rellenos sanitarios

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rellenos sanitarios

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  • FACULTAD DE CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICAS

    UNIVERSIDAD DE CHILE

    DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA

    ME-6908 INTRODUCCIN AL TRABAJO DE TTULO

    MODELO PARA EL DISEO DE SISTEMAS DE

    CAPTACIN Y APROVECHAMIENTO DE BIOGS

    PRODUCIDO EN RELLENOS SANITARIOS.

    INFORME FINAL

    ME6908 INTRODUCCIN AL TRABAJO DE TTULO

    DANIEL LVARO LPEZ ARRIAZA

    PROFESOR GUA:

    LEONEL ALEJANDRO NEZ LAZO

    MIEMBROS DE LA COMISIN:

    PROFESOR CO-GUA:

    LVARO VALENCIA

    PROFESOR INTEGRANTE:

    BRUNO GROSSI

    Santiago, Chile

    21 de agosto de 2015

    LEDO Y APROBADO POR

    LEONEL NEZ L.

  • Resumen Ejecutivo

    Un relleno sanitario es una instalacin de eliminacin de residuos slidos en la cual se disponen residuos

    slidos domiciliarios y asimilables. Uno de los aspectos importantes de un relleno sanitario, es que, dentro

    este, ocurre la degradacin de los residuos slidos, generando como producto (de esta descomposicin) un

    gas rico en metano con gran valor energtico, que se denomina biogs.

    Esta tcnica utiliza principios de la ingeniera para confinar la basura en un rea lo ms estrecha posible,

    cubrindola con capas de tierra diariamente y compactndola para reducir su volumen.

    El objetivo de este trabajo de ttulo es desarrollar un modelo de ingeniera para el diseo, clculo y especi-

    ficacin de las posibles configuraciones de aprovechamiento energtico de biogs proveniente de rellenos

    sanitarios.

    Para lo anterior se definen los siguientes objetivos especficos: evaluar el estado del arte sobre sistemas de

    biogs proveniente de rellenos sanitarios; escoger un modelo de clculo de produccin de biogs y validarlo

    con datos de los rellenos sanitarios nacionales de El Molle y Osorno; y disear un sistema de biogs, inclu-

    yendo las obras de captacin de biogs y aprovechamiento energtico.

    La motivacin de este trabajo radica en proporcionar una contribucin bajo la forma de una gua bsica de

    diseo, tanto para rellenos sanitarios en operacin o como para otros que se realicen en el futuro, que eva-

    len alternativas de aprovechamiento energtico del biogs, como nueva oportunidad de negocio.

    En este informe se definen los objetivos y alcances del trabajo de ttulo; y se presentan los antecedentes

    sobre los fundamentos conceptuales requeridos. Adems se incluye una programacin de actividades y

    requerimiento de insumos esenciales para el desarrollo del trabajo de ttulo.

    Para evaluar un proyecto de aprovechamiento de biogs a largo plazo, se requiere la aplicacin de modelos

    de prediccin de tasa de generacin de biogs. Para la comprensin de los fundamentos tericos de estos

    modelos, es necesario realizar previamente un estudio de las reacciones biolgicas que ocurren dentro de

    un relleno sanitario y las variables que las afectan.

    En el ciclo de produccin de biogs en rellenos sanitarios, destaca la fase de descomposicin anaerbica,

    que es aquella en la que se produce el biogs de alto valor energtico. Esta etapa es la fase predominante

    en un relleno sanitario. La produccin de biogs depende de las condiciones de temperatura, pH y humedad

    y principalmente de la composicin y volumen de residuos depositados.

    Las posibilidades de aprovechamiento energtico del biogs se clasifican en proyectos de: generacin de

    electricidad y cogeneracin; uso directo como gas de medio-Btu en equipos trmicos; y conversin de bio-

    gs a un gas de alto-Btu para comercializarlo como combustible.

