de tratamiento

EVALUACIÓN Y SELECCIÓN DE
TECNOLOGÍAS PARA EL MANEJO,
TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN FINAL DE
LOS RSU DEL DISTRITO FEDERAL
Noviembre 2009
OBJETIVO
Caracterizar y evaluar las distintas opciones
tecnológicas para el tratamiento y la disposición
final de los residuos sólidos urbanos generados
en el Distrito Federal, mediante la aplicación del
Análisis Jerárquico Multicriterio.
2
ALCANCES
Los fines concretos del proyecto son:
• Definir el objetivo total de la solución del problema;
• Identificar las capacidades y los tipos de residuos a
manejar, por tecnología a evaluar;
• Establecer los criterios relevantes y/o subcriterios;
• Identificar y/o diseñar las alternativas de tratamiento;
• Construir un modelo del proceso analítico jerárquico
multicriterio.
3
HALLAZGOS
Menos del 5% de los
municipios han resuelto
el problema asociado a
los RSU en el país
Situación Actual del Manejo de RSU
en México
Existen 2,445 municipios
Más de 200,000 localidades
En las áreas metropolitanas se
asienta casi el 50% población
4
Diagnóstico de RSU en México
Manejo de RSU
El Distrito Federal genera 12,000
toneladas diarias que representan
el 12.38% de los residuos que se
generan a nivel nacional
Proyección de la Generación de Residuos Sólidos Urbanos 2004-2020
Año
Número de
habitantes 1
Generación
Kg/hab/día
Toneladas
diarias
2004
2005
2010
2015
2020
105’350,000
106’452,000
111’614,000
116’345,000
120’639,000
0.900 2
0.910
0.960
1.010
1.060
94,800 2
96,900
107,100
117,500
128,000
Toneladas
anuales
(en
miles)
34,600 2
35,370
39,100
42,890
46,700
Fuente: 1 Proyecciones de Población, 2000-2050.CONAPO, México, 2003.
2 Secretaría de Desarrollo Social, 2004.
5
1.1 Diagnóstico de RSU en México- Manejo de RSU
Composición de los RSU
19%
53%
28%
Orgánicos
Potencialmente Reciclables
Otros
Fuente: Secretaría de Desarrollo Social, 2004
6
Generación Per-capita por Entidad Federativa
Fuente: SEDESOL, 2004
7
Costo por Tonelada Recolectadas
Fuente: SEDESOL, 2005
Diagnóstico de RSU en México- Manejo de RSU
Disposición Final Adecuada
Fuente: SEDESOL, 2004
28%
9
Cuadro XX. Matriz de Distribución Porcentual de Costos en diferentes Procesos del
Manejo de Residuos Sólidos
Sitio no
controlado
Relleno
Sanitario
México
Relleno Sanitario con
Transferencia
México
EUA
Recolección Barrido
95%
82%
53%
64%
Transferencia
-o-
-o-
29%
14%
Disposición Final
5%
18%
18%
22%
TOTAL
100%
100%
100%
100%
Fuente: SEDESOL, 2004.
Tratamientos aplicados a nivel nacional
• Las ciudades que realizan algún tipo de tratamiento a
los residuos sólidos urbanos son pocas:
– Guadalajara, Mérida y D.F., donde se lleva a cabo
compostaje.
– En el D.F., operan 8 plantas con diferentes
características y capacidades. (Capacidad máxima
instalada 200 ton/día)
7 pequeñas instaladas en
las delegaciones Álvaro
Obregón, Azcapotzalco,
Cuajimalpa, Gustavo A.
Madero, Miguel Hidalgo,
Tláhuac y Xochimilco
Tratamientos aplicados a nivel nacional
• En Monterrey y el Distrito Federal, se recuperan
subproductos con procedimientos sistematizados con un
rendimiento de recuperación por tonelada de RSU del
5% en promedio.
Tratamientos
nacional
aplicados
a
nivel
• SEDESOL en el 2005 estimó, con base en una muestra de ocho
ciudades, que la recuperación es del orden de 2.5% en residuos
que ya llegaron al tiradero.
• Se estima que junto con la prepepena, los índices de
recuperación para el reciclado varían del 8 al 12%.
• El INARE reporto para 2001 una cifra de comercialización de poco
más de 9 millones de toneladas de los 30 millones de toneladas
anuales que se generan a nivel nacional.
La gestión RSU en el DF está dispersa en muchas instancias,
jurisdicciones o dependencias.
Actividad o etapa de la
gestión
Recolección
Financiamiento
Administración de
recursos
Planeación y política de
gestión
Dependencia o instancia
Delegaciones, Sindicato
Asamblea Legislativa, Secretaría de Finanzas
Delegaciones, Secretaría de Medio Ambiente,
Secretaría de Obras y Servicios, Dirección General
de Servicios Urbanos, Oficialía Mayor
Jefatura de Gobierno, Secretaría de Gobierno,
Secretaría de Medio Ambiente, Secretaría de Obras
y Servicios, Dirección General de Servicios
Urbanos,
Transferencia y
disposición final de
residuos
Secretaría de Medio Ambiente, Secretaría de Obras
y Servicios, Dirección General de Servicios Urbanos
Reciclaje
Dirección General de Servicios Urbanos, Gremios
de pepenadores
Aprovechamiento
(compostaje)
Delegaciones, Secretaría de Obras y Servicios,
Dirección General de Servicios Urbanos
Educación ambiental
Secretaría de Medio Ambiente, Dirección General de
Servicios Urbanos
Planes de manejo de
grandes generadores
Secretaría de Medio Ambiente
Cuellar, 2009
14
Diagnóstico de RSU en el DF
Marco Regulatorio
•
Ley de Residuos del Distrito Federal
El objetivo más importante del programa es disminuir la
generación de basura a través de medidas de separación
de residuos desde la fuente.
•
Reglamento de Residuos Sólidos DF
Objeto reglamentar la Ley de RS del DF, en materia de
gestión integral de residuos sólidos no peligrosos y servicio
de limpia.
