COMPARACIÓN DE DISTINTOS ESCENARIOS DE...

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES

TRABAJO FIN DE GRADO

COMPARACIÓN DE DISTINTOS ESCENARIOS DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS URBANOS EN LA CIUDAD DE MADRID MEDIANTE

LA METODOLOGÍA DE LA HUELLA DE CARBONO

Madrid, febrero 2018

AUTORA:

Elena Montejano Nares

Elena Montejano Nares

A mis tutores, Javier Pérez y Juan Manuel de Andrés,

a mis compañeros y amigos

y a mi familia.

Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales - UPM

Comparación de escenarios de tratamiento de RU en Madrid mediante la metodología de la HC

Elena Montejano Nares 1

RESUMEN

El objeto del proyecto es el análisis de la huella de carbono (HC) de los distintos tratamientos de valorización y eliminación de los residuos municipales de la ciudad de Madrid, con el fin de determinar el impacto sobre el cambio climático (CC).

A través de la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) se cuantifican las emisiones de los gases de efecto invernadero (GEI) correspondientes a cada uno de los tratamientos de gestión de residuos que se realizan actualmente en el Parque Tecnológico de Valdemingómez (PTV).

Dichos tratamientos son la clasificación y separación de materiales, la biometanización o digestión anaerobia, la incineración o valorización energética, el compostaje y la eliminación en vertedero.

Además de las emisiones directas, dentro de las cuales se incluyen las asociadas al consumo de combustible y las asociadas al proceso en sí, este estudio tiene en cuenta las emisiones indirectas debidas al consumo de electricidad y las emisiones evitadas que corresponden a la recuperación de materiales, la generación de energía eléctrica y la generación de productos sustitutivos de otros con emisiones asociadas.

Partiendo de cómo se llevaba a cabo la gestión de los residuos en la ciudad de Madrid en el año 2014 (escenario base), se plantean distintos escenarios hipotéticos (e ideales) en los que se destinan los residuos a tratamientos determinados y se estiman así las emisiones de GEI asociadas a cada uno de ellos.

En el primer escenario se mandan todos los residuos a incineración, suponiendo que se produce energía eléctrica con el mismo rendimiento que en el escenario base y teniendo en cuenta el aumento de combustible auxiliar requerido.

En el segundo escenario se deposita la totalidad de los residuos en el vertedero, recuperando el biogás que se genera. Este biogás se aprovecha en motores estacionarios para generar energía eléctrica.

En el tercer escenario se destina la fracción orgánica de los residuos a la planta de biometanización, y el digesto producido en dicho tratamiento se trata en la planta de compostaje. El biogás generado en la biometanización se recupera y se trata adecuadamente de manera que una parte pueda ser aprovechada energéticamente junto con el gas de vertedero y la otra parte se introduzca como biometano en la red de distribución de gas natural. La fracción de residuos que no es orgánica ni se recupera en la planta de separación y clasificación se deposita en el vertedero.

Todos los escenarios planteados consideran como fracciones de entrada a tratamiento las fracciones de resto y envases (contenedores gris y amarillo de la Comunidad de Madrid), las cuales contienen a su vez distintos materiales: vidrio, papel y cartón, plástico, materia orgánica, textil, metales, etc.

Estos escenarios se analizan para evaluar el impacto ambiental sobre el cambio climático asociado a distintas formas de gestión de residuos.

En la Figura 1 se muestra para el escenario de 2014 el peso de las emisiones directas (ED), emisiones indirectas (EI) y emisiones evitadas (EE) en el total.

2 Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales - UPM

Figura 1. Emisiones directas, indirectas y evitadas correspondientes al escenario de 2014

En la Figura 2 se muestra la HC asociada a cada uno de los escenarios planteados.

Figura 2. Comparación de la HC asociada a cada escenario

La HC del escenario base de 2014 supone una reducción de 40% respecto a la del escenario hipotético más desfavorable, que es aquel en el que todos los residuos son depositados en el vertedero. Por otra parte, el escenario que prioriza tratamientos biológicos resulta ser el escenario que lleva asociada una menor HC.

La comparación de los resultados obtenidos para los distintos escenarios muestra que, desde el punto de vista de impacto sobre el CC, las mejores vías de gestión de los residuos son aquellas que combinan tratamientos biológicos y la recuperación de materiales reciclables.

408

14

-154

268

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

Escenario 2014

kt

CO

2 e

q

ED EI EE Total

294 321

487

128

0

100

200

300

400

500

600

2014 Inc Vert Bio

kg

CO

2 e

q/t

re

sid

uo

Comparación de escenarios de tratamiento de RU en Madrid mediante la metodología de la HC


ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 5

1.1. PROBLEMÁTICA DE LOS RESIDUOS ...................................................................... 5

1.2. PARQUE TECNOLÓGICO DE VALDEMINGÓMEZ ................................................... 7

1.3. ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA, CAMBIO CLIMÁTICO Y HUELLA DE CARBONO 13

1.4. CONTEXTO SOCIAL, ECONÓMICO, CULTURAL Y AMBIENTAL .......................... 14

2. OBJETIVO Y ALCANCE ................................................................................................... 15

3. METODOLOGÍA ............................................................................................................... 17

3.1. CASO DE ESTUDIO ................................................................................................. 17

3.2. ESCENARIO DE 2014 .............................................................................................. 19

3.2.1. Emisiones directas ............................................................................................. 19

3.2.1.1. Biometanización y compostaje ................................................................... 19

3.2.1.2. Incineración ................................................................................................. 20

3.2.1.3. Vertedero ..................................................................................................... 24

3.2.1.4. Consumo de combustible ........................................................................... 26

3.2.2. Emisiones indirectas .......................................................................................... 27

3.2.3. Emisiones evitadas ............................................................................................ 28

3.3. ESCENARIO 1: INCINERACIÓN .............................................................................. 31




3.4. ESCENARIO 2: VERTEDERO .................................................................................. 33




3.5. ESCENARIO 3: BIOLÓGICO .................................................................................... 34




4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.......................................................................................... 37

4.1. ESCENARIO DE 2014 .............................................................................................. 37





4.2. ESCENARIO 1: INCINERACIÓN .............................................................................. 40




4.3. ESCENARIO 2: VERTEDERO .................................................................................. 41




4.4. ESCENARIO 3: BIOLÓGICO .................................................................................... 42




4.5. RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................... 44

4.5.1. Análisis del escenario base de 2014 ................................................................. 44

4.5.2. Análisis y comparación de todos los escenarios ............................................... 47

5. CONCLUSIONES ............................................................................................................. 51

6. LÍNEAS FUTURAS ........................................................................................................... 53

7. IMPLICACIONES AMBIENTALES, POLÍTICAS, SOCIALES Y ECONÓMICAS ............. 55

8. BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 57

9. PLANIFICACIÓN TEMPORAL Y PRESUPUESTO.......................................................... 61

9.1. PLANIFICACIÓN TEMPORAL .................................................................................. 61

9.1.1. EDP .................................................................................................................... 61

9.1.2. Diagrama de Gantt ............................................................................................. 62

9.2. PRESUPUESTO ........................................................................................................ 63

10. ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................................... 65

11. ÍNDICE DE TABLAS ......................................................................................................... 67

12. ABREVIATURAS, UNIDADES Y ACRÓNIMOS ............................................................... 69

13. GLOSARIO ....................................................................................................................... 71

Comparación de escenarios de tratamiento de RU en Madrid mediante la metodología de HC


1. INTRODUCCIÓN

1.1. PROBLEMÁTICA DE LOS RESIDUOS

Toda actividad humana es potencialmente susceptible de producir residuos. Por su importancia en el volumen total destacan los residuos agrícolas, los producidos por las actividades mineras, los derivados de la industria, los residuos urbanos y en último lugar los derivados de la producción de energía (ICTA, 2016).

La proporción de cada tipo de residuo depende de la estructura económica de los países, pero en general se observa que un mayor grado de desarrollo lleva asociado un mayor peso en el conjunto total de la suma de los residuos industriales y urbanos.

Los residuos sólidos urbanos (RSU) se definen en la Ley de Residuos como los generados en los domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios, así como todos aquellos que no tengan la calificación de peligrosos y que por su naturaleza o composición puedan asimilarse a los producidos en los anteriores lugares o actividades.

Tienen también la consideración de residuos urbanos según la citada ley, los siguientes:

Residuos procedentes de la limpieza de vías públicas, zonas verdes, áreas recreativas y playas.

Animales domésticos muertos, así como muebles, enseres y vehículos abandonados.

Residuos y escombros procedentes de obras menores de construcción y reparación domiciliaria.

La producción de residuos y su vertido incontrolado es causa de graves afecciones ambientales:

Contaminación de suelos

Contaminación de acuíferos por lixiviados

Contaminación de las aguas superficiales

Emisión de gases de efecto invernadero fruto de la combustión incontrolada de los materiales allí vertidos

Ocupación incontrolada del territorio generando la destrucción del paisaje y de los espacios naturales

Creación de focos infecciosos y proliferación de plagas de roedores e insectos

Producción de malos olores

En España los residuos municipales generados en los hogares, comercios y pequeñas industrias han supuesto en 2014 más de 18,1 millones de toneladas, lo que representa 450 kg/habitante y año (EUROSTAT, 2017). Los municipios son los que se encargan de su recogida y tratamiento.

1. INTRODUCCIÓN


La gestión de los residuos comprende distintas etapas (CONAMA, 2014):

- Separación en origen - Almacenamiento en el ámbito de recogida - Recogida - Almacenamiento intermedio - Tratamiento para reciclado, valorización y vertido

Los tratamientos para la valorización y eliminación de residuos se encuadran en el marco común de la jerarquía de residuos que emana de la Ley 22/2011 de residuos. En ella se prima la prevención, la reutilización, el reciclaje y otras formas de valorización y por último la eliminación de residuos. Estos principios contribuyen a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero en el sector, y así lo refleja la propia ley.

Tanto la Ley de Residuos como los planes y programas, a nivel estatal o autonómico, establecen diferentes objetivos para alcanzar los retos planteados en el marco de la Estrategia europea 2020. Este enfoque se ha reforzado con la adopción del Nuevo paquete de economía circular de la Comisión Europea. Estos objetivos, como se indica en los propios planes, contribuyen a la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.

Un 5% de las emisiones de gases de efecto invernadero de España en el año 2014 correspondieron a este sector, mientras que el peso aumenta al 8% dentro del conjunto de los sectores difusos (MAPAM, 2017). En 2014 su contribución fue de 15,7 Mt CO2 eq. Si se analiza desde una perspectiva histórica, las emisiones del sector han ido aumentando desde 1990, aunque se está iniciando un cambio de tendencia hacia la reducción, acorde a los objetivos de la planificación de residuos.

Las emisiones procedentes de los vertederos representan más del 80% de las emisiones del sector. Para interpretar este hecho es importante tener en cuenta que los residuos orgánicos depositados en los vertederos, se van descomponiendo en condiciones anaerobias generando metano durante periodos de tiempo superiores a los 20 años; por ello, gran parte de las emisiones actuales son heredadas, ya que proceden de residuos depositados en décadas previas. Para evitar que el metano se emita a la atmósfera, se instalan sistemas de captación, generalmente al clausurar el vertedero.

Durante las últimas décadas, la sociedad ha ido tomando conciencia de la necesidad urgente de adoptar estrategias de desarrollo sostenible que permitan disminuir los impactos negativos del desarrollo sobre el medio ambiente. La gestión de los residuos urbanos es una parte esencial de estas estrategias, ya que influye de manera decisiva en la sostenibilidad ambiental de las ciudades. Dicha gestión está hoy sujeta a una legislación estricta, circunstancia que, unida a los notables avances técnicos realizados, ha permitido minimizar su incidencia ambiental y que de los tratamientos aplicados a los residuos se deriven múltiples beneficios ambientales.



1.2. PARQUE TECNOLÓGICO DE VALDEMINGÓMEZ

Los residuos municipales generados por los ciudadanos de la ciudad de Madrid son íntegramente gestionados por su ayuntamiento, quien se encarga de su recogida, transporte y gestión. Estos residuos se dividen en cuatro fracciones principales: fracción resto (F1, incluyendo la materia orgánica), envases ligeros (F2), papel y cartón (F3) y vidrio (F4). Adicionalmente, existen recogidas específicas para otras fracciones minoritarias como son pilas y baterías, muebles y enseres, animales domésticos muertos, residuos de aparatos eléctricos y electrónicos, medicinas, ropa, etc.

De las cuatro principales fracciones, F1 y F2 son íntegramente gestionadas en el Parque Tecnológico de Valdemingómez (PTV) y, por tanto, las que se tendrán en cuenta en el estudio.

A continuación, se muestra la composición media de los distintos materiales que se han encontrado en estos últimos años en la bolsa de restos y envases (Ayuntamiento de Madrid, 2016):

Figura 3. Composición media de materiales en las bolsas F1 y F2 en los últimos años (DGPTV, 2014)

Los procesos desarrollados en el PTV suponen numerosos e importantes beneficios ambientales. La mejora de estos beneficios depende, en buena medida, de la colaboración ciudadana para realizar una correcta separación de los residuos que facilite la recuperación de todo lo aprovechable. De este modo, aumentará la eficacia de los tratamientos aplicados y, con ello, sus efectos favorables sobre el medio ambiente.

1. INTRODUCCIÓN


Estos efectos son fundamentalmente:

Conservación de recursos naturales

Ahorro energético

Disminución de la contaminación por desechos sólidos en el suelo, el agua y el aire

Aumento del tiempo de vida útil de los rellenos sanitarios

Una población más sana y con mayor capacidad de organización

Posibilidad de ingresos económicos por la comercialización de los desechos

Ahorro de fertilizantes

Generación de micro y pequeñas empresas

El origen del PTV, situado al sur de Madrid en el distrito de Villa de Vallecas, se remonta a finales de la década de los setenta, un período en el que los residuos prácticamente no tenían más destino que el vertedero. La primera instalación del Parque fue el antiguo vertedero de Valdemingómez, que estuvo operativo durante el período 1978-2000.

