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HERRAMIENTA DE CÁLCULO PARA EL DISEÑO Y EXPLOTACIÓN DE VERTEDEROS.
Joan Esteban Altabella*1 Francisco José Colomer Mendoza Antonio Gallardo Izquierdo.
XV CONFERENCIA ATEGRUS® SOBRE VERTEDEROS CONTROLADOS
*1altabell@uji.es
INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
Presentación
XV CONFERENCIA ATEGRUS® SOBRE VERTEDEROS CONTROLADOS
INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
Líneas de investigación enmarcadas en tres ámbitos: Ingeniería del Ciclo de Vida
Análisis del Ciclo de Vida (ACV) de productos y procesos.
Evaluación del impacto ambiental Proyectos de ingeniería (Instalaciones de eliminación de RSU)
Ingeniería de residuos Estudio de los modelos de gestión de RSU Desarrollo de nuevos modelos de gestión
En busca de soluciones más respetuosas con el medio ambiente.
Ingres@uji.es Grupo de Ingeniería de Residuos
Dto. Ingeniería Mecánica y Construcción Universitat Jaume I Castellón, España.
XV CONFERENCIA ATEGRUS® SOBRE VERTEDEROS CONTROLADOS
INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
I: LABWASTE II: PROBLEMÁTICA ACTUAL III: CASO DE ESTUDIO IV: PERSPECTIVAS DE FUTURO
Índice
XV CONFERENCIA ATEGRUS® SOBRE VERTEDEROS CONTROLADOS
INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
HERRAMIENTA DE CÁLCULO PARA LA SISTEMATIZACIÓN DE PROYECTOS DE VALORIZACIÓN Y ELIMINACIÓN DE RESIDUOS
CAPÍTULO I Datos Generales
CAPÍTULO II Vaso de vertido
CAPÍTULO III Estabilidad de taludes
CAPÍTULO IV Celdas unitarias
CAPÍTULO VI Gestión de lixiviados
CAPÍTULO V Gestión pluviales
CAPÍTULO VII Gestión de Biogás
CAPÍTULO VIII Cerramientos y
elementos auxiliares
CAPÍTULO IX Clausura y
mantenimiento
I
II
III
IV
XV CONFERENCIA ATEGRUS® SOBRE VERTEDEROS CONTROLADOS
INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
Prevención Reducir el incremento de envases.
Preparación para la reutilización Eliminar el sistema de usar y tirar.
Reciclado Incrementar la separación y eficacia de los sistemas de tratamiento.
Valorización, incluida la energética Implantar una red de instalaciones de valorización energética.
Eliminación Reducción de la cantidad de residuos vertidos. Biorresiduos
España
Gestión de residuos municipales *EUROSTAT, 2013. Municipal waste treatment by country 2013.
*EUROSTAT, 2013. Municipal waste generation and treatment.
Costes de promedios de vertido *1PEMAR, 2015. Pag 29 Costes promedios de gestión.
*2CEWEP, 2015. Landfill Taxes & bands.
*Art. 4 Directiva 2008/98/CE
*Art. 8 Ley 22/2011
DMR Jerarquía de residuos*
I
II
III
IV
Problemática actual: Gestión de residuos
Ante esta situación “eventual”: Se plantean medidas de prevención y gestión de residuos en España. (Fases de explotación). Directiva 2008/98/CE Ley 22/2011 Planes estatales, autonómicos y locales.