15
Origen y destino de los RS en el DF
Fuente: Secretaría de Obras y Servicios. Inventario de RS del DF, 2007
16
Flujo de residuos en el D. F. 2008
III. DIAGNÓSTICO DEL MANEJO DE LOS RSU
EN LA CD DE MÉXICO
RECOLECCIÓN
PARTICULAR CON
PAGO DE DERECHOS
98
GENERACIÓN
TOTAL
12,439 ton/día
FUENTES
•DOMICILIARIOS
5,851 ton/día
•COMERCIOS
1,892 ton/día
•MERCADOS
1,300 ton/día
•SERVICIOS
1,891 ton/día
•CONTROLADOS
356 ton/día
•DIVERSOS
534 ton/día
PBP
1,373
PSJA
1,469
PSC
1,599
DGSU.
386
47.04%
TRANSF. DELEG.
386 54
RECOLECTORES G.A.M.
15.21%
10.45%
15.20%
2.86%
4.30%
11,824 ton/día
CEDA
585 ton/día
Esquema actual (ton/día)
Con rechazo de plantas de selección
9,690
RECOLECCIÓN
DELEGACIONAL
10,690
1,000
BARRIDO MANUAL
DELEGACIONAL
1,000
(ESTIMADO)
9,766
ESTACIONES DE
TRANSFERENCIA
10,791
534
585
PBP
491
PSJA
382
PSC
852
112
PREPEPENA
534
(ESTIMADO)
SISTEMA DE
TRATAMIENTO
DE ORGÁNICOS
112
4.70%
1,725
390
8,886
100
SISTEMA DE
DISPOSICIÓN
FINAL
13,371
PLANTAS DE
SELECCIÓN
4,761
30
2,516
4,441 44
320
RECUPERACIÓN DE
SUBPRODUCTOS
320
RECOLECCIÓN ESTADO
DE MÉXICO Y
PARTICULARES
2,516
AEROPUERTO
30 ton/día
0.24%
RESIDUOS DE LA
INDUSTRIA DE LA
CONSTRUCCIÓN
3,300
Fuente: Secretaría de Obras y Servicios, Dirección Técnica, 2008.
ESTACIONES DE
TRANSFERENCIA
405
ESTACIONES DE
TRANSFERENCIA
RELLENO
SANITARIO
3,300
17
TRATAMIENTOS Y DE DISPOSICIÓN FINAL DE LOS RSU
• Reducción de tamaño (trituración)
• Separación manual
• Separación mecánica
‾ por gravedad –densidad-,
‾ por tamaño –cribado-,
‾ magnética y por campo eléctrico.
TRATAMIENTOS FISICOS
• Compactación
• Composta
TRATAMIENTOS BIOLOGICOS
TRATAMIENTOS QUÍMICOS
• Vermicomposta
• Digestión Anaerobia
•
•
•
•
Hidrólisis
Oxidación
Vitrificación
Mineralización
TRATAMIENTOS BIOLOGICOS
TRATAMIENTOS BIOLOGICOS
18
TRATAMIENTOS Y DE DISPOSICIÓN FINAL DE LOS RSU
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
TECNOLOGÍA DE
DISPOSICIÓN FINAL
ESQUEMAS TECNOLÓGICOS
COMBINADOS
•
•
•
•
•
•
Incineración
Pirolisis
Microondas
Esterilización
Gasificación
Plasma
• Relleno Sanitario Convencional
• Relleno Metanogénico
• Relleno Seco
• Mecánico Biológico
• Plantas de recuperación
(separación, trituración, compactación…)
• ArrowBio
TRATAMIENTOS BIOLOGICOS
19
Cuestionario realizado a Especialistas, Funcionarios y Académicos
1. Datos Generales del entrevistado (Nombre, Cargo, Teléfonos entre otros)
Los resultados se darán de forma anónima.
2. ¿Cuál es su experiencia en el tema de residuos sólidos urbanos?
Currículo, años de experiencia, área de experiencia –
3. Desde su punto de vista, ¿Cuál es el o los problemas más crítico(s) que usted identifica en el
manejo de los RSU en el Distrito Federal?
4. En su opinión, ¿Cuáles son las soluciones tecnológicas o de gestión integral que
ayudarían a solucionar el problema que representan los RSU en el GDF?
5. Desde su perspectiva, ¿cuáles son las variables más importantes o críticas que identifica
para elegir la mejor propuesta tecnológica o sistema de manejo de los RSU para el DF?
6. ¿Cuáles son los principales obstáculos que identifica para la implementación y ejecución
de estas opciones tecnológicas en el DF?
7. ¿Cuál debe ser el papel de la sociedad en estas opciones?
8. ¿Qué información considera que deben tener los tomadores de decisiones para elegir la
mejor opción o sistema tecnológico?
20
TECNOLOGÍAS UTILIZADAS PARA EL MANEJO INTEGRAL DE RSU
(FICHAS DE LAS TECNOLOGÍAS CON CRITERIOS DE EVALUACIÓN)
•
En el ámbito internacional se han desarrollado o en su caso consolidado diversos
métodos y tecnologías orientadas a:
– En principio a la contención de los grandes volúmenes de RSU generados,
– La valorización de los materiales y residuos
– Mejorar las condiciones de disposición de los residuos que no pueden ser
aprovechados.
•
La selección de una o más tecnologías deberá basarse en criterios sólidos
fundamentados sobre bases científicas, técnicas, sociales y económicas, considerando
las siguientes premisas:
– Que sean tecnológicamente factibles,
– Económicamente viables y
– Socialmente aceptables.
•
Es importante que las soluciones tecnológicas seleccionadas respondan a la realidad de
la problemática local que se busca resolver –soluciones hechas a la medida, bajo las
características propias de cada lugar o región.
•
Ese ofrecen tecnologías que prometen terminar con el “problema de los residuos” –
muchas espejos- por lo general desarrolladas para condiciones y problemas distintos.
21
V.
COMPOSTEO.
Esquema:
Trat. Bioquímico.
Principio:
El compostaje es el
proceso de
descomposición
aeróbica de materia
orgánica mediante el
cual se produce un
material estable
semejante al humus.
Consiste en la
fermentación
controlada y acelerada
de los residuos
utilizando el contenido
microbiano presente.
22
V. COMPOSTA
Factores y/o requerimientos para la selección de la tecnología:
-Técnico/Económico:
1. Naturaleza de los residuos a tratar: Define 2 o más características de RSU
- % humedad: entre 30 y 60%
- Relación C/N: 30/1
- Temperatura: entre 60 a 70°C
- pH: entre 5-8
- Aireación: entre el 28 y 55% de oxígeno
2. Estatus de la tecnología: Escala comercial
3. Experiencia de uso: Experiencia en Latinoamérica
4. Legislación: Hay regulación sustentada en la LGPGIR, Ley de residuos
de GDF y otras entidades federativas, Norma en EDOMEX.
