349 Estimación de las constantes de la tasa de generación
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1. y DL degradaci n lenta En Chihuahua los valores de k fueron 0 100 0 020 y 0 005 por a o y Ly de 63 2 m Mg 10 En Quer taro los valores de k fueron 0 140 0 028 y 0 007 por a o y Lo de 73 1 m Mg 11 En un estudio en Monterrey Nuevo Le n M xico se sigui una metodolog a diferente para estimar los par metros k y Lo En el caso de k 0 066 por a o se utiliz el M todo 2E de la USEPA y para Lo 95 4 m Mg se utiliz la precipitaci n anual de la ciudad y la relaci n existente entre los datos del flujo de operaci n de proyectos de EUA y su precipitaci n anual 12 En Am rica Latina AL se encontraron diversos estudios donde se basan principalmente en la composici n de EUA para hacer los ajustes a los par metros del modelo Tales son los casos de Lima Per 13 Guatemala Guatemala 14 Manizales Colombia 15 Montevideo Uruguay 16 en donde los valores para L oscilaron entre 68 y 91 m Mg y para k en DR estuvieron entre 0 1 y 0 4 DM de 0 02 a 0 08 y DL de 0 005 a 0 02 por a o No obstante estos valores pudieran diferir con los valores in situ debido a que el manejo y la composici n de los residuos generados en EUA es diferente a los de AL aunado a las caracter sticas propias del lugar clima hidrolog a y otros 4 Conclusiones A pesar de que existen modelos que proporcionan valores establecidos de k y Lo utilizar valores in situ reduce la posibilidad de sobreestimar o subestimar el potencial de2. a y materia prima Air 354
3. k modificado A o O Regi n 5 MXL ENS SQ VG Comida DR 0 10 0 0076 0 0362 0 0302 0 0265 Papel y Cart n DML 0 02 0 0043 0 0023 0 0021 0 0017 Poda jardines DMR 0 05 0 0102 0 0016 0 0021 0 0042 Madera DL 0 01 0 0002 0 0000 0 0000 0 0000 Caucho Piel Huesos y Paja DL 0 01 0 0000 0 0000 0 0000 0 0000 Textiles DML 0 02 0 0019 0 0012 0 0018 0 0012 Papel Higi nico DMR 0 05 0 0022 0 0054 0 0039 0 0040 Otros Org nicos DR 0 10 0 0011 0 0003 0 0002 Pa ales DR 0 10 0 0032 0 0012 0 0018 0 0028 k ponderada 0 0307 0 0482 0 0420 0 0406 Valores que son determinados por el Modelo Mexicano de Biog s Versi n 2 0 P Valores calculados de acuerdo con los porcentajes obtenidos en la Tabla 1 En los pa ales se asume 20 org nico y 80 inorg nico Los valores de k obtenidos se encuentran dentro de los rangos mencionados en otras investigaciones y concuerdan con las caracter sticas de los sitios principalmente MXL k 0 0307 y ENS k 0 0482 para los cuales de acuerdo con el World Bank Group 7 y ETEISA 8 el valor va de 0 02 para sitios secos a 0 047 para sitios h medos Hacia la sustentabilidad Los residuos s lidos como fuente de energ a y materia prima O 2011 IIR 3 3 Potencial de generaci n de metano Lo El valor promedio de L para Baja California es de 73 645 m Mg de residuo ver Tabla 3 Se sabe que a mayor contenido de celulosa le corresponde un mayor valor de Lo Sin embargo en el caso de MXL cu
4. 8 Presenta un clima c lido seco con muy poca precipitaci n anual Alcanza temperaturas desde 5 C en el invierno hasta 50 C a la sombra en el verano La ciudad de Ensenada ENS es la cabecera municipal del municipio del mismo nombre y se localiza en los 31952 de latitud norte y los 116 36 de longitud oeste La precipitaci n promedio anual hist rica es de 250 mm con un clima mediterr neo temperatura templada la mayor parte del tiempo y lluvias principalmente en invierno Las comunidades de San Quint n SQ y Vicente Guerrero VG se ubican a 195 km y 170 km hacia el sur de ENS La precipitaci n total anual en la Hacia la sustentabilidad Los residuos s lidos como fuente de energ a y materia prima O 2011 pp 