Gestión y tratamiento de residuos sólidos orgánicos en Colombia

5/17/2018 Gesti n y tratamiento de residuos s lidos org nicos en Colombia - slidepdf.com

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I ENCUENTRO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA – IECT2012

Resumen — Categoría (Poster). Los residuos sólidos orgánicos

componen cerca del 65% del volumen total de los residuos sólidos

generados en sectores comerciales, plazas de mercado, hogares,entre otros. Por tal motivo es de primordial importancia buscarsoluciones ambientales que contribuyan a disminuir lacontaminación ambiental generada por estos desechos, además de

poder utilizar estos desechos para generar beneficios como lo sonla producción de compost, humus, biocombustibles, biogás y otrotipo de energías alternativas que pueden surgir a partir de deltratamiento de estos residuos sólidos orgánicos. Es así como los

rellenos sanitarios que son los puntos donde normalmente sealmacenan y tratan dichos desechos, juegan una papelimportante ya que es allí donde por procesos de descomposición yfermentación natural se genera biogás conformado por metano

(CH4) y dióxido de carbono (CO2) principalmente, el cualdepende de diversas variables dentro de las que sobresalen lascaracterísticas de y volumen de los residuos, humedad,compactación y edad del relleno sanitario. La generación de este

biogás es un proceso continuo en los rellenos sanitarios, razónpor la cual se han presentado diferentes proyectos en Colombia,los cuales permiten capturar este biogás para ser utilizado comofuentes de energía o ser quemado simplemente, para contribuirde manera significativa con respecto a la emisión de gases de

efecto invernadero que afectan la atmosfera terrestre. Además delos rellenos sanitarios, diferentes centros de investigación en

diferentes universidades han estado estudiando la generación delbiogás, para así optimizarlo y convertir principalmente al gas

metano como una fuente de energía alternativa del futuro.

Palabras Claves — aprovechamiento, biogás, descontaminación,energías alternativas, residuos sólidos orgánicos.

I. INTRODUCTION

os residuos sólidos han ocasionado impactos ambientalesnegativos por su disposición inadecuada y porque cadavez son más, debido al incremento de la población

humana, a los procesos de transformación industrial(globalización), y a los hábitos de consumo de los habitantesde las poblaciones, problema evidente en Colombia y en todoslos países del mundo.En la actualidad se ha tratado de buscar solución a ésteproblema, implementado la Gestión Integral de ResiduosSólidos (GIRS), regulación que va desde los procesos deselección de los residuos sólidos (residuos orgánicos,reciclable y simplemente basura), hasta la transformación dedichos desechos.

Steven Martínez V. Estudiante de Ingeniería Electrónica de la Universidadde Cundinamarca. ([email protected])

Es allí donde gracias a estas clasificaciones se ha buscado usoalternativos de dichos desechos, sobre todo de aquellos que npueden ser reciclados como los residuos orgánicos, dichoprocesos de selección se están tratando de implementar desdsu punto de origen es decir los habitantes, incentivando copolíticas de descontaminación, sin embargo es un proceso qurequiere de culturización y tomara un tiempo para que eproceso sea exitoso. En mayor parte estos procesos se llevan cabo en rellenos sanitarios donde gracias a esto en posiblobtener beneficios como:

Reciclaje de todos aquellos residuos que puedan sereutilizados como fuente de materia prima de diversoproductos como plásticos, vidrio, papel, cartón, ente otros.

Para aquellos residuos no reciclables, principalmente residuosólidos orgánicos se emplean en el proceso de compostaje dlos residuos orgánicos como biofertilizantes acondicionadores de suelos, la producción de gas, humus, lobiocombustibles, entre otros, son técnicas mediante las cualese puede aprovechar éste tipo de residuos.

En Colombia una de las técnicas más usada para eaprovechamiento de dichos residuos sólidos orgánicos es e

compostaje, el cuál se define como descomposición dresiduos orgánicos por la acción microbiana, cambiando lestructura molecular de los mismos. De acuerdo al tiempo ddegradación, se da el grado de madurez al realizabiotransformación o degradación parcial (descomposición dun compuesto orgánico en otro similar) y mineralización degradación completa, cuando todas las moléculas de dióxidde carbono se descomponen en su totalidad. Estos residuoinorgánicos inertes o minerales se incorporan a la estructurdel suelo, sirviendo como abono en los cultivos y procesos dagricultura. Sin embargo debido a la gran producción dbiogás generado en los rellenos sanitarios, el cual es un gacompuesto principalmente por metano y dióxido de carbono

generado por la acción de microorganismos presentes en eambiente de dichos residuos. Se ha visto la necesidad dcapturar dicho gas para usarlo como una fuente de energíalternativa, el cual además de generar un nuevo tipo de energípermite disminuir los índices de contaminación ambiental.