5. Naturaleza de los residuos o emisiones post-tratamiento: Mediana
emisión de contaminantes, riesgo moderado. (Mal operada genera: fauna
nociva -cucarachas, roedores, etc., malos olores, lixiviados-)
6. Requerimientos físicos de instalaciones: 1.8 Ha para 100 ton/día.
23
V. COMPOSTA
7. Pre-tratamiento de los residuos a tratar. Requiere pre-tratamiento físico
con equipo (Reducción del tamaño y acondicionamiento del material).
8. Vida media de la tecnología: entre 7 y 8 años
9. Eficiencias (rendimiento) de tratamiento (de diseño y operación): 80-90
% eficiencia de tratamiento
10. Capacidad de tratamiento (Ton/día): Entre 100 y 300 ton/día
11. Costos de inversión y amortización (dólares,USD): 20,000 – 40,000 / ton
12. Costos de tratamiento por tonelada (dólares,USD): 20 - 40 / t
13. Costos de operación y mantenimiento (USD/Ton): 7 - 10 / ton
14. Nivel de personal técnico requerido: Mediano nivel de especialización
15. Plus/subproductos del tratamiento: Valorizable económicamente y como
mejorador de suelo.
24
24
V. COMPOSTA
Ambiente: Moderado riesgo de contaminación.
Potenciales impactos ambientales.
-
Mal olor.- Causado por la humedad excesiva mala calidad de la composta.
-
Olor a amoniaco.- Causado por la compactación excesiva y la falta de aire.
-
Presencia de vectores.- moscas, hormigas y roedores: causado por la
presencia carne y residuos grasos.
-
Ruidos: Causado por los vehículos de transporte
-
Material particulado
-
Lixiviados
-
Aportación de Gas efecto Invernadero CO2 en el proceso de degradación
aerobia no cuantificada claramente.
Social: Socialmente aceptado con condiciones
25
V. COMPOSTA
Ventajas:
Desventajas:
-
-
-
-
-
Permite recuperación de recursos
naturales.
Permite la reutilización y reciclaje de
un porcentaje de los residuos.
Reduce en aproximadamente 50% el
volumen original de los residuos
alimentados, por ende, Disminuye
volúmenes de residuos en rellenos
sanitarios.
Producción de regenerador o
mejorador de suelos.
Potencial transformación de suelos
estériles (arcillosos, arenosos) en
suelos productivos.
Elimina microorganismos patógenos.
Ayuda a disminuir emisiones de
metano en rellenos sanitarios.
-
-
Requiere personal especializado para
operación y mantenimiento.
Requiere medidas y sistemas de control
de olores, polvos y lixiviados.
Requiere control de calidad estricto, ya
que el proceso es sensible a la
contaminación por presencia de materiales
como plásticos y metales por lo que es
necesaria una separación cuidadosa.
Los consumidores se resisten a cambiar
los abonos artificiales por la composta.
Riesgo por emisión de metano no
apropiadamente manejadas
Instalaciones a gran escala tienen altos
costos de capital
Mercado para el producto final no
desarrollado.
26
V. COMPOSTA
Ejemplos comerciales de tecnologías:
-
Filipinas, Barangay Sun Valley [Fuente: GAIA, 2004] En esta ciudad viven alrededor de
31.360 personas en 5.600 viviendas. Aproximadamente 3.000 de estas viviendas ya
participan en el programa de reciclado y compostaje, lo cual re-direcciona cerca del 70% de
los residuos. Los materiales compostables separados en origen. Los costos del programa
son mínimos, siendo el costo del compostaje alrededor de 0,04 dólares por kg, se vende
entre 0,06 y 0,1 dólares por kg.
-
Para el 2005 en México se habían instalado aproximadamente 10 plantas industriales de
composteo pero algunas no fueron proyectos exitosos debido a problemas de mercado,
debido a la falta de estudios técnicos orientados a determinar su viabilidad en la región de
interés. [SEDESOL, 2005]
-
En el DF se cuenta con plantas que convierten en composta los residuos orgánicos, para ser
empleada como mejorador de suelo. [SEDESOL, 2005] La planta de Bordo Poniente tiene
una capacidad instalada de 200 ton/día, actualmente la capacidad real es de 112 ton/día.
[GDF, 2008]
Empresas que venden esta tecnología: Komptech: distribución en Austria, Alemania y Gran
Bretaña con sucursales propias; Empresa ETS MENART SPRL; ECOCELTA Biof. y Gestión
ambiental, TAIMWESAR; CICSA.
27
V. COMPOSTA
Comentarios de Expertos (GSF y otros):
-
En el DF se cuenta con plantas de composteo aerobio para la fracción orgánica,
-
Algunos especialistas (23%) lo consideran como una opción de tratamiento en el DF, e
implementando la recolección selectiva se pueden procesar la fracción orgánica, para lo que es
necesario asignar presupuesto a las plantas de composta. Aun haría falta crear mercados para
que se cubra todo el ciclo.
Fuentes consultadas:
-
Comisión Medio Ambiente, Gobierno de Chile, 2001.
-
Curso de Diseño Composta. FEMISCA. 2009
-
Laboratorio Central de Biología Ambiental. (2004). GDF. México
-
TCHOBANOGLOUS G y THEISEN H., 1996, Volumen II Gestión integral de residuos sólidos,
McGraw Hill, México.
-
JICA-GDF, Mayo 1999
-
Grupo de expertos, funcionarios y académicos.
-
RODRÍGUEZ M. y CÓRDOVA A., 2006, Manual de compostaje municipal Tratamiento de
Residuos Sólidos Urbanos, INE y GTZ
28
XII. INCINERACIÓN
Esquema:
(Tratamiento térmico oxidación térmica-)
Principio: Es el
procesamiento térmico de los
residuos sólidos mediante
oxidación química con
cantidades estequiométricas o
en exceso de oxígeno.
(Tchobanoglous, 1994)
Proceso ingenieril que
consiste en una combustión
de flama controlada para
degradar térmicamente
residuos. (Brunner, 1984).
Horno de parrillas para
incineración de RSU: En este
caso se preselecciono el
horno de parrillas, debido a
que son los más conocidos y
los más extendidos debido a
su empleo por su versatilidad
y capacidad de tratamiento.