349 354 ISBN ISBN 978 607 607 015 4 IR regi n oscila entre los 100 y 200 mm con una temperatura media anual de 16 61 C y lluvias principalmente en diciembre y enero La principal actividad en estas comunidades es la producci n agr cola lo que provoca una poblaci n migratoria principalmente de estados del sur de M xico que fluct a dependiendo de la poca del a o y la cantidad de trabajo en los campos agr colas 2 2 Metodolog a 2 1 Caracterizaci n de residuos Los estudios se realizaron en el 2009 en MXL en tres periodos estacionales ENS en dos periodos estacionales SQ y VG ambas en dos periodos estacionales Debido a la disponibilidad de informaci n e infraestructura la duraci n y el tama o de mues
5. Estimaci n de las constantes de la tasa de generaci n de biog s en sitios de disposici n final en Baja California M xico Quetzalli Aguilar Virgen Sara Ojeda Ben tez Paul Taboada Gonz lez Margarito Quintero Nu ez Carolina Armijo de Vega qaguilarvO gmail coma Resumen La estimaci n de las emisiones de biog s en sitios de disposici n final de residuos s lidos con fines de extracci n y utilizaci n como fuente renovable de energ a y mitigaci n de emisiones de gases de efecto invernadero ha sido analizada por diversos investigadores El objetivo de esta investigaci n fue determinar en cuatro comunidades dos urbanas Mexicali y Ensenada y dos rurales San Quint n y Vicente Guerrero de Baja California M xico el ndice de generaci n de metano k y el potencial de generaci n de metano Lo para proyectar con mayor precisi n la generaci n de biog s Se realizaron estudios de caracterizaci n de residuos durante un a o se utilizaron como base algunas constantes del Modelo Mexicano de Biog s Versi n 2 0 y se siguieron los lineamientos del Panel Intergubernamental sobre cambio clim tico IPCC Los resultados muestran que el 64 de los residuos generados son org nicos lo cual influye en el valor de los par metros k y Ly Los valores de los par metros promedio obtenidos en los cuatro sitios de estudio son similares a los rangos establecidos por la IPCC y el World Bank Group k 0 0404 por a o y Lo 73 645 m Mg de res
6. TLACREGTOPURBDEV Resources 840343 81178120035287 ModelMonterrey pdf 13 SCS Engineers 2005 14 Jun 08 Report of the pump test and pre feasibility study for Hacia la sustentabilidad Los residuos s lidos como fuente de energ a y materia prima O 2011 IIR landfill gas recovery and energy production at the Huaycoloro landfill Lima Peru http www bancomundial org ar lfg archivos PrefeasibilityStudies English Huaycoloro_PreFeasibi lity_Study_English pdf 14 SCS Engineers 2005 14 Jun 08 Informe de la prueba de extracci n y estudio de pre viabilidad para la recuperaci n de biog s en el relleno sanitario de El Tr bol Ciudad de Guatemala Guatemala www epa gov lmop documents pdfs el_trebol_report_sp pdf 15 SCS Engineers 2005 14 Jun 08 Estudio de pre factibilidad de recuperaci n y utilizaci n de biog s en el relleno sanitario de La Esmeralda Manizales Colombia http www bancomun dial org ar lfg archivos PrefeasibilityStudies Spanish_Portuguese La_Esmeralda_PreFeasibility_S panish pdf 16 SCS Engineers 2005 14 Jun 2008 Reporte de prueba de bombeo y estudio de pre factibilidad para la recuperaci n de biog s y producci n de energ a en el relleno sanitario de Montevideo Montevideo Uruguay http www bancomundial org ar lfg archivos Prefeasibili tyStudies Spanish_Portuguese Montevideo_PreFeasibility_Study_Spanish pdf O 2011 Hacia la sustentabilidad Los residuos s lidos como fuente de energ