Gestión y tratamiento de residuos sólidos

orgánicos en Colombia

Steven Martínez Vargas

L




II. GENERACIÓN Y CONFORMACIÓN DE LOS

RESIDUOS SOLIDOS EN COLOMBIA

Según estudios de la Superintendencia de ServiciosPúblicos Domiciliarios (SSPD), para el año 2011 los 1098municipios que conforman Colombia, generan un promediodiario de 26.537 toneladas diarias de residuos sólidos un 8%más con respecto al año anterior, esto debido al aumento de la

población y de la monitoria por parte del SSPD, de los cualesel 79% de los municipios del país disponen sus residuos ensitios adecuados, tales como rellenos sanitarios y plantasintegrales. Este porcentaje corresponde a la disposición de25.091 toneladas por día, mientras que el 21% restante de losmunicipios continúa disponiendo 1.446 toneladas diarias ensitios de disposición inadecuados, como botaderos a cieloabierto, enterramientos, cuerpos de agua y quemas. Relaciónestablecida en la fig. 1.

Fig. 1. Distribución sistemas de disposición final año 2010

Para el año 2011 se generó un incremento del 4.7% en eluso de los rellenos sanitarios (entre 764 y 800 municipios),

mientras que el uso de plantas integrales para tratamiento deresiduos sólidos disminuyo un 20%, esto se debe a las acciónde vigilancia del SSPD, durante los últimos años. Actualmenteen Colombia se cuentan con 268 sitios de disposición entrerellenos sanitarios y plantas integrales. Con relación a los 231municipios que continúan administrando sus residuos sólidosen sitios inadecuados se evidencio que para el año 2011 menosmunicipios hicieran uso de estos como punto de disposición.Disposición final de residuos en año 2011 fig. 2.

Fig. 2. Distribución sistemas de disposición final año 2011

La relación de toneladas de desechos por día en losdiferentes sitios de disposición se relaciona en la tabla I.

TABLA ISISTEMAS DE DISPOSICIÓN FINAL AÑOS 2010-2011

Las poblaciones que aprovechan sus residuos sólidos eplantas de tratamiento se pueden observar en la Fig. 3

Fig.3. municipios que manejan sus residuos sólidos a través de plantas d

aprovechamiento, rellenos sanitarios y celdas transitorias, pronostico 2011

Con respecto a la vida útil de estos rellenos sanitariossegún información reportada al SSPD por los 36 rellenos sencontró que el periodo de vida útil de los rellenos regionaleen 2011 oscila entre 1 y 64 años ofreciendo una disposiciófinal que oscila entre 900 y 7.7 millones de metros cúbicos, lcual satisface la demanda regional por un buen periodo dtiempo.




A. Composición de los residuos sólidos en Colombia

En las cuatro grandes ciudades del país, como manifiesta elMinisterio de Medio Ambiente, Vivienda desarrollo territorial.La generación de residuos sólidos, es la siguiente:

• Cuatro grandes ciudades (Medellín, Bogotá, Cali y

Barranquilla): 11.275 Ton/día, lo que equivale al (41%) de

residuos generados, solo Bogotá genera 6500 ton/día.• En las 28 ciudades capitales se generan 5.142 Ton/día(18.7%).• En los 1054 municipios se generan 11.083 ton/ día (40.3%).

Lo cual da un promedio diario de más 26.000 toneladas diariasde residuos sólidos en todo en país, los cuales se encuentrancompuestos tal como lo ilustra la fig. 4

Fig.4. composición física promedio de los residuos sólidos en Colombia

Tal como se puede observar en la Fig.4 cerca del 65% de losresiduos sólidos son de tipo orgánico y cerca del 25% de losresiduos son tipo reciclables, es debido a que más de la mitadde los residuos son tipo orgánico que se da la necesidad dedarle alguna utilidad a dichos residuos sólidos orgánicos queademás de prestar un beneficio, permitirá disminuirnotablemente los índices de contaminación ambiental queestos generan.

III. APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS SOLIDOS

ORGÁNICOS EN COLOMBIA

El aprovechamiento se entiende como un conjunto de fases deun proceso que conllevan a obtener un nuevo producto osubproducto a partir de dichos residuos. Este aprovechamientocontribuye a disminuir la demanda de recursos naturales,disminuir la contaminación y generar alternativas de

producción energética, algunos de esos aprovechamientos deforma directa o indirecta dan lugar a la producción debioabono, generación de biogás, compostaje, incineración conproducción energética, entre otros.