29
XII. INCINERACIÓN
Factores y/o requerimientos para la selección de la tecnología:
-Técnico/Económico:
1. Naturaleza de los residuos a tratar: Define 2 o más características de RSU
- % humedad: entre 15 y 25 %
- % orgánicos: entre 14 – 20 %
- % valorizables: 15 – 71
- Poder calorífico: 1671,92 kcal/kg
- Temperatura: 800°C – 1200°C
- Tiempo de residencia: 20 ton/hr
- % inertes:
2. Estatus de la tecnología: Escala comercial
3. Experiencia de uso: Experiencia en Latinoamérica (Ecuador y Brasil)
4. Legislación: Hay regulación sustentada en la LGPGIR, Normas (nacionales
y locales)
5. Naturaleza de los residuos o emisiones post-tratamiento: Emisión de
contaminantes tóxicos y alto riesgo, si es mal operada.
30
XII. INCINERACIÓN
6. Requerimientos físicos de instalaciones: 2 a 3 Ha (300 ton/día)
7. Pre-tratamiento de los residuos a tratar: No requiere pre-tratamiento.
8. Vida media de la tecnología: entre 10 y 15 años
9. Eficiencias (rendimiento) de tratamiento (de diseño y operación): 99 %
10. Capacidad de tratamiento (Ton/día): 400
11. Costos de inversión y amortización (dólares,USD): US$ 100,000 – 200,000 /
ton instalada/día
12. Costos de tratamiento por tonelada (dólares,USD): US$ 100 - 200 / ton
13. Costos de operación y mantenimiento (USD/Ton): US$ 90 - 130 / ton
14. Nivel de personal técnico requerido: Alto nivel de especialización
15. Plus/subproductos del tratamiento: Recuperación de energía y
valorizables.
31
XII. INCINERACIÓN
Ambiente: Alto riesgo de contaminación al aire si es mal operada.
Potenciales impactos ambientales.
-
Una serie de materia contaminante es emitida en el proceso de combustión y
deben ser objeto de tratamiento para cumplir las normas sobre calidad de aire.
Entre los componentes más importantes que son emitidos se encuentran:
o
Emisiones gaseosas (funcionamiento de planta), D&F, CO2, SO2, sulfuros de
hidrogeno, material particulado conteniendo metales tóxico (con un sistema
deficiente de tratamiento de gases).
o
Ruidos (asociados al transporte de los residuos y no al funcionamiento propio de
la planta)
o
Emisiones Líquidas (ácidos)
o
Residuo Sólido (cenizas de fondo y volantes)
Social: Socialmente no aceptada.
32
XII. INCINERACIÓN
Ventajas:
Desventajas:
-
-
-
-
Permite la reducción del peso y el volumen de los
desechos sólidos hasta en un 90%.
Alcanza eficiencias de tratamiento hasta de un 99.9999%
Tecnologías modernas permiten tener un mayor control
de las emisiones a la atmósfera
La recuperación de la energía calorífica generada durante
la combustión de los residuos sólidos (en forma de calor,
agua caliente o electricidad.) la cual se puede emplear en
la generación de electricidad, calefacción y otros usos.
Requiere menor extensión de terreno en relación aun
relleno sanitario
No depende de variaciones climáticas.
Cenizas residuales (las de fondo o escorias) pueden ser
recicladas como material de construcción
Disminuye la cantidad de residuos hasta en un 90% en
peso y volumen que van a relleno sanitario
Tiempo de tratamiento (residencia) cortos
Experiencia del uso de la tecnología ampliamente
probada.
-
-
-
Si hay un mal proceso se generan
emisiones contaminantes (Dioxinas,
mercurio, hidrocarburos halogenados,
gases ácidos);
Altos costos de capital;
Necesidad de efectuar una separación
en origen de la materia orgánica a
procesar, pérdida de energía;
Algunos materiales requieren un secado
previo para ser incinerados, como es el
caso de los residuos sólidos
domiciliarios.
No ayuda a reducir la producción de
residuos
Desaprobación del público por
emisiones producidas
Requiere de personal altamente
especializado
Requiere de un marco legal especifico
33
XII. INCINERACIÓN
Ejemplos comerciales de tecnologías:
-
El proceso de incineración de los RSU fue utilizado inicialmente en la Gran Bretaña,
extendiéndose su aplicación a otros países europeos como Alemania, Francia, España, etc., así
como a los Estados Unidos de América, Canadá y Japón. En Japón donde existe el mayor número
de plantas incineradoras (más de 6000).
-
Planta de Reno-Nord en Dinamarca: La planta es una empresa intermunicipal de gestión de
residuos, situada en la cuarta ciudad más grande de Dinamarca, Aalborg; trata 160.000 toneladas
anuales, y se diseñó para el tratamiento de 20 t/h.. Una de sus principales características es que la
planta alcanza una eficiencia eléctrica del 27% y una eficiencia térmica total del 97%; todo esto
con niveles de emisión muy por debajo de los requerimientos actuales de la UE. [2007]
-
Planta de Næstved en Dinamarca: La planta es dimensionada para atender a una población
equivalente de 200.000 habitantes, tiene una capacidad de tratamiento de alrededor de 100.000
toneladas anuales. La producción bruta anual de calor, estimada en unos 200.000 MWh, es
vendida a la Cía de Calefacción Urbana de Næstved, que suministra calefacción a cerca de
17.000 consumidores. Los 40.000 MWh/año producidos son vendidos a la red pública. [2007]
Empresas que venden esta tecnología: INCOL (Mundial); Jpa Ingenieria (América Látina y Central);
EURO Combustión (Latinoamerica); EquipNet (EUA, Mundial); IFZW (Mundial), Maxon
Corporation (Alemania- Mundial).
34
XII. INCINERACIÓN
Comentarios de Expertos (GDF y otros):
-
Algunos de los especialistas entrevistados (23%) recomienda la incineración, como un método de
tratamiento viable para el manejo de los RSU en el DF.
-
En las condiciones de los RSU del DF se requiere una recolección selectiva o evaporar el agua de los
residuos, para que los residuos tengan un mayor poder calorífico.
-
La incineración es rentable, solo para residuos con alto valor calorífico y para que sea viable, requiere el
aprovechamiento energético del calor y vapor.
