jueves, 23 de octubre de 2014

Aplicación prospectiva de Residuos Sólidos Urbanos para la producción de energía en Portugal



Resumen y análisis del articulo :
Prospective Application Of Municipal Solid Wastes for energy production in Portugal

Sandra Teixeira a,b, Eliseu Monteiro b,c, Valter Silva b, Abel Rouboa a,b,n
a University of Trás-os-Montes and Alto Douro,Vila Real, Portugal
b INEGI/ Faculty of Engineering, University of Porto,Porto,Portugal
c C3i – Interdisciplinary Center for Research and Innovation ,Polytechnic Instituteo fPortalegre, Lugarda Abadessa,
Apartado 148,7301-901Portalegre,Portugal


Primero algo de contexto.
Portugal ah generado una gran basa de datos sobre sistemas, tecnologías y  estrategias  sobre la  gestión de residuos, esto gracias a  los programas PERSU I  PERSU II, la amplia variedad de procesos  y tecnologías para el tratamiento de RSU y las diversas posibilidades de la combinación de ellos que manejan estos programas han generado varias estructuras y soluciones para el tratamiento de los RSUs, aunque todavía no ha  una solución óptima para el tratamiento y disposición de los residuos, ya que los procesos de tratamiento como la incineración producen dioxinas y furanos,  los vertederos generan gases de efecto invernadero.

Articulo
El artículo tiene como objetivo principal evaluar la influencia de  Planes estratégicos de RSU y la legislación sobre el sistema de  gestión de residuos,  la infraestructura e instalaciones. El segundo objetivo es analizar  las diversas tecnologías asociadas a los sistemas de  gestión de RSU.
Los métodos que utiliza Portugal para el manejo de sus residuos es variado, y estos es posible  y a que sus residuos contienen residuos domésticos, residuos agrícolas, residuos comerciales y las que resultan de la construcción civil,  cuya composición varía de acuerdo a la época de año y la zona geográfica. De acuerdo con la Directiva de la Unión Europea (UE) las entidades responsables de la recogida de RSU deben cumplir  varios requisitos.  Hoy en día, la base de cualquier sistema de gestión de residuos es  reducir, reciclar y reutilizar.  Portugal, a desarrollado una gran gestión de RSU con  varias opciones de tratamiento y eliminación parcial, como el reciclaje, el compostaje,  y la incineración con recuperación de energía. Sin embargo, los vertederos fueron el  opción dominante para la eliminación de RSU en Portugal desde 1997 hasta 2002, gracias a la inclusión de  PERSU II sedio una fusión progresiva de los sistemas lo que  favorecido a la agregación de sistemas para maximizar la recuperación de residuos  utilizando la infraestructura existente. Hoy en día hay 23  SGRSU en Portugal, 12 son multimunicipal y 11 intermunicipal. Por lo tanto en Portugal en 2010 había 34 vertederos y 29 centros de clasificación, 81 centros de transferencia, 190 ecocentros, 37971 puntos ecologiacos, dos plantas de recuperación de energía, 11 centros de recolección de orgánicos y 7 centros de tratamientos mecanicobiologico, aun así este sistema de gestión no es parte aun del modelo ideal de recuperación de energía, orgánica y de reciclables según los objetivos de  PERSU. 

