Estudio Técnico de una Central Eléctrica de Incineración de Residuos Sólidos Urbanos                              AUTOR: A...
ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U.              ETSE-ELECTRICIDAD                          ÍNDICE GENERALCAPÍTULO I: ...
ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U.                             ETSE-ELECTRICIDADCAPÍTULO I: LA PROBLEMÁTICA MUNDIAL D...
ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U.                            ETSE-ELECTRICIDAD      1.6 COMPARACIÓN DE LA SITUACIÓN ...
ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U.                             ETSE-ELECTRICIDAD       CAPÍTULO II: ESTUDIO TÉCNICO D...
ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U.                            ETSE-ELECTRICIDAD            2.3 Producción en régimen ...
ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U.                              ETSE-ELECTRICIDADCAPÍTULO III: ESTUDIO ECONÓMICO     ...
ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U.          ETSE-ELECTRICIDADÍNDICE DE PLANOS      PLÁNO Nº 1: EMPLAZAMIENTO      PLÁ...
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ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U.                                ETSE-ELECTRICIDADEnvases Doméstico(1)              ...
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  1. 1. Estudio Técnico de una Central Eléctrica de Incineración de Residuos Sólidos Urbanos AUTOR: Alberto Rubio Martín DIRECTOR: Pedro Santibañez Huertas DATA: Novembre 2003.
  2. 2. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD ÍNDICE GENERALCAPÍTULO I: LA PROBLEMÁTICA MUNDIAL DE LOS RESIDUOSCAPÍTULO II: ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE INCINERACIÓN DE R.S.U.CAPÍTULO III: ESTUDIO ECONÓMICO ANEXOS: PLANOS
  3. 3. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADCAPÍTULO I: LA PROBLEMÁTICA MUNDIAL DE LOS RESIDUOS INDICE1. LA PROBLEMÁTICA MUNDIAL DE LOS RESIDUOS 1.1 INTRODUCCIÓN 1.2 TIPOLOGIA DE LOS RESIDUOS 1.2.1 Residuo 1.2.2 Categorías de los residuos 1.2.3 Residuos urbanos o municipales. Tipología 1.2.4 Composición de los residuos sólidos urbanos, características y producción 1.3 DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL 1.3.1 Generación 1.3.2 Composición 1.3.3 Reutilización 1.3.4 Reciclaje 1.3.4.1 Papel-Cartón 1.3.4.2 Vidrio 1.3.4.3 Plásticos 1.3.4.4 Metales (acero) 1.3.4.5 Metales (aluminio) 1.3.4.6 Envases compuestos 1.3.4.7 Madera 1.4 GESTIÓN 1.4.1 Situación prevista en la gestión de los RU 1.4.2 Características para establecer el sistema de gestión 1.4.3 La incineración como alternativa al problema de los R.S.U. 1.4.4 Valorización energética mediante incineración 1.5 SITUACIÓN EN LA UNIÓN EUROPEA 1.5.1 Incineración de RS municipales en Europa 1.5.2 Mapa de la incineración en Europa en %
  4. 4. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD 1.6 COMPARACIÓN DE LA SITUACIÓN A ESCALA MUNDIAL 1.6.1 Número de plantas de incineración en los países más industrializados 1.6.2 Número de RSU incinerados en el mundo 1.6.3 Mapa de la incineración en el mundo en %
  5. 5. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD CAPÍTULO II: ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE INCINERACIÓN DE RSU ÍNDICE 2. PLANTA DE INCINERACIÓN DE TARRAGONA (SIRUSA) 2.1 INTRODUCCIÓN 2.1.1 Ficha técnica de la planta 2.1.2 Descripción básica de los procesos de la planta 2.1.3 Diagrama de procesos 2.2 DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA 2.2.1 La báscula 2.2.2 El foso 2.2.3 Los hornos 2.2.4 La caldera 2.2.5 El colector principal y secundario 2.2.6 Conjunto turbina-reductor 2.2.6.1 Funcionamiento Capítulo 2 bis: EL ALTERNADOR A0. EL ALTERNADOR (INTRODUCCIÓN) A. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO INSTALADO B. INSTALACIÓN Y ARRANQUE C. EJERCICIO D. MANTENIMIENTO 2.2.8 El aerocondensador 2.2.9 El lavado de gases (GSA) 2.2.8.1 Esquema básico de funcionamiento del GSA 2.2.8.2 Valores de emisión a la atmósfera 2.2.9 El transformador 2.2.10 Nave de valorización de escorias
  6. 6. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD 2.3 Producción en régimen especial 2.3.1 Cálculo del rendimiento eléctrico equivalente 2.3.2 Eficiencia energética
  7. 7. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADCAPÍTULO III: ESTUDIO ECONÓMICO ÍNDICE3. ESTUDIO ECONÓMICO 3.1 Resultados de explotación 3.1.1 Gastos fijos 3.1.2 Gastos variables 3.1.3 Gastos totales 3.2 Ingresos 3.2.1 Cálculo de la retribución por la cesión de energía 3.2.2 Complemento por energía reactiva 3.2.3 Cálculo total
  8. 8. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADÍNDICE DE PLANOS PLÁNO Nº 1: EMPLAZAMIENTO PLÁNO Nº 2: ZONAS A, B, C Y D PLÁNO Nº 3: ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO PLÁNO Nº 4: VISTA GENERAL DE LA PLANTA PLÁNO Nº 5: FUNCIONAMIENTO TURBINA PLÁNO Nº 6: DIAGRAMA DE FLUJO PLÁNO Nº 7: CUADRO DE DISTRIBUCIÓN (DIAGRAMA UNIFILAR) PLANO Nº8: DISTRIBUCIÓN GENERAL EN ALTA TENSIÓN PLANO Nº9: ENSAYOS DE VACÍO Y CORTOCIRCUITO PLANO Nº10: MÉTODO DE BLONDEL
  9. 9. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD LA PROBLEMÁTICA MUNDIAL DE LOS RESIDUOS1. La problemática de los RSU:1.1 IntroducciónTodas las actividades humanas son fuentes potenciales de residuos.La producción de residuos ha aumentado en todo el mundo como consecuencia delprogreso y el desarrollo de la actividad humana en los tres grandes sectores económicosbasado en el aumento de la producción y el consumo.La producción de residuos ha crecido de forma espectacular, no sólo en cuanto a cantidadsino también en cuanto a la naturaleza de los residuos, con una producción cada vez mayorde sustancias peligrosas debido a la intensificación y diversificación industrial. Este hechoha provocado que en los últimos 20 años se haya producido una notable preocupación porlos impactos ambientales del aumento de volumen y toxicidad de los residuos. El mayorpeso (toneladas) de residuos generados son residuos industriales, de los que una parteimportante son residuos peligrosos, seguidos de residuos municipales o domésticos. Elresto son residuos de la producción de energía, la agricultura, la minería, la demolición deconstrucciones, los fangos derivados de la depuración de aguas residuales, etc...La manipulación incorrecta o mala gestión e incluso la falta de ningún tipo de gestión deestos residuos, y en especial de los peligrosos, ha provocado la contaminación de lossuelos, aguas subterráneas y aguas superficiales, así como los escapes a la atmósferaamenazando la salud de la población expuesta. Las actuales instalaciones de eliminaciónestán próximas a la saturación y resulta difícil encontrar espacio para construir otrasnuevas. Por otra parte, el movimiento de residuos hacia países menos desarrollados es unaamenaza para ellos y no parece ser una solución demasiado justa.Por lo tanto, el problema es grave y uno de los de mayor actualidad e importancia para laprotección del medio ambiente.A groso modo pueden considerarse las siguientes causas principales de incremento de losresiduos: - El rápido crecimiento demográfico - La concentración de la población en los centros urbanos - El uso de materiales de envejecimiento rápido - El uso generalizado de envases sin retorno, fabricados con materiales no biodegradablesLos principales problemas que originan los residuos pueden resumirse en los siguientes: - Los vertidos de residuos sin control tanto urbanos como industriales (peligrosos) representan un riesgo grave de contaminación de los suelos y las aguas tanto superficiales como subterráneas con el consiguiente peligro para la salud de la población - Los residuos fermentables son fácilmente autoinflamables. Estos incendios ocasionan contaminación atmosférica y ponen en peligro la seguridad de las personas y los ecosistemas - Los residuos orgánicos favorecen la existencia de roedores e insectos que pueden ser portadores de enfermedades - Los depósitos incontrolados producen olores molestos al fermentar 1
  10. 10. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD - La presencia de residuos abandonados produce sensación de suciedad y deterioro del paisajeLa naturaleza del problema de los residuos se entiende mejor si se examina el ciclo de vidade los materiales, desde la extracción hasta la eliminación final.Los materiales se transforman en residuos como resultado de una amplia gama de procesosde producción y consumo. Por una parte, se pueden considerar los materiales residuales delos procesos de transformación que se vierten directamente en el aire o en el agua(emisiones a la atmósfera y vertidos al medio acuático) y por otra los materiales residualesque se someten a nuevas manipulaciones antes de eliminarlos que se llaman residuos. Unavez generados, estos residuos pueden reutilizarse (mediante procesos aplicados a la propiaproducción), reciclarse (después de haber sido tratados) o transferirse a una planta detratamiento (para reducir su toxicidad) o a una incineradora (para reducir su volumen), losmateriales no recuperables suelen enviarse a un vertedero. En cada etapa del ciclo de vidade los materiales pueden considerarse diversas opciones de control para reducir el volumeny la toxicidad de los residuos.Cada una de estas etapas de gestión de los residuos tiene impactos ambientales potenciales,ya que los diversos métodos de gestión suponen la liberación de contaminantes a distintoslugares del ecosistema.1.2 TIPOLOGIA DE LOS RESIDUOSLa Ley 10/1998 de residuos (transposición de la Directiva 91/156/CEE de residuos) abordauna nueva concepción de la política de residuos, abandonando la clasificación en 2 únicascategorías (general y peligrosos) y estableciendo una norma común para todos ellos.El objeto de esta ley es: - prevenir la producción de residuos - establecer el régimen jurídico de su producción y gestión - fomentar, por este orden, su reducción, reutilización, reciclado y otras formas de valorización - regular los suelos contaminadosTodo ello con la finalidad de proteger el medio ambiente y la salud de las personas. Seexcluyen las emisiones a la atmósfera, los residuos radiactivos y los vertidos de efluenteslíquidos a las aguas continentales y marinas que están regulados por normativas específicas.* Por otra parte se aplica de manera supletoria en los aspectos que no estén regulados ensu normativa específica a las siguientes materias: - Los residuos resultantes de la prospección, extracción, valorización, eliminación y almacenamiento de recursos minerales y de la explotación de canteras - La eliminación y transformación de animales muertos y desperdicios de origen animal - Los residuos (materias fecales y otras sustancias naturales y no peligrosas) producidos en explotaciones agrícolas y ganaderas - Los explosivos, cartuchería y artificios pirotécnicos 2
