Biomasa y RSU (Residuos Sólidos Urbanos)

Tecnología. Materia orgánica. Origen animal o vegetal. Biomasa. RSU (Residuos Sólidos Urbanos). Combustible. Planta de tratamiento de RSU (Residuos Sólidos Urbanos). Medio ambiente. Biomasa natural. Biomasa residual. Cultivos energéticos

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BIOMASA

Y

RSU

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INDICE

  • Que es biomasa y RSU.

  • Métodos para transformar la biomasa en combustible.

  • Como se obtiene.

  • Ventajas e inconvenientes.

  • Como se trabaja en una planta de tratamiento de RSU.

  • Tipos de maquinas que se usan y su funcionamiento.

  • Consecuencias que tiene en el medio ambiente.

Introduccion

¿QUE ES LA BIOMASA Y RSU?

Esta energía se obtiene de restos vegetales, residuos forestales y agrícolas, cultivos de vegetales energéticos como e girasol o la remolacha etc.

Toda esta materia se denomina biomasa, es decir la biomasa es la materia que se emplea para obtener la energía.

En términos energéticos, se utiliza como energía renovable, como es el caso de la leña, del biodiésel, del bioalcohol y del biogás. La biomasa se puede producir o se puede obtener a partir de subproductos o residuos.

Existen diferentes tipos de biomasa que pueden ser utilizados como recursos energéticos, en la siguiente clasificación se divide en tres tipos diferentes:

  • BIOMASA NATURAL

  • Es la que se produce en la naturaleza sin ninguna intervención humana. El problema que presenta este tipo de biomasa es la necesaria gestión de la adquisición y transporte del recurso al lugar de utilización. Esto puede provocar que la explotación de esta biomasa sea inviable económicamente.

  • BIOMASA RESIDUAL (SECA y HÚMEDA)

  • Son los residuos que se generan en las actividades de agricultura (leñosos y herbáceos) y ganadería, en las forestales, en la industria maderera y agroalimentaria, entre otras y que todavía pueden ser utilizados y considerados subproductos

  • CULTIVOS ENERGÉTICOS

  • Estos cultivos se generan con la única finalidad de producir biomasa transformable en combustible.

    A cualquier tipo de combustibles que derive de la biomasa se les denomina biodiesel, los biocombustibles más usados y desarrollados son:

    • El bioetanol, se obtiene a partir del maíz, el sorgo, la caña de azúcar, la remolacha o algunos cereales como la cebada o el trigo.

    • El biodiesel, se fabrica a partir de aceites vegetales usados o sin usar En este último caso se suele usar de canola, soja o jatrofa,

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    Residuos sólidos urbanos

    Los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) son los que se originan en la actividad doméstica y comercial de ciudades y pueblos. En los países desarrollados en los que cada vez se usan más envases, papel, y en los que la habitualidad de "usar y tirar" se ha extendido a todo tipo de bienes de consumo, las cantidades de basura que se generan han ido creciendo hasta llegar a cifras muy altas.

    Composición de los RSU

    Los residuos producidos por los habitantes urbanos comprenden basura, muebles y electrodomésticos viejos, embalajes y desperdicios de la actividad comercial, restos del cuidado de los jardines, la limpieza de las calles, etc. El grupo más voluminoso es el de las basuras domésticas.

    La basura suele estar compuesta por:

    • Materia orgánica.- Son los restos procedentes de la limpieza o la preparación de los alimentos junto la comida que sobra.

    • Papel y cartón.- Periódicos, revistas, publicidad, cajas y embalajes, etc.

    • Plásticos.- Botellas, bolsas, embalajes, platos, vasos y cubiertos desechables, etc.

    • Vidrio.- Botellas, frascos diversos, vajilla rota, etc.

    • Metales.- Latas, botes, etc.

