Valorización energética de residuos sólidos en el relleno sanitario de Doña Juan.
Date
2019-06-08
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Abstract
En la presente monografía se proponen dos soluciones a la problemática de
aprovechamiento de residuos sólidos urbanos (RSU) en Bogotá. La primera es la generación de
energía eléctrica a partir de la gasificación de la fracción inorgánica de los RSU generados en la
ciudad y la segunda, la producción del energía eléctrica y de abono orgánico por medio de la
combustión del biogás formado por los desechos orgánicos al momento de su descomposición en
el relleno sanitario Doña Juana (RSDJ). Las dos técnicas para el tratamiento de los RSU, fueron evaluadas técnica y
económicamente mediante el cálculo de la cantidad de energía y abono producidos, el
dimensionamiento de la capacidad de los equipos y posteriormente un análisis económico que
incluye variables como el capital total de inversión, costos de diseño, equipos, tubería,
instrumentación, obra civil, instalación eléctrica, entre otros.
El cálculo de la energía eléctrica y el abono producido se realizó a partir de
simulaciones en los softwares Super Pro Designer y ASPEN HYSYS V10 y el análisis económico
fue simulado en el software Aspen Process Economic Analyzer V10 añadiendo condiciones como
el aumento anual en el precio de la energía eléctrica, el precio de venta del abono orgánico, el
impuesto a la renta, entre otros. Las condiciones iniciales de los procesos fueron ajustadas basadas
en la literatura y en algunos cálculos manuales realizados.
Se obtuvo una producción energética de 127,91 MWH a partir de la gasificación de
2.274,64 ton/día de residuos inorgánicos y 165,67 MWH a partir de la digestión anaerobia de
3.991,59 ton/día, correspondientes a la fracción orgánica de los residuos. Esos valores se
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relacionaron con el consumo de energía eléctrica en hogares colombianos resultando en el
abastecimiento de 479.080 y 620.295 hogares por medio de los tratamientos inorgánico y orgánico
de residuos respectivamente. El tratamiento de digestión anaerobia también permitió la generación
de 3.991,59 ton/día de abono orgánico como subproducto del tratamiento.
El análisis económico arrojó $350.575.597 USD como costo total del proyecto,
60,17% como tasa interna de retorno (TIR) y retribución económica de cuatro años a partir del
valor presente neto (VPN).
The monograph to be presented proposes two solutions to the problem of the use of
municipal solid waste (MSW) in Bogotá. The generation of electrical energy from the gasification
of the inorganic fraction of the MSW generated in the city and the production of the same resource
and organic fertilizer by means of the combustion of the biogas formed by the organic waste at the
moment of its decomposition in the Doña Juana Sanitary Landfill (DJSL).
The two techniques for the treatment of MSW, were evaluated technically and
economically by calculating the amount of energy and fertilizer produced, the capacity
dimensioning of the equipment and then an economic analysis that includes variables such as the
total capital of investment, design costs, equipment, pipeline, instrumentation, civil works,
electrical installation, among others.
The calculation of the electric energy and the produced fertilizer was made from
simulations in the Super Pro Designer and ASPEN HYSYS V10 software and the economic
analysis was simulated in the Aspen Process Economic Analyzer V10 software adding conditions
such as the annual increase in the price of the electric power, the sale price of the organic fertilizer,
the income tax, among others. The initial conditions of the processes were adjusted based on the
literature and some manual calculations performed.
An energy production of 127,918 MWH was obtained from the gasification of
2.274,64 ton/day inorganic waste and 165,67 MWH from the anaerobic digestion of 3.991,59
ton/day, corresponding to the organic fraction of the waste. These values were related to the
consumption of electricity in Colombian households, resulting in the supply of 479.080 and
10
620.295 homes through the inorganic and organic waste treatments, respectively. The treatment of
anaerobic digestion also allowed the generation of 3.991,59 ton/day of organic fertilizer as a by
product of the treatment.
The economic analysis yielded $ 1.136.636.203.511 COP as the total cost of the
project, 60,17% as Internal Rate of Return (IRR) and economic compensation of four years from
the Net Present Value (NPV).
Description
Grupo de Investigación: Cundinamarca Agroambiental
Keywords
Residuos Sólidos Urbanos, Residuos Orgánicos, Residuos Inorgánicos, Relleno Sanitario, Gasificación, Biodigestor, Gases, Municipal Solid Waste, Organic Waste, Inorganic Waste, Landfill, Gasification, Biodigestion