Tabla 1 SJSU e infraestructura continental existente Portugal 2010 

Tabla 1 describe el SGRSU en 2010 y sus características en detalle, incluyendo sus infraestructuras.
El esquema de  organización de los sistemas de manejo de RSU de la figura 1,  involucran la recolección,  almacenamiento, tratamiento y disposición. La recolección incluye dos categorías, seleccionables de los que se hace cargo el municipio y los no seleccionables de los que el municiio no se hace cargo,  para los residuos seleccionables están  los  ecocentros  y  ecopuntos  donde seleccionan y clasifican residuos, los ecocentros  separan los residuos por categorías (papel, plastico y vidrio etc.) estos están cercas de puntos de importancia como escuelas y  tiendas departamentales, y cerca de un ecocentro en donde se separan los RSU recuperación. Además se cuenta con otros  flujos específicos de residuos (aceites usados, pilas, residuos eléctricos y electrónicos, residuos de construcción y demolición, etc). Las estaciones de transferencia proporcionan las instalaciones necesarias para que los residuos no seleccionados cuando los sitios de disposición final, de esta forma después se les dan tratamiento o pueden ir a los vertederos como una mescla de RSU RME.  Las plantas de transferencia (MBT) están diseñadas para procesar los residuos domésticos mezclados, así como  residuos comerciales e industriales. El MBT tolera reciclaje  papel, metal, plástico y vidrio. Puede producir combustibles derivados de residuos o estabilizar los materiales biodegradables mediante el compostaje o la digestión anaerobia. Así como  utilizarse además como combustible alternativo en hornos de cemento o incinerados para producir energía. Se generar en composta, carbón, dioxinas y agua durante el proceso aerobio del compostaje, este es un procesos común para la recuperación de orgánicos de los residuos sólidos, los remanentes no biodegradables son reciclados y recuperados para producir nuevos productos.
El marco legal de todo este sistema de gestión se da de la siguiente manera:
1.     1. Durante los 70s había una pequeña legislación, no fue hasta que los residuos se convirtieron en un problema que se le tomo más importancia,  
2.      2. En el 94 la dirección estableció las prin  cipales regulaciones que aplicarían a la gestión de los residuos, elevando el nivel del, cuidado hacia el ambiente.
3.      3. En Portugal en el 94 se crearon un paquete de leyes para este fin.
4. En 96 se introdujo los tipos de disposición fianl y recuperación, definiendo lo siguiente, 
4.2    Construcción multimunicipal  e intermunisipal  de sistemas de gestión de RSU
4.3    Construcción de infraestructura de tratamiento, recuperación  disposición final de residuos.
4.4    Implementación de sistemas de recolección con ecopuntos y ecocentros.
 En general los objetivos era un sistemas  de gestión proyectado de 1997 a 2006 para tratar con el problema de los residuos, ya que los resultados estuvieron muy por debajo de las predicciones se crean  dos nuevas estrategias la PERSU I y la PERSU II esta última establece objetivos de 2007 a 2016, aplicando solo a Portugal (no sus colonias)  que consistía en rediseñar los objetivos de PRSEU I,  separar los residuos orgánicos para su compostaje o incineración,  reducción de los gases de efecto invernadero, la creación de tecnologías para la recuperación y educción de residuos.  
Las tecnologías que usa Portugal en su sistema de gestión son auxiliares para su principal método de disposición final, que es el de vertederos,

Los vertederos:
En muchos países del mundo el tratamiento más utilizado es el de los vertederos los cuales son muy baratos en comparación con otros métodos alternativos,  la directiva de la UE sobre los vertederos es la más importante de todos, el articulo 5 marca objetivo a diferentes años para la reducción de residuos biodegradables en los vertederos, para 2005 la cantidad de residuos biodegradables debería de ser de 75 %, para 2009 de 50% y para 2016 de 35% de lo que iba a dar a los vertederos en 1995. Lo cual solo Alemania, Suiza  Dinamarca y Austria cumplieron, hay dos cosas que considerar en un vertedero, el primero es el cuidado de la salud de ambiente y del hombre, por lo que se debe incluir un sistema de control de lixiviados y los gases resultantes de la descomposición, su vigilancia control e incluso almacencito, la segunda es su clausura, según la UE estos deben tener una vida mínima de 30 años, el major beneficio de los vertederos es la obtención de biogás (metano) el cual es una fuente gratis y limpia que otros combustibles usados.

Figura 1 Esquema de lo sucedido en un vertedero



Los siguientes son dos tratamientos auxiliares a los vertederos que se usan mucho en Portugal

La incineración
La incineración ya es reconsiderada como uno de los tratamientos más efectivos para el tratamiento de RSU en muchos países del mundo, por ejemplo en Japón el 80% de los RSU se incineran, ya que pueden reducir de un 90 hasta un 95% del volumen de los RSU y además genera mucho calor aun utilizable. Hay tres principales formas de incinerar los residuos, quema de la masa de los residuos, por una cama de incineración fluidisada, o de combustibles derivados de los residuos, siendo la de la quema total de la masa de los residuos la usada. Los residuos son considerados como energía de bajo costo y un buen tratamiento de disposición final ideal. Las plantas de combustión tienen cámaras de combustión, postcombustión, un boiler con el que se recupera le energía, y un sistema de control de emisiones, uno de los principales inconvenientes de estas tecnologías es la opinión publica ya que muchas personas simplemente no quieren vivir cerca de una de estas plantas, por miedo a las emisiones que esta pueden producir  y que es bien sabido causan problemas a la salud, a pesar de ser de los tratamientos más eficaces en la eliminación de los RSU da lugar  a subproductos que requieren un tratamiento especial, como las cenizas  que deben ser confinadas en le vertederos, o las emisiones que hace que se requiera de tratamientos de post combustión y pretratamiento de los gases para ser liberados a la atmosfera, esto ah generado una serie de limitantes en leyes contra la incineración, lo que impulso al desarrollo de tecnológico para la gasificación, haciendo de esta una opción más viable y limpia que la incineración.

Figura 2 esquema del proceso de incineración



La gasificación
El proceso de gasificación de residuos de residuos sólidos es un complejo proceso termoquímico  a altas temperaturas produciendo gas de síntesis el cual todavía puede  sufrir otras reacciones químicas. El tratamiento termoquímico se lleva a cabo por pirolisis y la gasificación La pirolisis y la desvolatilización es la descomposición térmica de material orgánico, que implica reacciones de craqueo térmico  y transferencia de calor y masa. El resultado de esta descomposición es una fracción líquida y gases que contienen principalmente hidrógeno, monóxido de carbono, el carbono dióxido, el metano, el residuo sólido denominado como char (restante desvolatilizado residuo sólido), y el alquitrán (hidrocarburo condensable vapores). Des este proceso se puede obener combustibles o algunos monomeros para la formación de plásticos.