En 1982 entró en funcionamiento el primer centro de separación, clasificación y compostaje (Centro La Paloma). Posteriormente fueron incorporándose nuevos centros de tratamiento –Las Lomas, Las Dehesas, La Galiana y el nuevo Centro La Paloma-, equipados siempre con las mejores tecnologías disponibles en cada momento, y diseñados para hacer frente a las necesidades presentes y futuras en materia de residuos de la ciudad de Madrid.

El hito más reciente en esta estrategia de desarrollo se sitúa en 2008, con la puesta en funcionamiento de una nueva planta de separación y clasificación, dos de biometanización, otra de compostaje y una planta de tratamiento de biogás de biometanización.

El parque comprende un amplio conjunto de instalaciones integrado por cinco centros de tratamiento: La Paloma, Las Lomas, Las Dehesas, La Galiana y un centro de Biometanización. Este último consta de dos plantas en las que se trata la fracción orgánica de los residuos urbanos y una planta de tratamiento del biogás producido. Los centros de tratamiento incluyen distintas tecnologías de gestión de los residuos urbanos: separación y clasificación, compostaje, valorización energética de rechazos y biogás, depósito en vertedero controlado, incineración y biometanización de residuos orgánicos.



Figura 4. Adaptación propia del esquema del Parque Tecnológico de Valdemingómez (DGPTV, 2014)

Cada una de las instalaciones del parque comprende distintos tratamientos:

Las Lomas: planta de clasificación y recuperación de materiales para F1, y planta de valorización energética y planta de compostaje.

Figura 5. Esquema del centro Las Lomas (DGPTV, 2014)

Las Lomas

Vertedero

las Dehesas

La Galiana

Planta de

tratamiento

de biogás

Biogás de

biometanización

Biogás de

biometanizaciónLa Paloma

Re

ch

azo

s

ENTRADAS

DIRECTAS

BIOGÁS

ANTIGUO VERTEDERO

VALDEMINGÓMEZ

BOLSA

RESTOS

BOLSA

EMBASES

Materiales

reciclables

y compost

Las Dehesas

BOLSA RESTOS

BOLSA RESTOS

BOLSA EMBASES

RESIDUOS

VOLUMINOSOS

ANIMALES

MUERTOS

Energía eléctrica

Red general de distribución

Materiales

reciclables

y compostEnergía

eléctrica

Cenizas a vertedero de

seguridad

Escorias

1. INTRODUCCIÓN


La Paloma: planta de separación y clasificación de materiales para F1 y F2, planta de biometanización, planta de compostaje y afino, zona de compactación de rechazos, planta de lixiviados y planta de tratamiento de biogás.

Figura 6. Esquema del centro La Paloma (DGPTV, 2014)

Las Dehesas: planta de separación y clasificación de materiales para F1 y F2, planta

de compostaje y afino, planta de biometanización, planta de incineración, planta de lixiviados, planta de tratamiento de plásticos, área de tratamiento de voluminosos y vertedero.

Figura 7. Esquema del centro Las Dehesas (DGPTV, 2014)



La Galiana: vertedero clausurado con recuperación de biogás generado y valorización energética del mismo para producción de energía eléctrica.

Figura 8. Esquema del centro La Galiana (DGPTV, 2014)

Los distintos tratamientos del PTV distribuidos en las instalaciones anteriores son los siguientes:

o Biometanización

La biometanización es un proceso biológico de digestión anaerobia, cuyo objetivo es transformar la fracción orgánica seleccionada en las plantas de separación en dos productos: biogás y digesto. El biogás es una valiosa fuente de energía, mientras que el digesto constituye una excelente materia prima para la fabricación de abono (compost). Aproximadamente el 80% del biogás generado se aprovecha en el propio parque junto con el biogás de vertedero para generar energía eléctrica y el otro 20% se depura, concentra e inyecta en la red de distribución de gas natural.

o Compostaje

El compostaje es un proceso de oxidación biológica bajo condiciones controladas de humedad, temperatura y aireación. Los microorganismos utilizan el carbono y nitrógeno disponibles en los residuos orgánicos, liberando energía por la actividad metabólica y produciéndose gracias a una serie de reacciones bioquímicas, agua, dióxido de carbono y sales minerales. Durante este proceso, la materia orgánica heterogénea es transformada en compost que se utiliza como enmienda orgánica en el suelo, con el fin de mejorar su estructura, como fertilizante orgánico y como sustrato para la producción de plantas, entre otros usos (Francou et al, 2005).

1. INTRODUCCIÓN


o Valorización energética

La incineración de residuos es la oxidación de las materias combustibles contenidas en el residuo. Durante la incineración, se generan gases de combustión que contienen la mayoría de la energía de combustión disponible en forma de calor. Las sustancias orgánicas de los residuos se queman al alcanzar la temperatura de ignición necesaria y entrar en contacto con oxígeno. El proceso de combustión en sí se produce en la fase gaseosa en fracciones de segundo y libera energía de forma simultánea. Cuando el poder calorífico del residuo y el suministro de oxígeno es suficiente, esto puede producir una reacción térmica en cadena y combustión autoalimentada, es decir, que no requiere la adición de otros combustibles.

o Eliminación en vertedero

El vertedero sanitario o controlado es un depósito final de residuos autorizado por el gobierno municipal. Su impacto en el medio ambiente depende de la eficacia de las medidas tomadas por el organismo responsable. Para minimizar la contaminación se llevan a cabo medidas como la impermeabilización de la superficie que evita que los contaminantes lleguen al suelo natural y agua subterránea, y la recuperación del biogás generado por la descomposición de los residuos. Para que este biogás se produzca es necesario un entorno anaeróbico que permita a los microorganismos biodegradar la materia orgánica.



1.3. ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA, CAMBIO CLIMÁTICO Y HUELLA DE

CARBONO

Para el cálculo de las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a los tratamientos de gestión de residuos se puede aplicar la metodología de análisis de ciclo de vida (ACV) con el fin de evaluar el impacto ambiental en cambio climático (CC).

La norma ISO 14040:1997 (ISO, 1997) establece que “el ACV es una técnica para determinar los aspectos ambientales e impactos potenciales asociados con un producto, lo cual se efectúa recopilando un inventario de las entradas y salidas relevantes del sistema; evaluando los impactos ambientales potenciales asociados a esas entradas y salidas, e interpretando los resultados de las fases de inventario e impacto en relación con los objetivos del estudio”. La metodología considera una serie de fases de trabajo interrelacionadas, que siguen una secuencia más o menos definida, aunque en ocasiones es posible realizar un estudio no tan ambicioso obviando alguna fase. De acuerdo con la ISO 14040, el ACV consta de cuatro fases: definición de los objetivos y el alcance, análisis del inventario, evaluación del impacto e interpretación de resultados.

La principal función del ACV es la de brindar soporte para tomar las decisiones que se relacionan con productos o servicios; y más específicamente, la de conocer las posibles consecuencias ambientales relacionadas con el uso de un producto o con la configuración y utilización de un servicio.

Uno de los impactos ambientales considerados en el ACV es el impacto sobre el cambio climático. Según la Convención Marco de Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC, 1992) se entiende por cambio climático un cambio de clima atribuido, directa o indirectamente, a la actividad humana, que altera la composición de la atmósfera mundial, y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante periodos de tiempo comparables.

La huella de carbono (HC) es una medida de la cantidad total de emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero causados de forma directa e indirecta, por un individuo, actividad, organización o producto a lo largo del ciclo de vida del mismo. (Carbon Trust, 2008).

Hoy en día, casi todas las actividades que se realizan (movilidad, alimentación, transporte…) y los bienes utilizados llevan asociados un consumo de energía, lo que implica una contribución a la generación de emisiones de GEI.

Es por ello que la huella de carbono representa un indicador para la contribución de las organizaciones a ser entidades socialmente responsables y un elemento más de concienciación para la asunción entre los ciudadanos de prácticas más sostenibles.

La medición de la huella de carbono de un producto identifica las fuentes de emisiones de GEI asociadas a dicho producto. Por lo tanto, esto permite definir mejores objetivos, políticas de reducción de emisiones más efectivas e iniciativas de ahorro de costo mejor dirigidas, todo ello consecuencia de un mejor conocimiento de los puntos críticos para la reducción de emisiones. Además, en el caso de las organizaciones, contribuye a demostrar ante terceros, su compromiso con la responsabilidad social y ambiental, mejorando su reputación en el mercado.

Un estudio de HC es un ACV simplificado que se rige por las normas ISO específicas: ISO 14064 (ISO, 2012), ISO 14065 (ISO, 2013), ISO 14066 (ISO, 2006), ISO 14067 (ISO, 2013) e ISO 14069 (ISO, 2015).

1. INTRODUCCIÓN


1.4. CONTEXTO SOCIAL, ECONÓMICO, CULTURAL Y AMBIENTAL

o Contexto socio-económico

El creciente nivel de desarrollo e industrialización mundial se traduce en un aumento de la cantidad de residuos producidos por habitante, y más especialmente en la producción de residuos urbanos.

Paralelamente, el crecimiento acelerado de la urbanización está originando la formación de grandes áreas metropolitanas donde una elevada densidad de población genera la producción de grandes volúmenes de residuos urbanos en espacios relativamente pequeños.

El desarrollo económico, la industrialización y la implantación de modelos económicos que basan el crecimiento en el aumento sostenido del consumo, han supuesto una variación muy significativa en la composición de los residuos y de las cantidades en que son producidos. Se han incorporado materiales nuevos como los plásticos, de origen sintético, han aumentado su proporción otros como los metales, los derivados de la celulosa o el vidrio, que antes se reutilizaban abundantemente y que ahora se desechan en mayor medida.

o Contexto socio-cultural

La ciudad de Madrid constituye el núcleo urbano más poblado de España. Según los datos publicados por Anuario Estadístico 2014 del Ayuntamiento de Madrid, la población empadronada arroja una cifra de 3.165.235 habitantes para dicho año y cubre una superficie de 604,3 km2.

Según el Instituto Nacional de Estadística (2014) las tasas españolas de natalidad y densidad de población se encuentran en una continua disminución desde el año 2011. De esta forma, la población española se reduciría de 46,77 millones de habitantes en 2014 a 44,1 millones en el año 2023. El descenso de la natalidad y el envejecimiento poblacional repercuten directamente sobre la generación de residuos. Cuanta menos población menos consumo y, por consiguiente, menos producción de deshechos.

El aumento en la concienciación sobre la importancia del desarrollo sostenible y la conservación del medio ambiente fomenta economías circulares que promueven la reducción en la generación de residuos así como su reutilización y reciclado. Así mismo, el aumento en la preocupación por los contaminantes emitidos a la atmósfera hace que cobre mayor importancia la gestión de tratamiento de residuos.

El nivel de educación de la población es cada vez mayor, un indicador favorable para el desarrollo de las plantas de tratamiento de residuos y de sus respectivas tecnologías.

o Contexto ambiental

Si bien casi la totalidad de este proyecto podría considerarse presentada desde un enfoque ambiental, cabe destacar en este apartado que el tratamiento de residuos minora los problemas mencionados con anterioridad que resultan del vertido de residuos al medio ambiente (fundamentalmente, emisiones de GEI y ocupación del suelo).

Respecto a los impactos negativos, aunque este trabajo analiza únicamente el impacto de cambio climático, el tratamiento de residuos supone más impactos medioambientales como la contaminación de los suelos, la destrucción de la capa de ozono, la acidificación o la eutrofización.



2. OBJETIVO Y ALCANCE

Los principales objetivos del proyecto son

La determinación de la huella de carbono (HC) de los tratamientos de residuos urbanos en la ciudad de Madrid, esto es, el cálculo de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) asociadas.

La comparación de la situación actual frente a otros escenarios alternativos planteados.

Las fracciones de residuo consideradas son la fracción de resto (F1) y la fracción de envases (F2) correspondientes a los contenedores gris y amarillo, respectivamente.

Los distintos tratamientos de gestión de residuos objeto de estudio son aquellos que actualmente se llevan a cabo en el PTV: la separación y clasificación de materiales, la biometanización, el compostaje, la incineración y la disposición en vertedero controlado.

Los escenarios planteados son: un escenario real correspondiente a la gestión de residuos en el Parque Tecnológico de Valdemingómez en el año 2014 y tres escenarios hipotéticos (e ideales) en los que se tratan los residuos de manera distinta.

Se ha escogido como año de referencia el 2014 puesto que, cuando se inició el proyecto, era el último año del que se disponía de mayor cantidad de información. Sin embargo, no se han producido cambios importantes en el parque ni en la manera en que se tratan los residuos en los últimos años. Esto permite analizar los escenarios con la intención de evaluar si se está siguiendo un procedimiento adecuado en la actualidad desde el punto de vista de las emisiones de GEI. Los otros tres escenarios alternativos son:

▫ Escenario de Incineración: la totalidad de los residuos entrantes se destina a la planta de incineración. El rendimiento de valorización energética es el mismo que en el escenario base y se tiene en cuenta el aumento de combustible auxiliar requerido.

▫ Escenario de Vertedero: la totalidad de los residuos entrantes se deposita en el vertedero. El biogás que se genera es recuperado y aprovechado energéticamente.

▫ Escenario Biológico: la fracción orgánica de los residuos se trata en la planta de biometanización y el digesto producido se destina a la planta de compostaje. El biogás generado en la biometanización se recupera y trata de manera que una parte pueda ser aprovechada energéticamente junto con el biogás de vertedero y la otra parte se introduzca en la red de gasificación como biometano. La fracción de residuos que no es orgánica ni se recupera en la planta de separación y clasificación se deposita en el vertedero.

Para este escenario se ha contemplado la biometanización como tratamiento principal frente al compostaje puesto que, para una ciudad urbana como Madrid, resulta más interesante el aprovechamiento energético del biogás que el empleo de compost como fertilizante. Aún así, se incluye también el compostaje para tratar la enmienda orgánica procedente de la biometanización.