  11. 11. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD - Las tierras separadas en las industrias agroalimentarias en la recepción y limpieza de las materias primas agrícolas1.2.1 RESIDUO: cualquier sustancia u objeto perteneciente a alguna de las categorías quefiguran en el anejo de esta ley y del cual su poseedor se desprenda o tenga la intención uobligación de desprenderse. En todo caso, se considerarán residuos todos los que figuren enel Catálogo Europeo de Residuos (CER).1.2.2 Categorías de los residuos:Q1: Residuos de producción o de consumo no especificados a continuaciónQ2: Productos que no respondan a las normasQ3: Productos caducadosQ4: Materias que se hayan vertido por accidente, que se hayan perdido o que hayan sufridocualquier otro incidente, con inclusión del material, del equipo, etc., que se hayacontaminado a causa del incidente en cuestiónQ5: Materias contaminantes o ensuciadas a causa de actividades voluntarias (residuos deoperaciones de limpieza, materiales de embalaje, contenedores, etcétera...)Q6: Elementos inutilizados (baterías fuera de uso, catalizadores gastados, etc.)Q7: Sustancias que hayan pasado a ser inutilizables (ácidos contaminados, disolventescontaminados, sales de temple agotadas, etc...)Q8: Residuos de procesos industriales (escorias, posos de destilación)Q9: Residuos de procesos anticontaminación (barros de lavado de gas, polvo de filtros deaire, filtros gastados, etc.)Q10: Residuos de mecanización/acabado (virutas de torneado o fresado, etc.)Q11: Residuos de extracción y preparación de materias primas (residuos de explotaciónminera o petrolera, etc.)Q12: Materia contaminada (aceite contaminado con PCB, etc.)Q13: Toda materia, sustancia o producto cuya utilización esté prohibida por la leyQ14: Productos que no son de utilidad o que ya no tienen utilidad para el poseedor(artículos desechados por la agricultura, hogares, oficinas, almacenes, talleres, etc.)Q15: Materias, sustancias o productos contaminados procedentes de actividades deregeneración de suelosQ16: Toda sustancia, materia o producto que no esté incluido en las categorías anteriores. 3
  12. 12. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD1.2.3 Residuos urbanos o municipales. TipologíaSon los residuos generados en los domicilios particulares, comercios y servicios, y todoslos que no tengan la calificación de peligrosos y que por su naturaleza o composiciónpuedan asimilarse a los anteriores.También se consideran residuos urbanos los siguientes: los residuos procedentes de lalimpieza de las vías públicas, zonas verdes, áreas recreativas y playas; los animalesdomésticos muertos, muebles, enseres y vehículos abandonados; los residuos y escombrosprocedentes de obras menores de construcción y reparación domiciliaria. 4
  13. 13. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADSe pueden clasificar de la siguiente manera:Residuos domiciliarios: son los residuos sólidos procedentes de la actividad doméstica,como residuos de cocina, restos de comida (materia orgánica), cenizas de calefacción,papeles, vidrios, material de embalaje y demás restos de consumo adecuados por su tamañopara ser recogidos por los servicios municipales normales. Se presentan normalmente enrecipientes más o menos normalizados (bolsas). También se incluyen los de domicilioscolectivos como cuarteles, residencias, asilos, etcétera.Residuos voluminosos: son residuos domésticos que por sus dimensiones no sonadecuados para su recogida por los servicios municipales normales como grandesembalajes, muebles, colchones, electrodomésticos viejos, vehículos abandonados, etc...Residuos comerciales y de servicios: son residuos generados por la actividad de loscomercios como embalajes, residuos orgánicos de mercados, y también del sector deservicios como bancos, oficinas, colegios, etcétera.Residuos de limpieza viaria: son los procedentes de la limpieza de calles y paseos y dearreglo de parques y jardines. También se incluyen los procedentes de la limpieza de playasy áreas recreativas.1.2.4 Composición de los residuos sólidos urbanos, características y producción:El conocimiento de la composición de los residuos domésticos tiene gran importancia parala toma de la decisión del tratamiento.Su composición es muy variable y depende de numerosos parámetros: - características de la población: urbana o rural, residencial, turística, industrial, etc. - Nivel de vida: la cantidad y variedad aumenta con el nivel de vida - De los hábitos de consumo - Del modo de vida: migración diaria entre el centro de la ciudad y la periferia y movimiento durante las vacaciones, los fines de semana y los días de fiesta. - Época del año: salvo en localidades muy turísticas, la producción de residuos es menor durante el verano. Además se consumen más frutas y verduras y en invierno se producen más escorias y cenizas. - Del clima: aumento de cenizas en invierno, salvo que los medios de calefacción modernos como gas-oil, gas o electricidad hayan sustituido a los tradicionales como carbón y madera. - De los nuevos métodos de acondicionamiento de mercancías con una tendencia clara y cada vez más acusada a utilizar envases y embalajes sin retorno de todo tipo: botes de conserva, vidrios, plásticos, papeles, cartones, etc. (está situación ya está cambiando)Los residuos sólidos urbanos están constituidos por un número muy variable de materialesque se pueden reagrupar en tres grandes grupos: inertes, fermentables y combustibles.Inertes: vidrio, metales, restos de reparaciones domiciliarias, tierra, escorias y cenizas. 5
  14. 14. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADFermentables: productos orgánicos putrescibles como pan, pescado, restos de vegetales yde alimentos en general, etc.Combustibles: papel, cartón, plásticos, gomas, cueros, textiles, etcétera.1.3 DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUALGran parte de los estudios de composición de residuos urbanos y sus sistemas de gestiónestán fechados con anterioridad al año 1991, con lo que los cambios en los hábitos deconsumo y el desarrollo económico experimentado en este periodo hace que la mayor partede sus conclusiones sean de difícil aplicación a la situación actual. En este periodo se handesarrollado igualmente economías e instrumentos jurídico-técnicos que detraen de lasfuentes parte de los residuos más fácilmente valorizables (papel, cartón, envases, vidrio,etc...) de tal forma que las estadísticas de generación y composición de residuos elaboradasa partir de la recogida habitual y de la obtenida en los centros de tratamiento aparecensesgadas, dando una imagen poco fiel de los datos reales de origen.Con las salvedades expuestas, que no modifican en lo sustancial la evaluación global de lasituación, puede decirse que la gestión actual de los RU en España se caracteriza por losiguiente: - Generación de aproximadamente 1,2 Kg/día por habitante de RU doméstico. - Deficiente gestión ambiental de los residuos. - Escaso o insuficiente nivel de valorización, reciclado, utilización como materiales de segundo uso de esos residuos o como materias primas secundarias. - Limitado uso de sistemas y tecnologías tendentes a la reducción del volumen de residuos generados - Diferencias notables entre las CCAA en lo referente a la calidad de la gestión ambiental de estos residuos. - Escaso nivel de coordinación en los programas o planes de gestión de los diferentes tipos de residuos y entre los diferentes territorios. - Escasez de instrumentos económicos, financieros o fiscales aplicados a la gestión de residuos. - Reciente entrada en vigor de lo establecido en la Ley 11/97, de Envases y Residuos de Envases, y de la Ley 10/98 de Residuos. - Infraestructuras insuficientes y obsoletas. - Escasa percepción social del problema y de su origen e hipersensibilidad ante cualquier propuesta de construcción de nuevas infraestructuras.1.3.1 GENERACIÓNEn la tabla adjunta se recoge la información agregada más reciente sobre la producción deResiduos Urbanos en España, obtenida a partir de los suministrados por las comunidadesautónomas en sus Planes de Gestión y cuando ello no ha sido posible, en base a lasestimaciones más fiables elaboradas por el MIMAM. 6
