Valoración de Residuos Sólidos
Valoración de Residuos Sólidos
Valoración de Residuos Sólidos
RESIDUOS SÓLIDOS
I.A. M.Sc. Andrés Felipe Montoya Rendón
Cuando la generación de los residuos es inevitable, deben pasar a ser
considerados como un recurso a partir del cual pueden ser recuperados
materiales re - usables, materia prima, nutrientes orgánicos e incluso
energía. A este proceso de recuperación y tratamiento que pone a gran
parte de los desechos en condiciones técnicas y económicas de ser
vueltos al mercado se lo denomina proceso de valorización de los
Residuos Sólidos Urbanos (RSU)
http://www.urbaser.es/seccion-20/Plantas-de-Valorizacion-de-Residuos-Construccion-y-Demolicion
http://www.itc.uji.es/notDestacada/Paginas/ProyectoVALORES.aspx
Estas valorizaciones pueden
ser material (reciclaje y
compostaje) o energética
(Tratamientos térmicos)
http://comunidadecologicapenalolen.bligoo.com/tag/reciclaje&page=3
RECICLAJE
Identificación de los objetivos.
Caracterización de los residuos generados: cantidad,
composición y disponibilidad del reciclable.
Evaluación del mercado para materiales reciclables.
Evaluación y elección de las tecnologías de recolección.
Ubicación de las instalaciones.
Evaluación y elección de las tecnologías de
procesamiento.
Generación de apoyo social y político.
Organización y preparación del presupuesto.
Análisis de temas legales.
Desarrollo del esquema de inicio de operaciones.
Implementación de un proyecto de educación y
promoción.
Revisión y ajuste del proyecto.
Supervisión del proyecto y continuación de las
campañas de educación y promoción (Ibáñez
2002)
Que se busca
Ahorro de energía
R.N. http://www.lacronicabadajoz.com/noticias/badajoz/la-planta-de-reciclaje-de-residuos-solidos-duplicara-
su-capacidad-antes-de-fin-de-ano_26049.html
http://cuidatuplaneta.bligoo.cl/content/view/971697/Como-funciona-una-planta-de-reciclaje.html#.UkHz54bmN1c
http://es.wikipedia.org/wiki/Recogida_neum%C3%A1tica_de_basura
http://ledslac.org/wp-content/uploads/2017/11/PPT-ONU-Medio-Ambiente-webinar-CAF.pdf
Fuente: IHOBE / Basque Ecodesign Centre;
http://ledslac.org/wp-content/uploads/2017/11/PPT-ONU-Medio-Ambiente-webinar-CAF.pdf
http://epea-hamburg.org/en/content/cradle-cradle%C2%AE
Introducir y demostrar la viabilidad y aplicación del
método de diseño y producción en ciclo cerrado en el
sector de la producción de naciones en las Américas en
tanto que sirve como una herramienta innovadora de
desarrollo de negocios cuyo objeto principal es mejorar la
eficiencia energética y reducir los impactos ambientales
del sector industrial y aumentar la productividad, la
competitividad y la sostenibilidad de los negocios,
especialmente aquellos de las pequeñas y medianas
empresas.
Fomentar el intercambio de residuos y subproductos
industrializables, mediante transacciones de
compraventa entre demandantes y ofertantes y a
través de la recuperación, el reciclaje y la
reintroducción de dichos materiales a las cadenas
productivas.
Gestión
ambiental
Programas Posconsumo adecuada
Ministerio de Medio
Ambiente
Establecer
Responsabilidad
canales de
extendida
devolución
Responsables
de establecer
canales de
devolución
Programas posconsumo
Pilas Usadas
Medicamentos Vencidos
Computadores en Impresoras en desuso
Baterías Usadas Plomo Ácido
Bombillas Fluorescentes Usadas
Llantas Usadas
Envases de Plaguicidas Domésticos
Compostaje 55-
65%
Consumo Valoración
familiar Energética
420KWh/año
Valoración energética
http://www.educambiente.es/2011/04/prevenir-incendios-es-una-garantia-de.html
Atul Kumar 2017
Los plásticos tienen un contenido energético similar al fuel-oil y al gas natural y
superior al carbón, por lo que resulta muy útil, en los casos en los que no sea
eficiente el reciclado mecánico o químico, aprovechar ese potencial como
fuente de electricidad o calor.
CARBÓ
MATERIAL PLÁSTICO GAS NATURAL FUEL-OIL PAPEL
N
PODER
CALORÍFI
46 29 48 44 17
CO(MJ/KG
)
http://www.paisajelimpio.com/plasticosenergia.htm
http://sgpwe.izt.uam.mx/Curso/6315.Termodinamica-I-Ing.html
http://xavianet.files.wordpress.com/2007/07/grafico-solar-termodinamica.png
SISTEMAS
Cerrado no
entra ni sale
masa
Abiertos donde
sí puede entrar o
salir masa.