Para satisfacer estos objetivos se ha de profundizar en la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y en el concepto de las distintas emisiones consideradas: directas, indirectas y evitadas.

2. OBJETIVO Y ALCANCE


En este estudio se utiliza como unidad funcional una tonelada de residuo urbano tratado. Así, las emisiones de GEI se expresan como kg de CO2 eq/t residuo.

Respecto al alcance geográfico, se contemplan los residuos generados en la ciudad de Madrid, un núcleo urbano con importante actividad comercial.

En cuanto al alcance temporal, para todos los escenarios se tendrá en cuenta todo el periodo de tiempo en el que los residuos emiten GEI durante y después de su tratamiento. Se considera importante dicha aclaración puesto que, para el caso de la disposición en vertedero, los residuos generan emisiones durante décadas, por lo que la limitación del estudio a un periodo de tiempo anual definido no contemplaría la totalidad de las emisiones reales generadas.



3. METODOLOGÍA

En este apartado se recoge la metodología empleada en el análisis de las emisiones directas, indirectas y evitadas de los gases de efecto invernadero en el Parque Tecnológico de Valdemingómez para los distintos escenarios planteados.

3.1. CASO DE ESTUDIO

o Metodología de ACV

La Huella de Carbono representa el cálculo de las emisiones de GEI de cara a determinar su contribución al cambio climático.

Las normas ISO sobre la medición de la HC son ISO 14064 (ISO, 2012), ISO 14065 (ISO, 2013), ISO 14066 (ISO, 2006), ISO 14067 (ISO, 2013) e ISO 14069 (ISO, 2015).

La metodología de ACV para cuantificar la HC, se rige de acuerdo a las normas internacionales de ACV - ISO 14040/14044 (ISO, 2006 a, b) - y a las normas específicas de huella de carbono: ISO/TS 14067 (ISO, 2013), PAS 2070:2013 y 2050:2011 (British Standards Institution, 2013, 2011), y Global Protocol for Community-Scale GHG Emission Inventories (World Resources Institute, 2014).

o Metodología de evaluación de impacto ambiental

La metodología de evaluación de impacto ambiental considerada en este trabajo es "Intergovernmental Panel on Climate Change, Fifth Assessment Report, Climate Change", utilizando como factor de caracterización los potenciales de calentamiento global (GWP) con un horizonte de 100 años (IPCC, 2006). El indicador de categoría de impacto utilizado es la emisión de CO2 equivalente, calculado como la ponderación de la emisión de cada GEI por su GWP. Estos valores reflejan la contribución al calentamiento global de cada uno de los gases de efecto invernadero en comparación con el impacto ocasionado por el CO2. En la tabla 1 se muestran dichos GWP.

Tabla 1. Potenciales de calentamiento global para los GEI

Potenciales de calentamiento global (t CO2 eq/t GEI)

CH4 28

CO2 1

N2O 265

o Límites del sistema

Los residuos a tratar corresponden a los generados por la ciudad de Madrid, un núcleo urbano con gran actividad comercial y alta densidad de población.

3. METODOLOGÍA


Los residuos sólidos urbanos considerados son los procedentes de viviendas. Así mismo, sólo se tiene en cuenta la recogida selectiva domiciliaria de las fracciones de resto (F1) y envase (F2), contenedores gris y amarillo, respectivamente.

Las emisiones de GEI consideradas son las siguientes:

Emisiones directas de GEI en los propios tratamientos que tienen lugar dentro de los límites geográficos del municipio de Madrid. Dentro de las emisiones directas se contemplan las emisiones asociadas al consumo de combustible para maquinaria industrial y para el horno de incineración.

Emisiones indirectas de GEI debidas al consumo de energía eléctrica procedente de la red de distribución.

Emisiones evitadas de GEI como resultado de los productos obtenidos en cada tratamiento de gestión (si los hubiera) que pueden reemplazar a otros productos o a las materias primas para su producción.

A continuación, en la Tabla 2 se muestra un cuadro resumen de los distintos escenarios estudiados.

Tabla 2. Escenarios planteados

Escenario Acrónimo Comentarios

Escenario base del año 2014 2014 Los residuos son enviados a cada tratamiento

de acuerdo a lo sucedido en 2014.

Escenario 1: Incineración Inc Todos los residuos son enviados a incineración.

Escenario 2: Vertedero Vert Todos los residuos son enviados a vertedero.

Escenario 3: Biológico Bio

Los residuos orgánicos son enviados a

biometanización y los no recuperables, a

vertedero. El digesto se trata posteriormente en

la planta de compostaje.



3.2. ESCENARIO DE 2014

El primer escenario contempla la estimación de las emisiones de GEI correspondientes al tratamiento de los residuos generados en la ciudad de Madrid en el año 2014.

3.2.1. Emisiones directas

Las emisiones directas hacen referencia a los GEI emitidos de manera directa en cada uno de los tratamientos de los residuos que se llevan a cabo en parque: biometanización, compostaje, incineración y depósito en vertedero.

Estas emisiones contemplan, a su vez, las asociadas al uso de combustible auxiliar: gasóleo B para la maquinaria industrial requerida en todos los tratamientos, gasóleo C para el horno de incineración y gas natural para el aprovechamiento energético del biogás.

3.2.1.1. Biometanización y compostaje

En estos tratamientos, los compuestos emitidos mayoritariamente son el metano (CH4) y el

óxido de nitrógeno (N2O). También se emite CO2 pero al ser de origen biogénico (generado en el ciclo natural del carbono), no computa en el cálculo de la HC.

Para el cálculo de dichas emisiones se emplean respectivamente la Ecuación 1 y la Ecuación 2 recopiladas del volumen "Biological Treatment of Solid Waste" (Riitta Pipatti J. W., 2006) correspondiente al documento IPCC.

Ecuación 1

Emisiones (CH4) = ROTRAT (t) · FECH4 en TRAT (kg CH4/t RO) - R

Ecuación 2

Emisiones (N2O) = ROTRAT (t) · FEN2O en TRAT (kg N2O/t RO)

Siendo:

ROTRAT ≡ residuo orgánico tratado en biometanización/compostaje (t)

R ≡ cantidad de CH4 recuperada

FECH4 ≡ factor de emisión de CH4 para la biometanización/compostaje (kg CH4/t residuo)

FEN2O ≡ factor de emisión de N2O para la biometanización/compostaje (kg N2O/t residuo)

A continuación, en la Tabla 3 se muestran los factores de emisión en base húmeda necesarios para la Ecuación 1 y la Ecuación 2, recogidos también del el capítulo "Biological Treatment of Solid Waste" (Riitta Pipatti J. W., 2006).

3. METODOLOGÍA


Tabla 3. Factores de emisión para la biometanización y compostaje

Tratamiento FE CH₄ (g/kg residuo) FE N₂O (g/kg residuo)

Biometanización 0,8 0

Compostaje 4 0,24

En el cálculo de las emisiones directas también se tiene en cuenta la parte del biogás generado en la biometanización que se aprovecha energéticamente junto con el biogás de vertedero.

Los factores de emisión para la combustión en motores del 79,6 % del biogás de biometanización se muestran en la Tabla 4 (AM, 2016).

Tabla 4. Factores de emisión de la combustión de biogás en motores

FE CH₄ (g/t CH₄ quemado) FE N₂O (g/t CH₄ quemado) FE CO2 (g/t CH₄ quemado)

28.000 90 0

3.2.1.2. Incineración

Los gases que son objeto de estudio emitidos en la incineración son el metano (CH4), el óxido de nitrógeno (N2O) y el dióxido de carbono (CO2) de origen no biogénico. Las emisiones asociadas al carbono biogénico no computan en los inventarios de emisiones de GEI por haberse generado en el ciclo natural del carbono.

Para el cálculo de las emisiones de CH4 se emplea la Ecuación 3 extraída del volumen "Incineration and Open Burning of Waste" (G.H. Sabin Guendehou, 2006) correspondiente al documento IPCC.

Ecuación 3

Emisiones (CH4) = RSINC (t) · 10-3 Gg/t · FECH4 en INC (kg CH4/Gg RS)

Siendo:

RSINC ≡ residuo sólido tratado en incineración (t)

FECH4 ≡ factor de emisión de CH4 para incineración (kg CH4/Gg RS)

Para el cálculo de las emisiones de N2O se emplea la Ecuación 4 extraída así mismo del volumen "Incineration and Open Burning of Waste" (G.H. Sabin Guendehou, 2006) correspondiente al documento IPCC.



Ecuación 4

Emisiones (N2O) = RSINC (t) · 10-3 Gg/t · FEN2O en INC (kg N2O/Gg RS)

Siendo:


FE N2O ≡ factor de emisión de N2O para incineración (kg N2O/Gg RS)

A continuación, en la Tabla 5 se muestran los factores de emisión necesarios para la Ecuación 3 (G.H. Sabin Guendehou, 2006) y para la Ecuación 4 (G.H. Sabin Guendehou, 2006) recogidos en el mismo volumen que las ecuaciones.

Tabla 5. Factores de emisión para la incineración

Tratamiento FE CH₄ (kg/Gg residuo) FE N₂O (kg/Gg residuo)

Incineración 01 50

2

Por último, para el cálculo de las emisiones de CO2 se emplea la Ecuación 5 recogida del volumen "Incineration and Open Burning of Waste" (G.H. Sabin Guendehou, 2006) correspondiente al documento IPCC.

Ecuación 5

Emisiones (CO2) = RSINC (t) · ∑ ( W i · dmi · CFi · FCFi ) · FO · 44/12

Siendo:


Wi ≡ fracción del material en el residuo total (%)

dmi ≡ fracción de materia seca en cada material (%)

CFi ≡ fracción de carbono en la materia seca de cada material (%)

FCFi ≡ fracción de carbono fósil en el carbono total de cada material (%)

FO ≡ factor de oxidación (%)

i ≡ material en el residuo

1 Para incineración continua en lecho fluidizado

2 Para incineradores continuos y semi-continuos

3. METODOLOGÍA


A pesar de que las cantidades de residuos consideradas corresponden al año 2014, puesto que no se dispone de los datos de composición de entrada a la incineración para dicho año, se realiza una media ponderada de los correspondientes a los años 2008 (DGPTV, 2008) y 2011 (DGPTV, 2013).

A continuación, se muestra la Tabla 6 que recoge la composición del residuo entrante a incineración en 2008 y la Tabla 7 que recoge la composición del residuo entrante en 2011.

Tabla 6. Composición del residuo entrante a incineración en 2008

Material Fracción

Papel/Cartón 0,1790

Textil 0,0794

Restos comida 0,1882

Madera 0,0578

Residuos jardines y parques 0,0391

Pañales 0,0923

Caucho/Goma y cuero 0,0063

Plástico 0,2091

Metal 0,0291

Vidrio 0,0169

Otros, residuo inerte 0,1028

TOTAL 1

Tabla 7. Composición del residuo entrante a incineración en 2011

Material Las Dehesas La Paloma Las Lomas Media

ponderada

Plástico 0,1619 0,1851 0,2265 0,2090

Madera 0,2302 0,0736 0,0494 0,0694

Textil, cuero, gomas 0,2264 0,3002 0,3338 0,3159

Papel, cartón y productos celulósicos 0,2238 0,2584 0,2525 0,2524

Materia orgánica y restos finos 0,1081 0,1326 0,1099 0,1169

Inertes 0,0496 0,0501 0,0279 0,0364

TOTAL 1 1 1 1

En la Tabla 7 se realiza una media ponderada de las fracciones entrantes a incineración de cada una de las plantas. La media se calcula teniendo en cuenta la cantidad de residuo procedente de cada planta: 16.500 t a Las Dehesas, 76.195 t a La Paloma y 148.819 t a las Lomas (DGPTV, 2014).

A su vez, se realiza una ponderación de las composiciones de ambos años empleando la lista de materiales del año 2008, como se muestra en la Tabla 8.



Además de las fracciones de los materiales (W), en esa misma tabla se recogen los demás parámetros necesarios para el cálculo de las emisiones mediante la Ecuación 5: la fracción de materia seca (dm), la fracción de carbono en la materia seca (CF), la fracción de carbono fósil en el carbono total (FCF) y el factor de oxidación (FO). Todo ello extraído del volumen "Waste Generation, Composition and Management Data" (Riitta Pipatti C. S., 2006)

correspondiente al documento IPCC.

Tabla 8. Parámetros de los materiales del residuo entrante a incineración

Materiales Wi (%) dmi (%) CFi (%) FCFi (%) FO(%)

Papel/Cartón 16,65 90,00 46,00 1,00 100,00

Textil 29,26 80,00 50,00 20,00 100,00

Restos comida 9,68 40,00 38,00 0,00 100,00

Madera 6,94 85,00 50,00 0,00 100,00

Residuos jardines y parques 2,01 40,00 49,00 0,00 100,00

Pañales 8,59 40,00 70,00 10,00 100,00

Caucho/Goma y cuero 2,32 84,00 67,00 20,00 100,00

Plástico 20,90 100,00 75,00 100,00 100,00

Metal 0,71 100,00 0,00 0,00 100,00

Vidrio 0,41 100,00 0,00 0,00 100,00

Otros, residuo inerte 2,51 90,00 3,00 100,00 100,00

A continuación, en la Tabla 9 se muestra el porcentaje de carbono fósil y carbono biogénico contenido en cada material aunque, como se ha mencionado anteriormente, este último no compute en el cálculo de las emisiones por haberse generado en el ciclo natural del carbono.

Tabla 9. Carbono fósil y biogénico contenido en los materiales del residuo entrante a incineración

Materiales Carbono fósil (%) Wi · dmi · CFi · FCFi

Carono biogénico (%) Wi · dmi · CFi ·(1- FCFi)

Papel/Cartón 0,07 6,83

Textil 2,34 9,36

Restos comida 0,00 1,47

Madera 0,00 2,95

Residuos jardines y parques 0,00 0,39

Pañales 0,24 2,16

Caucho/Goma y cuero 0,26 1,05

Plástico 15,68 0,00

Metal 0,00 0,00

Vidrio 0,00 0,00

Otros, residuo inerte 0,07 0,00

3. METODOLOGÍA


3.2.1.3. Vertedero

El metano es el gas de efecto invernadero contenido mayoritariamente en el gas de vertedero. El cálculo de dichas emisiones resulta más laborioso que el de los tratamientos anteriores ya que, al no disponerse de la composición de entrada a vertedero, se requiere realizar un balance con las composiciones de entrada al parque y al resto de tratamientos.