Figura 3 Esquema de la gasificación



La figura 4 muestra el desarrollo de la producción de RSU  en  Portugal de los últimos seis años,  en comparación con el PERSU II  (objetivos) . Después de 2007, la producción aumentó desde 2008 hasta 2011, esto  es  atribuido a los cambios metodológicos derivados de la utilización de los expedientes del mapa de Residuos Urbanos en términos de registro y tratamiento de datos
En la  producción de residuos durante el  período de ejecución del plan 2007-2016, se observó  un aumento de la producción con respecto a 2009, no superior a 0,60%. Sin embargo, los datos reales para 2010 indican una producción total de 5.467 toneladas de residuos municipales, que  corresponde a un crecimiento de 1,18%, respecto al año anterior. Sin embargo,  en 2011 la producción se redujo de manera efectiva y estaba cerca del objetivo, que ofrece buenas perspectivas para los próximos años. Sin embargo, esta disminución de la producción de RSU se atribuye principalmente a la reducción del consumo debido a la crisis económica que enfrenta el país, por debajo del objetivo PERSU II en 2012.

Figura 4 Comparación de la producción de RSU en Portugal con objetivos PERSU II


Conclusiones:
Portugal se enfrenta a múltiples problemas de manejo de los RSU y está tratando de hacer frente a ellos con la aprobación de leyes con el fin de mejorar el rendimiento de los sistemas de gestión de residuos. El país ha avanzado considerable s en el dominio de los residuos desde el final del siglo pasado, cuando depositar los residuos en vertederos a cielo abierto fue la principal vía de tratamiento. Los factores que impulsan la evolución de la gestión de  los RSU incluyen la legislación nacional (PERSU). Ha habido dos PERSUS en Portugal: uno en 1997 (PERSU I) fue ratificado y abarcó el período hasta 2006, cuando PERSU II entró en vigor, se dirige al período 2007-2016. El marco jurídico que regula la gestión de residuos se ha consolidado en los últimos años con los sistemas para la gestión de determinados flujos específicos y colocando la responsabilidad en los productores para perseguir las metas de prevención, la recogida selectiva, el reciclado y otras formas de valorización. Además de un marco general como PERSU, hay varios otros decretos que regulan los flujos de residuos o las opciones de tratamiento específico.
La influencia de los planes estratégicos de RSU y la legislación sobre los sistemas de gestión, y las instalaciones de infraestructura en Portugal se evaluaron  junto con las tecnologías asociadas con el tratamiento de RSU. A pesar de todos los planes estratégicos la mayoría de los RSU en Portugal son enviados a vertederos. En Portugal, alrededor de 2020 se espera que la  disminución de vertederos sea superior a la media de la UE, con un ligero aumento de plantas de incineración debido a posibles nuevas instalaciones de incineración. El lanzamiento del segundo plan nacional de gestión de residuos (PERSU II) en 2006 tiene el fin atacar las ineficiencias del plan nacional anterior y alinear el país con las normas y objetivos de la UE.
 A nivel tecnológico, la incineración sigue siendo el método más común de tratamiento térmico para instalaciones de conversión de residuos en energía. Sin embargo, con el aumento de las restricciones ambientales y el desarrollo de la tecnología de gasificación, la gasificación presenta una alternativa cada vez más eficiente y viable a la incineración.
Este es un artículo corto, pero que abarca y analiza muchos temas de los cuales, solo de uno se podría hacer un solo artículo, Portugal ah crecido como país desde su población hasta su economía, lo que trae más residuos, ellos lo afrontaron bien, empezaron con un sistema de leyes el cual al no funcionar se reformo  se amplió, impulsando el desarrollo tecnológico para la recuperación y reciclaje de los residuos, desarrollando un sistema de recolección a mi parecer bastante ingenioso que al combinarse con la recolección selectiva da muy buenos resultados, los portugueses modificaron todo lo que tenían, mejorando considerablemente, desarrollan tecnología, empiezan a cumplir metas, todo parece ir bien para ellos, ¿se imaginan si aplicáramos eso a México? Seria impresionante pero una tarea realmente grande complicada y sin duda alguna tardaríamos mucho en ver resultados, Portugal tiene 18 estados, tiene 1.22 la superficie de Zacatecas, para ellos la comunicación y organización por su pequeño tamaño es muy fácil.  Bueno si queremos algo así para México debemos de trabajar mucho, podemos tomar como ejemplo o punto de partida a los portugueses, pero no podemos hacer una calcomanía de su sistema. ¿Qué cambiar? ¿Qué mantener? ¿Para nosotros que otros tratamientos podrían ser una buena opción?