Los tratamientos alternativos para los residuos sólidos urbanos y aguas residuales domesticas en Campinas, Brasil.
El tratamiento y la gestión adecuada de
los residuos sólidos urbanos (RSU) y aguas
residuales domesticas (DS) pueden producir muchos beneficios, tales como los
fondos financieros, la producción de calor y energía, reducción de emisiones y
la recuperación de agua para su reutilización. Actualmente en Campinas los RSU y DS se
depositan en vertederos o se descargan en ríos y otros sitios. En el presente estudio se evalúan dos escenarios
para el tratamiento de los RSU y DS en Campinas: el reciclaje con el
tratamiento biológico y el reciclaje con el tratamiento térmico.
El destino final de los residuos
sólidos es uno de los retos a los que las autoridades públicas se enfrentan
debido a los impactos ambientales y de salud pública. La situación es aún más crítica debido al aumento
continuo de la población y por lo tanto la generación de residuos sólidos
urbanos (RSU) y de las aguas residuales domésticas (DS). En los países en
desarrollo, la mayor parte de los residuos sólidos generados se dispone en
rellenos sanitarios y sitios al aire libre que causan graves riesgos para la
salud pública y el medio ambiente. A nivel mundial, los vertederos son la
tercera fuente más grande antropogénica de metano, responsable de
aproximadamente el 14% de las emisiones estimadas de metano mundial.
En este trabajo se evaluaron dos
escenarios para los tratamientos de RSU y DS en Campinas, Brasil, para mejorar
la calidad de la gestión, generar energía a partir de residuos, reducir las
emisiones de CO2 y aumentar la vida útil de los rellenos sanitarios. El primer escenario se basa en el reciclaje y
tratamiento biológico, mientras que el segundo escenario se basa en el
reciclaje y el tratamiento térmico. La información obtenida de este
análisis junto con las condiciones físicas locales, las instalaciones y la
tecnología disponible se utiliza para proponer un escenario viable para el
tratamiento de los RSU y DS en Campinas. Las tecnologías disponibles para el
tratamiento de estos residuos incluyen el depósito en vertederos con
recuperación de biogás, compostaje de las fracciones de residuos seleccionados,
digestión anaerobia y procesos térmicos que incluyen la incineración,
gasificación y pirólisis. Las aplicaciones de estas tecnologías
dependen de los conductores locales, regionales y nacionales, tanto para la
gestión de residuos y la reducción de gases de efecto invernadero.
1. Procesos térmicos.
Estos procesos incluyen la incineración
con o sin recuperación de energía, la gasificación y la pirólisis. La incineración reduce la masa de residuos y puede
sustituir el uso de combustibles fósiles.
2. Tratamiento biológico
El tratamiento biológico consiste en el
compostaje aeróbico y digestión anaeróbica. El compostaje puede ocurrir al aire
libre o en interiores con la recolección y tratamiento de gases. El compostaje y la digestión anaerobia de residuos
orgánicos produce fracciones de compost que se puede utilizar en aplicaciones
como la estabilización y la mejora del suelo. La digestión anaeróbica produce biogás
y bio-sólidos.
El reciclaje es una actividad
importante en el marco de la gestión de residuos sólidos para su tratamiento,
donde por procesos físicos y químicos los materiales reciclables se transforman
en materiales secundarios que pueden ser utilizados para la fabricación de
nuevos productos. Algunas ventajas de reciclaje incluyen el ahorro de
materias primas, agua, energía, aumentando la vida útil de los rellenos
sanitarios, la reducción del gasto público para la deposición de RSU y la
creación de oportunidades de trabajo para las personas menos favorables.
En cuanto al tratamiento de aguas
residuales y lodos se menciona que numerosas tecnologías están disponibles para
la gestión de aguas residuales, recogida, tratamiento, reutilización y
eliminación. Los lodos
son el subproducto de la mayoría de los sistemas de tratamiento de aguas
residuales y las opciones disponibles para el tratamiento incluyen la
estabilización, espesamiento, deshidratación, la digestión anaeróbica, la
reutilización en la agricultura, el secado y la incineración. Las aguas residuales tratadas puede o bien ser
reutilizada o descargada; Sin embargo reutilización es el mejor
opción para aplicaciones agrícolas e industriales.