Dichas composiciones, como ocurría para el caso de la incineración, se recogen de la Memoria PTV de 2013 (DGPTV, 2013) cuyos datos corresponden al año 2011.

A su vez, con esas composiciones y las cantidades de residuo entrante a cada tratamiento, recogidas de la memoria PTV de 2014 (DGPTV, 2014) se calculan las cantidades de cada material entrantes a vertedero.

En la Tabla 10 se muestran las composiciones de las fracciones que entran al parque (dichas fracciones se muestran a su vez en la Figura 3).

Tabla 10. Composición del residuo de las fracciones del residuo entrante al parque

Materiales Fracción de material (%)

Resto (F1) Envases (F2)

Materia orgánica 26,52 8,97

Residuos jardín 11,62 1,11

Metales férricos 2,17 7,80

Metales no férricos 0,24 1,16

Vidrio 3,14 2,64

Papel-cartón 17,43 15,69


Brik 0,77 7,62

Madera 2,61 0,92

Textil 7,78 3,80

Celulosa 6,83 5,08

Otros 6,33 5,01

En la Tabla 11 se muestran las composiciones de entrada al PTV y a los distintos tratamientos. La composición de entrada se calcula realizando una media ponderada de las fracciones F1 y F2, teniendo en cuenta la cantidad de residuo entrante de cada una de ellas, 849.209 t y 64.470 t respectivamente.



Tabla 11. Composición del residuo entrante al parque y a los tratamientos

Materiales Fracción de material en residuo total (%)

Entrada Incineración Compostaje Biometanización

Materia orgánica 25,28 9,68 50,00 99,70

Residuos jardín 10,88 2,01 50,00 0,30

Metales férricos 2,57 0,71

Metales no férricos 0,30 0,00

Vidrio 3,10 0,41

Papel-cartón 17,31 16,65


Brik 1,25 3,00

Madera 2,49 6,94

Textil 7,50 29,26

Celulosa 6,71 8,59

Otros 6,24 4,84

En la Tabla 12 se recogen las composiciones de los materiales que entran al vertedero, así como la fracción de carbono orgánico degradable (DOC) correspondiente a cada material. Los valores del DOC se extraen del informe IPCC (Pipatti & Svardal, 2006). Para el cálculo de los residuos entrantes a vertedero se le resta a lo que entra al parque, lo que entra a cada uno de los tratamientos.

Tabla 12. Cantidad de residuo entrante a vertedero y fracción de DOC para cada material

Materiales Entrada a vertedero

DOC (%) (t) (%)

Materia orgánica 80.121,68 16,67 15,00

Residuos jardín 34.949,90 7,27 20,00

Metales férricos 0,00 0,00 0,00

Metales no férricos 2.145,95 0,45 0,00

Vidrio 26.669,09 5,55 0,00

Papel-cartón 93.353,04 19,43 40,00

Plástico 81.141,22 16,88 0,00

Brik 8.797,52 1,83 0,00

Madera 5.999,57 1,25 43,00

Textil 0,00 0,00 24,00

Celulosa 40.537,20 8,44 24,00

Otros 44.412,83 9,24 39,00

3. METODOLOGÍA


Mediante la Ecuación 6 se calculan las emisiones de metano.

Ecuación 6

Emisiones (CH4) = (W · DOC · DOCf · MCF · F · 16/12) · (1 - R) · (1 - FO)

Siendo:

W ≡ residuo depositado en el vertedero (t)

DOC ≡ carbono orgánico degradable en el residuo (%)

DOCf ≡ fracción del DOC que puede descomponerse

MCF ≡ factor de corrección del metano (%)

F ≡ fracción de metano en el gas de vertedero (%)

R ≡ fracción de metano recuperado en el biogás (%)

FO ≡ factor de oxidación (%)

El DOC interviene en la ecuación como sumatorio de los productos de la fracción de DOC de cada material por su composición en el residuo total. Los demás parámetros que corresponden a valores tabulados obtenidos de los informes IPCC (Pipatti & Svardal, 2006) se recogen en la Tabla 13.

Tabla 13. Parámetros requeridos para el cálculo de emisiones de CH4 en vertedero

DOCf MCF F R FO

0,55 13 0,5 0,7 0,1

4

Como en el caso de la biometanización, se tienen en cuenta las emisiones asociadas a la quema del biogás producido, empleando los factores de emisión de la Tabla 4.

3.2.1.4. Consumo de combustible

Las emisiones resultantes del empleo de combustible tanto para el horno, en el caso de la incineración, como para maquinaria industrial, en el resto de los casos, se determinan mediante el empleo de los factores de emisión recogidos en la Tabla 14 y la Tabla 15 respectivamente. Para el horno de incineración se utiliza gasóleo C y para maquinaria industrial, gasóleo B.

3 Para vertedero anaeróbico

4 Si se cubre el vertedero con suelo o material orgánico (compost)



Dichos datos se obtienen del "Inventario de emisiones de contaminantes a la atmósfera en el municipio de Madrid 2014" (AM, 2016).

Tabla 14. Factores de emisión correspondientes al horno de incineración

Factores de emisión para horno de incineración (g/GJ)

CH4 1,7

CO2 73.000,0

N2O 1,5

Tabla 15. Factores de emisión correspondientes a la maquinaria industrial

Factores de emisión para maquinaria industrial (g/t)

CH4 32

CO2 3.138.000

N2O 136

Por otra parte, se recopilan los datos del consumo de combustible requerido en cada tratamiento:

o Biometanización: 0,38 kg gasóleo B/t residuo (Fernández-Nava, 2014)

o Compostaje: 0,45 kg de gasóleo B/t residuo (Fernández-Nava, 2014)

o Incineración: 32.220 GJ de gasóleo C (AM, 2016)

o Vertedero: 0,5 kg combustible (gasóleo B y gas natural)/t residuo (Buratti, 2015) (Fernández-Nava, 2014)

3.2.2. Emisiones indirectas

Las emisiones indirectas hacen referencia a los GEI emitidos durante la generación de la energía eléctrica requerida por las plantas de tratamiento de residuos. Dependen tanto de la cantidad de energía empleada como del mix energético de la red que provee al parque.

El factor de emisión de CO2 sobre el consumo final de electricidad utilizado ha sido el del informe "La Energía en España" (Ministerio de Industria, Energía y Turismo, 2014) que

asciende a 0,305 kg CO2/kWh consumido.

A continuación, en la Tabla 16 se recogen los datos de electricidad consumida para llevar a cabo cada uno de los tratamientos según distintas fuentes bibliográficas. El valor final elegido para cada tipo de tratamiento se calcula como la media aritmética de todos los datos recopilados.

Se observa que tanto para incineración como para el vertedero no se consideran emisiones indirectas ya que ambos tratamientos son capaces de autoabastecerse energéticamente.

3. METODOLOGÍA


Tabla 16. Electricidad consumida para cada uno de los tratamientos según distintas fuentes de datos

Referencias Electricidad consumida (kWh/t residuo)

Separación y clasificación Biometanización Compostaje

Bovea and Powell (2005) 5,90 15,11

Bovea et al. (2010) 26,25 19,67

Buratti et al. (2015) 16,56

Cadena et al. (2009) 95,00

Erses Yay (2015) 0,06 61,00

Fernandez-Nava et al. (2014) 22,70 174,25 65,90

Guereca et al.(2006)

Habib et al. (2013) 0,79 210,00

Herva et al. (2014) 91,69

Martinez Blanco et al. (2010) 50,53

Rigamonti et al. (2009)

Song et al. (2013) 39,00

Valor medio 55,70 192,13 50,50

3.2.3. Emisiones evitadas

Las emisiones evitadas son las asociadas a procesos de generación o producción mediante los que se obtienen productos como electricidad, combustibles o compost que pueden reemplazar a otros productos (o al mismo producto obtenido por otra vía). Por tanto, estas emisiones estarían contribuyendo a la reducción del impacto ambiental.

o Biometanización

El 20,4% del biogás de biometanización recuperado se depura y concentra (biometano) para reemplazar al gas natural como combustible.

En la Tabla 17 se muestran los factores de emisión para el gas natural (AM, 2016). Dichos factores de emisión corresponden a la quema de gas natural en calderas del sector residencial, comercial e institucional, ya que es donde se consume la gran mayoría del gas natural en el municipio de Madrid.

Tabla 17. Factores de emisión para la estimación de emisiones evitadas por consumir biometano

Factores de emisión (g/GJ gas natural)

CH4 5,0

CO2 56.100

N2O 0,1

El 79,6 % del biogás de biometanización recuperado se quema junto con el biogás de vertedero para su aprovechamiento energético.



El biogás constituye una fuente de energía renovable que se emplea para generar energía eléctrica en una planta de tratamiento y valorización energética integrada en el propio centro La Galiana. La instalación cuenta con 8 motogeneradores y un sistema de cogeneración mediante aprovechamiento del calor de los gases de escape a través de una turbina y una caldera.

En el mix energético nacional, la tecnología encargada de cubrir la parte superior o residual de la demanda de energía eléctrica son los ciclos combinados de gas natural (Red Eléctrica de España, 2014). Dichos ciclos combinados son centrales de generación de energía eléctrica en las que se transforma la energía térmica del gas natural en electricidad mediante dos ciclos termodinámicos consecutivos: turbina de gas y turbina de vapor.

Por lo tanto, para pasar a términos de emisión se emplea el factor de emisión de la tecnología que va a ser sustituida: ciclo combinado de gas natural. Dicho factor de emisión extraído del informe "Huella de Carbono" (Gas Natural Fenosa, 2011) es 374 g CO2/kWh.

Se emplea la relación de 1,91 kWh de energía eléctrica/Nm3 de biogás (DGPTV, 2014).

o Compostaje

Para el cálculo de las emisiones evitadas asociadas al empleo de compost como fertilizante se utiliza un factor de emisión de 26,8 kg CO2 eq/t compost (Rigamonti, 2009).

o Incineración

Para estimar las emisiones evitadas asociadas a la generación de energía eléctrica mediante incineración se utiliza el factor de emisión de la tecnología que va a ser sustituida: ciclo combinado de gas natural. Según el Informe "Huella de Carbono" (Gas Natural Fenosa, 2011) dicho factor de emisión es 374 g CO2 eq/kWh.

o Vertedero

Al igual que el biogás procedente de la biometanización, el gas de vertedero constituye una fuente de energía renovable que se emplea para generar energía eléctrica en el propio parque. Como en el apartado de emisiones indirectas ya se ha tenido en cuenta la fracción de esta energía eléctrica para el autoabastecimiento de la instalación, en este apartado solo se contempla la fracción destinada a la venta.

Así mismo, se emplea la relación de 1,91 kWh de energía eléctrica/Nm3 de biogás (DGPTV, 2014) y el factor de emisión del ciclo combinado de gas natural de 374 g CO2 eq/kWh (Gas Natural Fenosa, 2011).

o Separación y clasificación

Los materiales recuperados en las plantas de clasificación son una fuente de reducción de emisiones, ya que sustituyen parcialmente a materiales que tendrían que ser fabricados desde su origen. En la Tabla 18 se muestran los factores de emisión para cada uno de los materiales recuperados en las plantas de clasificación (Rigamonti, 2009) considerando las mismas eficiencias en la separación y en el reciclado de cada una de las fracciones recuperadas.

3. METODOLOGÍA


Tabla 18. Factores de emisión para cada uno de los materiales recuperados

Materiales Emisiones evitadas

(kg CO2 eq/t residuo)

Acero 405

Aluminio 9.855

Vidrio 722

Papel 557

Madera 166

Plástico 1.120



3.3. ESCENARIO 1: INCINERACIÓN

Para el primer escenario hipotético e ideal se considera que la totalidad de residuos se lleva al tratamiento de incineración.


La fracción de los materiales que entra al tratamiento varía y, con ello, el carbono fósil por tonelada de residuo incinerado. En la Tabla 19 se presentan las fracciones de los materiales que entran a la planta y, en consecuencia, a incineración y los porcentajes de carbono fósil y carbono biogénico (que no computa para el cálculo de emisiones).

Tabla 19. Fracciones de los materiales entrantes a incineración y cantidad de carbono fósil y biogénico

Materiales Wi (%) Carbono fósil (%)

Wi · dmi · CFi · FCFi Carono biogénico (%)

Wi · dmi · CFi ·(1- FCFi)

Papel/Cartón 17,31 0,07 7,09

Textil 7,50 0,60 2,40

Restos comida 25,28 0,00 3,84

Madera 2,49 0,00 1,06

Residuos jardines y parques 10,88 0,00 2,13

Pañales 6,71 0,19 1,69

Caucho/Goma y cuero 3,12 0,35 1,40

Plástico 16,37 12,28 0,00

Metal 2,57 0,00 0,00

Vidrio 3,10 0,00 0,00

Otros, residuo inerte 4,68 0,13 0,00

A la hora de plantear este escenario se considera que variaciones en la composición de los residuos incinerados podrían tener su reflejo en el Poder Calorífico Inferior (PCI) del mismo y, por tanto, en la necesidad de combustible auxiliar.

Esta necesidad de combustible viene determinada de acuerdo a los requerimientos energéticos mínimos que marcan las Mejores Técnicas Disponibles (MTDs).

Si el residuo entrante a incineración cumple con la cantidad de PCI mínimo de acuerdo a las MTDs del sector (European Commision, 2006), no es necesario mantener el valor del PCI ponderado correspondiente al del escenario base de 2014.

Para el cálculo del PCI del residuo entrante a incineración para este escenario se realiza una media ponderada mediante el valor del PCI de cada material (Gómez, 2010) y su composición de entrada al tratamiento.