Aislado
http://spanish.alibaba.com/product-gs-img/de-acero-inoxidable-frasco-vac-o-botellas-y-termos-al-vac-o-697047529.html
Entendemos por
combustible todo
cuerpo que reacciona
con el O2 del aire
desprendiendo calor.
Que se necesita??????
Que se encienda con
facilidad
Posea un elevado poder
calorífico
Viable http://www.chimeneasdecoecologicas.info/pages/-CHIMENEAS.html
económicamente
Analizar su POTENCIAL
ENERGÉTICO.
Desde el punto de vista de la valorización energética de los
residuos, el primer factor que debe analizarse es su
potencial energético. Este factor se mide por el valor del
poder calorífico inferior (PCI), que proporciona una idea de
la energía que realmente se aprovecha del combustible.
http://www.noticiasmaquinaria.com/las-calderas-de-condensacion-junkers-alcanzan-una-eficiencia-de-hasta-el-109/
PODER CALORIFICO
C + O2 CO2
kcal/kg) (kcal/m3)
PODER CALORIFICO
SUPERIOR
Vapor de agua que proviene de:
a.) La humedad propia del combustible
b.) El agua formada por la combustión del hidrógeno del combustible.
C H
+ O2 N2 + CALOR
PCI
PCS
PODER CALORIFICO
INFERIOR
Considera que el vapor de agua contenido en los
gases de la combustión no condensa.
C H O2 N2 C02 H2O N2
+ + + CALOR
Calor de oxidación
del combustible
EL VAPOR DE AGUA CONTENIDO EN LOS
GASES DE COMBUSTION NO CONDENSA
PODER CALORIFICO
INFERIOR
PCI 103 (Kcal/Kg)
12
10
0
En las actividades industriales se emplean todo tipo de
combustibles: sólidos, líquidos y gaseosos.
http://www.mundo-geo.es/green-living/energia-renovable-biomasa-y-cogeneracion
Caracterización de los RSM como
combustibles
ANÁLISIS INMEDIATO
Determina los parámetros que afectan tanto a la combustión como a la pirolisis
Humedad
ANÁLISIS ELEMENTAL
Determina el contenido de elementos que se gasifican y/o
supondrán un aporte calorífico. % C, H, S, N, cenizas,
humedad (105°C), halógenos,
CONTENIDO ENERGÉTICO
Materia orgánica fermentable, Inertes y cenizas (Metales y
vidrio, entre otros), Materia combustible RDF
Fracción % WH %H Valor en PCI (Kcal/kg) Calor total (kcal/
Combustible seco kg comb)
𝑃𝐶𝑆𝑏𝑠 = (𝑀𝑂 + 𝑀𝑎𝑑𝑒𝑟𝑎 + 𝑝𝑎𝑝𝑒𝑙 + 𝑡𝑒𝑥𝑡𝑖𝑙𝑒𝑠 + 𝑜𝑟𝑑𝑖𝑛𝑎)% ∗ 4000 + 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 + 𝑐𝑎𝑢𝑐ℎ𝑜 + 𝑐𝑢𝑒𝑟𝑜 ∗ 9000
𝑃𝐶𝑆𝑏ℎ = (𝑀𝑂 + 𝑀𝑎𝑑𝑒𝑟𝑎 + 𝑝𝑎𝑝𝑒𝑙 + 𝑡𝑒𝑥𝑡𝑖𝑙𝑒𝑠 + 𝑜𝑟𝑑𝑖𝑛𝑎 − 𝐻)% ∗ 4000 + 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 + 𝑐𝑎𝑢𝑐ℎ𝑜 + 𝑐𝑢𝑒𝑟𝑜 ∗ 9000
http://www.bvsde.paho.org/eswww/proyecto/repidisc/publica/hdt/hdt017.html
http://www.ehowenespanol.com/reacciones-absorben-calor-info_244221/
http://masanve501.blogspot.com/2012_08_01_archive.html http://quimicosaurios.blogspot.com/
ENTROPIA
http://elrepublicanoliberal.blogspot.com/2013_05_05_archive.html
REACCION ENDOTERMICA
Se denomina reacción endotérmica a cualquier reacción química que
absorbe calor
http://www.tv411.org/en-espanol/ciencia/fotosintesis-ciencia-leccion/activity/1/1
REACCION EXOTERMICA
Reacción o proceso químico que desprende calor.
http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/14-termoquimica
∆𝐻°𝑐
𝑃𝐶𝑆 = ; con agua en estado liquido
𝑀𝑊
∆𝐻°𝑐
𝑃𝐶𝐼 = ; con agua en estado gaseoso
𝑀𝑊
Fuente: https://concepto.de/entalpia/#ixzz5ko8DC5y1
Formula de Dulong
base húmeda
base seca
Diagrama
de Tanner
A= %Combustibles
B= %No combustibles
C= % Agua
CALOR SENSIBLE
Es calor absorbido o cedido por una sustancia para elevar (o disminuir) su
T°C, siempre y cuando en el cambio no se hayan producido ni cambios de
estado ni reacciones.