    • Otros

    En las zonas más desarrolladas la cantidad de papel y cartón es más alta, constituyendo alrededor de un tercio de la basura, seguida por la materia orgánica y el resto. En cambio si el país está menos desarrollado la cantidad de materia orgánica es mayor -hasta las tres cuartas partes en los países en vías de desarrollo- y mucho menor la de papeles, plásticos, vidrio y metales.

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    Métodos para transformar la biomasa en combustible

    Hay varios métodos para transformar la biomasa en energía, los más utilizados son los métodos termoquímicos y los biológicos.

    Métodos termoquímicos

    Estos métodos se basan en la utilización del calor como fuente de transformación de la biomasa. Están muy desarrollados para la biomasa seca.

    Hay tres tipos de procesos que dependen de la cantidad de oxígeno presente en la transformación:

    • Combustión. Se somete a la biomasa a altas temperaturas con exceso de oxígeno. Es el método tradicional para la obtención de calor en entornos domésticos, para la producción de calor industrial o para la generación de energía eléctrica.

    • Pirolisis. Se somete a la biomasa a altas temperaturas (alrededor de 500º C) sin presencia de oxigeno. Se utiliza para producir carbón vegetal y también para obtener combustibles líquidos semejantes a los hidrocarburos.

    • Gasificación. Se somete a la biomasa a muy altas temperaturas en presencia de cantidades limitadas de oxígeno, las necesarias para conseguir así una combustión completa. Según se utilice aire u oxígeno puro, se obtienen dos productos distintos, en el primer caso se obtiene gasógeno o gas pobre, este gas puede utilizarse para obtener electricidad y vapor, en el segundo caso, se realiza en un gasificador con oxígeno y vapor de agua y lo que se obtiene es gas de síntesis. La importancia del gas de síntesis se basa en que puede ser transformado en combustible líquido.

    Métodos biológicos

    Se basan en la utilización de diversos tipos de microorganismos que degradan las moléculas a compuestos más simples de alta densidad energéticas. Son métodos adecuados para biomasa de alto contenido en humedad, los más conocidos son la fermentación alcohólica para producir etano - 6 -l y la digestión anaerobia, para producir metano.

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    La digestión anaerobia de la biomasa por bacterias, se puede utilizar en explotaciones de ganadería intensiva, con la instalación de digestores o fermentadores, en donde la celulosa procedente de los excrementos animales se degrada en un gas que contiene cerca del 60% de metano.

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    ¿Cómo se obtiene?

    Cuando hablamos de energía de biomasa nos referimos al combustible energético que se obtiene directa o indirectamente de recursos biológicos. La biomasa debe constituir un beneficio medioambiental y no generar otros problemas, no se deben incinerar los residuos inorgánicos, ni usar transgénicos, ni fuentes biológicas que sean requeridas para distinto uso prioritario.

    Según la etimología de la palabra un biocumbustible sería un combustible de origen biológico. Así tal cual incluso el petróleo lo sería, pues procede de restos fósiles de seres que vivieron hace millones de años. Pero se tiende a definir como biocombustible a un combustible de origen biológico obtenido de manera renovable a partir de restos orgánicos. Esta fue la primera fuente de energía que conoció la humanidad. La madera o incluso los excrementos secos son biocombustibles. Si se administra bien la madera de los bosques puede ser un recurso renovable. De este modo se propuso la “biomasa” como fuente de energía. Una de estas biomasas sería virutas de madera producto de la limpieza de bosques o incluso de su explotación racional.

    La obtención de biocombustibles a partir de la biomasa y RSU puede ser de distintos modos:

    • a partir de la fermentación de los azúcares que se encuentran en los productos vegetales, o la biomasa como el bioetanol,

    • Ester metílico generado a partir de un aceite vegetal o animal de calidad similar al gasóleo. como el biodiesel.

    • Metanol generado a partir de la biomasa, como el biometanol

    • A partir de plantas oleaginosas mediante presión, extracción o procedimientos comparables, crudo o refinado, pero sin modificación química.