A. Compostaje

El compostaje es un proceso natural y bioxidativo, en el queintervienen numerosos y variados microorganismos aerobiosque requieren una humedad adecuada y sustratos orgánicosheterogéneos en estado sólido, implica el paso por una etapa

termófila dando al final como producto de los procesos ddegradación de dióxido de carbono, agua y minerales, comtambién una materia orgánica estable, libre de patógenosdisponible para ser utilizada en la agricultura como abonacondicionador de suelos sin que cause fenómenos adversos.

B. Lombricultivo

Es una biotecnología que utiliza a una especie domesticada dlombriz, como una herramienta de trabajo que recicla todtipo de materia orgánica obteniendo como fruto de este trabajhumus, carne y harina de lombriz. Se trata de una interesantactividad zootécnica que permite perfeccionar todos losistemas de producción agrícola. La lombricultura es unegocio de expansión y en un futuro será el medio más rápidy eficiente para la recuperación de suelos en las zonas rurales

La lombricultura es la técnica de criar lombrices en cautiveriologrando obtener una rápida y masiva producción crecimiento en espacios reducidos, utilizando para salimentación materiales biodegradables de origen agrícola

pecuario, industrial y casero, produciendo como resultado ltransformación de los desechos en biomasa y humus (abonorgánico) de alta calidad.

C. Biocombustibles

“Biocombustible es cualquier tipo de combustible líquido

sólido o gaseoso, proveniente de la biomasa (materia orgánicde origen animal o vegetal). Este término incluye:

• Bioetanol (o alcohol carburante) se define como compuest

orgánico líquido, de naturaleza diferente a los hidrocarburo

derivados de petróleo, gas natural o carbón, que tiene en smolécula un grupo hidroxilo (OH) enlazado a un átomo dcarbono. La norma colombiana NTC 5308 define alcohocarburante, como etanol anhidro obtenido a partir de lbiomasa, con un contenido de agua inferior a 0.7% evolumen. La obtención de alcohol carburante (bioetanoresulta de tres (3) procesos diferentes: fermentaciónsegregación molecular e hidrolisis de la celulosa.

• Metanol “En los rellenos sanitarios, al existir materi

orgánica, se produce gas metanizado en el proceso dfermentación anaeróbica, debido a la descomposición de lmateria orgánica, actividad que tiene lugar durante toda lvida del relleno y una vez tapadas las capas que diariamente sextienden para su compactación y almacenamiento. Este gasfundamentalmente metano (50% al 60%) y CO2 (35% a45%), debe ser extraído para su eliminación, quemado eantorcha o utilizado como combustible en motores dcombustión interna. “ • Biodiesel. es un combustible para motores diesel, que puedser producido partiendo de materias primas agrícolas (aceitevegetales y/o grasas animales), aceites o grasa de friturusados y metanol o etanol, que también pueden obtenerse partir de productos agrícolas. La producción de aceitevegetales puede realizarse a partir de más de 300 especie




diferentes, sin embargo las condiciones edafoclimáticas,rendimiento, contenido en aceite y la necesidad de mecanizarla producción, limitan actualmente el potencial de obtenciónde aceites vegetales a unas pocas especies, dentro de las cualesla palma, la colza, el girasol y la soya son las más utilizadas.De acuerdo con las estimaciones mundiales, la palma es elcultivo con mejor posibilidad de convertir su aceite enbiodiesel.

De los métodos mencionados anteriormente en Colombia losmás utilizados son el compostaje y la lombricultura tal comose puede observar en la Fig. 5, esto debido al gran uso que sele ha dado en el sector agrícola como una nueva alternativa deabonos de tipo orgánico, que disminuye la utilización deproductos químicos y que a su vez hace que los cultivos seanmás sanos y menos contaminantes para el consumidor.Sin embargo los biocombustibles cada vez están tomandomayor importancia, debido a los beneficios que estos traencomo lo son la reducción de emisión de gases de efectoinvernadero a la atmosfera terrestre, además de la generaciónde fuentes alternativas de energía, diferentes a las tradicionalescomo el petróleo y sus derivados, carbón, entre otros.

Fig.5. Métodos más utilizados en Colombia para el procesamiento de residuossólidos orgánicos

IV. PROYECTOS PLANTEADOS EN COLOMBIA PARA

LA RECOLECCIÓN Y PRODUCCIÓN DE BIOGÁS.

