09/06/2020
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Potencial de Energía Calorífica de los Residuos Sólidos Municipales para Reemplazar el Carbón Mineral
Resumen: El aprovechamiento material y energético del residuo sólido municipal para la fabricación industrial de combustible derivado de residuos (RDF, por su sigla en inglés), constituye, por una parte, una oportunidad para la gestión ambiental empresarial; por otra parte, sirve para apoyar en las regiones la gestión integral de residuos sólidos en el sector público. Este estudio analiza el potencial calorífico del residuo sólido municipal (RSM) de la provincia de Guanentá, como base para la producción de RDF en reemplazo del carbón mineral en la industria cementera para la producción de clínker. Se concluye que con el uso de RDF, como combustible renovable sustituto, se evita el 5,72% de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), se generan 12.300 Ton/año de carbono neutral y se evitan 1.128 Ton/año de GEI al reemplazar, con el potencial de RSU, el 5,4% del carbón mineral requerido.
Palabras claves: Residuo sólido municipal, combustible derivado de residuos, gases de efecto invernadero, reducción de emisiones, gestión ambiental empresarial.
Abstract: The material and energy use of the municipal solid waste (MSW) for the industrial production of refuse-derived fuel (RDF) constitute, on the one hand, an opportunity for environmental management; on the other hand, it gives the necessary regional support on solid waste management in the public sector. This study analyzes the potential of solid waste calorific energy in the province of Guanentá, as a starting point for the production of RDF as a replacement of coal in the cement industry for the manufacturing of clinker. It is concluded that the use of RDF, as a substitute of renewable fuel, cuts the atmospheric emissions of greenhouse gases (GHG) in 5.72%. Moreover, 12,300 Ton/yr. of neutral carbon are generated and 1,128 Ton/yr. of GHG less are emitted as a result of reducing the required coal in 5,4%.
Si se usa carbón mineral en la producción industrial dse requieren 22,18 TJ para producir 4.500 toneladas.
Además, el ahorro de CO2 emitido es de aproximadamente un (1) TJ si se reemplaza el 54,% del carbón por RDF de un poder calorífico de 8,542 MJ/Kg.
Por otra parte, si con 22,18 TJ se emiten 2.094,5 Ton/mes de CO2, con 21,2 TJ se emiten 1.999,9 toneladas de CO2, lo cual quiere decir que se emiten 94 Ton/ mes de GEI menos, esto es, una reducción de 1.128 Ton/año.
Asimismo, la potencialidad del RDF se puede incrementar hasta el 25,7% si se utiliza el material residual con poder calorífico para producir un RDF de menor calidad como puede evidenciarse en balance de masas simplificado.
Por último, se debe ampliar el análisis al cálculo de emisiones en el relleno sanitario El Cucharo, ya que, al derivar al menos el 23% del material con características especiales para la producción de RDF, se está evitando la generación de una proporción de los GEI actualmente producidos en el relleno y emitidos a la atmósfera (calculados en términos de metano y dióxido de carbono) provenientes de la degradación de los residuos rápidamente degradables igual a 8,6 y 7,8 m3 y lentamente biodegradables de 7,4 y 5,3 m3, respectivamente.
Poder calorífico teórico de los componentes del RDF potencial elaborado a partir de los RSU.
Sin embargo, se anota que no se descartan otras fórmulas de composición en atención a la posibilidad de incluir parte del material pre-procesado que se origina del residuo sólido orgánico cuyo tamaño de partícula cumpla los requerimientos técnicos para ser procesado como RDF.
Componente de RDF
Poder calorífico (MJ/Kg)
Papel 04,24
Cartón 0,276
Residuos de jardín 2,086
Residuos de textiles 3,599
Residuos de madera 14,11
Residuos de plástico 0,746
Total 8,542 MJ-Kg.
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Emisiones de GEI del proceso productivo
Emisiones de GEI usando RDF de remplazo por carbón mineral en la planta de clínker de San Gil Espana.
Las emisiones de carbono neutral generadas por el remplazo del carbón mineral por RDF en la planta son de aproximadamente el 5,72% de las emisiones normales del proceso.
Como se señaló anteriormente, si se incrementa el poder calorífico del RDF utilizado en planta en cogeneración, se espera un incremento de emisiones carbono neutral, lo cual sería ambientalmente muy positivo.
DISCUSIÓN
Por naturaleza, la mayoría de los procesos de gestión de residuos sólidos son una fuente de emisiones de GEI.
El CH4 es 21 veces más activo que el CO2; por tanto, la opción de
GEI emitido
Energía del proceso (TJ)
Factor de conversión IPCC-UPME 2010 (KgCO2./mes)
Emisiones de GEI (Ton/mes)
CO2 22,18 944.25 2.094,50 CO 22,18 20 443,60 SO2 22,18 692 15.348,50 CH4 22,18 1,0 22,10 N20 22,18 14, 31,10
Total mes 17.901 Emisiones de GEI (Ton/año)
214.815 Otros gases y materiales de interés ambiental HC 22,18 259 5.744,60 PM10 22,18 – 22,18
GEI emitido
Energía del proceso (TJ)
Factor de conversión IPCC–UPME 2010 (KgCO2./mes)
Emisiones de GEI (Ton/mes)
CO2 0,922 0,076 70,75 CO 0,922 1.000 922,00 SO2 0,922 – 0,92 CH4 0,922 30 27,66 N20 0,922 4,0 3,69 Total mes 1.025,02 Emisiones de GEI (Ton/mes) 12.300,24 Otros gases y material de interés ambiental HC 0,922 - 0,922 MP10 0,922 - 0,922