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    Ventajas e inconvenientes

    Biomasa

    Ventajas:

    1. Es renovable.

    2. Es la única fuente de energía que aporta un balance de CO2 favorable, de manera que la materia orgánica es capaz de retener durante su crecimiento más CO2 del que se libera en su combustión.

    3. No depende de ninguna fuerza (como en la eólica).

    4. Los combustibles que se generan a partir de la biomasa tienen una gran variedad de usos (probablemente sean los únicos combustibles primarios que puedan sustituir a la gasolina para el transporte).

    5. La construcción de una central y su mantenimiento generan puestos de trabajo.

    6. Es una forma de crear infraestructura rural, abre nuevas oportunidades.

    7. Tiene un gran potencial para rehabilitar tierras degradadas.

    8. Se evita la contaminación del medio aprovechando los residuos orgánicos para la obtención de energía.

    9. Ausencia de emisión de azufres e hidrocarburos altamente contaminantes (lluvia ácida).

    10. Obtención de productos biodegradables.

    Inconvenientes:

    1. Sólo es capaz de aprovechar residuos orgánicos.

    2. La construcción de una central provoca alteraciones en el medio natural.

    3. Para conseguir un buen aporte energético se necesita gran cantidad de biomasa y por lo tanto ocupar grandes extensiones de tierra en el caso del cultivo energético.

    4. Menor coste de producción de la energía proveniente de los combustibles fósiles.

    5. Menor rendimiento de los combustibles derivados de la biomasa respecto de los combustibles fósiles

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    RSU

    Ventajas:

    1. Reducción del volumen de la basura hasta en un 90 %.

    2. Recuperación de energía.

    3. Las cenizas son más estables que los residuos de partida.

    Inconvenientes:

    1. La combustión indiscriminada de la basura sin separación produce como efecto de la combustión determinados productos muy tóxicos. La presencia de PVC en la mezcla, aporta a los gases de combustión ácido clorhídrico que en presencia de materia orgánica puede originar productos tóxicos derivados de las dioxinas y de los dibenzofuranos.

    2. Las cenizas producto de la combustión contienen metales pesados, tales como el cadmio en cantidades consideradas peligrosas y deben recibir un tratamiento especial como residuos peligrosos.

    3. Como consecuencia de los dos puntos anteriores es necesario hacer cuantiosas inversiones tecnológicas.

    4. Si se incineran materiales reciclables por otros procedimientos se produce un consumo de recursos valiosos.

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    ¿Cómo se trabaja en una planta de tratamiento de RSU?

    Sus primeros objetivos son:

    • Adquirir un conocimiento real de los problemas medioambientales ocasionados por la acumulación de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) generados en el ámbito de la ciudad, cuyos aspectos teóricos han sido ya desarrollados en el aula.

    • Conocer las diferentes opciones de gestión actuales, sus ventajas e inconvenientes.

    • Observar las repercusiones ambientales consecuentes a la gestión de los RSU.

    • Tomar conciencia de la magnitud del problema que supone la gestión de los RSU generados por los grandes núcleos urbanos.

    • Adquirir conciencia de la responsabilidad individual como ciudadano en relación con la producción de residuos.

    • Valorar positivamente las actitudes de consumo responsable y conocer otro aspecto más de las repercusiones ambientales del actual modelo de desarrollo sostenido y no sostenible.

    La optimización de los procesos de gestión de RSU incluye necesariamente el reciclado y reutilización de materiales. En este trabajo se desarrolla un Modelo de Simulación y Diseño de la totalidad del proceso de gestión de RSU, desde la generación en domicilio, hasta la disposición final de las fracciones no reciclables. Se aplica programación dinámica para determinar la secuencia óptima en un dado escenario, aplicable a poblaciones de la zona sur de la Provincia de Buenos Aires (Argentina), con tamaños de 10000 a 100000 habitantes. La secuencia óptima se calcula a partir de la minimización del costo de gestión, sin tener en cuenta en esta etapa los costos ambientales, pero sí, utilizando prácticas de disposición final ambientalmente aceptadas, como el relleno sanitario, aunque poco difundidas actualmente, en Argentina y en general en Latinoamérica .Las ecuaciones matemáticas utilizadas en el Modelo han sido desarrolladas, a partir de información experimental disponible en la región, y a valores calculados en base datos publicados.