  15. 15. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADGENERACIÓN DE RESIDUOS URBANOS EN ESPAÑA (1996) COMUNIDAD POBLACIÓN GENERACIÓN Coeficiente de AUTÓNOMA (Padrón 1996) (Tm/año) % Generación (2) (1) (kg/hab/día)ANDALUCIA (3) 7.234.873 2.984.605 17,38 1,13ARAGÓN 1.187.546 416.419 2,42 0,96ASTURIAS 1.087.885 401.035 2,34 1,01BALEARES (4) 760.379 559.500 3,26 2,02CANARIAS (5) 1.606.534 966.516 5,63 1,65CANTABRIA 527.437 194.875 1,13 1,01CASTILLA LA 1.712.529 673.581 3,92 1,08MANCHACASTILLA Y LEÓN 2.508.496 1.029.036 5,99 1,12CATALUÑA (6) 6.090.040 2.833.061 16,50 1,27EXTREMADURA 1.070.244 412.631 2,40 1,06GALICIA 2.742.622 810.275 4,72 0,81MADRID 5.022.289 2.012.000 11,71 1,10MURCIA 1.097.249 394.494 2,30 0,99NAVARRA 520.574 207.261 1,21 1,09PAÍS VASCO 2.098.055 1.063.549 6,19 1,39LA RIOJA 264.941 103.121 0,60 1,07VALENCIA 4.009.329 2.048.377 11,93 1,40CEUTA 68.796 32.000 0,19 1,27MELILLA 59.576 32.850 0,19 1,51 TOTALES 39.669.394 17.175.186 100,00 1,21 (1) Población de derecho. A los efectos de generación de residuos la población de hecho, sumando turismo, viajeros, etc, se estima, en términos de habitantes- equivalentes, en un 5-6% más, con tendencia creciente. (2) Este coeficiente de generación está calculado en base a la población de derecho de cada CCAA (Padrón 1996), sin tener en cuenta la población estacional ni la no censada (inmigración, etc.) (3) En el Plan Director Territorial de Gestión de Residuos Urbanos de Andalucía, aprobado el 26-10.99, se estima en 3.147.394 Toneladas/año los RU generados, lo que, tomando en consideración el censo de 1996, equivale a 1,19 Kilos/habitante/día. (4) De acuerdo con los datos correspondientes a 1998, incluidos en la propuesta de revisión de noviembre de 1999 del Plan de RU de C.A. de Baleares, la población de hecho de las islas es de 1.460.000 habitantes, y la generación de RU de 602.000 Toneladas/año, lo que equivale a 1,13 kilos/habitante/día (2,17 kilos/habitante/día si sólo se consideran los 761.000 habitantes de derecho). 7
  16. 16. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD (5) La generación real de RU es probablemente inferior a la indicada, ya que la población de hecho en esta C.A. es superior a la de derecho. (6) Según las estimaciones más recientes y ajustadas de la Generalidad de Cataluña la cantidad de RU generados en 1996 fue de 2.919.723 Toneladas, lo que equivale a 1,31 kilogramos/habitante/día. (7) Según la propuesta de Modificación al Plan de Residuos Urbanos de la Ciudad Autónoma de Melilla, periodo 2000-2006, se estima en unas 15/20.000 personas la población flotantes, y la censada en 65.000 habitantes (1998), por lo que su población real sería de unos 82.000 habitantes. Suponiendo que los RU generados no hayan aumentado en los dos últimos años, ello equivaldría a 1,17 kilos/habitante/día.1.3.2 COMPOSICIÓNEn cuanto a la composición de los RU, en la tabla adjunta se incluyen los resultados mediosobtenidos en los estudios de caracterización y composición realizados por el MIMAM enlos años 1991-92 en diversas Comunidades Autónomas.Composición media de los RU: COMPOSICIÓN MEDIA DE LOS RU Composición media (1991-96) Generación Componente (%) (1996) (Tm/año)Materia orgánica 44,06 7.567.387Papel-Cartón 21,18 3.637.704Plástico 10,59 1.818.852Vidrio 6,93 1.190.240Metales Férricos 3,43 589.109Metales no Férricos 0,68 116.791Maderas 0,96 164.882Otros 12,17 2.090.220TOTALES 100,00 17.175.186Estas estimaciones nos llevan a la conclusión de que cerca del 30% de los RU pueden serconsiderados como residuos de envases, lo que equivale a que en España se esténgenerando unas 5.000.000 Tm/año de RE.Dentro del epígrafe de Otros se incluyen fracciones tales como textiles, gomas y cueros,elementos inertes (tierras, cenizas, cerámica,...) ciertos voluminosos (incluye muebles yenseres domésticos y residuos eléctricos y electrónicos), pilas y baterías y otros residuosespecíficos domésticos, de los que, aunque su importancia es relativa en cuanto a lacantidad generada, requieren especial mención por sus peculiares características(posibilidad de reciclaje, propiedades contaminantes, etc.), estimándose que una personapuede generar del orden de 2 a 3 kg/año (0,7& de los RU) de este tipo de residuos (pinturas,barnices y disolventes, insecticidas, medicamentos, etc.) 8
  17. 17. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADEn cuanto a los residuos voluminosos y de otros tipos especiales (muebles y enseresdomésticos, principalmente), algunas fuentes estiman que su volumen podría ser del ordende 2-3% del total de los RU, es decir, unas 400.000 Tm/año. Otras hablan de 3-5kg/hab./año, lo que significaría unas 120.000-200.000 Tm/año. A la vista de estos datos,verificados en la práctica, parece que una cifra media estimativa verosímil a nivel nacionalpodría ser del orden de 5-6 kg/hab./año, con cierta tendencia a crecer, debido a losaumentos de población y nivel de vida.1.3.3 REUTILIZACIÓNEn la actualidad la reutilización se circunscribe mayoritariamente al ámbito de los envasesde vidrio en especial en las industrias cerveceras, de refrescos y de aguas y vinos.El antiguo sistema de consigna ha ido desapareciendo poco a poco, como consecuencia delos cambios en los hábitos de consumo y en los nuevos sistemas de distribución.En el cuadro siguiente se indican algunos porcentajes de reutilización de envases para losproductos y en los años que se indican: Reutilización de envases en España Producto % (año)Aguas envasadas 11,6 (1997)Bebidas refrescantes 18,0 (1997)Cerveza 65,0 (1995)Vino 2,8 a 4 (1995)1.3.4 RECICLAJERespecto a la recuperación y posterior reciclaje de los componentes de los RU, se ha venidodesarrollando principalmente a través de dos líneas de actuación, una mediante laimplantación de contenedores y recogidas específicos (papel-cartón y vidrio), y otra através del tratamiento de los Ru “todo uno” en Plantas de Clasificación y Compostaje. Enepígrafes posteriores se resume la situación de reciclado de los principales materiales.1.3.4.1 Papel-cartón: Según datos de ASPAPEL (Asociación Nacional de Fabricantes de Pastas, Papel yCartón) en el año 1996 se reciclaron 2.125.000 Tm de papel y cartón, lo que supone unatasa global de recuperación (cantidad recogida sobre el consumo total) del 41,1%. En 1997las cifras provisionales eran similares, con una tasa de recuperación del 42,1% y 2.354.000Tm recicladas, manteniéndose en los resultados obtenidos en la última década.El desglose de estas cantidades según su origen es el siguiente: RECICLADO DE PAPEL Y CARTÓN EN ESPAÑA (1996) Origen Consumo Reciclado Tasa de reciclaje Tm/año (A) Tm/año (B) (B/A) % (3)Papeles Doméstico(1) 1.650.000 950.000 42Gráficos Comercial/Industrial 600.000 9
  18. 18. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADEnvases Doméstico(1) 1.400.000 675.000 48 Comercial/Industrial 750.000 500.000 67Otros no recuperables(2) 770.000 0 0 TOTALES 5.170.000 2.125.000 41Dado que el consumo de papel-cartón usado en 1996 fue de 2.774.000 Tm, se tuvieron queimportar en ese año cerca de 700.000 Tm para equilibrar nuestro balance.El parque de contenedores azules para recogida de papel-cartón en 1996 era deaproximadamente 26.000 unidades, llegándose a 32.000 en 1997, lo que supone unadistribución media de más de 1.200 habitantes/contenedor.1.3.4.2 Vidrio: El reciclaje de envases de vidrio en España alcanzó en 1996 una tasa derecuperación del 35%, con 456.000 Tm recicladas, la cual se elevó al 37,3% en 1997. RECICLADO DE VIDRIO EN ESPAÑA AÑO 1.996 AÑO 1.997Consumo (Tm/año) A 1.303.410 1.409.438Vidrio reciclado (Tm/año) B=C+D 456.193 521.492- Doméstico/Municipal C 220.446 249.866- Otros domésticos D 235.747 271.626Tasa de reciclaje (% B/A) 35,0 37,3En cuanto a la procedencia del vidrio reciclado se pueden distinguir dos vías: - Doméstico-Municipal: vidrio recogido en los contenedores específicos situados en los distintos municipios de España. - Otros domésticos: vidrio procedente de la hostelería, envasadores, Punto Vidrio y otros.La población atendida llegó a 35,4 millones de habitantes en el año 1997, con un parque decontenedores verdes para recogida de vidrio de 50.000 unidades, lo que supone un ratio decasi 800 habitantes/contenedor calculado sobre el total de la población nacional, o de 707habitantes/contenedor en las zonas atendidas.1.3.4.3 Plásticos: Según CICLOPLAST, en España el 66% del plástico reciclado tiene origenindustrial, siguiéndole el sector agrícola con un 18%, doméstico (7%), comercial (7%) yautomoción (2%). El Polietileno, tanto de alta como de baja densidad, es el compuesto quemás se recicla, seguido del PVC.En 1996 se consumieron unas 1.112.000 Tm de plástico para envase y embalaje, con elsiguiente balance de recuperación: 10
  19. 19. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD ESTIMACIÓN DE LOS ENVASES Y EMBALAJES DE PLÁSTICO VALORIZADOS EN ESPAÑA (1.998)Consumo plástico envases (Tm/año) A 1.028.000Residuos de plástico de envases B 953.000Reciclaje (Tm/año) C 66.700Valorización energética (Tm/año) D (1) 39.000Tasa de reciclaje sobre consumo (% C/A) 6,5Tasa de reciclaje sobre residuos (% C/B) 7,0Tasa de valorización total (% C+D/A) 10,28 (1) La mayoria en la C.A. de Cataluña, que valorizó energéticamente 37.822 toneladas, según su reciente estimación.1.3.4.4 Metales (Acero): La recuperación de envases de acero ha experimentado un fuerte incremento en losúltimos años, debido fundamentalmente a la entrada en funcionamiento de nuevas plantasde tratamiento de RU (incineración y compostaje). Así, según datos de ECOACERO, en elaño 1995 se recuperó el 17,4% de los envases de acero, pasando a un 23,2% en 1997.Situación de este sector: RECUPERACIÓN DE ENVASES DE ACERO EN ESPAÑA Año 1.996 Año 1.997Consumo aparente (Tm/año) A 413.000 469.686Acero transformado en envases (Tm/año) B 359.310 408.627Envases en el mercado nacional (Tm/año) C 276.890 310.855Envases recuperados (Tm/año) D 54.997 72.250Tasa de recuperación (% D/C) 19,9 23,21.3.4.5 Metales (Aluminio): El consumo de botes en España fue de 3.200 millones de unidades en 1996, de losque 1,440 millones fueron de aluminio (45%), recuperándose un total de 245 millones queequivale al 17% del total, según datos de ARPAL (Asociación para el Reciclado deProductos de Aluminio).RECUPERACIÓN DE BOTES DE ALUMINIO EN ESPAÑA EN M. DE UNIDADES Año 1.996 Año 1.997Consumo total de botes A 3.200 3.700Botes de aluminio B 1.440 1.517 20.000 Tm/año 21.067 Tm/añoBotes de aluminio reciclados C 245 290 3.400 Tm/año 4.045 Tm/añoTasa de reciclaje (% C/B) 17,0 19,0 11