3. METODOLOGÍA


Tabla 20. Fracciones de los materiales entrantes a incineración y PCI de cada material para el Escenario de Incineración

Materiales Composición entrante

a tratamiento (%) PCI del residuo (GJ/t)

Papel/Cartón 17,31 10,05

Textil 7,50 14,35

Restos comida 25,28 2,72

Madera 2,49 13,58

Residuos jardines y parques 10,88

Pañales 6,71

Caucho/Goma y cuero 3,12


Metal 2,57

Vidrio 3,10

Otros, residuo inerte 4,68

Empleando los datos de la Tabla 20, se obtiene un valor de PCI del residuo de 10,66 GJ/t. Como dicho resultado cumple con el valor de PCI mínimo (>10,44 GJ/t) la cantidad de combustible auxiliar necesaria puede ser calculada a través de la relación "toneladas de residuo entrante/toneladas de gasóleo requeridas".


Como se ha comentado con anterioridad, el tratamiento de incineración es capaz de autoabastecerse energéticamente por lo que no presenta emisiones indirectas debidas al consumo de energía eléctrica.


La metodología para el cálculo de las emisiones evitadas es la misma que la empleada en el escenario de 2014. Se supone que la energía eléctrica generada, consumida y exportada a la red es proporcional a la cantidad de residuos entrantes a incineración.

Se emplea el factor de emisión para ciclo combinado de gas natural de 374 g CO2/kWh (Gas Natural Fenosa, 2011).



3.4. ESCENARIO 2: VERTEDERO

Para el segundo escenario hipotético se considera que la totalidad de residuos se lleva a vertedero.


Las fracciones de los materiales que entran al vertedero son ahora las fracciones de los materiales que entraban al parque en 2014. Por tanto, según se observa en la Tabla 21 para este escenario varía el valor ponderado del DOC calculado como el DOC de cada material por su fracción en el residuo total.

Tabla 21. Composición de entrada al vertedero y DOC de cada material para el Escenario de Vertedero


DOC (%) (t) (%)

Materia orgánica 230.993,19 25,28 15,00

Residuos jardín 99.393,70 10,88 20,00

Metales férricos 0,00 0,00 0,00

Metales no férricos 2.785,95 0,30 0,00

Vidrio 28.367,17 3,10 0,00

Papel-cartón 158.132,47 17,31 40,00

Plástico 149.561,77 16,37 0,00

Brik 11.451,52 1,25 0,00

Madera 22.757,48 2,49 43,00

Textil 0,00 0,00 24,00

Celulosa 61.276,05 6,71 24,00

Otros 56.984,88 6,24 39,00

El procedimiento para calcular las emisiones asociadas a la quema del biogás recuperado y las emisiones asociadas al consumo de combustible es el mismo que para el escenario de 2014.


Como se ha comentado con anterioridad, el vertedero es capaz de autoabastecerse energéticamente por lo que no presenta emisiones indirectas debidas al consumo de energía eléctrica.


Como ocurría en el escenario de 2014, el biogás de vertedero se emplea para generar energía eléctrica en el propio parque, tanto para autoabastecimiento como para venta.

Se utiliza la relación de 1,91 kWh de energía eléctrica/Nm3 de biogás (DGPTV, 2014) y factor de emisión para ciclo combinado de gas natural de 374 g CO2/kWh (Gas Natural Fenosa, 2011).

3. METODOLOGÍA


3.5. ESCENARIO 3: BIOLÓGICO

Para el tercer escenario ideal se considera que la fracción orgánica de los residuos entrantes se destina a biometanización y se recupera el biogás producido.

Con el biogás recuperado se procede de igual forma que en el escenario base de 2014:

El 79,6% del biogás se depura y concentra (biometano) para inyectarlo en la red gasista reemplazando al gas natural como combustible.

El 20,4% del biogás se quema junto al biogás de vertedero para generar energía eléctrica.

El digesto que se genera en la biometanización se mezcla con residuos de jardín en una proporción 1:1 y se trata en compostaje (Martinez-Blanco, 2010).

En el vertedero se deposita:

- La cantidad de residuos que no ha sido recuperada tras la separación y clasificación - La cantidad sobrante de digesto


o Emisiones del propio tratamiento: biometanización, compostaje y vertedero

Para el cálculo de las emisiones directas de CH4 y N2O para los tratamientos de biometanización y compostaje se emplean la Ecuación 1 y la Ecuación 2, así como los factores de emisión de la Tabla 3.

Para el cálculo de las emisiones directas de CH4 generadas en el vertedero se emplea la Ecuación 6, teniendo en cuenta la nueva composición del residuo entrante recogida en la Tabla 22 (materiales no recuperables y digesto sobrante).

Tabla 22. Composición de entrada al vertedero y DOC de cada material para el Escenario de

Vertedero


DOC (%) (t) (%)

Madera 22.757 9,4 43

Textil 68.518 28,3 24

Celulosa 61.276 25,3 24

Otros 56.985 23,5 39

Digesto 32.808 13,5 15

o Emisiones asociadas a la quema de biogás de vertedero y biometanización

Para las emisiones asociadas a la quema del biogás de la biometanización y el vertedero se emplean los factores de emisión de la Tabla 4. Se supone que la cantidad de biogás producida en el tratamiento de biometanización es proporcional a la cantidad de residuo que entra al tratamiento manteniendo constante la relación "biogás producido/residuo tratado" respecto del escenario base de 2014. La cantidad de biogás de vertedero recuperada se calcula mediante la Ecuación 6.



o Emisiones asociadas al consumo de combustible

Para las emisiones asociadas al empleo de combustible en maquinaria industrial para la separación y clasificación, la biometanización, el compostaje y el vertedero se emplean los factores de emisión de la Tabla 15.


Para el cálculo de las emisiones indirectas asociadas al consumo de electricidad para los tratamientos de separación y clasificación, biometanización y compostaje se utilizan los factores de emisión recogidos en la Tabla 16.

El vertedero es capaz de autoabastecerse energéticamente por lo que no presenta emisiones indirectas debidas al consumo de energía eléctrica.


o Por recuperación de materiales

Para el cálculo de las emisiones evitadas en el tratamiento de separación y clasificación se emplean los factores de emisión de la Tabla 18.

o Por inyección de biometano en la red gasista

Para el cálculo de la energía eléctrica generada por sustituir el 20,4% del biogás de biometanización por gas natural en calderas domésticas se supone constante respecto a 2014 la relación "energía generada/biometano recuperado". Para pasar a términos de emisiones evitadas se emplean los factores de emisión de la Tabla 17.

o Por aprovechamiento energético del biogás mediante combustión en motores

Para el cálculo de la energía producida por al aprovechamiento del biogás de vertedero y del 79,6% del biogás de biometanización se supone constante respecto al escenario base de 2014 la relación "kWh generado/Nm3 de biogás". El factor de emisión para ciclo combinado de gas natural es 374 g CO2/kWh (Gas Natural Fenosa, 2011).

o Por empleo de compost como fertilizante

Por último, para el cálculo de compost producido en la planta de compostaje se supone una relación "compost producido/cantidad de residuo a compostar" constante respecto al escenario base de 2014. Para el cálculo de las emisiones evitadas se emplea el factor de emisión de 26,8 kg CO2/t de compost (Rigamonti, 2009).

3. METODOLOGÍA




4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

A continuación, se recogen los resultados obtenidos tras el cálculo de las emisiones directas, indirectas y evitadas de GEI tanto para el escenario de 2014 como para el resto de escenarios planteados.

4.1. ESCENARIO DE 2014

En este apartado se recogen todas las emisiones correspondientes al año 2014.


Compostaje

Empleando la Ecuación 1 y la Ecuación 2 se determina que las 118.205 t de residuo que entran a compostaje emiten 472,82 t de CH4 y 28,37 t de N2O respectivamente, lo que, expresado en términos de CO2 eq, equivale a 20.757 t de CO2 eq.

Biometanización

De las 232.068 t de residuos que se destinan a la digestión anaerobia sólo entran al digestor 161.027 t. Las otras 71.041 t separadas en el pretratamiento previo de biometanización son enviadas a vertedero.

Empleando la Ecuación 1 y la Ecuación 2 de nuevo, se determina que las 161.027 t de residuo entrantes a biometanización emiten 3.607 t de CO2 eq.

De los 29.679.173 Nm3 de biogás generados en dicho tratamiento (DGPTV, 2014) el 79,6%, es decir 23.629.355 Nm3, es aprovechado energéticamente junto con el biogás de vertedero. Empleando los factores de emisión para la combustión en motores del biogás se recopilan en la Tabla 4, se estiman unas emisiones evitadas por quema de biogás de biometanización de 6.249 t de CO2 eq. El otro 20,4% del biogás generado, 6.049.818 Nm3, se depura y concentra para ser inyectado a la red gasista como biometano.

La suma de dichas emisiones asciende a un total de 9.856 t de CO2 eq.

Incineración

Mediante la Ecuación 3 (para el cálculo de emisiones de CH4), la Ecuación 4 (para el cálculo de emisiones de N2O) y la ecuación 5 (para el cálculo de emisiones de CO2) se determina que las 241.514 t que entran a incineración (DGPTV, 2014) emiten a la atmósfera 168.414 t de CO2 eq.

Vertedero

Las 480.574 t que se destinan en el vertedero resultan de la suma de 317.374 t de rechazo de tratamientos, 92.159 t de digesto producidas en la biometanización y 71.041 t separadas en el pretratamiento de biometanización.

Empleando la Ecuación 6 se determina que las 480.574 t de residuo que se disponen en el vertedero emiten 6.797 t de CH4 a la atmósfera, que equivalen a 190.320 t de CO2 eq.



Por otro lado, sabiendo que se recuperan 15.860 t de CH4 (Ecuación 6) y empleando los factores de emisión para combustión en motores de la Tabla 4, se determina que se emiten 12.813 t de CO2 como consecuencia de la quema del biogás de vertedero.

La suma de todas las emisiones directas asociadas a la eliminación de los residuos en el vertedero asciende a un total de 203.133 t de CO2 eq.

Consumo de combustible auxiliar

Empleando los factores de emisión de la Tabla 14 y la Tabla 15 se calculan las emisiones directas asociadas al combustible requerido para cada tratamiento:

- gasóleo B para maquinaria industrial en el caso de la biometanización, el compostaje, el vertedero y la separación y clasificación

- gasóleo C para el horno de incineración en el caso de la valorización energética

En la Tabla 23 se muestran dichos resultados.

Tabla 23. Emisiones directas por consumo de combustible para cada tratamiento

Emisiones (t CO2 eq)

Incineración 2.366

Compostaje 169

Biometanización 194

Vertedero 763

Separación y clasificación 2.524


A continuación, en la Tabla 24 se muestran las emisiones indirectas asociadas a la electricidad consumida en 2014 a partir de los datos recogidos de la Tabla 16.

Tabla 24. Emisiones indirectas por consumo de electricidad para cada tratamiento


Compostaje 1.820

Biometanización 9.436


Se recuerda que tanto la incineración como el vertedero, al ser capaces de autoabastecerse energéticamente, no llevan asociadas emisiones indirectas por consumo de electricidad.




A continuación, se recogen las emisiones evitadas en el año 2014 para cada uno de los tratamientos:

Biometanización

Los 23.629.355 Nm3 de biogás producido que se queman en motores (junto con el biogás de vertedero) para su aprovechamiento energético llevan asociados unas emisiones evitadas de 16.915 t de CO2 eq.

Los 6.049.818 Nm3 de biogás producido que se depura y concentra para ser inyectado a la red gasista como biometano llevan asociados unas emisiones evitadas de 1.358 t de CO2 eq.

El total de emisiones evitadas por recuperación y aprovechamiento del biogás de biometanización asciende a 18.273 t de CO2 eq.

Compostaje

Para una cantidad de compost producida de 14.462 t en 2014 se estiman unas emisiones evitadas de 388 t de CO2 eq.

Incineración

Para las 241.514 t de residuo tratadas en incineración en 2014 se generaron 130,19 GWh de energía eléctrica para su venta (DGPTV, 2014). Dicha cantidad de energía eléctrica inyectada a la red supone unas emisiones evitadas de 48.691 t CO2 eq.

Vertedero

Para los 15.860 t de CH4 recuperadas del gas de vertedero (Ecuación 6) que equivalen a 48.444.496 Nm3 de biogás, se produjeron en 2014 92.722.336 kWh de energía eléctrica para venta. Dicha cantidad de energía eléctrica inyectada a la red supone unas emisiones evitadas de 34.678 t CO2 eq.

Separación y clasificación

Multiplicando las toneladas separadas de cada material por cada uno de los factores de emisión recogidos en la Tabla 18 se obtienen unas emisiones evitadas totales por la recuperación de los materiales de 52.285 t de CO2 eq. Se observa que la planta de separación y clasificación es la que supone más emisiones evitadas.



4.2. ESCENARIO 1: INCINERACIÓN

En este apartado se recogen los resultados de todas las emisiones correspondientes al primer escenario hipotético planteado en el que la totalidad del residuo entrante se trata en incineración.


o Emisiones del propio tratamiento

Empleando los datos de las fracciones de los materiales entrantes a incineración de la Tabla 19 y mediante la Ecuación 5 se determina que las 913.679 t de residuo entrantes al tratamiento emiten 456.075 t CO2 eq. Esta cantidad asciende a un total de 468.181 t CO2 eq al sumarle las 45,7 t de N2O emitidas a su vez en dicho tratamiento (Ecuación 4).

o Emisiones por consumo de combustible auxiliar

Empleando la relación "toneladas de gasóleo/toneladas de residuo" se determina que para las 913.679 t de residuo entrantes a incineración se requieren 2.815 t de combustible auxiliar. Mediante los factores de emisión para el horno de incineración de la Tabla 14 se calcula que las emisiones por consumo de combustible auxiliar ascienden a 8.957 t CO2 eq.