-
Sería importante realizar estudios que determinen el poder calorífico de los RSU generados en el DF con
el objeto de recoger los RSU de manera separada, aquellos con altos valores calóricos como en caso de
zonas ricas de los que tienen bajos PCI.
Fuentes consultadas:
-
Comisión Medio Ambiente, Gobierno de Chile, 2001.
Curso de Diseño Composta. FEMISCA. 2009
Laboratorio Central de Biología Ambiental. (2004). GDF. México
TCHOBANOGLOUS G y THEISEN H., 1996, Volumen II Gestión integral de residuos sólidos, McGraw
Hill, México.
JICA-GDF, Mayo 1999
Grupo de expertos, funcionarios y académicos.
RODRÍGUEZ M. y CÓRDOVA , 2006, Manual de compostaje municipal Tratamiento de Residuos Sólidos
Urbanos, INE y GTZ
35
XXI. PLANTA
RECUPERADORA DE
MATERIALES
Esquema:
(separación, trituración,
compactación…)
Principio: (esquema
tecnológico combinado)
Corresponde a un pretratamiento o preprocesamiento de
materiales reciclables
provenientes de los
residuos, por lo general en
estas plantas se realiza
separación de los
reciclables y en algunos
casos se aplica otros
procesos físicos como por
ejemplo: compactación,
trituración, etc.
2. Tolvas de descarga y bandas
de separación de sub-productos
3. Patio de selección final de
subproductos reciclados
1. Patio de descarga de la planta
de Segregación de los Materiales
4. Patio de empaquetado y embalado
de los materiales recuperados
5. Bodega de almacenamiento
de material recuperado
36
XXI. PLANTA RECUPERADORA DE MATERIALES
Factores y/o requerimientos para la selección de la tecnología:
-Técnico/Económico:
1. Naturaleza de los residuos a tratar: Residuos sólidos mezclados.
2. Estatus de la tecnología: Escala comercial
3. Experiencia de uso: Experiencia en Latinoamérica
4. Legislación: Sustentado en la LGPGIR.
5. Naturaleza de los residuos o emisiones post-tratamiento: Mediana emisión de
contaminantes. No produce emisiones considerables a la atmósfera, sin
embargo se pueden generar:
─ polvo y material particulado,
─ olores,
─ residuos líquidos y
─ residuos sólidos.
6. Requerimientos físicos de instalaciones: 2 a 3 Ha (300 ton/día)
7. Pre-tratamiento de los residuos a tratar: No requiere pre-tratamiento.
37
XXI. PLANTA RECUPERADORA DE MATERIALES
8. Vida media de la tecnología: 10 años
9.
Eficiencias (rendimiento) de tratamiento (de diseño y operación): 20-30 %
10. Capacidad de tratamiento (Ton/día): 200 a 2000 ton/día
11. Costos de inversión y amortización (dólares,USD): entre 3 y 6 millones de
dólares (incluyen: adquisición del terreno, proyecto de ingeniería, equipamiento y
construcción).
- Costo de inversión planta de capacidad de 300 ton/día: US$ 3’864,999.90, US $
12,883.00 por ton/día.
- El costo del equipo para una Planta de Reciclaje de 300 toneladas/día esta
aproximadamente en $ 1´682 US/DLS.
12. Costos de tratamiento por tonelada (dólares,USD):
-
Estados Unidos es de US$120/ton (1993),
8 ciudades Europeas está entre US$ 100-220 por tonelada (1994)
Edmonton Canadá US$ 200/ton (1994) y
Sao Paulo US$ 460/ton (1994)
13. Costos de operación y mantenimiento (USD/Ton):
-
$ 92,400 M.N. /mes (CIHEM 2009).
Otras fuentes: Operación y mantenimiento: US$ 15.00 por tonelada. US$ 1’642,000.50
38
XXI. PLANTA RECUPERADORA DE MATERIALES
14. Nivel de personal técnico requerido: Mediano nivel de especialización
15. Plus/subproductos del tratamiento: : Valorizables: papel, cartón, plástico,
aluminio, vidrio, metales,… etc
Ambiente: Moderado riesgo de contaminación.
Las Plantas de recuperación de materiales mitigan la escasez de recursos naturales vírgenes,
disminuye los riesgos de enfermedades y de alteración de ecosistemas, reduce la demanda de
espacio en tiraderos, generalmente involucra ahorros en el consumo de energía, contribuye a
reducir el impacto ambiental de la disposición de desechos sólidos, las emisiones a la atmósfera, la
generación de lixiviados y los malos olores. Sin embargo, esta actividad tiene también efectos
negativos sobre el ambiente, principalmente por la energía usada en la recolección y la clasificación
de los residuos, además de que el reprocesamiento y utilización de estos materiales conlleva
impactos en el entorno.
Potenciales impactos ambientales:
- Polvo y material particulado (producto del transporte de residuos)
- Olores (producto de residuos de origen orgánicos o provenientes de recolección convencional)
- Ruidos (transporte y operación de planta)
- Residuos líquidos(provenientes de operación de planta)
- Residuos Sólidos (operación de planta).
Social: Socialmente aceptado.
39
XXI. PLANTA RECUPERADORA DE MATERIALES
Ventajas:
Desventajas:
-
-
-
Reduce la demanda por recursos naturales.
Reduce el volumen total de residuos que va a
disposición final, por lo tanto aumenta la vida útil
de los rellenos sanitarios.
Crea nuevas fuentes de trabajo.
-
Impactos de transporte y recolección
pueden ser altos.
Requiere de un mercado estable para
materiales reciclables
Potenciales impactos locales por ruido
Ejemplos comerciales de tecnologías:
-
D.F. México: 3 Plantas de Selección: Bordo Poniente, San Juan de Aragón, Santa Catarina - en
promedio se recuperan el 6.72% - [GDF, 2008]
-
Planta en Roma, Italia, posee instalaciones para 600 toneladas/día de desechos que separa
mecánicamente papel, cartón, lata, restos de comida, plásticos, lámina, etc. El papel es
transformado en pulpa celulósica; el plástico es recuperado e industrializado hasta la obtención
de bolsas nuevas para el almacenamiento de los residuos domiciliarios; parte de la materia
orgánica (restos de comida), es transformada en acción animal y parte en composta (abono); el
material ferroso es limpiado mediante un horno rotatorio y posteriormente prensado, formándose
grandes fardos que son luego llevados a las siderúrgicas.[Medina, 2004]
Empresas que venden esta tecnología: ECOLOGÍA Y RECICLAJE (México), ECOLTEC (México),
INDUMENTAL RECYCLING (España-), SABIN (EUA-Mundial), BIOAGRI (Brasil), INCO
AMBIENTAL (Colombia), CEROCON (Argentina), INCOL (Mundial)
40
XXI. PLANTA RECUPERADORA DE MATERIALES
Comentarios de Expertos (GDF y otros):
-
Algunos de los especialistas entrevistados (23%) recomienda la incineración, como un método de
tratamiento viable para el manejo de los RSU en el DF.
