APROVECHAMIENTO ENERGETICO DE LOS RESIDUOS SOLIDOS URBANOS.

APROVECHAMIENTO ENERGETICO DE LOS RESIDUOS SOLIDOS URBANOS.

KELLY YESENIA BOHORQUEZ RUEDA

COD. 1094270210

MELISSA BENAVIDES ACOSTA

COD. 1067287834

MANUEL CONTRERAS

UNIVERSIDAD DE PAMPLONA

FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA

PROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTAL

PAMPLONA, NORTE DE SANTANDER

2014

INTRODUCCION.

Históricamente se han empleado sistemas de incineración y aprovechamiento térmico de los residuos. Así, entre los recuerdos de infancia de muchos esta la imagen de quemar los desperdicios de la casa en lo que entonces se llamaba la cocina económica, que funcionaba con carbón.

A medida que la sociedad se ha ido haciendo cada vez más urbana, se han variado las costumbres adaptándose a las nuevas necesidades de consumo. Siguiendo con el desarrollo histórico, cuando la cantidad de residuos que se producía en los hogares de las ciudades empezó a representar un problema, se organizaron los servicios municipales de recogida y limpieza, siendo generalmente el primer destino que tuvieron dichos residuos el del vertedero.

Rápidamente empezó a aparecer un nuevo problema, la quema de las basuras, unas veces voluntaria y otras de forma no deseada, aunque ello trajo como consecuencia favorable la de reducir el volumen de los residuos depositados. Muchas veces ese suceso ocurría como consecuencia de la combustión espontánea de los residuos, debido a la fermentación de la materia orgánica de las basuras.

Para ello se empezaron a preparar instalaciones dedicadas específicamente a la incineración de las basuras, como sistema de eliminación, de forma que durante años la incineración ha representado una práctica habitual para el tratamiento de residuos y aunque los primeros antecedentes de la incineración datan en la segunda mitad del siglo XX, principalmente en la década de los 70, es cuando se produjo un fuerte incremento en el número de plantas.

Las malas actuaciones en la quema y en la incineración de residuos sin las debidas precauciones, trajo consigo una mala imagen de este sistema de eliminación de residuos, así como una fuerte oposición social a las infraestructuras de este tipo. No obstante el desarrollo tecnológico ha sido muy fuerte en este campo, especialmente en lo referente a los sistemas de depuración de gases y al control de la contaminación.

Por todo lo anterior se considera una opción muy válida de aprovechamiento de la energía contenida en los residuos municipales, especialmente mediante la utilización de nuevas tecnologías que modifican la tradicional incineración de los residuos, como pueden ser la preparación de combustibles derivados de residuos, la Biometanización o los biorreactores activables.

OBJETIVOS.

• Identificar las diversas formas de aprovechamiento de energético contenida en los residuos sólidos generados en los municipios.

• Observar las tecnologías que actualmente se utilizan para la transformación de los residuos sólidos en energía.

APROVECHAMIENTO ENERGETICO DE LOS RESIDUOS.

Como se ha visto, la incineración ha sido históricamente el primer sistema para aprovechar la energía contenida en los residuos. Esa incineración es una combustión controlada en la que el elemento combustible es el propio residuo. En ese proceso se produce un gran desprendimiento de calor, generalmente suficiente como para mantener la reacción de combustión.

Desde el punto de vista químico, toda combustión es un conjunto de reacciones de oxidación que tienen lugar, preferentemente, en fase gaseosa y por mecanismos de radicales libres, lo que conduce a la recombinación de las diferentes especies químicas presentes. Previamente existen otros mecanismos de gasificación y vaporización de los combustibles volátiles, preferentemente orgánicos. Las reacciones de oxidación y de destrucción térmica originan la formación de moléculas sencillas, como el CO2 y H2O, NOx, etc., que son los componentes mayoritarios de los gases de la combustión, junto con el nitrógeno atmosférico.

Un elemento determinante en el tipo de proceso térmico, y en los resultados del mismo, es la cantidad de oxigeno presente, en relación con las necesidades estequiometrias (cantidad de oxigeno necesario para que se realice la combustión), tal y como se indica en la Figura 1.

Figura 1 Curva de combustión

 Si existe un defecto de oxígeno, de forma deliberada o momentánea, los procesos combinados de transferencia de masa y de calor pueden desarrollarse de dos formas distintas:

• Si la temperatura es suficientemente elevada se produce una pirolisis, en la que las estructuras moleculares se rompen dando lugar a gases parcialmente oxidados, (CO, CH4, etc.) y a residuos sólidos carbonizados. También suelen producirse vapores orgánicos que al enfriarse condensan en forma de mezclas de hidrocarburos pesados. No es segura la destrucción de todos los compuestos orgánicos vaporizados ni de que todos los metales no vaporizados estén en estado de oxidación completa.

• Si la temperatura no es muy elevada no se produce la rotura molecular ni ningún tipo de reacción química sino la destilación y evaporación de sustancias volátiles, que en una posterior condensación dan lugar a líquidos o solidos pastosos.

 Si el exceso de oxigeno es muy elevado, la combustión tendrá lugar a temperatura baja, debido a la gran cantidad de inertes en la mezcla de gases (por la presencia de nitrógeno). Independientemente de la ineficacia en la recuperación energética, no puede garantizarse la destrucción de los compuestos orgánicos presentes en los residuos.

Entre los principales sistemas de aprovechamiento energético de los residuos municipales, se pueden citar los siguientes:

• Incineración con recuperación de energía.

• Co-incineración en procesos industriales a altas temperaturas.

• Biometanización.

• Desgasificación de vertederos.

• Procesos basados en la generación de plasma.

• Incineración catalítica.

• Gasificación.

• Pirolisis.

• Termólisis.

• Incineración electroquímica.

PROCESOS CLASICOS DE INCINERACION

La incineración, es en la actualidad el tratamiento más usual de destrucción térmica de los residuos municipales, y consiste en un proceso de combustión en medio oxidante a una temperatura de 850-1100ºC, con el objeto de destruir los componentes peligrosos de los

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