Las emisiones indirectas para el tratamiento de incineración son 0 t de CO2 eq ya que, como se ha comentado con anterioridad, los consumos eléctricos de la incineradora son cubiertos por la energía eléctrica producida por la misma.


Gracias a los 492.525.771 kWh de energía eléctrica generada para su venta se evita la emisión a la atmósfera de 184.205 t de CO2 eq.



4.3. ESCENARIO 2: VERTEDERO

En este apartado se recogen los resultados de todas las emisiones correspondientes al segundo escenario hipotético planteado en el que la totalidad de residuo entrante se deposita en el vertedero.


o Emisiones del propio tratamiento

Mediante la Ecuación 6 y los datos de composición de entrada de los distintos materiales al vertedero recogidos en la Tabla 21 se determina que las 913.679 t de residuo depositadas emiten 14.085 t de CH4, lo que equivale a 394.380 t de CO2 eq.

o Emisiones por quema del biogás

Respecto a la recuperación y aprovechamiento del biogás generado, se estima que la quema de las 41.797 t de CH4 recuperadas emite a la atmósfera 33.766 t de CO2 eq.

o Emisiones por consumo de combustible

Las emisiones asociadas al consumo de combustible auxiliar (gasóleo B) para maquinaria industrial ascienden a un total de 1.450 t de CO2 eq.


Las emisiones indirectas para vertedero son 0 t CO2 eq ya que, como se ha comentado anteriormente, los consumos eléctricos del vertedero son cubiertos por la energía eléctrica producida por el mismo.


Haciendo uso de la Ecuación 6 y asumiendo una tasa de recuperación del biogás de vertedero del 70%, se determina que se recuperan 127.670.192 Nm3 de biogás.

Para dicha cantidad de biogás - suponiendo constante la relación "energía producida/biogás captado" respecto al escenario de 2014 - se producen 244.359.615 kWh de energía eléctrica para venta. Este aprovechamiento energético supone unas emisiones evitadas 91.390 t CO2

eq.



4.4. ESCENARIO 3: BIOLÓGICO

En este apartado se recogen las emisiones para el tercer escenario ideal planteado, en el que se destina la fracción orgánica de los residuos a biometanización y el digesto obtenido de dicho tratamiento, a compostaje.

Los materiales que no son recuperados en el tratamiento previo de separación y clasificación y no constituyen materia orgánica se depositan en el vertedero.


o Emisiones del propio tratamiento de biometanización

De las 913.679 t de residuos entrantes solo un 25,3% correspondiente a la materia orgánica entra a biometanización. Empleando una vez más la Ecuación 1 y la Ecuación 2, se determina que las 230.993 t de residuo orgánico que entran a la digestión anaerobia emiten un total de 16.434 t CO2 eq. Se producen 132.202 t de digesto.

o Emisiones del propio tratamiento de compostaje

Las 99.394 t de residuos de jardín entrantes se mezclan con 99.394 t de digesto producido en la biometanización y se destinan al tratamiento de compostaje. La cantidad restante de digesto (32.808 t) se envía al vertedero.

Las 198.787 t de residuo entrantes al compostaje emiten un total de 34.907 t CO2 eq.

o Emisiones del propio tratamiento de vertedero

Las 209.537 t de los materiales no recuperados (celulosa, madera, textil) y las 32.808 t de digesto se destinan al vertedero. Las 242.345 t de residuo depositadas emiten un total de 188.723 t CO2 eq.

o Emisiones por la quema del biogás de biometanización y vertedero

La quema de 33.889.513 Nm3 de biogás de biometanización (79,6% del total generado) emite 8.963 t CO2 eq a la atmósfera.

La quema de 15.727 t de CH4 del biogás de vertedero emite un total de 12.705 t CO2 eq.

o Emisiones por consumo de combustible auxiliar

Los tratamientos de separación y clasificación, biometanización, compostaje y vertedero llevan asociados un consumo de combustible auxiliar para maquinaria industrial (gasóleo B).

En la Tabla 25 se muestran las emisiones de CO2 eq asociadas a dicho consumo para cada uno de los tratamientos.

Tabla 25. Emisiones asociadas al consumo de combustible auxiliar para distintos tratamientos



Biometanización 279

Compostaje 284

Vertedero 333




En la Tabla 26 se recogen las emisiones indirectas relativas al consumo de electricidad para los tratamientos de separación y clasificación, biometanización y compostaje.

Tabla 26. Emisiones indirectas asociadas al consumo de electricidad para distintos tratamientos



Biometanización 13.536

Compostaje 3.062

El vertedero no lleva asociadas emisiones indirectas ya que, como se ha mencionado con anterioridad, se autoabastece energéticamente.


o Separación y clasificación

Mediante los factores de emisión de la Tabla 18 para los materiales recuperados se determina que se evita la emisión de 104.571 t CO2 eq.

o Biometanización

Los 868.5252 Nm3 de biogás de biometanización (20,14% del total generado) que se inyectan a la red gasista como biometano suponen unas emisiones evitadas por consumo de gas natural de 1.959 t CO2 eq.

Los 33.889.513 Nm3 de biogás de biometanización (79,6% del total generado) que se aprovechan energéticamente en motores de combustión suponen unas emisiones evitadas de 24.259 t CO2 eq.

o Compostaje

Para las 198.787 t de residuo que entran a compostaje se producen 24.321 t de compost. El empleo de dicha cantidad de compost como fertilizante supone unas emisiones evitadas de 652 t de CO2 eq.

o Vertedero

Haciendo uso de la Ecuación 6 y asumiendo una tasa de recuperación del biogás de vertedero del 70%, se determina que se recuperan 48.037.747 Nm3 de biogás. Para dicha cantidad de biogás captado se producen 91.943.821 kWh de energía eléctrica para venta. Este aprovechamiento energético supone unas emisiones evitadas 34.387 t CO2 eq.



4.5. RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

A continuación, se recopilan e interpretan los resultados de las emisiones de GEI asociadas a todos los escenarios.

4.5.1. Análisis del escenario base de 2014

En la Tabla 27 se muestran las emisiones directas (ED) asociadas a cada tratamiento para el escenario de 2014.

Tabla 27. Emisiones directas de cada tratamiento en 2014

Tratamientos

ED (t CO2 eq)

Del propio tratamiento

Consumo de combustible en maquinaria auxiliar

Total

Separación y clasificación 2.524 2.524

Biometanización 9.856 194 10.051

Compostaje 20.757 168 20.926

Incineración 168.414 2.366 170.781

Vertedero 203.133 763 203.896

En la Tabla 28 se recogen las emisiones directas (ED), las emisiones indirectas (EI) y las emisiones evitadas (EE) asociadas a cada tratamiento para el escenario base de 2014.

Tabla 28. Emisiones directas, indirectas y evitadas de cada tratamiento en 2014

Tratamientos ED

(t CO2 eq) EI

(t CO2 eq) EE

(t CO2 eq) Total: ED+EI+EE

(t CO2 eq)

Separación y clasificación 2.524 3.104 -52.285 -46.657

Biometanización 10.051 9.436 -18.273 1.214

Compostaje 20.926 1.820 -388 22.359

Incineración 170.781 -48.691 122.090

Vertedero 203.896 -34.678 169.218

En la figura 9 se compara el total de ED, EI y EE correspondientes a dicho escenario base.

A su vez, en la Tabla 29 se muestra el cómputo de dichas emisiones por tonelada de residuo

tratada para cada tratamiento, esto es, la huella de carbono.

Tabla 29. HC asociada a cada tratamiento para el escenario base de 2014

Tratamientos Total: ED+EI-EE

(kg CO2 eq) Residuos tratados

(t) HC


Separación y clasificación -46.657.175 913.679 -51

Biometanización 1.213.612 161.027 8

Compostaje 22.358.595 118.205 189

Incineración 122.089.649 241.514 506

Vertedero 169.217.773 480.574 352



Figura 9. Emisiones directas, indirectas y evitadas correspondientes al escenario de 2014

La Figura 10 muestra el cómputo de las emisiones totales (ED+EI+EE) para cada uno de los tratamientos en el escenario de 2014.

Figura 10. HC para distintos tratamientos en el escenario base de 2014

Analizando el desglose de ED de la Tabla 27, se observa que el consumo de combustible auxiliar tanto para el horno de incineración como para maquinaria en el tratamiento de separación y clasificación lleva asociada una cantidad elevada de emisiones de GEI.

Para el caso de la incineración, es el gran consumo de combustible auxiliar (gasóleo C) en el horno lo que eleva dichas emisiones.

408

14

-154

268

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

Escenario 2014

kt

CO

2 e

q

ED EI EE Total

-51

8

189

506

352

-500 -300 -100 100 300 500 700

Separación y clasificación

Biometanización

Compostaje

Incineración

Vertedero

kg CO2 eq /t residuo



Si bien para la separación y clasificación la cantidad de combustible necesaria para maquinaria industrial por tonelada de residuo es baja, en dichas plantas se trata la totalidad de los residuos que entran al parque. Esto hace que estas emisiones por consumo de combustible alcancen valores superiores a las del resto de tratamientos

Sin embargo, atendiendo a los resultados de la Tabla 28, se observa que la separación y clasificación ocupa el primer puesto en generar menos emisiones directas y, a su vez, menos emisiones totales de GEI. El valor negativo de huella de carbono refleja que se evitan más emisiones de las que se generan.

La razón principal que explica este hecho es que la recuperación y reciclaje de materiales permite que éstos dejen de ser producidos, y por tanto, se eviten todos los procesos y empleo de recursos que su producción lleva asociados. Además, el propio tratamiento en sí no genera emisiones directas de GEI. Esto supone una reducción de impacto sobre el cambio climático superior a la del resto de tratamientos (si bien es cierto que mediante la separación y clasificación se recuperan materiales pero no se consigue tratar la totalidad de los residuos).

En el cómputo global de emisiones totales de GEI, la biometanización ocupa el segundo puesto en relación a producir menor HC.

Dicho tratamiento genera la mitad de ED de GEI que el compostaje y 20 veces menos que el vertedero (para la cantidad de residuos destinados a cada tratamiento en 2014).

Sin embargo, es el tratamiento que supone más EI. La digestión anaerobia requiere de diversas etapas y sistemas (pretratamiento y depósito para la alimentación, digestor donde tiene lugar el proceso biológico, gasómetro para recoger el biogás producido, etc.) siendo el tratamiento posterior de biogás lo que más consume: depuración, concentración y presurización hasta alcanzar la presión de la red de distribución de gas natural en la que se inyecta.

A pesar de que el biogás que se obtiene se aprovecha energéticamente dicha compensación se contempla en las EE.

Continuando con un orden ascendente de HC, el compostaje se sitúa en el tercer puesto.

La fermentación aerobia es el tratamiento que recibe menor cantidad de residuos al año y, por tanto, la instalación no requiere un gran suministro energético.

Por otro lado, dicho tratamiento lleva asociadas menos EE que el resto. Esto refleja que, para las condiciones de este escenario base y la cantidad de residuo destinada a cada tratamiento, el empleo de compost como fertilizante evita menos impacto sobre el cambio climático que la generación energética.

En penúltimo lugar se sitúa el vertedero, con una HC que supone el doble de la asociada al tratamiento de compostaje y casi dos tercios de la asociada a la incineración. Sin embargo, el vertedero es el tratamiento que genera mayores emisiones totales de GEI para el escenario base de 2014 ya que trata mayor cantidad de residuos.

Debido a la captación y aprovechamiento del biogás generado, se genera gran cantidad de energía eléctrica tanto para el propio autoabastecimiento de la planta como para su inserción en la red. Esto hace que las EI del tratamiento sean nulas y las EE sean elevadas.



Sin embargo, es el tratamiento que lleva asociadas más ED ya que la degradación biológica que tiene lugar en el vertedero genera gran cantidad de metano.

Por último, el tratamiento de incineración es el que presenta una mayor HC (emisiones de GEI/cantidad de residuo tratado), aunque en el cómputo de emisiones totales de GEI es superado por el vertedero ya que en él se deposita una mayor cantidad de residuos

Cabe destacar que la incineración es el tratamiento que supone mayores EE debido a la gran cantidad de energía eléctrica generada tanto para venta como para cubrir sus propios consumos.

4.5.2. Análisis y comparación de todos los escenarios

A continuación, en la Tabla 30 se muestran las emisiones totales de GEI para todos los escenarios, desagregadas en directas, indirectas y evitadas.

Tabla 30. Emisiones directas, indirectas, evitadas y totales para cada escenario

Escenarios ED

(t CO2 eq)

EI

(t CO2 eq)

EE

(t CO2 eq)

Total

(t CO2 eq)

Escenario base del año 2014 408.177 14.361 -154.315 268.222

Escenario 1: Incineración 477.138 -184.205 292.934

Escenario 2: Vertedero 536.785 -91.390 445.395

Escenario 3: Biológico 262.854 19.702 -165.819 116.737

En la Figura 11 se comparan todas las emisiones de los cuatro escenarios en kt de CO2 eq.

Figura 11. Comparación de emisiones de GEI entre los distintos escenarios

408

477 537

263

14 0 0 20

-154 -184

-91

-166

268 293

445

117

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

2014 Inc Vert Bio

kt

CO

2 e

q

ED EI EE Total



En la Tabla 31 se muestran los resultados de las emisiones totales de GEI por unidad de residuo tratado para cada uno de los escenarios planteados. Se observa que se trata la misma cantidad de residuos en todos los escenarios.

Tabla 31. HC asociada a cada escenario

Escenarios Emisiones totales

(kg CO2 eq)

Residuos tratados

(t)

HC


Escenario base del año 2014 268.222.454 913.679 294

Escenario 1: Incineración 292.933.576 913.679 321

Escenario 2: Vertedero 445.394.913 913.679 487

Escenario 3: Biológico 116.737.027 913.679 128

Por último, con el fin de que los resultados finales resulten aún más aclaratorios, se recogen en la Figura 12 los valores de la HC de la Tabla 31 para cada uno de los escenarios planteados.