-
En las condiciones de los RSU del DF se requiere una recolección selectiva o evaporar el agua de los
residuos, para que los residuos tengan un mayor poder calorífico.
-
La incineración es rentable, solo para residuos con alto valor calorífico y para que sea viable, requiere el
aprovechamiento energético del calor y vapor.
-
Sería importante realizar estudios que determinen el poder calorífico de los RSU generados en el DF con
el objeto de recoger los RSU de manera separada, aquellos con altos valores calóricos como en caso de
zonas ricas de los que tienen bajos PCI.
Fuentes consultadas:
-
Juan M. Muñoz. Giresol. Eviro Pro. Disposición Final de RS en la Ciudad de México. 2008.
Inventario de RSU del DF, Delegaciones Políticas, 2007.
SEDESOL. Tratamiento de los Residuos Sólidos Urbanos, 2005.
Medina D. Ricardo. El reciclaje es la solución, 2004.
http://www.monografias.com/trabajos61/reciclaje/reciclaje5.shtml
Ley de Residuos Sólidos del Distrito Federal. 22 abril 2003.
Comisión Medio Ambiente, Gobierno de Chile, 2001.
GTZ, Análisis del Mercado de los Residuos Sólidos Municipales reciclables y evaluación de su potencial
de desarrollo. Noviembre 1999.
Grupo de expertos, funcionarios y académicos.Pág. web: Waste Management World
41
FICHAS DE LAS TECNOLOGÍAS CON CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Esquema:
TECNOLOGÍA: principio
Factores y/o requerimientos para la selección de la tecnología:
Técnico/Económico:
1. Naturaleza de los residuos a tratar: a)Define 2 o más característ. de RSU b)Cuenta con al menos una caract. c) No cuenta con informac.
-
2.
3.
4.
5.
% humedad, % orgánicos, % inertes, % valorizables, % de inorgánicos, Poder Calorífico, Temperatura, Tiempo de residencia…
Estatus de la tecnología:
a) Escala comercial
b) Escala semi-comercial
c) Escala Piloto
Experiencia de uso: a) Experiencia en Latinoamérica b) Experiencias en países en vías de des. c) Experiencia en países desarrollados
Aplicabilidad de la legislación: a) Sustentada en la LGPGIR, Normas b) Sustentada en la LGPGIR c) No hay legislación referente
Emisiones post-tratamiento –Naturaleza de los residuos-:
a) Baja o nula emisión de contaminantes
b) Mediana emisión de
contaminantes, riesgo moderado
c) Emisión de contaminantes tóxicos y alto riesgo
6. Requerimientos físicos de instalaciones:
a) hasta 2 Ha
b) De 3 a 10 Ha
c) > 10Ha
7. Pre-tratamiento de los residuos a tratar: a) No requiere pre-trat. b) Requiere pre-trat. físico manual c) Requiere pre-trat. Fís. con equip.
8. Vida media de la tecnología:
a) > 10 años
b) entre 5 y 10 años
c) < 5 años
9. Eficiencias (rendimiento) de tratamiento (de diseño y operación): a) > 80%
b) entre 40 al 80%
c) < 40 %
10. Capacidad de tratamiento(Ton/día):
a) > 400
b) entre 100 a 400
c) < 100
11. Costos de inversión y amortización (US $):
a) < 50, 000
b) entre 50,000 y 100,000
c) > 100,000
12. Costos de tratamiento por tonelada tratada (US $): a) < 20
b) entre 20 a 80
c) > 80
13. Costos de operación y mantenimiento (US $/Ton): a) <20
b) entre 20 y 40
c) > 40
14. Nivel de personal técnico requerido: a) De bajo a mediano nivel de especialización b) Mediano nivel de espec. c) Alto nivel de especializ.
15. Plus /subproductos del tratamiento: a) Recuperación de energía y valorizables
b) Valorizables
c) Sin plus
Ambientales: a) Bajo riesgo de contaminación b) Moderado riesgo de contaminación
c) Alto riesgo de contaminación al aire, agua y suelos
Sociales:
a) Socialmente aceptado
b) Socialmente aceptado con condiciones
Ventajas:
Desventajas:
Ejemplos comerciales de tecnologías:
Comentarios de Expertos (GDF y otros):
Fuentes consultadas:
c) Probablemente socialmente no aceptado
42
Determinación de los criterios
• Criterios más representativos en la
bibliografía internacional
• Consideran los aspectos más relevantes
de las tecnologías (Legal, técnico,
económico, ambiental y social)
• Son consideradas por expertos nacionales
• Consideran las particularidades de la
realidad nacional
43
Asignación de valores a cada criterio de
evaluación
Variable
No.
1
2
3
4
Calif.