  20. 20. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD1.3.4.6 Envases compuestos: Se incluyen bajo esta denominación aquellos envases en cuya composiciónintrervienen diversos materiales (cartón, plástico, metales, etc.) Los cartones para bebidasson los envases mayoritarios dentro de este tipo de envases, suponiendo cerca de un 1% dela composición de los RU. El consumo de envases de cartones para bebidas en 1997 fue de114.000 Tm. Los datos más recientes sobre el reciclaje en España de estos envases(septiembre de 1999) indican la cifra de 4,5% con clara tendencia creciente, aunque aúnestamos lejos de otros países de la UE que ya están por encima del 20 %1.3.4.7 Madera: El envase de madera prácticamente no llega al usuario doméstico, siendoprincipalmente el sector hortofrutícola y los comercios (grandes superficies y tiendas dealimentación) los principales consumidores de este tipo de envases, y por tanto, donde seproduce la recuperación actual. En la tabla incluida a continuación se resume la situacióndel reciclaje de los envases de madera en el año 1997, según datos de FEDEMCO(Federación Española del Envase de Madera y sus Componentes) RECUPERACIÓN DE ENVASES DE MADERA EN ESPAÑA (1.997)Consumo aparente (Tm/año) A 357.500Recuperación (Tm/año) B 34.200Tasa de reciclaje (% B/A) 9,6 12
  21. 21. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD1.4 GESTIÓNLa mayoría de los RU generados en España vienen siendo eliminados mediante su depósitoen vertederos, en muchos casos sin ningún control. En la tabla siguiente se indican losdestinos finales de los RU generados en 1996. En la elaboración de dicha tabla se hapartido de la generación total de RU, de la que se han detraído las cantidades gestionadas através de sistemas controlados (vertederos, plantas de compostaje, plantas de incineracióncon o sin recuperación de energía) así como las cuantías obtenidas mediante sistemas derecuperación y reciclaje, en todos los casos en base a las estimaciones más fiablesdisponibles en el MIMAM. TRATAMIENTO DE LOS RU. DESTINO FINAL (1.996) Sistema RU tratados RU tratados (Tm/año) (%)Vertido autorizado(1) 9.989.386 58,2Vertido incontrolado(2) 2.101.250 12,2Reciclaje(3) 1.985.040 11,6Compostaje (4) 2.394.162 13,9Incineración (con recuperación de energía)(5) 627.949 3,7Incineración (sin recuperación de energía) 77.399 0,5 TOTALES 17.175.186 100,0 (1) Vertido realizado en un vertedero autorizado administrativamente. La mayoría de ellos no cumplen lo exigido por la nueva Directiva de Vertido. (2) Vertido realizado en vertedero no autorizado administrativamente. Ninguno cumple las normas de control ecológico. (3) Incluye las cantidades recicladas en el año 1996 de cada uno de los materiales, con la salvedad de que en la fracción papel-cartón sólo se incluye la parte de origen doméstico excluyendo la parte industrial. (4) Corresponde a la cantidad de RU que entraron en las plantas de compostaje en el año 1996, incorporando, por tanto, el rechazo que se genera en las mismas. Aunque no se dispone de información cuantificada sobre esta fracción rechazo, su volumen podría ser del orden de la mitad de los RU que entran en las plantas de compostaje. Si se acepta esta cifra, el tanto por ciento real de compostaje en 1996 habría sido del orden del 7%. (5) La mayoría en la C.A. de Cataluña. Algunas estimaciones recientes elevan esta cifra a las 664.830 toneladas/año.Los principales problemas detectados son los siguientes: - Ausencia de estadísticas suficientes y fiables en materia de generación de RU, composición, cuantificación de la fracción de los Residuos de Envases en el conjunto de los RU, sistemas de gestión, etc., lo que dificulta el diseño de planes y medidas de gestión en materia de RU. 13
  22. 22. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD - Existencia de un elevado número de vertederos incontrolados que pueden dar lugar en la mayor parte de los casos a serios problemas de tipo sanitario y de contaminación ambiental. Estos vertederos ni cuentan con autorización administrativa ni reúnen las más elementales condiciones de control ecológico. - Existencia de algunas plantas de incineración que no se ajustan a la normativa sobre emisión de contaminantes a la atmósfera, algunas de las cuales incluso no disponen de sistemas para la recuperación de la energía contenida en los RU. - Consideración como vertederos controlados y autorizados de un cierto número de instalaciones que si bien en algunos casos lo son con la normativa actual, no lo serán en el futuro en vista de la definición dada al respecto por la Directiva de Vertido, y que deben ser objeto, por tanto, de operaciones de adecuación o clausura en un periodo relativamente corto, si ello es posible o, de lo contrario, ser clausurados. Por este motivo los llamaremos vertederos autorizados. - El reciclaje y valoración de algunos materiales de los residuos de envases se encuentra lejos de los objetivos mínimos marcados por la Ley 11/97 de Envases y Residuos de Envases. - Práctica inexistencia de un marco de apoyo a la introducción de tecnologías limpias que permitan la reducción de los residuos urbanos, y en particular de los residuos de envases, en su origen, habiéndose centrado la acción pública, hasta la fecha, en la oferta de infraestructuras de tratamiento y eliminación. - Escasos conocimientos sobre la materia a nivel ciudadano a pesar de la creciente sensibilización, siendo preciso establecer campañas de información, debate y participación social. Desproporción entre la gravedad objetiva del problema de los RU (muy grave) y la percepción social de esa gravedad (más bien escasa). - Fuerte oposición social a cualquier iniciativa tendente a la construcción de infraestructuras o instalaciones para la gestión de RU.Actualmente existe el Plan Nacional de Residuos Urbanos, cuyos principios y directricesestán directamente emanados de la UE. A modo de resumen se indican a continuación estosprincipios: - Prevención y minimización: conjunto de medidas destinadas a conseguir la reducción de la generación de residuos urbanos, así como de la cantidad de substancias peligrosas o contaminantes presentes en ellos. Actuación desde la fase productiva (peligrosidad, disminución de peso, diseño del producto que permita su reutilización o reciclaje), pasando por el transporte (disminución de envases y embalajes), hasta el consumo (reutilización, menor generación de RU y facilidad de separación). - Reutilización y reciclado: en sintonía con lo anterior, se pretende facilitar la reutilización directa de los residuos, potenciando el reciclaje de los componentes de los RU y los mercados de los productos recuperados. - Integración: El PNRU se constituye como un Plan integrador de los Planes de las distintas Comunidades Autónomas. - Autosuficiencia: establecimiento en todo el territorio nacional de infraestructuras adecuadas para la reutilización, recuperación y valorización de los residuos urbanos así como para la eliminación de los rechazos sin poner en peligro la salud humana y sin utilizar métodos que puedan causar perjuicios al medio ambiente. 14
  23. 23. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD - Proximidad: el tratamiento de los residuos debe hacerse en la instalación adecuada más próxima a los centros de generación, evitando movimientos de los RU innecesarios y que pueden originar riesgos e impactos negativos sobre el medio ambiente. - Protección y regeneración del suelo: se debe clausurar los puntos de vertido incontrolado de RU, recuperando estos espacios degradados para aquellos usos que se definan como viables y compatibles. - “Quien contamina paga” y responsabilidad del productor: el poseedor o productor de los residuos debe asumir los costes de su correcta gestión ambiental. El servicio de recogida, tratamiento y eliminación de los residuos urbanos se financiará mediante los tributos o instrumentos similares gestionados por las Entidades Locales o, en su caso, por las Comunidades Autónomas, y mediante los recursos provenientes de los sistemas integrados de gestión (SIG). - Desincentivación de la generación de RU: se arbitrarán los instrumentos económicos adecuados, de carácter progresivo, para desincentivar la producción de residuos urbanos, incrementándose los costes repercutidos a los generadores en forma más que proporcional al incremento de residuos generados. Se puede resumir en un principio derivado del anterior: “quien contamina más paga mucho más”. - Sistema de información: creación de un inventario, un banco de datos y un sistema de información nacional sobre generación y gestión de RU. Se elaborará el Inventario Nacional de Residuos, en el que se integrarán los datos obtenidos a lo largo de la ejecución del PNRU. Este sistema garantizará el libre acceso de los ciudadanos a la información sobre la gestión de los RU. - Concienciación ciudadana: programas de divulgación y pedagogía social destinados a motivar a la población con vistas a conseguir su colaboración, imprescindible, para el logro de los objetivos ecológicos del Plan. Potenciación de los contenidos relacionados con los residuos en los programas de enseñanza elemental y primaria. - Formación: programas de formación de especialistas en las diversas actividades de gestión de los RU.1.4.1 Situación prevista en la gestión de los RU:En la tabla y gráficos siguientes se resume la situación prevista en la gestión de los RU,según el destino final, y para cada ámbito temporal de aplicación del PNRU. 1996 2001 2006 Toneladas % Toneladas % Toneladas %(1)Vertido autorizado 9.989.386 58,16 0 0,00(2) Vertido controlado 0 0,00 8.324.408 48,00 5.969.236 33,10y autorizado(3) Vertido 2.101.250 12,23 858.759 5,00 0 0,00incontroladoReciclaje distinto al 1.985.040 11,56 3.349.161 19,50 4.500.000 24,96 15