Figura 12. Comparación de la HC asociada a cada escenario

En vista de los resultados obtenidos, se observa que la HC correspondiente al año 2014 se encuentra en una posición intermedia respecto a la del resto de escenarios. El impacto sobre el CC asociado a la gestión de residuos en el año 2014 se aproxima más al impacto del escenario más favorable (con menor HC) que al menos favorable.

El escenario que supone un menor impacto sobre el CC es el escenario biológico, en el que se trata la fracción orgánica de los residuos mediante biometanización (con recuperación del biogás) y el digesto producido en dicho tratamiento, mediante compostaje. Este escenario ideal supone una recuperación previa de materiales recuperables del 100%, garantizando que se deposita en el vertedero la menor cantidad de residuos posible. La HC correspondiente a dicho escenario es de 128 kg CO2 eq/t residuo.

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A este escenario le sigue el escenario base de 2014 donde los residuos se gestionan de acuerdo al año 2014 en el PTV: tratamiento de separación y clasificación, biometanización, compostaje, incineración y depósito final en vertedero. La HC asociada al año 2014 es de 294 kg CO2 eq/t residuo.

Seguidamente, continuando con el orden ascendente de HC, se encuentra el escenario de Incineración, en el que la totalidad de los residuos es enviada a la planta de incineración. La valorización energética que se lleva a cabo en dicho tratamiento eleva las EE de GEI situando al escenario en una posición no muy alejada del escenario base. La HC asociada a este escenario es de 321 kg CO2 eq/t residuo.

El escenario más desfavorable de los planteados, en cuanto al impacto sobre el CC, es el escenario de Vertedero, en el que la totalidad de residuos se deposita en el vertedero. Aunque el aprovechamiento energético del biogás captado produce gran cantidad de energía (permitiendo el autoabastecimiento de electricidad del tratamiento), las ED de GEI son mucho más elevadas que las correspondientes al resto de escenarios. La HC asociada al escenario de Vertedero es de 487 kg CO2 eq/t residuo.

De acuerdo con los resultados obtenidos, el escenario que supone un menor impacto sobre el CC es aquel en el que se combina una eficiente recuperación de materiales reciclables con tratamientos biológicos (biometanización y compostaje). Por el contrario, el escenario que conlleva un mayor impacto sobre el CC es aquel en el que todos los residuos son depositados en el vertedero.



5. CONCLUSIONES

Este trabajo tiene como objetivo determinar la huella de carbono asociada a la fase de tratamiento de los residuos urbanos producidos en la ciudad de Madrid, con el fin de evaluar el impacto ambiental de esa parte de su gestión sobre el cambio climático. Para ello se ha comparado la situación real de tratamiento de residuos existente en el año 2014 con tres escenarios alternativos de gestión. Esta comparación permite analizar si la forma en la que se están tratando los residuos en la actualidad, por parte del Ayuntamiento de Madrid, es adecuada frente a otras opciones de tratamiento, así como evaluar si se está en el buen camino para reducir dicho impacto ambiental.

La separación y clasificación de residuos evita más emisiones de GEI de las que genera: -46.657 t CO2 eq (HC de -51 kg CO2 eq/t res). El siguiente tratamiento con menor HC es la digestión anaerobia o biometanización, con unas emisiones asociadas de 1.214 t CO2 eq (HC de 8 kg CO2 eq/t res). A continuación, se encuentra el compostaje, generando unas emisiones de 22.359 t CO2 eq (HC de 189 kg CO2 eq/t res). En cuarto puesto se sitúa el tratamiento de valorización energética o incineración, que produce unas emisiones de 122.090 t CO2 eq (HC de 506 kg CO2 eq/t res). Por último, el tratamiento de eliminación en vertedero produce unas emisiones de 169.218 t CO2 eq (HC de 352 kg CO2 eq/t res).

Desde el año 2014 hasta la actualidad, la gestión en el PTV y la proporción de residuos enviados a cada tratamiento no han presentado grandes variaciones. Por tanto, la interpretación de los resultados obtenidos se puede extrapolar a la situación actual de gestión de residuos en la ciudad de Madrid. De esta manera, se determina que el tratamiento que presenta menor HC y, por tanto, menor impacto sobre el cambio climático es la separación y clasificación seguida de la biometanización. Por el contrario, los tratamientos que suponen mayor impacto sobre el cambio climático son la incineración y la eliminación en vertedero.

La HC asociada al escenario base (294 kg CO2 eq/t residuo) supone una reducción del 40% respecto al escenario más desfavorable que, según los resultados obtenidos, sería aquel en el que la totalidad de residuos se deposita en el vertedero (487 kg CO2 eq/t residuo).

El escenario que presenta un menor impacto en cambio climático es el escenario Biológico con una HC asociada de 128 kg CO2 eq/t residuo. En dicho escenario la fracción orgánica de los residuos se destina a biometanización y el digesto generado en dicho tratamiento, a compostaje. El biogás generado en la biometanización se recupera y se trata adecuadamente de manera que una parte pueda ser aprovechada energéticamente junto con el gas de vertedero y la otra se introduzca en la red de gasificación para ser utilizada como biometano. Se trata de un escenario ideal en el que se supone que la eficiencia de la separación y clasificación es del 100% para todos los materiales recuperables, con el fin de depositar en el vertedero la menor cantidad de residuo posible. Sin embargo, este nivel de segregación resulta imposible de conseguir desde un punto de vista práctico.

De acuerdo a los resultados obtenidos, la situación actual de gestión de los residuos se encuentra más próxima al escenario más favorable - desde un punto de vista de impacto sobre el CC - que al escenario menos favorable. Esto refleja que, a pesar de que el camino seguido en el tratamiento de los residuos en el municipio de Madrid parece más o menos adecuado, existe aún un amplio margen de mejora si se fomentaran en el futuro de una forma más decidida los tratamientos biológicos y acciones encaminadas a la recuperación más eficiente de los materiales recuperables.

5. CONCLUSIONES




6. LÍNEAS FUTURAS

En este trabajo se ha realizado la comparación de cuatro escenarios de tratamiento de residuos urbanos en la ciudad de Madrid mediante el cálculo de la huella de carbono asociada a cada uno de ellos, con el fin de evaluar el impacto sobre el cambio climático.

Para el análisis mostrado se ha contemplado únicamente la fase de tratamiento de los residuos que llegan al PTV. Sin embargo, como posible trabajo futuro, se podría llevar a cabo la estimación de la HC asociada a distintas vías de la gestión de residuos. Así, se podría incluir en el análisis, además del tratamiento, las fases de recogida y de transporte de los residuos.

Así mismo, en este trabajo solo se ha tenido en cuenta el tratamiento de las fracciones de resto (F1) y envases (F2) correspondientes a los contenedores gris y amarillo, respectivamente. Las fracciones de papel y cartón (F3) y vidrio (F4), correspondientes a los contenedores azul y blanco, podrían incluirse de igual forma.

El impacto ambiental objeto de estudio ha sido el impacto sobre el cambio climático, sin embargo, para un análisis más exhaustivo, se podrían analizar más impactos ambientales como pueden ser la acidificación, la toxicidad humana, la destrucción de la capa de ozono, la ocupación del suelo urbano o agrícola, etc.

Al analizar distintos impactos, puede ocurrir que unos tratamientos resulten más favorables para la reducción de un impacto ambiental determinado pero más desfavorables respecto a otros. Para realizar una valoración conjunta de todos los impactos habría que otorgarle a cada tipo de impacto un peso determinado con la finalidad de obtener un índice o valor ponderado.

Los escenarios planteados en este estudio han sido escenarios más o menos extremos e ideales.

Sin embargo, se podrían considerar otros escenarios en los que se barajaran otras opciones de tratamiento de residuos y/o situaciones no ideales en las que se pudieran realizar hipótesis de factores como la eficiencia en la recuperación de materiales en las plantas de separación y clasificación de residuos.

Por ejemplo, se podrían plantear numerosas combinaciones de tratamientos:

▫ biometanización + incineración + vertedero

▫ clasificación y separación + compostaje + incineración + vertedero

▫ incineración + vertedero

▫ etc.

De la misma manera, también resultaría interesante implementar en el estudio otros tratamientos menos comunes como:

▫ la gasificación, con la que se recupera gas de síntesis aprovechable energéticamente,

▫ la pirólisis, en la que se recupera gas de síntesis y compuestos carbonosos aprovechables como adsorbentes, combustibles, etc.

6. LÍNEAS FUTURAS


▫ y la eliminación con plasma (para tratar sobre todo residuos tóxicos o contaminantes), donde se recupera gas de síntesis y vitrificados.

Para finalizar, por falta de tiempo no se ha podido llevar a cabo un análisis de sensibilidad de los resultados obtenidos. Este factor puede ser de importancia a la hora de dar por buenos los resultados obtenidos ya que, en algunos casos y especialmente a la hora de determinar las emisiones evitadas, los cálculos realizados pueden estar sujetos a una elevada incertidumbre.



7. IMPLICACIONES AMBIENTALES, POLÍTICAS, SOCIALES Y

ECONÓMICAS

El análisis de distintos escenarios de tratamiento de residuos realizado en este trabajo proporciona información acerca de cómo se gestionan los residuos en un núcleo urbano como es la ciudad de Madrid, en comparación con posibles alternativas hipotéticas e ideales.

El cálculo de la huella de carbono asociada a cada escenario permite conocer qué alternativa de las planteadas supone un menor impacto sobre el cambio climático y cuál de ellas conlleva un mayor impacto.

Los resultados ponen de manifiesto que el tratamiento de residuos ha de ir encaminado hacia tratamientos biológicos y ha de alejarse de escenarios que solo contemplen la eliminación de los residuos en el vertedero.

Las entidades responsables de la gestión de residuos trabajan con información de este tipo para conseguir mejorar en la medida de lo posible la eficiencia y rendimiento de los tratamientos que se llevan a cabo en las plantas de gestión de residuos.

En el caso de la ciudad de Madrid y, concretamente para el Parque Tecnológico de Valdemingómez, es el Ayuntamiento de Madrid la administración pública responsable de la gestión de las instalaciones.

El compromiso medioambiental para reducir la emisión de contaminantes a la atmósfera no sólo compete o preocupa a dichas entidades.

Organismos públicos e instituciones gubernamentales se implican cada vez más en la búsqueda de técnicas de valorización de residuos que no conviertan centros urbanos, como la ciudad de Madrid, en focos de contaminación atmosférica. Durante los últimos años se han ido desarrollando políticas medioambientales como consecuencia de la creciente concienciación acerca de los impactos asociados a procesos como el tratamiento de los residuos. Los estudios que caracterizan y valoran dichos impactos permiten dar soporte a nuevas normativas que regulan las emisiones generadas en estas actividades.

De esta manera, todos los organismos involucrados en asuntos relacionados con el cambio climático podrían considerar los resultados recopilados en este trabajo como una fuente interesante de información a la hora de buscar técnicas que reduzcan las emisiones de GEI asociadas a la gestión de residuos.

Si bien este trabajo se ha desarrollado desde un punto de vista principalmente ambiental, es cierto que toda mejora en dichas plantas de tratamiento - en lo que a reducción de impacto sobre el CC se refiere - conlleva un beneficio económico. Un mayor rendimiento en la recuperación de materiales o una mayor valorización energética suponen, a su vez, un mayor ahorro económico. Si se reutilizan materiales reciclados, éstos dejan de ser extraídos o producidos a partir de materias primas, evitándose así numerosos procesos que llevan asociado un consumo de electricidad o combustible. Por tanto, la reducción de contaminantes conlleva una disminución del gasto, lo que puede suponer un incentivo añadido para los distintos grupos de interés.

Potenciar el tratamiento de residuos, abriendo nuevas plantas o ampliando la capacidad de las instalaciones puede requerir mayor cantidad de recursos humanos, con lo que se estaría generando empleo en este sector. De la misma manera, otorgar mayor importancia a la gestión de residuos puede suponer mejoras salariales para los trabajadores de dicho sector.

7. IMPLICACIONES AMBIENTALES, POLÍTICAS, SOCIALES Y ECONÓMICAS


La sociedad está cada vez más concienciada acerca de los problemas asociados a la contaminación, desde el punto de vista de todos los impactos ambientales.

Favorecer gestiones de residuos que supongan una reducción de la contaminación en núcleos urbanos puede favorecer su atractivo frente a otros considerados "focos de contaminación". Para empresas que deciden abrir nuevas sedes o mover las ya existentes a otros sitios, la sostenibilidad de las ciudades candidatas podría ser un factor importante en su decisión.

Conseguir que empresas instalen sus centros de trabajo en una ciudad supone la generación de empleo y, por consiguiente, un crecimiento en la economía local de ese área.



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9. PLANIFICACIÓN TEMPORAL Y PRESUPUESTO

9.1. PLANIFICACIÓN TEMPORAL

En este apartado se recoge la planificación temporal del proyecto, esto es, la Estructura de la Descomposición del Proyecto (EDP) y el diagrama de Gantt.

9.1.1. EDP

La Figura 13 correspondiente a la EDP muestra la subdivisión de las tareas del trabajo en paquetes concretos representados en una estructura tipo árbol.

Figura 13. Estructura de descomposición del proyecto

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9.1.2. Diagrama de Gantt

Mediante el diagrama de Gantt de la Figura 14 se representa la duración en el tiempo de cada una de las tareas recogidas en la EDP.

Figura 14. Diagrama de Gantt

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9.2. PRESUPUESTO

En este apartado se recoge el presupuesto requerido para la realización del presente trabajo de fin de grado.

En primer lugar, en la Tabla 32 se muestra la principal partida del presupuesto correspondiente al coste asociado a los recursos humanos, en la que se tienen en cuenta las horas dedicadas tanto de la autora del proyecto como de los tutores del mismo.

Tabla 32. Presupuesto en recursos humanos

Tiempo

dedicado (h) Coste unitario

(€/h) Coste (€)

Recursos humanos 532 12.720

Estudiante del grado de Ingeniería Química 480 20 9.600

Tutor del proyecto 1 26 60 1.560

Tutor del proyecto 2 26 60 1.560

En la Tabla 33 se recoge el coste asociado a los recursos informáticos utilizados.