7. aje de residuos org nicos con 68 57 posteriormente MXL con 66 43 y por ltimo las dos comunidades rurales SQ y VG con 62 42 y 58 15 respectivamente Tabla 1 Composici n de los RSD en porcentaje de los sitios de estudio de Baja California M xico Subproductos de los RSD MXL ENS SQ VG Comida 7 64 36 20 30 15 26 54 Papel y Cart n 21 37 11 36 10 33 8 59 Poda jardines 20 48 3 20 4 12 8 48 Madera 1 70 0 35 0 46 0 28 Caucho Piel Huesos y Paja 0 14 0 22 0 40 0 46 Textiles 9 70 6 24 8 98 5 78 Papel Higi nico 4 30 10 72 7 79 8 03 Otros Org nicos 1 10 0 28 0 17 0 00 Pa ales 3 18 5 83 8 93 14 07 Metales 2 95 2 56 2 98 2 33 Construcci n y Demolici n 1 79 0 72 1 47 0 24 Vidrio y Cer mica 6 04 4 73 3 41 4 88 Pl sticos 15 50 12 34 15 31 14 60 Otros Inorg nicos 4 11 5 26 5 48 5 73 3 2 ndice de generaci n de metano k Se obtuvo un k promedio para Baja California de 0 0404 por a o MXL k 0 0307 ENS k 0 0482 SQ k 0 0420 VG k 0 0408 la obtenci n de estos valor se puede observar en la Tabla 2 Cabe se alar que los subproductos con categor as de degradaci n inerte metales construcci n y demolici n vidrio y cer mica pl sticos y otros inorg nicos no fueron manejados en la determinaci n de k Tabla 2 Determinaci n de k en los sitios de estudio de Baja California M xico Categor a de Valor k Valor de
8. anitario RESA tipo de residuo y clima 1 Los valores correspondientes a la regi n clim tica donde se realiz el estudio Regi n 5 Noroeste amp Interior Norte son DR k 0 10 DMR k 0 05 DML k 0 20 DL k 0 10 Estos valores se multiplicaron con la composici n de los residuos s lidos dom sticos RSD para obtener un valor de k por a o ponderado del sitio e Potencial de generaci n de metano Lo Se siguieron los lineamientos marcados en las Directrices del IPCC de 2006 5 para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero en los cuales se menciona que si se cuenta con informaci n del sitio se puede estimar L empleando la ecuaci n 1 5 6 L MCF DOC DOC F 1 donde Ly es el potencial de generaci n MCF es el factor de correcci n para el metano DOC es el carbono org nico degradable fracci n DOCf es la fracci n de carbono org nico degradable n 2 6 Des asimilado F es la fracci n de CH en el biog s y 778 la constante estequiom trica 3 Resultados y Discusi n 3 1 Caracterizaci n de residuos En la Tabla 1 se muestra la composici n de los RSD de MXL ENS SQ y VG Se pude apreciar que el porcentaje de componentes org nicos promedio total de las comunidades estudiadas es de O 2011 Hacia la sustentabilidad Los residuos s lidos como fuente de energ a y materia prima Air 350 351 aproximadamente 64 y los componentes inorg nicos es de 36 ENS presenta el de mayor porcent
9. bal Environmental Strategies IGES 2002 pp 419 439 7 World Bank Group 2004 2 Abr 10 Handbook for the Preparation of Landfill Gas to Energy Projects in Latin America and the Caribbean http www bancomundial org ar lfg gas_access_008 htm 8 ETEISA 2006 2 Abr 10 Estudio de prefactibilidad para el aprovechamiento del biogas generado en el relleno sanitario Don Juanito Municipio de Villavicencio Colombia http www bioagricoladelllano com co website documentos C M 0 A 9 SCS Engineers 2007 Informe de la prueba de extracci n y estudio de pre factibilidad para recuperaci n y utilizaci n de biog s en el relleno sanitario de Ensenada M xico 10 SCS Engineers 2005 15 Jun 08 Estudio de pre factibilidad para la recuperaci n y utilizaci n en el relleno sanitario de Chihuahua Chihuahua M xico http www bancomun dial org ar lfg archivos PrefeasibilityStudies Spanish_Portuguese Chihuahua_PreFeasibility_Study _Spanish pdf 11 SCS Engineers 2005 15 Jun 08 Estudio de pre factibilidad para la recuperaci n de biog s y producci n de energ a en el relleno sanitario de Quer taro Quer taro M xico http www bancomundial org ar lfg archivos PrefeasibilityStudies Spanish_Portuguese Chihuahua _PreFeasibility_Study_Spanish pdf 12 LFG Consult 2007 16 Jun 2008 Case studies of CDM Landfill Gas Projects Monterrey Mexico Benlesa http siteresources worldbank org IN
