundidad media de 20 m.
Se construirán según una red de malla cuadrada de 50/70 m de lado. Por
consiguiente, cada pozo tendrá un radio de influencia de entre 25 y 35 m.
Una vez perforado el pozo, se introducirá una tubería para captación de gases en su
interior, de 168 mm de diámetro, en chapa metálica de 6 mm de espesor y ranurada,
para evitar deformaciones en la tubería, por las temperaturas existentes en algunas
zonas del vertedero, o PVC cuando este hecho no se produzca. Los tubos estarán
perforados mediante ranuras de 5 mm x 200 mm con una densidad de 47,2
ranuras/m2, según se indica en los planos de detalle.
A continuación, el hueco existente entre la sección de la perforación y la tubería, se
rellenará con gravas 20/40, de origen silíceo a ser posible, y posteriormente se
colocará una campana para extracción de gases en PEAD.
La cabeza del pozo, estará formada por una tubería de PE100, de diámetro interior
250 mm y espesor 22,7 mm, sobre la que irá colocada la tapadera superior y el enlace
para la unión con la conducción de gases. Mediante una junta dotada con abrazadera
de goma para el ajuste de la campana al tubo, que dispondrá de tres llaves (salida de
gases, purga y llave superior).
Cada uno de los tubos de captación de gases tendrá en su parte exterior un sistema
de cierre, que permitirá mantenerlo cerrado, cuando se requiera, por labores de
mantenimiento, reparación, etc.
El sistema, incluirá la necesaria unión a la lámina de PEAD del paquete de
impermeabilización, una vez que esta se lleve a cabo, construida mediante una bota
de lámina de PEAD 1 mm, de características impermeables y resistentes a rotura
equivalentes a una geomembrana, pero con mayor elasticidad, que rodeará el tubo de
captación, ensanchándose en la base hasta terminar en forma de disco, para su unión
con la lámina de impermeabilización. Quedará soldada en la parte inferior a la lámina
de impermeabilización y unida a la junta mediante una abrazadera metálica. En esta
bota se dejará un pliegue de una longitud de 0,5 m (1m de material en total), para
absorber los posibles asentamientos del vertedero sin rotura de la lámina.
Las perforaciones se realizarán previamente a la instalación de la capa base de
impermeabilización.
3.2.2.
Pozos de recrecimiento vertical gradual
En las celdas de vertido impermeabilizadas, se dispondrá de pozos de recrecimiento
vertical. Los pozos de recrecimiento vertical se construirán en “elevación” utilizando
tubería metálica perforada montada en el interior de campanas de hierro provistas de
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
21
PROYECTO DE CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA Nº 1 DE VERTIDO DEL VERTEDERO DE RESIDUOS
NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
puntos de anclaje. En el interior de la campana, alrededor de la tubería perforada, se
colocará un anillo de material de drenaje (grava de 50/70 mm).
Dado que los pozos de recrecimiento vertical se construyen a medida que se vaya
llenando la celda de vertido, es necesario mantener un equilibrio entre su cantidad y el
tráfico de vehículos en el frente de trabajo. Por ello, los mismos se construirán según
una red de malla cuadrada de 50/70 m de lado. Por consiguiente, cada pozo tendrá un
radio de influencia de entre 25 y 35 m.
Según datos sobre modelos de flujo radial, asumiendo que la tasa de producción por
unidad de volumen es constante en el sitio, y tomando en consideración el modelo de
flujo de gas de H. Esmaili, así como experiencias de Muskat y permeabilidades
intrínsecas del medio poroso según Darcy, los pozos de captación de biogás en
vertederos deben situarse según un radio de influencia aproximado de entre 25 m y
35 m. Ello se basa en el radio de influencia que depende de la homogeneidad de los
residuos, profundidad, cobertura, espesor de las capas, frente de trabajo, migración
lateral, densidad posterior de la compactación, etc.
La siguiente ecuación, es la utilizada habitualmente para la aplicación del criterio de
ventilación:
Q=
 R2 H   t
Donde:
Q = flujo de biogás a través de la superficie concéntrica cilíndrica
R = Radio de influencia.
H = Profundidad del relleno
 = Densidad de las basuras
 = Factor de corrección por capa de celda
t
= Tasa de biogás
Por aplicación de la fórmula indicada y para valores medios de los R.U. se llega a cifras
para R, comprendidas entre 25-35 m, si bien, en algunos casos puede ser conveniente
aumentar esta distancia, en orden a una mejor operatividad dentro del vertedero. Ver
situación de los pozos de biogás, recogida en los planos n° 3, 4, 5, 6 y 7.
Durante el proceso de explotación de cada celda de vertido, las capas de residuos se
irán depositando progresivamente. Cuando la altura de los residuos se encuentre
próxima al borde de la campana (un metro aproximadamente) se procederá a rellenar
la misma de grava hasta la cota de residuo, a soldar una sección adicional de tubería
perforada y posteriormente a izar la campana de hierro unos 3,5 m, de forma que se
pueda proseguir con la formación de una nueva capa de residuos.
Su construcción se iniciará inmediatamente después de terminar de extender la capa
impermeabilizante sobre
el
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
fondo
de
cada
celda. Por
tanto,
en
los puntos
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NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
planimétricamente elegidos de conformidad con las indicaciones anteriores, se
dispondrán campanas de hierro de una altura de 5.000 mm y 800 mm de diámetro. La
campana constituirá, por tanto, la cabeza provisional del pozo. En su interior se
alojará una tubería de 168 mm de diámetro, en chapa metálica de 6 mm de espesor y
ranurada, para evitar deformaciones en la tubería, por las temperaturas existentes en
algunas zonas del vertedero, o PVC cuando este hecho no se produzca. Los tubos