  24. 24. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADcompostaje(4) Compostaje 2.394.162 13,99 3.179.126 18,51 4.372.701 24,24(5) Valorización 705.348 4,11 1.544.049 8,99 3.192.008 17,70energéticaTOTAL 17.175.186 100,00 17.175.186 100,00 18.033.945 100,00 (1) Vertidos realizados en vertederos con autorización administrativa. La mayoría no cumplen la nueva Directiva de Vertido, 99/31/CEE. (2) Vertidos realizados en vertederos que cumplen la nueva Directiva 99/31/CEE. (3) Vertidos realizados en vertederos que ni están autorizados ni cumplen la Directiva 99/31/CEE. (4) La cantidad de 1996 corresponde a los RU que entraron en las Plantas de Compostaje incorporando, por tanto, el rechazo que se genera en las mismas; en consecuencia las cantidades realmente compostadas fueron inferiores. En los años 2001 y 2006 se incluyen los objetivos de biometanización. (5) En valorización energética se han considerado las siguientes cantidades de RU (según datos de los correspondientes Planes Autonómicos): o Cataluña: 504.895 Tm/2001 o País Vasco: 207.405 Tm/2001 o Ceuta: 32.000 Tm/2001. El acuerdo para la construcción de esta planta es de 1993. Sin embargo, está en revisión el Plan de RU de esta Comunidad Autónoma, que no contempla ninguna planta incineradora. o Melilla: 32.850 Tm/2001 o Baleares: 266.774 Tm/2001 y 300.000 Tm/2005 o Madrid: 200.000 Tm/2001 o Para Canarias y Galicia se estiman 300.000 Tm/2001 y 500.000 Tm/2005, respectivamente. Para el cálculo de las cantidades a valorizar energéticamente en el 2006 se han aceptado las siguientes hipótesis: o Canarias, Cataluña, Ceuta, Madrid, Melilla y País Vasco: se ha supuesto un incremento total del volumen incinerado del 80% en el periodo 2001/2006. o Baleares y Galicia: el mismo volumen que en el 2005. 16
  25. 25. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD SITUACIÓN AÑO 1.996 Compostaje 13,9% Val.energética 4,1% ReciclajeVer. Autorizado 11,6% 58,2% Ver. Incontrolado 12,2% SITUACIÓN PREVISTA (Finales 2001) Ver. Autorizado + Ver. Controlado 47% Val. Energética 9% Compostaje 18,5% Reciclaje 19,5% Ver. Incontrolado 5% 17
  26. 26. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD SITUACIÓN PREVISTA (Finales 2006) Compostaje Val. Energética 24,2% 17,7% Reciclaje Ver. 25% Controlado 33,1%Atendiendo a los gráficos arriba expuestos podemos observar que la eliminación deresiduos mediante vertido pasa de significar un 70,4% en el año de referencia 1996 a un33,1% en el año 2006, lo que supone una reducción del 53,0% de la cantidad total de RUvertida. Se debe subrayar, además, que ese 33,1% se depositará en vertederos controladosque cumplan la nueva Directiva 93/31/CEE de vertidos, mientras que la casi totalidad deese 70,4% vertido en el año de partida lo fue en vertederos incontrolados o que no cumplenlo exigido por la citada Directiva.Además, con estos objetivos se cumplirán los porcentajes de reducción de vertido de lafracción biodegradable de los RU marcados en la Directiva sobre Vertido recientementeaprobada. Así, en el año 2001 se habrá reducido, mediante compostaje, la fracción orgánicavertida en un 40% aproximadamente y a finales del 2006 en más de un 50%, porcentajesque superan los indicados en la Directiva 99/31/CEE, ya que en el Plan Nacional deResiduos Urbanos se establece que: - A los 5 años (2004 ó 2005) se deberá reducir el vertido a un 75%, en peso, de la materia biodegradable producida. - A los 8 años (2007 ó 2006) se deberá reducir a un 50%. - A los 15 años (2014 ó 2015) se deberá reducir a un 35%. 18
  27. 27. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD1.4.2 Características para establecer el sistema de gestión:A la hora de establecer el sistema de gestión de los residuos urbanos podemos establecercuatro características fundamentales para decantarnos por su tratamiento o eliminación.Densidad: la densidad de la basura va disminuyendo con el paso del tiempo debido a loshábitos de consumo. La variación de la densidad también se produce entre zonas urbanas orurales e incluso entre distintos barrios de una misma ciudad. La densidad suele ser menoren los barrios céntricos, donde oficinas y comercios alternan con viviendas y crece en laszonas donde predominan las viviendas. La densidad también varía en sentido inverso alnivel de vida debido a la utilización cada vez más acentuada de embalajes sin retorno,ligeros y relativamente voluminosos, así como el descenso del uso de combustibles sólidos(fósiles) para la calefacción.Humedad: la humedad de los residuos depende del clima, las estaciones, y sobretodo de lacantidad de materia orgánica que contengan. El grado de humedad tiende a disminuir, perooscila entre un 40-60% en peso y es mínima en los residuos procedentes de las áreascomerciales y máxima en aquellos procedentes de mercados.Poder calorífico: el poder calorífico producido por Kg de basura tiende a aumentar debidoal mayor consumo de materiales combustibles y a la disminución del grado de humedad. EnEspaña oscila entre 800 y 1600 kcal/kg. Un parámetro importante para decidir si losresiduos se pueden incinerar es el poder calorífico inferior (PCI) el cual tiende a aumentarcuando hay incremento de papel, cartón, plásticos en las basuras ya que el poder caloríficode estos materiales es muy elevado y disminuye cuando el contenido es alto en materiaorgánica y por tanto humedad.Relación carbono / nitrógeno: la relación C/N indica la capacidad mineralizadora anual delnitrógeno y es de gran importancia para los procesos de compostaje. El intervalo óptimopara los procesos de transformación biológica está entre 25 y 30 pues para valoresinferiores, la pérdida de nitrógeno en forma de amoniaco gaseoso es tan elevada que elcompostaje de basuras carece de interés. 19
  28. 28. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD1.4.3 La incineración como alternativa al problema de los RSU:A veces se plantea la solución de incinerar todo lo que no es reciclable, entendiéndosecomo no reciclable aquello que no tiene precio de mercado, lo que depende decondicionamientos técnico-económicos. Los planes actuales de gestión integral obligan aconsiderar el empleo de los distintos métodos, entre ellos el reciclado y la incineración.Es de destacar que la incineración se presenta como un método, que disponiendo de lasmáximas garantías medioambientales, reduce en un 80% el envío de materiales inserviblesal vertedero.Comparativa del impacto ambiental de diferentes tecnologías de tratamiento de los residuossólidos urbanos:Vertido Controlado:Efecto sobre suelos: el efecto producido sobre el suelo es muy desfavorable, ya que seproduce contaminación de las capas freáticas y el consiguiente riesgo de contaminación delas aguas subterráneas.Efecto sobre la atmósfera:a)Efecto invernadero: actúa favoreciendo el efecto invernadero ya que se produce unaemisión de metano.b)Inmisión a nivel del suelo: desfavorable debido a la contaminación ocasionado por eltransporte a largas distancias.Ruidos: produce ruidos.Superficie ocupada: ocupa mucha superficie.Estética: desfavorable en las zonas de descarga.Aves y roedores: presencia de ratas y aves en el vertedero.Olores: se emiten muchos olores molestos y nocivos.Reciclado y compostaje:Efecto sobre los suelos: efecto desfavorable debido a la contaminación de metales pesadosen suelos agrícolas. Se alivia por recogida selectiva.Efecto sobre la atmósfera:a)Efecto invernadero: grado intermedio.b)Inmisión a nivel del suelo: grado intermedio.Ruido: el nivel de ruido no es perjudicial ni tan siquiera en zonas próximas a poblaciones.Superficie ocupada: grado intermedioEstética: resulta favorable si se integra arquitectónicamente en el entorno.Aves y roedores: presencia de abundantes roedores y aves de rapiña.Olores: muy desfavorable por los olores de la planta de compostaje.Incineración:Efecto sobre los suelos: es favorable siempre que se asuman las precaucionesindispensables. 20
  29. 29. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADEfecto sobre la atmósfera:a)Efecto invernadero: es favorable si se tiene en cuenta la energía sustituida.b)Inmisión a nivel del suelo: favorable como consecuencia de la legislación vigente.Ruidos: favorable incluso en zonas próximas a poblaciones.Superficie ocupada: muy favorable, se optimiza el espacio al máximo.Estética: favorable si se integra arquitectónicamente en el entorno.Aves y roedores: muy favorableOlores: si se adoptan las medidas adecuadas no tiene porque haber olores.1.4.4 Valorización energética mediante incineración:La incineración se está considerando como el proceso más indicado para la eliminación delos residuos urbanos, bien precedido de otros tratamientos o no.Existen una serie de ventajes de la incineración aplicada en un programa de gestiónintegral, a saber: - Se reduce el peso de los residuos al ser vertidos. Los residuos finales van una parte al vertedero controlado y unos pocos, si es posible y procede, a vertederos de alta seguridad. - Se eliminan los residuos de una forma rápida y segura. - Existe un control continuo y estricto de las emisiones de gases. - Se elimina el riesgo de combustión espontánea tan frecuente en los vertederos, eliminando además la existencia de plagas, malos olores y de lixiviados que contaminan las capas acuíferas. - Las escorias procedentes de la combustión pueden ser utilizadas como sub-base de carreteras.Por otra parte, los materiales actualmente reciclables: metales, papel y cartón, vidrio,plástico, pilas y otros van a seguir siendo reciclados y con tendencia al crecimiento, segúnse eleve la demanda de estos productos y se creen mercados que les sigan valorizando. Laaplicación de recogidas selectivas de materiales limpios incidirá de forma importante,afectando notablemente al crecimiento, hasta ahora previsible, del PCI de los residuos.También resulta incuestionable que no deben introducirse en incineradoras, metales, vidriosy otros materiales no combustibles, ya que además de obligar a una mayor capacidad detratamiento mecánico, exigen un mayor consumo de combustible y de agua paraposteriormente llevarlos a vertederos. 21