10. generaci n de biog s Para ello se debe de conocer la composici n de residuos En la presente investigaci n se reporta un alto grado de componentes org nicos 64 en promedio dispuestos en cuatro SDF de Baja California La composici n de residuos org nicos en ENS y MXL son muy similares 68 57 y 66 43 respectivamente No obstante la distribuci n de porcentajes de residuos en las diferentes categor as principalmente en residuos de comida y poda marco diferencias en los valores de k Ahora bien el SDF cuyos RSD contienen una mayor cantidad de celulosa es el de MXL pero el Hacia la sustentabilidad Los residuos s lidos como fuente de energ a y materia prima 2011 un 352 hecho de no cumplir con los requisitos necesarios para ser considerado un RESA afecta la producci n de metano disminuyendo el valor de Lo Es importante recalcar que estas cuatro comunidades pertenecen a una misma regi n de M xico por lo que de acuerdo con los modelos preestablecidos tienen un mismo valor de k y Lo sin embargo de acuerdo a las caracter sticas propias del lugar se demostr que no es posible generalizar dichos valores Los pa ses de Am rica Latina deben de comenzar a desarrollar sus propios par metros de ajuste con m todos y criterios estandarizados para que la informaci n generada pueda ser comparada entre pa ses que comparten similitudes en composici n y manejo de residuos clima culturas entre otros La utilizaci n de infor
11. iduo En algunos modelos los par metros k y Lo ya est n preestablecidos sin embargo se sabe que la determinaci n de estos par metros in situ otorga una mayor certidumbre a la estimaci n 349 de la generaci n de biog s Palabras Clave energ as renovables generaci n de energ a metano residuos s lidos urbanos vertederos 1 Introducci n La estimaci n de las emisiones de biog s en los sitios de disposici n final SDF ha sido fuertemente analizada por diversos investigadores en todo el mundo principalmente para conocer su potencial como fuente renovable de energ a y mitigaci n de emisiones de gases de efecto invernadero Como resultado se han generado diversos modelos para predecir la generaci n de biog s y aunque algunos de ellos proveen autom ticamente valores para k y Lo 1 se considera que la determinaci n de dichos valores in situ proporciona una menor incertidumbre en las proyecciones Por ello el objetivo de esta investigaci n fue determinar estos dos par metros fundamentales k y Lp para calcular el potencial de generaci n de biog s en los SDF en dos comunidades urbanas Mexicali y Ensenada y dos comunidades rurales San Quint n y Vicente Guerrero de Baja California M xico Mexicali MXL capital pol tica del estado de Baja California y cabecera municipal del mismo nombre se ubica al noroeste de la Rep blica Mexicana en la latitud norte del paralelo 32939 y en la longitud oeste del meridiano 115 2