Objetivo I: Reducción del vertido de residuos
Art. 5 RD1481/2001 (PNIR 2008-2015)
Objetivo: 2016 -> Residuos Municipales Biodegradables (RMB) destinados a vertedero: 35% (4.176.950 t) respecto a los RMB generados en 1995 (11.934.142 t). * 5.632.390 (49%) 2013 EUROSTAT, 2013
Art. 15 Ley 22/2011 (PEPR 2014-2020)
Programa Estatal de Prevención de Residuos. Objetivo: 2020 -> Reducción del 10% de los residuos generados en 2010*
Art. 22 Ley 22/2011 (PEMAR 2015-2020)
Plan Estatal Marco Gestión de Residuos. Objetivo: 2020 50% Residuos domésticos: Preparación para la reutilización y reciclado. Estrategia de Reducción de Vertido de Residuos Biodegradables* *Implantación de recogida separada en origen de biorresiduos
Objetivo II: Potenciar las energías renovables, entre ellas, la fracción combustible de los RSU. Valorización energética de residuos municipales(15%)* * PEMAR, 2015. Pag 31 RSU de competencia municipal.
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INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
I
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Problemática actual: Objetivos
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INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
Hasta que se establezca un sistema de recogida separada de los bioresiduos. (3%)*1
*PEMAR, 2015 pag. 24 RSU de competencia municipal.
Hasta que exista una red de plantas de valorización energética de RSU o una demanda suficiente de combustible de hornos industriales. (10%)*1
*PEMAR, 2015 pag. 24 RSU de competencia municipal.
¿Qué podemos hacer con el flujo de rechazos?
Preparar los residuos para su posterior valorización. Se plantea posterior al TMB (Tratamiento Mecanico-Biológico) Valorización energética.
*1 PEMAR, 2015 pag 24. RSU de competencia municipal.
*2 Especificaciones técnicas CEN/CT 343
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Problemática actual: Introducción
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INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
Escenario 1: Vertido sin tratamiento previo (26%)* 2.400 kcal/kg - 2.700 kcal/kg ≈ (10, 89 MJ/kg)
Escenario 2: Vertido con tratamiento previo (34%)* Instalaciones de tratamiento 3.800 kcal/kg - 4.500 kcal/kg ≈(17,58 MJ/kg)
Escenario 3: Valorización energética del CDR/CSR* Hornos industriales Plantas valorización energética 5.200 kcal/kg – 6.000 kcal/kg ≈ (24,28 MJ/kg)
Escenario 4: Valorización energética en masa RSU* Plantas valorización energética 2.400 kcal/kg - 2.700 kcal/kg ≈ (10, 89 MJ/kg) Considerando un proceso de biosecado previo > PCI
*PEMAR, 2015 pag 24. RSU de competencia municipal.
91 instalaciones de tratamiento (triaje, triaje y compostaje, triaje, biometanización y compostaje). 10 Instalaciones de valorización energética.
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Problemática actual: Introducción
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Situación general de las Comunidades Autónomas
Actualmente no se cumple el principio de autosuficiencia y proximidad*. Las limitaciones, la presión social y la falta de entendimiento político no ha permitido el desarrollo de una red integrada de instalaciones.
Caso de estudio: Un vertedero tipo
RESULTADOS
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*Art 9 Ley 22/2011
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INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
747.625
1.660.627
3.844.930
0
1.881.599
2.712.415
13
28
65
0
10
20
30
40
50
60
70
0
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2.500.000
3.000.000
3.500.000
4.000.000
4.500.000
PTC WtECSR WtERSU
Vid
a ú
til del depóstito
(años)
Rechazos tra
tdos (t)
Tipo de planta
Rechazos tratados Generación energía eléctrica Vida útil del depósito
Se obtienen rechazos compuestos principalmente por material con alto contenido energético y baja humedad. CDR/CSR. PCI entorno: 17,58 MJ/kg (4.200 kcal/kg)
De la fracción resto recogida: Tratamiento (50%), Valorización energética (8%) , Depósito en vertedero: (42%)* *ATEGRUS, 2015
81.309
59.355
24.050
10.387 6
13
28
65
0
10
20
30
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70
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
90.000
Sin tratamiento TMB Con tratamiento TMB Valorización energética CDR/CSR
Valorización energética rechazos masa
(años)
(tom
ela
das)
Escenarios
Residuos eliminados (t/año) Vida útil del vertedero (años)
Caso de estudio: Un vertedero tipo Comunidad Valenciana
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Objetivo: Almacenar y conservar el potencial energético.