    La idoneidad de cada tecnologa depende de las caractersticas del relleno sanitario. En este informe se

    definen los criterios para seleccionar un grupo de tecnologas adecuadas en el contexto de los rellenos

    sanitarios nacionales. El modelo de configuraciones de aprovechamiento energtico solo considerar las

    alternativas presentes en el grupo de tecnologas que se seleccione.

  • Modelo para el diseo de sistemas de captacin y aprovechamiento de biogs producidos en rellenos sanitarios.

    Contenidos

    1 Introduccin ......................................................................................................... 1 1.1 Antecedentes Generales ................................................................................................................ 1

    1.2 Motivacin .................................................................................................................................... 2

    1.3 Objetivos ....................................................................................................................................... 2

    1.3.1 Objetivo Principal ................................................................................................................... 2

    1.3.2 Objetivos Especficos .............................................................................................................. 2

    2 Antecedentes ........................................................................................................ 3 2.1 Generalidades ................................................................................................................................ 3

    2.2 Residuos slidos urbanos .............................................................................................................. 3

    2.3 El relleno sanitario ........................................................................................................................ 4

    2.4 Emisiones del relleno .................................................................................................................... 4

    2.5 Factores que condicionan la produccin de biogs ....................................................................... 5

    2.6 Fases de la generacin del biogs ................................................................................................. 6

    2.7 Propiedades del biogs .................................................................................................................. 8

    2.8 Modelos de estimacin de produccin de biogs. ....................................................................... 10

    2.8.1 Modelo estequiomtrico ........................................................................................................ 10

    2.8.2 Modelos basados en la teora cintica ................................................................................... 11

    2.9 Tecnologas de utilizacin de biogs de relleno sanitario ........................................................... 12

    3 Metodologa .......................................................................................................13 3.1 Evaluacin estado del Arte ......................................................................................................... 13

    3.2 Seleccin de tecnologas ............................................................................................................. 13

    3.3 Desarrollo modelo de diseo....................................................................................................... 13

    3.4 Carta Gantt .................................................................................................................................. 13

    4 Recursos .............................................................................................................14 4.1 Recursos No Financieros ............................................................................................................ 14

    4.2 Recursos Financieros .................................................................................................................. 14

    5 Comentarios .......................................................................................................14

    6 Referencias .........................................................................................................15

  • Modelo para el diseo de sistemas de captacin y aprovechamiento de biogs producidos en rellenos sanitarios.

    Facultad de Ciencias Fsicas y Matemticas Universidad de Chile 1 de 15

    1 Introduccin

    1.1 Antecedentes Generales

    Un relleno sanitario es una instalacin de eliminacin de residuos slidos en la cual se disponen residuos

    slidos domiciliarios y asimilables, diseada, construida y operada para minimizar molestias y riesgos para

    la salud y la seguridad de la poblacin y daos para el medio ambiente, en la cual las basuras son compac-

    tadas en capas al mnimo volumen practicable y son cubiertas diariamente1

    La eliminacin segura y confiable de los residuos slidos urbanos ha sido una preocupacin de las autori-

    dades de salud y municipalidades, las cuales han sido responsables de estas actividades. Acorde con la

    realidad y posibilidades de Chile, las autoridades sanitarias han escogido el relleno sanitario como el m-

    todo de disposicin final para residuos slidos urbanos, debido a su bajo costo y los mnimos requerimientos

    tecnolgicos.

    El programa de mejoramiento de la disposicin sanitaria de los residuos slidos urbanos comienza en Chile

    con la habilitacin del relleno sanitario La Feria en 1977. Luego el Ministerio de Salud formula y pone en

    operacin, el ao 1980, el Programa Nacional de Residuos Slidos, estableciendo un programa priorizado

    de habilitacin de rellenos sanitarios en diferentes ciudades de las de regiones del pas. El relleno sanitario

    en Chile es el nico sistema de tratamiento para la disposicin final de residuos slidos urbanos.

    Un aspecto importante de un relleno sanitario, es que dentro este ocurre la degradacin anaerbica de los