12. maci n proveniente de pa ses que presentan notables diferencias respecto a los pa ses latinoamericanos como EUA puede conducir a errores Referencias Bibliogr ficas 1 SCS Engineers 2009 7 Dic 09 Manual de Usuario Modelo Mexicano de Biog s Versi n 2 0 http www epa gov lmop documents pdfs manual_del_usuario_modelo_mexicano_de_biogas_ v2_2009 pdf 2 IMIP Instituto Municipal de Investigaci n y Planeaci n de Ensenada 2007 Programa de Desarrollo Regional Regi n San Quint n Ensenada B C M xico 3 Zeng Y Trauth K M Peyton R L Banerji S K Characterization of solid waste disposed at Columbia Sanitary Landfill in Missouri Waste Management Research Vol 23 1 2005 pp 62 71 4 Chung S S Poon C S Characterisation of municipal solid waste and its recyclable contents of Guangzhou Waste Management Research Vol 19 6 2001 pp 473 485 5 IPCC Waste in 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories National Greenhouse Gas Inventories Programme Eggleston H S Buendia L Miwa K Ngara T and 353 Tanabe K eds vol 5 Japan Institute for Global Environmental Strategies IGES 2006 6 IPCC CH4 Emissions from Solid Waste Disposal in Background Papers IPCC Expert Meetings on Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories National Greenhouse Gas Inventories Programme Japan Institute for Glo
13. tras fueron distintas en las cuatro comunidades En MXL el an lisis de residuos se realiz en los camiones que recorren una ruta en un d a de recolecci n durante tres d as Las muestras fueron de aproximadamente 450 kg d a En ENS SQ y VG el an lisis se realiz durante cinco d as consecutivos en cada comunidad Las muestras en cada sitio se tomaron de los residuos depositados por los camiones recolectores municipales en los SDF y fueron de aproximadamente 260 kg d a en ENS y de 100 kg d a en SQ y VG El tama o de las muestras en las cuatro comunidades fueron cantidades mayores a la propuesta en la norma mexicana NMX AA 015 1985 pero acorde con otras investigaciones 3 4 Los residuos de las muestras se clasificaron pesaron y registraron Para el registro de los subproductos se utiliz la ficha de registro indicada en la norma mexicana NMX AA 022 1985 Los subproductos se agruparon en 14 categor as de acuerdo con lo propuesto por SCS Engineers 1 2 2 Determinaci n de par metros in situ k y Lo e ndice de generaci n de metano k Para cada una de las cinco regiones clim ticas de M xico el Modelo Mexicano de Biog s Versi n 2 0 tiene asignado valores de k para las cuatro categor as de degradaci n de residuos muy r pida DR moderadamente r pida DMR moderadamente lenta DML y muy lenta DL Estos valores var an en base a la precipitaci n promedio anual en el clima de la regi n donde est ubicado el relleno s
14. yos RSD presentan el mayor contenido de celulosa no se puede considerar el mayor valor de Lo debido al manejo que tienen los residuos Tabla 3 Determinaci n de Lo en los sitios de estudio de Baja California M xico Sitio de estudio MCF DOC DOC F Constante Lo m Mg MXL 0 8 0 1930 0 77 0 5 16 12 79 529 ENS 1 0 1741 0 77 0 5 16 12 89 371 SQ 0 8 0 1620 0 77 0 5 16 12 66 528 VG 0 8 0 1447 0 77 0 5 16 12 59 423 MXL SQ y VG se consideran sitios sin manejo y ENS con manejo todos con una profundidad gt 5m Valores calculados de acuerdo con los porcentajes obtenidos en la Tabla 1 Valor predeterminado utilizado por la IPCC 6 Valor asumido en 0 5 5 6 Otros estudios en M xico han utilizado diferentes metodolog as para obtener estos par metros a pesar de ser realizados por la misma empresa consultora ambiental Tales son los casos de Ensenada Chihuahua y Quer taro En Ensenada en el 2006 se realiz un estudio en el antiguo vertedero controlado utiliz ndose un estudio de caracterizaci n de residuos de ocho a os atr s para ajustar el resultado de los par metros k y Lo 0 05 por a o y 60 m Mg respectivamente 9 En Chihuahua y Quer taro el ajuste de los valores se realiz de acuerdo a la composici n de residuos de Estados Unidos de Am rica EUA y se obtuvieron tres niveles de k de acuerdo con el grado de degradaci n DR degradaci n r pida DM degradaci n mediana
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