Qs = m * Cpm * ∆T
Qs Calor sensible
m Masa de la sustancia
Cpm Calor especifico medio entre la Ti y Tf
∆T Gradiente de T
CALOR LATENTE
Es calor absorbido o cedido por una sustancia
cuando se produce un cambio de estado en la
misma.
QL = m * CL
QL Calor latente
m Masa de la sustancia
CL Calor unitario asociado al
cambio
Destrucción térmica de residuos
sólidos
Es el proceso mediante el cual las moléculas de un residuo toxico y
peligroso se rompen para originar otras de menor tamaño, o para dar
lugar a los productos finales de cualquier combustión orgánica.
Se busca liberar la energía almacenada y eliminar la toxicidad
Esta comprende
Combustión
Gasificación
Licuefacción
Oxidación húmeda
http://www.vichemgroup.com/es/product/tratamiento-de-residuos/pulvaporizator-vichem
Parámetros a tener en
cuenta
PC del residuo
Estado físico
Composición química:
residuo organoclarado,
nitrogenado, fosforado;
orgánicos o inorgánicos;
con o sin metales pesados.
Condicionamientos
económicos y
medioambientales.
http://www.veolia-environmentalservices.com/solutions/hazardous-waste/
𝜕𝐶
- = k*C
𝜕𝑡
C: concentración; t: tiempo; k: constante de velocidad de
primer orden
−𝐸
T = − ln 1−𝑁
𝑅 ∗ln
𝑉∗𝑡
Temperatura °C 1050
1000
950
900
850
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
http://www.rio-b.com/spanish/resultados_9residuoshospitalarios.htm
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358012/ContLin/leccin_30_desactivacin_de_residuos_hospitalarios.html
• Reducción del W de los
residuos vertidos
• Eliminación rápida y segura
• Control continuo y estricto de
las emisiones gaseosas
• Disminución del riesgo de
combustión espontanea
• Eliminación de vectores
Producción de dioxinas y
furanos
Preocupación
http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1794-
12372005000100007
Rendimientos energéticos habituales en una incineradora
Cantidad de energía que se puede generar
𝑀 ∗𝑃𝐶𝐼 ∗𝑛𝑡
𝐸𝑟𝑒𝑐 = Kw
860
nt = nc X ntu X ng
• Erec = energía recuperada
• M = flujo de masa de residuos kg/hora
• PCI = Poder Calorífico Inferior (Kcal/kg)
• nT= Eficiencia o rendimiento total de la planta
• 860 = factor de conversión Kcal/kW-hora
• nc = eficiencia de la caldera
• ntu = eficiencia de la turbina
• ng = eficiencia del generador
Mass Burninng
El residuo es incinerado en el mismo estado en el que llega a la planta.
A excepción de la separación de elementos voluminosos.
Temperaturas que oscilan entre 850 y 1000°C
http://www.seas.columbia.edu/earth/papers/global_waste_to_energy.html
Refuse derived fuel Incineración posterior a la
recuperación de materias
primas o compost
Consta de:
Secado: Al ingresar a los
hornos.
Desgasificación de HC
volátiles: A medida que
van avanzando los residuos,
la ↑°T, se produce la
destilación de los HC
después de los 205°C
Combustión: Cuando la T°C
del material alcanza la de
la ignición del C a 750 °C,
combustión, produciendo
http://www.gec.jp/waste/data/waste_C-5.html
calor, llama y gases.
Funcionamiento de una planta de
incineración
Área de control, almacenaje y carga de hornos
Área de combustión
Sistema de recogida, extracción y valoración de
escorias y cenizas volantes
Depuración y evacuación de gases
Principales gases evacuados
Óxidos de Azufre (SO2 y SO3)
Ácido Clorhídrico (HCl)
Monóxido de carbono procedente de combustión incompleta
(CO)
Óxidos de Nitrógeno (NOx)
Compuestos orgánicos, entre los que se encuentran dioxinas,
furanos, clorofenoles y clorobencios.
Metales pesados, tales como plomo, cadmio o mercurio, que
volatiliza tan sólo a 330 ºC.
Partículas sólidas de inquemados.
Vertederos Compostaje Incineración Reciclado
Paisajes Ocupación del Ocupación del Impacto visual; impide Impacto visual
suelo, suelo, impide otros otros usos
impide otros usos
usos