  30. 30. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD1.5 Situación en la Unión EuropeaNo se dispone de datos completos sobre la capacidad de incineración en la Unión Europea.Hay una variedad tal de instalaciones de incineración que queman una amplia gama deresÍduos que no ha sido posible identificarlas a todas. Además, hay que tener en cuenta quela gestión de residuos está pasando por una fase de rápido desarrollo y se estánconstruyendo incineradoras en muchos países al mismo tiempo ya que se están renovando ocerrando muchas instalaciones antiguas.El estudio sobre el proyecto de Directiva 23 evaluaba la información disponible sobre elparque de incineradoras de residuos municipales (el residuo más utilizado comocombustible) de la Unión Europea. La mejor información sobre la situación a principios dela década de los 90 procede de un estudio realizado para la Comisión Europea por TNO 24 .En este estudio se da un parque total de incineradoras constituido por 485 unidades con unacapacidad de 43.140 kt al año, incluyendo Suiza y Noruega. Además, se muestra que laincineración de residuos municipales no está distribuida uniformemente en toda la UniónEuropea.La información que figura en la tabla de la página siguiente se ha elaborado a partir de losdatos del estudio TNO y muestra la situación a finales de los 80/principios de los 90.Dado que las dos Directivas sobre incineración de residuos municipales todavía no secumplen totalmente, es importante considerar la situación a la que se llegará cuando seconsiga un cumplimiento completo.En la evaluación económica, se hicieron proyecciones sobre el parque de incineradoras quepodía preverse en la Unión Europea para el año 2000, después de que se hubiesen llevado acabo todas las renovaciones y cierres de instalaciones necesarios. Al imponerse normas deemisión estrictas, se cuenta con que se irá avanzando hacia instalaciones con una mejorrelación coste/eficacia. Se prevé un total de 363 instalaciones con una capacidad detratamiento de 56.512 kt al año.Es difícil precisar el número total de otras instalaciones de incineración que se veránafectadas por la propuesta de la Directiva, dada la amplia gama de residuos que puedenquemarse en instalaciones especializadas o en plantas de coincineración.Se han llevado a cabo otros análisis sobre los costes y beneficios de la nueva Directivareferidos a la incineración de residuos clínicos y lodos de depuradora . En el sector de laincineración de residuos sanitarios, se han dado, de manera especial, cambios destacados enel número deincineradoras, ya que se han ido cerrando instalaciones a pequeña escala situadas en loshospitales, que han sido sustituidas por instalaciones centralizadas. El estudio calcula que cada año se incineran en la Unión Europea, aproximadamente, 2 Mtde lodos de depuradora y 1,3 Mt de residuos clínicos. 22
  31. 31. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD1.5.1 Incineración de residuos sólidos municipales en Europa1.5.2 Mapa de la incineración en Europa en %: 23
  32. 32. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD1.6 Comparación de la situación a escala mundial:El nivel de implantación de cada uno de los sistemas de tratamiento, en los países denuestro entorno, varía normalmente en función de los años que cada país lleva intentandoresolver su problema; la tipología de los residuos; el estado de opinión respecto a losdiversos sistemas y el nivel tecnológico de la industria nacional para la utilización,desarrollo o mejora de las técnicas de tratamiento.Un rápido análisis de la implantación de los distintos procesos de tratamiento en los paísesmás desarrollados, lleva a sacar como conclusiones inmediatas, respecto a la incineración,que los países considerados con un nivel de vida más elevado son aquellos que poseen unmayor porcentaje de incineración.Existe ya en todos los países de nuestro entorno económico mucha experiencia en el diseño,construcción y explotación de estas plantas, confirmando así la idoneidad de estos sistemasen la eliminación de los RSU. En Europa existe ese tipo de instalaciones en la prácticatotalidad de las grandes aglomeraciones urbanas: Ámsterdam, Ginebra, París, Londres,Madrid, Hamburgo, Munich, Frankfurt, Bruselas, Copenhague, Milán, Lyon, etcétera.En estas ciudades se incineran una gran parte de los residuos urbanos que se producen, locual junto a la integración de las plantas en el entorno, incluso en ocasiones dentro del áreaurbana de las ciudades, reflejan la aceptación de este tipo de instalaciones.Igualmente, en Estados Unidos y Japón, esta solución a los problemas de los RSU estáampliamente difundida.Como se puede observar en los siguientes gráficos hay una tendencia creciente hacia laeliminación de los Residuos Sólidos Urbanos municipales mediante la incineración en lospaíses más industrializados del planeta. Y todo apunta a que la situación irá en aumento amedida que pase el tiempo mientras se conjugan otras medidas de gestión de los RSU comoson las plantas de compostaje, el reciclaje de materiales para su retorno al ciclo de vidaproductivo, etcétera. 24
  33. 33. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD1.6.1 Número de plantas de incineración en los países más industrializados:Como se puede apreciar Japón es el país que cuenta con más plantas de incineración(1.893), muy superior al siguiente en la lista, los EE.UU. con un total de 168 plantas en elmomento del estudio. España ocupa una modesta posición dentro de la Unión Europea con13 plantas de incineración, mientras que Francia es el país miembro con más plantas deincineración en su haber, un total de 165, aproximadamente el 50% de todas las plantas deincineración de la Unión.Sin embargo hemos de recordar que dentro del marco de la nueva legislación europea(Directiva 7/2000 de la UE) se prevee la construcción de un número indeterminado deplantas en todos los países miembros con el fin de evitar la formación de vertederosincontrolados de RSU lo que hace suponer un fuerte incremento en los próximos años. 25
  34. 34. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD1.6.2 Número de RSU incinerados e el mundo en millones de Tn:1.6.3 Mapa de la incineración en el mundo en %: 26
  35. 35. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE INCINERACIÓN DE RSUPlanta de incineración de Residuos Sólidos Urbanos de Tarragona “SIRUSA” 27
  36. 36. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD CAPÍTULO II: ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE INCINERACIÓN DE RSU ÍNDICE 2. PLANTA DE INCINERACIÓN DE TARRAGONA (SIRUSA) 2.1 INTRODUCCIÓN 2.1.1 Ficha técnica de la planta 2.1.2 Descripción básica de los procesos de la planta 2.1.3 Diagrama de procesos 2.2 DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA 2.2.1 La báscula 2.2.2 El foso 2.2.3 Los hornos 2.2.4 La caldera 2.2.5 El colector principal y secundario 2.2.6 Conjunto turbina-reductor 2.2.6.1 Funcionamiento Capítulo 2 bis: EL ALTERNADOR A0. EL ALTERNADOR (INTRODUCCIÓN) A. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO INSTALADO B. INSTALACIÓN Y ARRANQUE C. EJERCICIO D. MANTENIMIENTO 2.2.8 El aerocondensador 2.2.9 El lavado de gases (GSA) 2.2.8.1 Esquema básico de funcionamiento del GSA 2.2.8.2 Valores de emisión a la atmósfera 2.2.9 Nave de valorización de escorias 28
  37. 37. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD 2.3 Producción en régimen especial 2.3.1 Cálculo del rendimiento eléctrico equivalente 2.3.2 Eficiencia energética 29
  38. 38. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD2.1 IntroducciónLa planta de SIRUSA (Servicios de Incineración de Residuos Urbanos S.A.) está situada enel polígono de Riu Clar, cerca de un importante nudo de comunicaciones (autovía decircunvalación de Tarragona, carretera Tarragona-Constantí, Autopista A-7 y EjeTransversal). Emplazamiento visible en el Plano Nº1.SIRUSA es una entidad que pertenece a la Mancomunidad de Incineración de ResiduosUrbanos del Campo de Tarragona, Valls y Vila-Seca. Estas corporaciones decidieron, en elaño 1987, unir sus esfuerzos para resolver el problema del tratamiento de los residuosurbanos e su propio ámbito. La opción por la planta incineradora partía de la base que lasdiversas tecnologías de tratamiento de residuos no se excluyeran entre sí, ya que han decontabilizarse en un Sistema de Gestión integral de tratamiento de los RSU.Los residuos se incineran y se valorizan energéticamente, en la planta se convierte laenergía contenida en los RSU (Poder Calorífico Inferior de cualquier combustible) enelectricidad. La combustión de los RSU a altas temperaturas convierte en gases la mayorparte de los residuos, de manera que la fracción sólida que sobra al final es sensiblementemás pequeña que en origen.Aunque lo más significativo del proceso consiste en el uso a que se destinan los gasesliberados tras la combustión.Los gases se generan mientras los residuos se queman a temperaturas cercanas a los 1000ºC. Posteriormente, en la caldera de recuperación, se los hace pasar por diversas fases deenfriamiento e intercambio de calor, de manera que produzcan vapor de alta temperatura ypresión (360º C y 36 bares), que expandiéndose en la turbina, acoplada ésta a un alternadorgeneran electricidad con una potencia de 7’4 MW.La electricidad obtenida pasa a un transformador de tensión de 6000/25000 V y pasa encondiciones a la red de distribución local del área de influencia de la incineradora, demanera que los usuarios que dependen de ella obtienen un doble servicio: - tratamiento de los residuos y reducción del coste - ahorro energético 30