Escenario 2: Tratamiento Mecánico Biológico (TMB)
Anexo I (RD 1481/2001)
*Inconveniente: Pérdida constante de potencial energético en forma de biogás. Emitido antes de su captación.
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Caso de estudio: Un vertedero tipo Comunidad Valenciana
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INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
Fuente: Agencia Estatal de Meteorología AEMET*2
Si no controlamos la infiltración: Se incrementa la generación de lixiviados, la degradación anaeróbica de los residuos y la emisión de GEI. Menor aprovechamiento del biogás y menor potencial energético de los residuos por arrastre del árido de las capas de cobertura.
Dependencia condiciones climatológicas de la zona
Marzo de 2014 Marzo de 2015 Sobrecoste
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Caso de estudio: Un vertedero tipo Comunidad Valenciana
*1 Coste promedio considerando que no existe planta de tratamiento interna. *2 Informe mensual climatológico. Marzo 2015.
Vertedero en área
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División del vaso en celdas hidráulicamente independientes.
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Rain-flap
Menor fase de explotación. Menor emisión de metano a la atmósfera. Mayor aprovechamiento de biogás
Caso de estudio: Un vertedero tipo Medidas preventivas
Canal perimetral
Cunetas talud interno
División celda
Cuneta fondo vaso
Vertedero en área
Frente de vertido
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INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
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Caso de estudio: Un vertedero tipo Medidas preventivas
Si planteamos en la fase de explotación la división hidráulica de la celda principal y controlamos la infiltración de agua de lluvia se podrá implantar un nuevo modelo de gestión.
No hay que olvidar que el vertedero presenta un periodo de mantenimiento postclausura de 30 años. (Art 14. RD 1481/2001)
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INFLUECIA DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA GESTIÓN DE VERTEDEROS
Vertedero biorreactor (bioreactor landfill) y minería de vertederos (landfill mining) Tres fases de gestión
Perspectiva de futuro: Modelo de gestión sostenible I
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Esta transformación tiene que venir acompañada de cambios muy importantes en la gestión.
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Minería de vertederos
Inerte ≤ 50% Poder calorífico almacenado
PCI 3.300 kcal/kg ≥ 15% Poder calorífico almacenado
PCI 7.500 Kcal/kg ≥ 25% Poder calorífico almacenado* * SIGNUS, 2015
Vertedero biorreactor
Tratamiento Mecánico-Biológico
Control de la infiltración de agua
Pozos verticales y horizontales para recirculado
Perspectiva de futuro: Modelo de gestión sostenible I
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La solución: La combinación sostenible de todos los sistemas
Programación
Establecer una red de instalaciones fija.
0
1.000.000
2.000.000
3.000.000
4.000.000
5.000.000
6.000.000
2.01
5
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8
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1
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4
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7
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0
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3
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6
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9
2.04
2
2.04
5
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8
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1
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4
2.05
7
2.06
0
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3
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6
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9
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2
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5
2.07
8
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1
2.08
4
2.08
7
2.09
0
2.09
3
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6
2.09
9
2.10
2
Capacid
ad v
olu
métr
ica
dem
andada (
m3)
Vertedero convencional Vertedero sostenible
Perspectiva de futuro: Modelo de gestión sostenible I
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• Optimizar el diseño y la gestión de los vertederos: Reducir el impacto ambiental. Reducción de gases de efecto invernadero. Reducir la superficie de explotación. Aprovechamiento de biogás. Establecer una red integrada de instalaciones fija. Recuperar la celda al final de la vida útil. Gestión sostenible. Máximo aprovechamiento de los recursos contenidos en los residuos. Valorización energética. Reducir el coste y facilitar la toma de decisiones en la gestión de los vertedero. LABWASTE
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Conclusiones:
Gracias por su atención
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Joan Esteban Altabella*1 Francisco José Colomer Mendoza Antonio Gallardo Izquierdo.
*1altabell@uji.es