Naturaleza de los residuos a tratar
a) Define 2 o más características de RSU
b) Cuenta con al menos una característica
c) No cuenta con información
75
50
25
Estatus de la tecnología (Uso)
a) Escala comercial
b) Escala semicomercial
c) Escala piloto
75
50
25
Experiencia de uso
Legislación
5
Naturaleza de los residuos o emisiones post-tratamiento
6
Requerimientos físicos de instalaciones
7
Medida
Pre- tratamiento de los residuos a tratar
a) Experiencia en Latinoamérica
b) Experiencias en países en vías de desarrollo
c) Experiencia en países desarrollados
a) Sustentada en la LGPGIR, Normas (nacionales y locales)
b) Sustentada en la LGPGIR
c) No hay legislación referente
a) Baja o nula emisión de contaminantes
b) Mediana emisión de contaminantes, riesgo moderado
c) Emisión de contaminantes tóxicos y alto riesgo
a) hasta 2 Ha
b) De 3 a 10 Ha
c) < a 10Ha
a) No requiere pre-tratamiento
b) Requiere pre-tratamiento físico manual
c) Requiere pre-tratamiento físico con equipamiento
75
50
25
75
50
25
75
50
25
75
50
25
75
50
25
44
44
8
Vida media de la tecnología
a) > 10 años
b) entre 5 y 10 años
c) < 5 años
75
50
25
9
Eficiencias (rendimiento) de tratamiento (de diseño y
operación)
a) > 80%
b) entre 40 al 80%
c) < 40 %
75
50
25
10
Capacidad de tratamiento (Ton/día)
a) > 400
b) entre 100 a 400
c) < 100
75
50
25
11
Costos de inversión y amortización (dólares,USD)
a) < 50, 000
b) entre 50,000 y 100,000
c) > 100,000
75
50
25
12
Costos de tratamiento por tonelada tratada (dólares, USD)
a) < 20
b) entre 20 a 80
c) > 80
75
50
25
13
Costos de operación y mantenimiento (USD/Ton)
a) <20
b) entre 20 y 40
c) > 40
75
50
25
14
Nivel de personal técnico requerido
a) De bajo a mediano nivel de especialización
b) Mediano nivel de especialización
c) Alto nivel de especialización
75
50
25
15
Plus/subproductos del tratamiento
a) Recuperación de energía y valorizables
b) Valorizables
c) Sin plus
75
50
25
16
Social
a) Socialmente aceptado
b) Socialmente aceptado con condiciones
c) Probablemente socialmente no aceptado
75
50
25
17
Ambiente
a) Bajo riesgo de contaminación
b) Moderado riesgo de contaminación
c) Alto riesgo de contaminación al aire, agua y suelos
75
50
25
45
45
45
Aspecto
Jurídico
Variables de GDF
Legislación: Ley de Residuos Sólidos
Generación de RSU (Ton/día)
Manejo
Escenario:
caso actual
del manejo
de residuos
del GDF
Medidas
a)
Separación en dos fracciones: Orgánicos e Inorgánicos
12,439
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Domicilios 47.04%
Comercios 15.21%
Mercados 10.45%
Servicios
15.20%
Controlados 2.86%
Diversos
4.30%
Recolección separada (Ton/día estimado)
Nota: No obstante el volumen de recolección separada,
al final todo va para disposición final
3100
10,791
112
4,761
320
Transferencia (Ton/día)
Planta de composta (Ton/día)
Selección (Ton/día)
Recuperación de subproductos (Ton/día)
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
Disposición final (Ton/día)
a)
Características
Fisicoquímicas
Mercados
a)
b)
Plástico
Papel
Cartón
Lámina
Vidrio
Cháchara
Fierro
46.40%
16.62%
9.69%
7.64%
6.38%
6.29%
2.37%
13,371
Humedad (%) entre 80 a 90%
Cenizas (%) entre 0.6 a 3.6
Parámetro
UF
PF
b) Unifamiliar (UF),
Plurifamiliar (PF),
comercios (CO),
Mercados (ME) y
Oficinas públicas (OP)
a) Humedad (%)
b) Cenizas (%)
c) Carbono (%)
d) Hidrógeno (%)
e) Oxígeno (%)
f) Nitrógeno (%)
g) Materia orgánica (%)
h) PCI (Kcal/Kg)
c) Sitio de disposición
final
a) Humedad (%)
b) Cenizas (%)
c) Carbono (%)
d) Materia volátil (%)
e) PCI (Kcal/Kg)
f) PCS (Kcal/Kg)
Subproducto
46
Composición
49.93
18.62
40.61
4.72
29.08
2.0
78.73
3,575
48.27
10.47
44.25
5.08
25.20
1.33
76.29
2,824
CO
ME
27.80
3.40
30.03
3.45
14.49
3.80
51.57
3,439
76.63
12.38
48.37
3.33
13.90
3.60
69.95
1,349
32.84
29.22
5.60
32.15
2,185
2400
UF y PF
a)
Algodón
125.04
b)
Cartón
311.72
c)
Fibra sintética
83.16
a)
Unifamiliar (UF),
d)
Lata
91.89
Plurifamiliar
e)
Material ferroso
80.84
f)
Papel
(PF), comercios
300
Papel sanitario
(CO) y Mercados g)
510.62
h)
Pañal desechable
(ME)
i)
Plástico película
195.99
j)
Plástico rígido
362.9
k)
Residuo alimentos
Nota: Los valores de
251.82
l)
R. jardinería
2015
expresan en
Vidrio de color
297.7
a)
Vidrio
Toneladas
232.6
transparente
b)
Residuo fino
394
CO
ME
OP
1.35
212.6
5.35
5.70
47.78
200
35.84
2.53
99.35
72.86
715.3
2.7
32.68
96.0
14.25
91.01
15.37
2.06
1.29
110
73.52
ND
25.75
50.88
1084
0.88
5.11
7.6
17.87
66.96
1.44
1.67
0.9
46
290
11.90
ND
0.9
5.26
127
1.79
1.56
4.54
Priorización de los criterios en base a
escenario y fichas técnicas
Variables mayor peso
Naturaleza de los residuos a
tratar
Peso Var
75
Experiencia de uso
65
Requerimientos físicos de
instalaciones
45
Mediano peso
Estatus de la tecnología (Uso)
Naturaleza de los residuos o
emisiones post-tratamiento
75
65
Costos de operación y
mantenimiento (USD/Ton)
75
55
Costos de inversión y
amortización (dólares, USD)
55
Capacidad de tratamiento
(Ton/día)
35
Nivel de personal técnico
requerido
25
Social
Ambiente
Plus/subproductos del
tratamiento
75
Peso Var
Vida media de la tecnología
Eficiencias (rendimiento) de
tratamiento (de diseño y
operación)
Costos de tratamiento por
tonelada tratada (dólares,
USD)
Peso Var Bajo peso
30
50
Legislación
50
Pre- tratamiento de los
residuos a tratar
25
45
25
49
35
25
47
Análisis Mult-criterio
48
ALCANCES
Los fines concretos del proyecto son:
• Definir el objetivo total de la solución del problema;
• Identificar las capacidades y los tipos de residuos a
manejar, por tecnología a evaluar;
• Establecer los criterios relevantes y/o subcriterios;
• Identificar y/o diseñar las alternativas de tratamiento;
• Construir un modelo del proceso analítico jerárquico
multicriterio.