  39. 39. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD2.1.1 Ficha técnica de la planta:Extensión del solar 13.000 m2Superficie edificada 1.900 m2Capacidad de incineración 460 Tm/díaNº de hornos 2Tiempo mínimo de incineración 2 seg.Temperatura mínima de incineración 850º CPCI diseño 1.800 kcal/kgProducción máxima de vapor 2 x 22’4 Tm/hTemperatura del vapor 360º CPresión del vapor 36 barPotencia del turboalternador 7’4 MWTensión salida de bornes 6.000 VTensión a la salida de la planta 25.000 V2.1.2 Descripción del funcionamiento de la planta:Los residuos sólidos urbanos llegan a la planta incineradora en camiones de recogida decaja cerrada y compactadores de capacidad de carga variable entre 10 y 15 Tm.A la entrada de la planta se pesan en una báscula electrónica que previa identificación delcamión, y mediante tarjeta, autoriza el paso, al tiempo que memoriza el peso neto al objetode disponer de información estadística que permita la posterior facturación y control.Las operaciones de pesado y apertura de la barrera de acceso son realizadas sin la necesidadde presencia física del personal de operación, todo ello es sin embargo, visualizado en unmonitor mediante circuito cerrado de TV.Los camiones, una vez controlados, se dirigen a la plataforma de maniobra, situada a la cota+ 5,50 m. debiendo ascender por una rampa de pendiente del 10%, donde previa maniobra,basculan la carga por caída libre, en el interior del foso de almacenamiento de residuos.El foso de almacenamiento tiene un volumen de 2.143 m3, hasta el nivel inferior de laspuertas de descarga con una capacidad normal de 850 Tm. Que por apilado puede alcanzarhasta 1200 Tm. El foso se mantiene en constante depresión, debido a que el aire decombustión se aspira de él, de esta forma se asegura que ninguna clase de malos olores opolvo se escape a la atmósfera.Para las labores generales de acarreo y movimientos interiores de basuras en el silo, asícomo para la carga de tolvas de alimentación a los hornos, se disponen dos puentes grúaequipados con una cuchara tipo pulpo, que permite la carga de 2,5 m3 de residuoscomprimidos; cada carga deposita en la tolva, aproximadamente 1,250 Tm.El control de la grúa se efectúa desde la sala de mando, controlándose la carga de loshornos mediante un monitor que alternativamente visiona las tolvas de entrada de residuosa los hornos. 31
  40. 40. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADLa alimentación de los hornos se efectúa por vertido directo del contenido al interior de lastolvas de carga. Una vez introducidos los residuos por las tolvas de carga, por gravedad, aun alimentador (dosificador) de velocidad regulable, si se actúa sobre la frecuencia de sumovimiento alternativo, se puede variar a voluntad el tiempo de permanencia de losresiduos.Ya en el interior del horno, los residuos son secados por vaporización de la humedadligada, y posteriormente incinerados. La combustión tiene lugar en un horno con parrillasrotativas. Los hornos están dotados de cámaras de combustión y post-combustión, paraasegurar la completa incineración de los residuos.Los gases de salida tienen un contenido mínimo de un 6% en oxígeno, y permanecendurante al menos 2 seg. A una temperatura mínima de 850º C. Esto asegura una combustiónóptima e impide la formación de productos indeseables.Existen dos quemadores auxiliares de seguridad en la cámara de post-combustión, que seconectan automáticamente cuando en dicha cámara la temperatura desciende de losmínimos 850º C requeridos.La combustión se efectúa de manera que se garantiza la combustión completa de los gasesde salida así como la de sus componentes fermentables y la de los productos residuales dela incineración.Las emisiones de monóxido de carbono son tales que la relación CO/CO2 en volumenreferido a 11% de O2 es inferior a 0,002 en medición seca.Al objeto de lograr estas condiciones el horno tiene instaladas entradas de aire decombustión (aire primario) y de aire secundario, ambas ubicadas de forma estratégica y encondiciones de presión y temperatura adecuadas.La planta incineradora posee dos módulos idénticos en capacidad y proceso formados porhorno-caldera-electrofiltro-ventilador de tiro-chimenea, de forma que el funcionamiento dela incineración es siempre posible mediante una o dos unidades.Los gases de combustión alcanzan una temperatura de 950º C en la entrada de la caldera derecuperación. La caldera de recuperación está dotada de una primera cámara de radiaciónque enfría los gases hasta una temperatura de 650º C a 700º C, así como unos panelesconvectivos o aces evaporadores en los que se sitúan además el sobrecalentador y eleconomizador, todo convenientemente calculado, obteniéndose en los gases de salida unatemperatura de 220º C.Las calderas de recuperación, una para cada horno, generan vapor sobrecalentado a 36bares de presión absolutos y 360º C te temperatura.Una vez recuperada la energía calorífica de los gases hay un electrofiltro equipado con doscampos eléctricos y mecánicos de forma que depositen las partículas sólidas contenidas enel flujo de gases, garantizando una emisión de 50 mg/Nm3, referido a una medición seca al10% de CO2, cumpliendo con ello no sólo las normas vigentes, sino también disposicioneseuropeas con criterios más estrictos en estos aspectos. 32
  41. 41. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADNo se efectúa ningún otro tratamiento de gases HCl, NOx y SO2, por no ser necesarios alser muy inferiores a lo indicado en las disposiciones españolas sobretodo en cuanto serefiere a emisiones de SO2 y NOx.Los gases una vez depurados de partículas sólidas por el electrofiltro son emitidos a laatmósfera con la ayuda de un ventilador de tiro forzado y una chimenea de 50 metros.La chimenea está formada por dos conductos (uno por cada horno) de forma que semantiene constante la velocidad de salida de los gases, con independencia del número dehornos que estén en funcionamiento.En cada línea de combustión las cenizas recogidas en las distintas tolvas del horno, calderay electrofiltro, así como las escorias que se forman como producto del proceso deincineración de los residuos, son conducidas a una cinta transportadora que lleva estematerial a un depósito de almacenamiento, se efectúa una separación de las partes metálicasmagnéticas contenidas en las mismas, mediante una criba vibrante montada en el extremo.Para la recuperación energética hay instalado un conjunto turboalternador de condensacióncon un vacío de 0,25 bares absolutos que se obtienen mediante la utilización de unaerocondensador. La potencia eléctrica generable con un funcionamiento a plena carga delos dos hornos es de 7.400 KW.El ciclo térmico se cierra mediante el conjunto de motobombas, depósitos y una planta dedesmineralización de agua que, convenientemente unido mediante tuberías de vapor deagua condensado, da lugar a un ciclo cerrado con unas pérdidas de agua mínimas, inferioresal 1% de la producción de vapor.La energía eléctrica excedente es enviada a la red eléctrica de ENHER a la que lainstalación de generación de la planta se conecta automáticamente, produciéndose la ventacontinua de excedentes eléctricos que se contabilizan en contadores de energía en sustarifas de llano, valle y punta.2.1.3 Diagrama de Procesos: (en hoja siguiente) 33
  42. 42. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD 34
  43. 43. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD2.2 DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA2.2.1 LA BÁSCULALos camiones que entran en la empresa, procedentesde distintos municipios. Son dirigidos a la báscula.En la báscula se toman los datos más relevantes delos camiones que llegan, como pueden ser matrícula,tara, empresa de la que proceden, material que traen(RSU o madera) y el peso de los residuos quetransportan.Todos estos datos se guardan en una base de datos,la cual nos permite saber a tiempo real todas lasentradas y salidas de basura.En total hay dos básculas, una a la entrada, para loscamiones que vienen a descargar y otra a la salida,para los camiones que salen con residuos cargados del foso debido a excedentes o a paradasde planta.Una vez tomados todos los datos, los camiones se dirigen al foso, donde descargarán losResiduos Sólidos Urbanos.2.2.2 EL FOSOLos residuos que transportan los camiones se depositan en el foso.El foso de almacenamiento tiene una capacidad máxima de 1200 toneladas y un volumende 2140 m3.En el foso pueden descargar al mismo tiempo hasta cuatro camiones, los cuales serepartirán a lo largo de él para ir igualando elnivel.En invierno se descargan diariamente en el fosounas 450 toneladas de RSU. En época estivalesta cifra se duplica, pudiéndose llegar adescargar hasta unas 1.000 toneladas diarias.El foso se mantiene en constante depresióndebido a que el aire de combustión se aspira deél, de esta forma se asegura que ninguna clasede malos olores o polvo se escape a laatmósfera.Por encima del foso se encuentra un puentegrúa, compuesto de dos pulpos deaproximadamente 1.000 kg. De capacidad cadauno. Nunca funcionan a la vez los dos, cadahora se va cambiando de pulpo, para que losmotores, contactores y maquinaria eléctrica engeneral no se sobrecalienten. 35
  44. 44. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADDe esta forma hay siempre un pulpo de reserva, lo cual nos garantiza un trabajo continuadolas 24 horas del día.2.2.3 LOS HORNOSLos hornos empleados en la incineración de los R.S.U. deben recibir aire en exceso queaporte oxígeno adicional para aumentar la mezcla y las turbulencias internas del horno,independientemente de su tipo. Así, el aire debe llegar, durante el tiempo necesario, a todoslos residuos que están siendo incinerados.Esto es así por la propia naturaleza heterogénea de los residuos sólidos urbanos, de maneraque es imposible realizar una combustión estequiométrica (con el oxígeno necesario para lacombustión total con un combustible homogéneo), debiendo recurrirse a la combustión conexceso de aire.El aire empleado, denominado primario, procede en este caso del foso de almacenamientocon objeto de que estos se mantengan en depresión y no generen olores en el exterior de laplanta.La planta dispone de dos unidades, con capacidad individual nominal de incineración de9’6 toneladas/hora para RSU de 1.800 kcal/kr. Con estos datos sabemos que la capacidadestándar de incineración de la planta es de 144.000 toneladas/año.Desde el puesto del gruísta se van alimentando las dos líneas de incineración mediante unpulpo.Los RSU se introducen en una tolva. Esta tolva acaba en una mesa alimentadoravolumétrica, la cual nos alimenta el horno, introduciéndole “x” metros cúbicos de basura.El volumen de basura introducida en el horno variará según la carrera que tenga asignada lamesa alimentadora. Esta carrera irá en función del Poder Calorífico Inferior de los residuos,que es aproximadamente de 1.800 kcal/kg.Una de las funciones de la tolva de basura es la de taponar una entrada de aire incontroladoal horno. Por esta razón, la tolva deberá mantener siempre un nivel de basura en su interior(mínimo 10 metros de altura).Dentro del horno encontramos la parrilla, que esta formada por seis rodillos de dos metrosde diámetro cada uno. Estos rodillos giran a una velocidad que puede variar entre la mediavuelta hasta las doce vueltas por hora. Cada rodillo está provisto de una entrada de airecontrolado, lo que nos permite regular la combustión.Esquema del horno de parrilla de rodillos visible en Plano nº4 36