     

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    Maquinas de tratamiento de RSU

    Procedimiento y máquina para tratamiento de residuos.

    Los residuos se encuentran alojados en los compartimentos de un contenedor múltiple, ubicados en las viviendas, restaurantes, cafeterías, etc.

    Los residuos así clasificados son tratados por el propio usuario que introduce los residuos de un mismo tipo en la máquina objeto de la invención, la cual será un electrodoméstico más en las viviendas locales. El procedimiento consiste en compactar cada tipo de residuos, formando briquetas con la forma esférica, cilíndrica, prismática, etc. configuradas en la cámara de compactación de la máquina. En una fase final se inyecta una sustancia aglomerante sobre la briqueta, tal como una resina o similar y simultáneamente un colorante que indica según un código de colores, el tipo de residuo de la briqueta. Después de la polimerización y solidificación, las briquetas son desviadas automáticamente a una cámara de almacenamiento para su posterior traslado.

    La máquina incluye un depósito con una pared lateral y otra superior desplazables mediante cilindros hidráulicos respectivos. El fondo dispone de una placa móvil con orificios de paso de jugos, contando también con duchas de lavado. Existen boquillas inyectoras del aglomerante y colorante, así como cilindros desviadores de las briquetas formadas.

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    ¿Que consecuencias tiene en el medio ambiente?

    El uso de biocombustibles tiene impactos ambientales negativos y positivos. Los impactos negativos hacen que, a pesar de ser una energía renovable, no sea considerado por muchos expertos como una energía no contaminante y, en consecuencia, tampoco una energía verde.

    Una de las causas es que, pese a que en las primeras producciones de biocombustibles sólo se utilizaban los restos de otras actividades agrícolas, con su generalización y fomento en los países desarrollados, muchos países subdesarrollados, especialmente del sureste asiático, están destruyendo sus espacios naturales, incluyendo selvas y bosques, para crear plantaciones para biocombustibles. La consecuencia de esto es justo la contraria de lo que se desea conseguir con los biocombustibles: los bosques y selvas limpian más el aire de lo que lo hacen los cultivos que se ponen en su lugar.

    Cada sistema tiene ventajas e inconvenientes, pero muchos de ellos plantean preocupaciones medioambientales'Biomasa y {RSU}'
    . La eficiencia de algunos de estos sistemas puede mejorarse mediante métodos de cogeneración (combinando calor y energía). El vapor para un proceso puede extraerse de turbinas de vapor. El calor sobrante producido por las centrales térmicas puede utilizarse para la calefacción de edificios cercanos. Al combinar la producción eléctrica y el calor, se consume menos combustible, con lo que se reducen los efectos ambientales comparado con los sistemas separados de calor y energía..

    En general la biomasa es una energía limpia y renobable, no contamina y es beneficiosa para el medio ambiente porque utiliza los restos orgánicos para obtener energía.

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    Bibliografia

    • http://es.wikipedia.org/wiki/Biocombustible

    • http://es.wikipedia.org/wiki/Biomasa

    • www.miliarium.com/monografias/energia/e_renovables/biomasa/biomasaasp

    • http://es.wikipedia.org/wiki/Ambiente

    • http://es.wikipedia.org/wiki/Preocupaciones_medioambientales_con_la_generaci%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica

    • http://erenovable.com/2007/02/23/energia-de-la-biomasa/

    • Enciclopedia-gran temática planeta, volumen 7 tecnología

    • www.acepesa.org/docu/Encuentro%20abril%202005/presentaciones/Anexo%2013%20GTZ-M%E9xico.pdf