49
Estructura jerárquica del análisis multicriterio
Selección de tecnología
x1
Aspectos de
prioridad 1
c(1,1)
Naturaleza de los
residuos a tratar
c(1,2)
Experiencia de
uso
c(1,3)
c(1,4)
c(1,5)
c(1,6)
Requerimientos
físicos de
instalaciones
Eficiencias
(rendimiento) de
tratamiento (de
diseño y
operación)
x2
Aspectos de
prioridad 2
x3
c(2,1)
Estatus de la tecnología (Uso)
c(2,2)
Naturaleza de los residuos o
emisiones post-tratamiento
c(2,3)
Vida media de la tecnología
c(2,4)
Costos de inversión y
amortización
c(2,5)
Nivel de personal técnico
requerido
c(2,6)
Social
Aspectos de
prioridad 3
c(3,1)
Costos de
operación y
mantenimiento
c(3,2)
Legislación
c(3,3)
Pre- tratamiento
de los residuos a
tratar
Capacidad de
tratamiento
Costos de
tratamiento por
tonelada tratada
50
Cálculo de la importancia o score
de cada tecnología
I (tec 1)= X1 [ C(1,1) Cali (1,1)+…+C(1,n)Cali(1,n)] +
X2 [ C(2,1) Cali (2,1)+…+C(2,m)Cali(2,m)] +
X3 [ C(3,1) Cali (3,1)+…+C(3,s)Cali(1,s)]
Selección de tecnología
x1
Aspectos de
prioridad 1
c(1,1)
Naturaleza de los
residuos a tratar
c(1,2)
Experiencia de
uso
c(1,3)
Requerimientos
físicos de
instalaciones
c(1,4)
c(1,5)
c(1,6)
Eficiencias
(rendimiento) de
tratamiento (de
diseño y
operación)
Capacidad de
tratamiento
Costos de
tratamiento por
tonelada tratada
x2
Aspectos de
prioridad 2
x3
c(2,1)
Estatus de la tecnología (Uso)
c(2,2)
Naturaleza de los residuos o
emisiones post-tratamiento
c(2,3)
Vida media de la tecnología
c(2,4)
Costos de inversión y
amortización
c(2,5)
Nivel de personal técnico
requerido
c(2,6)
Social
Aspectos de
prioridad 3
c(3,1)
Costos de
operación y
mantenimiento
c(3,2)
Legislación
c(3,3)
Pre- tratamiento
de los residuos a
tratar
Donde C y X pasan
previamente por un
proceso de
normalización
51
Guía de Calificación de Tecnologías
Variable
No.
Medida
Calif.
Naturaleza de los residuos a tratar
a) Define 2 o más características de RSU
b) Cuenta con al menos una característica
c) No cuenta con información
75
50
25
Estatus de la tecnología (Uso)
a) Escala comercial
b) Escala semicomercial
c) Escala piloto
75
50
25
Experiencia de uso
a) Experiencia en Latinoamérica
b) Experiencias en países en vías de desarrollo
c) Experiencia en países desarrollados
75
50
25
4
Legislación
a) Sustentada en la LGPGIR, Normas (nacionales y locales)
b) Sustentada en la LGPGIR
c) No hay legislación referente
75
50
25
5
Naturaleza de los residuos o
emisiones post-tratamiento
a) Baja o nula emisión de contaminantes
b) Mediana emisión de contaminantes, riesgo moderado
c) Emisión de contaminantes tóxicos y alto riesgo
75
50
25
6
Requerimientos físicos de
instalaciones
a) hasta 2 Ha
b) De 3 a 10 Ha
c) < a 10Ha
75
50
25
1
2
3
52
Criterium DecisionPlus
53
Programación y Diseño de Aplicación
54
Calificación de las tecnologías
55
56
Grafico Resultado
Oxidación
0.0265
Microondas
0.0345
Vitrificación
0.0353
Esterilización
0.0359
Mineralización
0.0368
Plasma
0.0390
Pirolisis
0.0398
Gasificación
0.0401
Digestión anaerobia
0.0405
Bio-arrow
0.0411
Vermicomposta
0.0418
Tecnología 23
0.0432
Mecánico-biológico
0.0452
Incineración
0.0457
Relleno seco
0.0500
Composta
0.0510
Relleno sanitario
0.0525
Valorización (recuperación de materiales)
0.0538
Reducción de tamaño
0.0545
Separación manual
0.0555
Separación mecánica
0.0556
Compactación
0.0000
0.0560
0.0100
0.0200
0.0300
0.0400
0.0500
0.0600
57
Conclusiones y recomendaciones (1)
• Se establece un metodología técnica
científica para evaluar tecnologías.
• Se aportan los criterios de evaluación de cada
tecnología.
• Existe la flexibilidad de integrar nuevas
tecnologías.
• Pueden modificarse la información en la
aplicación informática según establezca el
caso especifico de estudio.
58
Conclusiones y recomendaciones (2)
• De acuerdo a la evaluación realizada con el
escenario actual y las calificaciones en el
presente estudio:
– Se visualiza que no existe “la tecnología” más bien es una
combinación de varias de ellas
– Según los hallazgos, los métodos térmicos, físicos
acompañados de los biológicos son altamente recomendables
59
Conclusiones y recomendaciones (3)
• La incineración con recuperación energética
es una tecnología factible combinada con
otras tecnologías, como son recuperación de
materiales o valorización, composta y relleno
sanitario.
• Si se acepta que se recolecta de manera
separada el 30%, entonces podría utilizarse
la incineración y métodos biológicos para su
aprovechamiento (considerando el PCI y
condiciones de degradabilidad)
60
Conclusiones y recomendaciones (3)
• Se recomienda considerar hacer una aplicación
informática (robusta) que simule diferentes
escenarios
• Se recomienda hacer corridas de la aplicación
por experto, y una vez teniendo un conjunto de
evaluaciones, ponderarlas y obtener un
resultado final por institución
• El método Multicriterio se puede implementar
con otras alternativas de evaluación y
comparación (LCA, entre otras)
61
¡Muchas Gracias!
Por la atención
Proyecto Desarrollado por La Federación
Mexicana de Ingeniería Sanitaria y Ciencias
Ambientales A.C. (FEMISCA, A.C.)
http://www.femisca.org.mx/
[email protected]
62