El primer escenario que es propuesto en
el artículo incluye el reciclaje y el tratamiento biológico de los RSU para producir
biogás y generar electricidad. El agua se separa y se trata para su
reutilización, mientras que el lodo se debe utilizar para la producción de
biogás y la generación de electricidad. La materia biodegradable se debe
utilizar para el compost, la pavimentación de carreteras o reciclado para la
fabricación de ladrillos. En el segundo escenario, los materiales
reciclables se separan y se entregan a las industrias de reciclado mientras que
el resto de los residuos orgánicos se incinera para producir calor y electricidad. La ceniza debe ser reciclada para la fabricación de
ladrillos, la pavimentación de caminos entre otras aplicaciones. El agua presente debe ser tratada para su
reutilización, mientras que el lodo debe estar preparado para la producción de
incineración de calor y electricidad.
El beneficio económico de la venta de
los materiales reciclables recogidos selectivamente de aproximadamente 7,9 t /
día es de aproximadamente 71 100 US $ / mes utilizado como ingresos para las
cooperativas de recolectores de residuos. La suma de la materia orgánica, los
materiales restantes no reciclados, es de aproximadamente 517 t / día. Estos materiales
son esencialmente biodegradables y producen 15.506 m3 / día de biogás
libremente liberados a la atmósfera. La tasa de producción de biogás depende
principalmente de la composición de los RSU y las condiciones ambientales. Con este
escenario la cantidad de agua que puede ser recuperado sin la energía excesiva
y costosas operaciones es de aproximadamente 50%.
Ahora bien, en el segundo escenario, teniendo
en cuenta la incineración de la materia orgánica de los RSU y el contenido
energético de los RSU el cual depende de su composición (materia y productos
derivados del petróleo específicamente orgánicos basados) y su humedad, se usa
un valor medio que se utiliza para estimar la energía liberada debido a la
incineración de RSU. Al restar la energía liberada debido a
la combustión de combustible auxiliar a partir del contenido energía liberada
por la incineración de RSU es posible determinar la energía neta del proceso de
incineración. La tasa de emisiones y el tipo de emisiones dependen
básicamente de la composición de material incinerados, el tipo de proceso de
combustión, la temperatura durante la combustión y, finalmente, el volumen de
aire durante la incineración.
Con esto se comprueba que las rutas de
tratamiento más adecuadas para el manejo de los RSU y DS en Campinas son un
tratamiento biológico con la energía y el agua de recuperación para DS y vía
incineración de RSU con recuperación de energía. La elección de la opción biológica para
el tratamiento de DS es debido al hecho de que las cuatro estaciones reales de
tratamiento de DS tienen instalaciones en buenas condiciones operativas con
posibilidades de incorporar equipos adicionales para el tratamiento y la
generación de energía. La propuesta recomendada para Campinas
puede dar lugar a numerosos beneficios. El reciclaje como se ha mencionado
antes puede producir ganancias financieras que se pueden utilizar para el
desarrollo de capacidades e impulsar a las cooperativas y asociaciones que
participan en programas de reciclaje del municipio. El tratamiento térmico de los RSU, el tratamiento
biológico de DS junto con el reciclaje puede contribuir de manera significativa
al ahorro de energía, reducción de emisiones y la recuperación de agua para su
reutilización.
Desde mi punto de vista, parece una
buena oportunidad para que la ciudad cuente con una estrategia planificada para
el manejo de su RSU en un nuevo lugar equipado con instalaciones adecuadas para
la incineración, clasificación y preparación de materiales reciclables y la
recuperación de energía equipados con equipos de seguimiento y control de las
emisiones de gases.
Brazil F.A.M. Lino∗, K.A.R.
IsmailFaculty of Mechanical Engineering, State University of Campinas, Rua Mendeleiev, 200, Cidade Universitária “Zeferino Vaz”, Barão Geraldo, Campinas, S.P.13083-860, Brazil.