estarán perforados mediante ranuras de 5 mm x 200 mm con una densidad de 47,2
ranuras/m2, según se indica en el plano nº 8.
Con el proceder de la explotación del vertedero, las capas de residuos se irán
depositando progresivamente en el fondo del mismo. Cuando la altura de los residuos
se encuentre aproximadamente a 1 m del borde superior de la campana se procederá
a rellenar la misma de grava, a soldar una nueva sección de tubería perforada y
finalmente, mediante una retroexcavadora, a izar la campana unos 3,5 m. La
estabilidad de la campana estará siempre garantizada ya que la misma se encontrará
siempre enterrada por lo menos 1,5 m por debajo del residuo. Una vez finalizada esta
operación se podrá proceder a extender una nueva capa de residuos. Ver figura del
ANEJO IX.
3.2.3.
Red de transporte de biogás
Para la construcción de la red de transporte se utilizará tubería de PEAD dimensionada
con la ecuación de RENOUARD, modificada para líneas de polietileno y para presiones
inferiores a 0,05 bares (500 mm H2O). La misma es como sigue:
P = 232 · 106 · S · L · Q1,82 · D-4,82
Donde:
-
P = pérdida de carga expresada en mm H2O
-
S = densidad biogás
-
L = longitud tramo expresada en Km
-
Q = caudal expresada en N3/h
-
D = diámetro interno expresado en mm
La aplicación de la fórmula arriba indicada permite dimensionar tramos de tuberías
tomando como variables la longitud del tramo, el caudal y el diámetro interno del
propio tramo.
El dimensionamiento de la red secundaria así como el de la primaria, se realizará
tomando en consideración la productividad máxima prevista por pozo.
Para cada tramo individualmente considerado, actuando sobre la variable “diámetro
interno”, se obtienen diferentes valores de pérdida de carga. Suponiendo además que
ANEJO V PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
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tales pérdidas sean 1mm H2O/m y que la velocidad de flujo en el interior del tramo
estudiado sea siempre 10 m/s, se obtiene el dimensionamiento óptimo de la tubería.
La cabeza de pozo es un elemento muy importante, en cuanto permite la unión entre
los pozos de captación del biogás y las líneas de transporte. Las cabezas de pozo, se
montarán sobre el terminal de la tubería de captación que emerge de los pozos.
Cada pozo, o chimenea, dispondrá de un cabezal sobre el que se ajustará una tubería
de PEAD de 110 mm de diámetro, y 6 atm., de presión, que conducirá el gas generado
hasta un colector, desde cada uno de los colectores partirá una conducción de PEAD
de 200 mm de diámetro, y 6 atm., de presión, hasta las Estaciones Intermedias de
Regulación, que dispondrán de puntos de desagüe (sistema de separación y recogida
de condensados).
Desde cada Estación Intermedia de Regulación, partirán los colectores, hasta la
Estación Principal de Regulación y Medida, y desde esta se conducirán hasta el
Gasómetro de la Planta de Biometanización.
3.2.4.
Sistema de separación y recogida de condensados
El sistema de separación de los condensados permite recoger los condensados que
inevitablemente se forman a lo largo de las líneas de transporte del biogás.
Los separadores de condensado se introducirán en los puntos de altura mínima
relativa (hundimientos) de la red de transporte del biogás y al final de todas las líneas
procedentes de los pozos, es decir, en las estaciones de regulación.
3.2.5.
Central de Aspiración
La captación del biogás se produce mediante la aplicación de las adecuadas
depresiones
de
cada
uno
de
los
pozos,
modulando
la
extracción
con
los
correspondientes órganos de control.
El valor absoluto de la depresión a crear deberá tener también en cuenta la presión
necesaria de impulsión para la utilización del biogás extraído con la finalidad de
introducirlo en el Gasómetro.
La Central de Aspiración estará compuesta por los siguientes elementos:
-
Válvula de seguridad ON/OFF.
-
Filtro separador de condensado.
-
Análisis de la mezcla biogás.
-
Medida de la presión/presión.
-
Medida de la temperatura del biogás.
-
Unidad de aspiración.
-
Colectores de conexión.
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NO PELIGROSOS DEL COMPLEJO AMBIENTAL DE ZONZAMAS (LANZAROTE)
El
Sistema de regulación de la presión del biogás.
dimensionamiento
de
los
componentes
de
la
central
de
aspiración
está
estrechamente ligado a la productividad del vertedero, y dicho caudal deberá
estimarse una vez el vertedero se encuentre en explotación.
3.3. Control de la generación de biogás
En relación al control de la generación de biogás, en un primer momento, la toma de
muestras y medición (caudal, presión y composición) del biogás deberá realizarse por
separado en cada pozo, con el fin de evaluar la viabilidad del aprovechamiento
energético, en función de los resultados de las mismas.
Si el biogás no pudiera ser aprovechado energéticamente, se dispondrá de un sistema
de control periódico del contenido de CH4 y O2 del biogás (O2 entre el 5 y el 14%),
para detectar mezclas explosivas y poder actuar.
Además, de cara a la combustión controlada del biogás, para su valorización, en la
central de aspiración, inmediatamente después del sistema de separación y recogida
de condensados, se preverá un punto de toma para el control del O 2. En el colector de
impulsión se dispondrá una nueva toma de muestreo, para el control (en línea) de la
composición de la mezcla de biogás (CH4 y O2).
En relación con el seguimiento y control de los gases, deberán recogerse muestras en
puntos representativos (Estaciones de regulación, medida y control, principal y
secundarias). Los parámetros a analizar y la frecuencia, son los recogidos en el
extracto del ANEXO III DEL REAL DECRETO 1481/2001, adjuntado al final del presente
Anexo.
Durante el periodo de explotación, mensualmente, se efectuará un control de los
siguientes parámetros:

Metano, CH4.

Anhídrido carbónico, CO2.

Oxigeno, O2.
Si de la evaluación de los datos, se desprende que con mayores intervalos de tiempo
son igualmente efectivos los muestreos, estos se irán adaptando conforme a la
evolución de los valores obtenidos.
Trimestralmente se efectuará un control de emisiones potenciales de gas y presión
atmosférica de los gases de fermentación. Los parámetros de control son:

Metano, CH4.
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
Anhídrido carbónico, CO2.

Oxigeno, O2.

Acido sulfhídrico, H2S.

Oxido nitroso, y

Resto de compuestos.
En la etapa de posclausura la toma de datos será semestral, además, deberá
comprobarse la eficacia del sistema de extracción.
EXTRACTO DEL ANEXO III DEL REAL DECRETO 1481/2001
3. Datos de emisión: control de aguas, lixiviados y gases
…”El control de gases deberá ser representativo de cada sección del vertedero.
En aquellos vertederos en que no se proceda al aprovechamiento energético de
los gases, su control se realizará en los puntos de emisión o quema de dichos
gases. La frecuencia de la toma de muestras y análisis figura en el cuadro que
se ofrece a continuación”…
Parámetro
Fase de
explotación
Fase de mantenimiento
posterior
Emisiones potenciales de gas y presión
atmosférica (CH4, CO2, O2, H2S, H2, etc.) (4).
Mensualmente (3)
y (5).
Cada seis meses (6).
(3) Si la evaluación de los datos indica que mayores intervalos son igualmente efectivos, los
mismos podrán adaptarse.
(4) Estas mediciones se refieren principalmente al contenido de materia orgánica en el residuo.
(5) CH4, CO2, O2 periódicamente; otros gases, según proceda, conforme a la composición de los
residuos depositados para reflejar sus propiedades de lixiviabilidad.
(6) Deberá comprobarse periódicamente la eficacia del sistema de extracción de gases
El redactor del Proyecto
Firmado: Francisco Barras Quilez
Ingeniero Técnico de Obras Públicas
Colegiado nº 7.911 del Colegio de Madrid
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