Tabla 33. Presupuesto en recursos informáticos

Precio (€)

Vida útil (años)

Periodo utilización (meses)

Coste (€)

Recursos materiales: informática 138,29

Hardware Ordenador hp 900 7 11 117,86

Pen drive 10 10 11 0,92

Software Licencias Microsoft Office 149 7 11 19,51

En la Tabla 34 y Tabla 35 se muestran los recursos consumibles.

Tabla 34. Presupuesto en electricidad

Precio

(€/kWh)

Potencia ordenador

(kW)

Periodo utilización

(h) Coste (€)

Recursos materiales: consumibles 5,15

Electricidad consumida 0,13 0,09 440 5,15



Tabla 35. Presupuesto en consumibles

Precio (€) Periodo utilización

(h) Coste (€)

Recursos materiales: consumibles 335

Conexión a Internet 30 11 330

Material de oficina (folios, bolígrafos…) 5

En la Tabla 36 se recoge el coste de impresión y encuadernación del proyecto.

Tabla 36. Presupuesto en impresión y encuadernación

Precio unitario (€)

Unidad Coste (€)

Impresión y encuadernación 70

Impresión 50 1 50

Encuadernación 20 1 20

Por último, en la Tabla 37 se recopila el presupuesto total asociado al trabajo.

Tabla 37. Presupuesto total del proyecto

Concepto Coste (€)

Recursos humanos 12.720,0

Estudiante del grado de Ingeniería Química 9.600,0

Tutor del proyecto 1 1.560,0

Tutor del proyecto 2 1.560,0

Recursos materiales: informática 138,3

Ordenador hp 117,9

Pen drive 0,9

Licencias Microsoft Office 19,5

Recursos materiales: consumibles 340,2

Electricidad consumida 5,2

Conexión a Internet 330,0

Material de oficina (folios, bolígrafos…) 5,0

Impresión y encuadernación 70,0

Impresión 50,0

Encuadernación 20,0

TOTAL 13.268,4



10. ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Emisiones directas, indirectas y evitadas correspondientes al escenario de 2014 .. 2

Figura 2. Comparación de la HC asociada a cada escenario ................................................... 2

Figura 3. Composición media de materiales en las bolsas F1 y F2 en los últimos años

(DGPTV, 2014) .......................................................................................................... 7

Figura 4. Adaptación propia del esquema del Parque Tecnológico de Valdemingómez

(DGPTV, 2014) .......................................................................................................... 9

Figura 5. Esquema del centro Las Lomas (DGPTV, 2014) ....................................................... 9

Figura 6. Esquema del centro La Paloma (DGPTV, 2014) ..................................................... 10

Figura 7. Esquema del centro Las Dehesas (DGPTV, 2014) ................................................. 10

Figura 8. Esquema del centro La Galiana (DGPTV, 2014) ..................................................... 11

Figura 9. Emisiones directas, indirectas y evitadas correspondientes al escenario de 2014 45

Figura 10. HC para distintos tratamientos en el escenario base de 2014 .............................. 45

Figura 11. Comparación de emisiones de GEI entre los distintos escenarios........................ 47

Figura 12. Comparación de la HC asociada a cada escenario ............................................... 48

Figura 13. Estructura de descomposición del proyecto .......................................................... 61

Figura 14. Diagrama de Gantt ................................................................................................. 62

10. ÍNDICE DE FIGURAS




11. ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Potenciales de calentamiento global para los GEI .................................................... 17

Tabla 2. Escenarios planteados ............................................................................................... 18

Tabla 3. Factores de emisión para la biometanización y compostaje ..................................... 20

Tabla 4. Factores de emisión de la combustión de biogás en motores .................................. 20

Tabla 5. Factores de emisión para la incineración .................................................................. 21

Tabla 6. Composición del residuo entrante a incineración en 2008........................................ 22

Tabla 7. Composición del residuo entrante a incineración en 2011 ........................................ 22

Tabla 8. Parámetros de los materiales del residuo entrante a incineración ........................... 23

Tabla 9. Carbono fósil y biogénico contenido en los materiales del residuo entrante a

incineración ................................................................................................................ 23

Tabla 10. Composición del residuo de las fracciones del residuo entrante al parque ............ 24

Tabla 11. Composición del residuo entrante al parque y a los tratamientos ........................... 25

Tabla 12. Cantidad de residuo entrante a vertedero y fracción de DOC para cada material . 25

Tabla 13. Parámetros requeridos para el cálculo de emisiones de CH4 en vertedero ........... 26

Tabla 14. Factores de emisión correspondientes al horno de incineración ............................ 27

Tabla 15. Factores de emisión correspondientes a la maquinaria industrial .......................... 27

Tabla 16. Electricidad consumida para cada uno de los tratamientos según distintas fuentes

de datos ................................................................................................................... 28

Tabla 17. Factores de emisión para la estimación de emisiones evitadas por consumir

biometano ................................................................................................................ 28

Tabla 18. Factores de emisión para cada uno de los materiales recuperados ...................... 30

Tabla 19. Fracciones de los materiales entrantes a incineración y cantidad de carbono fósil y

biogénico .................................................................................................................. 31

Tabla 20. Fracciones de los materiales entrantes a incineración y PCI de cada material para

el Escenario de Incineración ................................................................................... 32


Vertedero ................................................................................................................. 33


Vertedero ................................................................................................................. 34

Tabla 23. Emisiones directas por consumo de combustible para cada tratamiento ............... 38

Tabla 24. Emisiones indirectas por consumo de electricidad para cada tratamiento ............. 38

Tabla 25. Emisiones asociadas al consumo de combustible auxiliar para distintos

tratamientos ............................................................................................................. 42

11. ÍNDICE DE TABLAS


Tabla 26. Emisiones indirectas asociadas al consumo de electricidad para distintos

tratamientos ............................................................................................................. 43

Tabla 27. Emisiones directas de cada tratamiento en 2014.................................................... 44

Tabla 28. Emisiones directas, indirectas y evitadas de cada tratamiento en 2014 ................ 44

Tabla 30. HC asociada a cada tratamiento para el escenario base de 2014 ......................... 44

Tabla 30. Emisiones directas, indirectas, evitadas y totales para cada escenario ................. 47

Tabla 31. HC asociada a cada escenario ................................................................................ 48

Tabla 32. Presupuesto en recursos humanos ......................................................................... 63

Tabla 33. Presupuesto en recursos informáticos .................................................................... 63

Tabla 34. Presupuesto en electricidad ..................................................................................... 63

Tabla 35. Presupuesto en consumibles ................................................................................... 64

Tabla 36. Presupuesto en impresión y encuadernación ......................................................... 64

Tabla 37. Presupuesto total del proyecto................................................................................. 64



12. ABREVIATURAS, UNIDADES Y ACRÓNIMOS

En este apartado se recogen distintos términos a los que se ha hecho referencia a lo largo

del informe empleando los acrónimos, siglas y abreviaturas:

ACV / LCA ≡ Análisis de ciclo de vida

CC ≡ Cambio climático

CMNUCC ≡ Convenio Marco de Naciones Unidas sobre Cambio Climático

DGPTV ≡ Dirección General del Parque Tecnológico de Valdemingómez

ED ≡ Emisiones directas

EDP ≡ Estructura de Descomposición del Proyecto

EE ≡ Emisiones evitadas

EI ≡ Emisiones indirectas

eq ≡ equivalentes

HC / HDC ≡ Huella de Carbono

IPCC ≡ Intergovernmental Panel on Climate Change (Grupo Intergubernamental de

Expertos sobre el Cambio Climático)

GEI ≡ Gases de efecto invernadero

GWP ≡ Potencial de Calentamiento Global

MTDs ≡ Mejores Técnicas Disponibl

PCI ≡ Poder calorífico inferior

PTV ≡ Parque Tecnológico de Valdemingómez

res ≡ residuo(s)

RS ≡ Residuos sólidos

RSU ≡ Residuos sólidos urbanos

Por otra parte, se muestran los compuestos químicos mencionados en el informe y sus

correspondientes fórmulas moleculares:

CH₄ ≡ metano

CO2 ≡ dióxido de carbono

N2O ≡ monóxido de nitrógeno / óxido de nitrógeno (I) / óxido nitroso

12. ABREVIATURAS, UNIDADES Y ACRÓNIMOS


Así mismo, se recogen distintos términos empleados en las ecuaciones del trabajo en orden

de aparición:

ROTRAT ≡ residuo orgánico tratado en el tratamiento

RSTRAT ≡ residuo sólido tratado en el tratamiento

R ≡ cantidad de CH4 recuperada

FEX ≡ factor de emisión del compuesto X para cada tratamiento

Wi ≡ fracción del material en el residuo total

dmi ≡ fracción de materia seca en cada material

CFi ≡ fracción de carbono en la materia seca de cada material

FCFi ≡ fracción de carbono fósil en el carbono total de cada material

FO ≡ factor de oxidación

i ≡ material en el residuo

DOC ≡ carbono orgánico degradable en el residuo (%)

DOCf ≡ fracción del DOC que puede descomponerse

MCF ≡ factor de corrección del metano

F ≡ fracción de metano en el gas de vertedero

R ≡ fracción de metano recuperado en el biogás



13. GLOSARIO

Análisis de Ciclo de Vida

Proceso que permite evaluar las cargas ambientales asociadas a un producto, proceso o actividad, identificando y cuantificando tanto el uso de materia y energía como las emisiones al entorno, al objeto de determinar su impacto y llevar a la práctica estrategias de mejora ambiental.

Biogás

Conjunto de gases provenientes de la digestión anaerobia de residuos orgánicos.

Biometano

Gas que puede producirse a partir de la depuración del biogás generado por digestión anaerobia, o bien a partir del lavado del gas de síntesis generado en la gasificación de la biomasa, siendo 100% renovable.

Cambio climático

Cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables.

Compost

Material útil para el acondicionamiento de los terrenos agrícolas, obtenido a través de la transformación bioquímica de un sustrato orgánico mediante un proceso que ocurre naturalmente o controlado.

Contaminación

Introducción directa o indirecta mediante actividad humana de sustancias, vibraciones, calor o ruido en la atmósfera, agua o suelo que puedan tener efectos perjudiciales en la salud humana, en la calidad del medio ambiente y su disfrute o en bienes materiales.

Desarrollo sostenible

Desarrollo que satisface las necesidades actuales de las personas sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer las suyas.

Directiva IPPC

La Directiva IPPC tiene por objeto la prevención y reducción integrada de la contaminación. Es una de las principales referencias legislativas en Europa que afecta a unas 50.000 instalaciones relacionadas con actividades industriales y agronómicas.

13. GLOSARIO


Efectos adversos del cambio climático

Cambios en el medio ambiente físico o en la biota resultantes del cambio climático que tienen efectos nocivos significativos en la composición, la capacidad de recuperación o la productividad de los ecosistemas naturales o sujetos a ordenación, o en el funcionamiento de los sistemas socioeconómicos, o en la salud y el bienestar humanos.

Emisiones

Liberación de gases de efecto invernadero o sus precursores en la atmósfera en un área y un período de tiempo especificados.

Fuente

Cualquier proceso o actividad que libera un gas de invernadero, un aerosol o un precursor de un gas de invernadero en la atmósfera.

Huella de carbono

Se refiere al impacto ambiental que se produce como consecuencia de la generación de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Implica el cálculo de las emisiones de los GEI asociadas con una organización, actividad o ciclo de vida de un producto o servicio.

Gases de efecto invernadero

Aquellos componentes gaseosos de la atmósfera, tanto naturales como antropógenos, que dejan pasar la luz visible pero absorben en otra longitud de onda y reemiten la radiación infrarroja. Son principalmente el CO2, CH4 y N2O.

Gas Natural

Gas combustible, rico en metano, que proviene de yacimientos naturales. Contiene cantidades variables de los hidrocarburos más pesados que se licuan a la presión atmosférica, así como vapor de agua; puede contener también compuestos sulfurados, como son el gas carbónico, nitrógeno o helio.

Gasóleo

Mezcla de hidrocarburos líquidos, que se especifican según sus características y destino a los motores de combustión interna.

Gestión

La recogida, el almacenamiento, el transporte, la valorización y la eliminación de los residuos, incluida la vigilancia de estas actividades, así como la vigilancia de los lugares de depósito o vertido después de su cierre.



Materia orgánica

Sustancia constituyente o procedente de los seres vivos, que puede ser descompuesta por microorganismos aeróbicos o anaeróbicos con mucha rapidez

Medio ambiente

Marco o entorno vital, conjunto de circunstancias físicas, biológicas, sociales, económicas, culturales, etc. que rodean a las personas.

Mejores Técnicas Disponibles (MTD)

Técnicas para determinar los valores límite de emisión destinados a evitar o reducir las emisiones y su impacto en el medio ambiente. Los documentos BREF recogen estas MTD en el ámbito europeo.

Poder calorífico

Cantidad de calor desprendida por unidad de masa de combustible. El poder calorífico puede ser superior (PCS) o inferior (PCI).

Residuos sólidos urbanos

Los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) son los generados en los domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios, así como todos aquellos que no tengan la calificación de peligrosos y que por su naturaleza o composición puedan asimilarse a los producidos en los anteriores lugares o actividades. También tienen la consideración de residuos urbanos los siguientes:

- Residuos procedentes de la limpieza de vías públicas, zonas verdes, áreas recreativas y playas.

- Animales domésticos muertos, así como muebles, enseres y vehículos abandonados.

- Residuos y escombros procedentes de obras menores de construcción y reparación domiciliaria.

Recogida

Toda operación consistente en recoger, clasificar, agrupar o preparar residuos para su transporte.

Recogida selectiva

Sistema de recogida diferenciada de materiales orgánicos fermentables y de materiales reciclables, así como cualquier otro sistema de recogida diferenciada que permita la separación de los materiales valorizables contenidos en los residuos.

COMPARACIÓN DE DISTINTOS ESCENARIOS DE...

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