  45. 45. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD Vista de la tolva del horno nº1 Vista del horno y la calderaEl horno dispone de dos quemadores de gas-oil, cuya función es la de conseguir los valoresadecuados de temperatura, presión y dilataciones en la puesta en marcha del horno,asegurando la total combustión de los RSU, dentro de los parámetros establecidos.Estos quemadores también pueden ser utilizados durante el funcionamiento del horno si losRSU tienen un PCI inferior a 1.500 kcal/kg, ya sea por su composición rica en materiaorgánica o como consecuencia de un contenido elevado de humedad.La ley establece que la combustión se ha de realizar a una temperatura superior a 850º C yque los gases tienen que estar como mínimo 2 segundos en el interior del horno. Estosrequisitos se alcanzan gracias a una adición de aire secundario y a un diseño especial delhorno, lo que fuerza unas turbulencias en su interior, impidiendo la salida rápida de losgases de combustión.Las escorias salen del horno a unos 400º C y se depositan en un baño de agua. Este baño deagua, situado en la parte inferior del horno cumple dos funciones. La primera es la desellado, ya que así evitamos que entre aire descontrolado en el horno. Su segunda funciónes la de apagar y enfriar las escorias antes de que salgan al exterior. 37
  46. 46. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADLas escorias se conducen a través de una cinta transportadora a un separador magnético, elcual separa las partes metálicas de los áridos. Una vez realizada la separación de lasescorias, estas se almacenan en un depósito, posteriormente reciben un proceso detratamiento, y un periodo de maduración, finalmente se utilizan como un subproducto(árido). Vista del interior del horno nº 1 desde el punto de vista de los quemadores de gas-oil, En la zona de la cámara de post-combustión. 38
  47. 47. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADCálculo de la capacidad mecánica y térmica de cada horno:Una planta de incineración debe contar con cierta flexibilidad, tanto a nivel mecánico(capacidad de hornos) como a nivel térmico (capacidad de las calderas).Para disponer de una aproximación al dimensionado mecánico y térmico de una planta deincineración, se realizan las siguientes consideraciones en las que se parte de un diagramade combustión básico de un horno.Diagrama de combustión de un horno: 39
  48. 48. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADDescripción de los puntos:C : Mínima capacidad mecánica del horno para mantener la combustión, por debajo de estevalor existiría un muy alto consumo de otro combustible en los quemadores de gas-oil.Coincide con la menor capacidad térmica del sistema.A: Coincide con el combustible de menor PCI que puede emplearse en esta línea deincineración, en nuestro caso corresponde a 1.500 KJ/Kg empleo de RSU de menorvaloración energética obligaría al empleo indiscriminado de los quemadores de gas-oil paramantener la combustión.AB : Incremento de la capacidad mecánica del horno, manteniendo un RSU de bajacalidad. Ocasionalmente deben encenderse los quemadores, equivale en nuestro caso a 5Tm/h.CD: La capacidad mecánica del horno es mínima, pero se va elevando la calidad delcombustible.DE Límite máximo de la calidad esperable en el RSU recibido en la planta, El incrementohasta el máximo térmico (CT3) se realiza incrementando la cantidad de basura.EP: A partir del límite térmico del sistema (CT3), para incrementar la basura tratada, éstadebe reducir su calidad hasta llegar al límite mecánico máximo (CM4).PB: Delimita el rango térmico de funcionamiento del sistema, manteniéndolo al máximo lacapacidad mecánica, empleando residuos de distinta calidad.X: Situación actual de las basuras en la fecha de realización del estudio de viabilidad.Conocida la cantidad de basuras a tratar y el PCI de las mismas.XE: Previsión del crecimiento del valor energético de los RSU en un plazo de 8 a 14 años.XB: Previsión del crecimiento de la cantidad de RSU que deberá darse en un plazo de 8 a14 años.P: Punto de diseño de la planta. 40
  49. 49. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADConsideraciones: - La materia combustible se incrementa a razón de un 4% anual. - La materia orgánica disminuye a razón de entr un 1%-3% anual. - La fracción inerte se incrementa entre el 1% y el 3% en los primeros cuatro años para tender a una estabilización en torno al 0,4%-0,6% - El nivel de humedad disminuye a razón del 0,8%-2,0% anualPara el cálculo de la capacidad mecánica emplearemos la expresión: qDIS = (QDIS – PDIS) / (HR x N) = 9,6 Tm /horaQDIS = recogida anual en el punto de diseño (Tm/año) = 144.000 Tm/añoPDIS = Suma de todas las basuras desviadas de la planta por reutilización, reciclaje,compostaje y paradas en el punto de diseño (Tm/año) = 0 Tm/añoHR = Número de horas anuales de funcionamiento de la planta = 7.500 h/añoqDIS = carga mecánica de diseño de cada horno (Tm/hora) = 9,6 Tm/hora 41
  50. 50. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADCarga mecánica en la fecha de inicio de la explotación: q = (Qactual – Pactual) / HR x NQactual = Recogida anual al inicio de la explotación = 120.000 Tm /añoPactual = Basuras desviadas al inicio de la explotación = 24.000 Tm /añoHR = Número de horas anuales de funcionamiento de la planta = 7.500 h/añoN = Número de hornos, considerados los dos iguales = 2 hornosq = carga mecánica en la fecha de inicio de la explotación = 6,4 Tm/hFlexibilidad mecánica máxima: FMmáx(%) = (qDIS / q) x 100Fmmáx = Flexibilidad mecánica máxima (%) = 150 %Capacidad térmica en cada horno:La capacidad térmica máxima de cada horno puede calcularse con la expresión: CTDIS = (PCIDIS x qDIS) / 103PCIDIS = PCI en el punto de diseño = 1.800 Kcal/KgQDIS = carga mecánica en el punto de diseño = 9,6 Tm/horaCTDIS = carga térmica de diseño = 17,28 Gcal/hora 42
  51. 51. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADCarga térmica en la fecha de inicio de la exploltación:Emplearemos para su cálculo la fórmula: CT = (PCIactual x qactual) / 103PCIactual = PCI al início de la explotación = 1.600 Kcal/KgQactual = carga mecánica de la planta al inicio de la explotación = 6,4 Tm/horaCT = carga térmica en la fecha de inicio de la explotación = 10,24 Gcal/hora 43
  52. 52. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDAD2.2.4 LA CALDERALas calderas forman, por así decirlo, el forro de la cámara de combustión, de forma quecreando un apantallado de agua, circulando esta por los tubos que configuran sus paredes,recogen el calor cedido por los gases al salir de la cámara de combustión.La parte de la caldera cercana a la parrilla de combustión se forra de material refractariopara proteger los tubos de las temperaturas excesivas y de la abrasión mecánica.El calor transferido al agua de la caldera permite que ésta se convierta en vapor, de formaque pueda ser utilizado para accionar la turbina (grupo turboalternador).Una muestra del nivel de vapor generado por cada tonelada de R.S.U., en función del nivelde PCI del residuo utilizado y de la humedad contenida en éste se señala en la tablasiguiente: Capacidad de generación de vapor PCI combustible (Kcal/Kg) 3.600 3.350 2.800 2.230 1.675% humedad 15 18 25 32 39% parte no combustible 14 16 20 24 28% parte combustible 71 66 55 44 33Tn vapor/Tn RSU 4,3 3,9 3,2 2,3 1,5Los gases provenientes del horno entran en la caldera. La caldera se divide en dos partesdiferenciadas:La parte vertical y la parte horizontal.Los gases en el horno están a unos 1000º C, posteriormente a la entrad de caldera su Tª esde 700º C y a la salida de la misma es de 250º C, esta cesión de calor se aprovecha paraproducir el vapor que finalmente convertiremos en energía eléctrica mediante un grupoturboalternador.Toda la caldera tiene un envolvente de evaporadores. La función de dichos evaporadores esla de aislar del exterior y la de producir vapor. La caldera es de conductos acuatubulares.Los gases que salen de la caldera se dirigen al lavado de gases (GSA), en donde medianteun proceso químico se purifican.La parte horizontal de la caldera está compuesta por los siguientes elementos: - 2 evaporizadores - 2 sobrecalentadores - 2 economizadores 44
  53. 53. ESTUDIO TÉCNICO DE UNA PLANTA DE R.S.U. ETSE-ELECTRICIDADLos evaporizadores cogen agua de la parte lateral inferior del calderín y la devuelven a laparte central (punto flash).De la parte alta del calderín se saca vapor seco (título=1) a una presión de 40 bar y unatemperatura de 250º C. Este vapor lo introducimos en el primer sobrecalentador.Una vez sobrecalentado el vapor se dirige al segundo sobrecalentador.Entre el primer sobrecalentador y el segundo puede haber una adición de agua, que irá enfunción de la temperatura de salida de la caldera.Finalmente las condiciones de salida del vapor son de 360º C y 36 bar, que son lascondiciones de temperatura y presión a las cuales trabajará nuestra turbina. 45

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