A. Estudio de pre factibilidad para el aprovechamiento de

biogás generado en el relleno sanitario “Don Juanito”

municipio de Villavicencio Colombia

El relleno sanitario Don Juanito ubicado en VillavicencioMeta, recibe aproximadamente 295 toneladas diarias deresiduos, de los cuales más del 57% son residuos sólidosorgánicos, razón por la cual se generan por procesosmicrobianos naturales biogás el cual no está siendo capturado

y es emitido de forma directa a la atmosfera generandocontaminación ambiental, razón por la cual se hace necesariola creación de un sistema que permita capturar dicho gas paraser quemado de forma controlada, se estima que la producciónde biogás gracias a estudios realizados es de 1.28m3 /minuto yque la composición promedio del biogás es de 54% CH4, 39%CO2 y 1.8% O2. Además se estima que la producción delbiogás tendrá una duración de 15 años. El costo del proyectoes de 358.677 dólares y su implementación traerá ingresos pormás de 2 millones de dólares, debido a los bonos otorgadospor la disminución de gases de efecto invernadero, que

otorgan los tratados internacionales a proyectos qudemuestren dicha disminución de contaminación.

B. Generación de energía eléctrica con las basuras gracia

a plantas de desgasificación

De igual manera, este proyecto busca capturar el gas de lorellenos sanitarios de diferentes plantas de tratamiento, pero evez de ser quemado, será tratado para así por medio dturbinas producir energía eléctrica, dicho proyecto se pretendimplementar en el relleno sanitario de pasto y en loprincipales rellenos sanitarios del país, su costo estimado es d1,2 millones de dólares y será construido por empresacolombianas y franco-chilenas, estar será la segunda planta dsu tipo que se instala en Colombia, la primera es la del rellensanitario de Curva de Rodas en Medellín.

V. CONCLUSIONES

La generación de residuos sólidos, es un problema que añtras año aumenta, debido al incremento de la poblacióncomercio e industrias en el mudo, es algo que no se puedevitar, sin embargo gracias a que algunos residuos pueden serecuperados y tratados para generar nuevos producto(reciclaje), dicha tasa de residuos disminuye, no obstantaquellos residuos no reciclables de los que en su mayoría soresiduos sólidos orgánicos también pueden ser tratados parobtener beneficios de ellos y a su vez disminuir el impactambiental que estos generan sobre todo en la generación dgases de efecto invernadero.

La utilización de los residuos sólidos orgánicos ha permitid

la generación de nuevos tipos de abonos orgánicos como ecompost y el humus, que generan una nueva alternativa dabonos para la agricultura, que reemplazan el uso de abonoquímicos y generan productos agrícolas más saludables y menor costo.

La generación de biogás es un proceso natural de ldescomposición de los residuos sólidos orgánicos, que debser aprovechado como fuente alternativa de energía, en vez dconvertirse en agente contaminante, ya que este al ser liberadal medio ambiente asciende a la atmosfera convirtiéndose eun gas de efecto invernadero, el cual deteriora notablemente lcapa de ozono. Sin embargo este biogás generado mayo

mente en rellenos sanitarios desde ser tratado y purificado parpoder ser usado como fuente de energía optima, ya que lo quse busca del biogás como tal es el metano CH4, que es el gaque posee las características de combustión, por lo cual sbusca eliminar aquellos ostros componentes del biogás comel CO2, O2 entre otros.




REFERENCIAS

[1] Situación de la disposición final de los residuos sólidos en Colombia,diagnostico 2011, superintendencia de servicios públicos domiciliarios.2011. Disponible en internet:http://www.superservicios.gov.co/home/c/document_library/get_file?uuid=eef29b3e-9d73-4adb-8fdd-1e526981c01c&groupId=10122

[2] Estudio de pre factibilidad para el aprovechamiento del biogás generadoen el relleno sanitario Don Juanito, municipio de Villavicencio

Colombia. 2006. Disponible en internet:http://www.bioagricoladelllano.com.co/website/documentos/ANEXO%207%20Prefactibilidad%20Don%20Juanito%20(DOC%20NO%20ACTUALIZADO%20SEGUN%20NUEVA%20CAPACIDAD%20TECNICA%20DEL%20R.S.pdf

[3] JARAMILLO Gladys, ZAPATA Liliana. Aprovechamiento de losresiduos sólidos orgánicos. 2008. Disponible en internet:http://tesis.udea.edu.co/dspace/bitstream/10495/45/1/AprovechamientoRSOUenColombia.pdf

[4] Camargo, Y, Vélez, A. Emisiones de biogás producidas en rellenossanitarios. 2009. Disponible en internet:http://www.redisa.uji.es/artSim2009/TratamientoYValorizacion/Emisiones%20de%20biog%C3%A1s%20producidas%20en%20rellenos%20sanitarios.pdf

[5] CARDONA Carlos, SÁNCHEZ Oscar. Biodegradación de residuossólidos orgánicos plazas de mercado. 2004. Disponible en internet:http://www.revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/529

Martínez, Steven. Técnico electrónico egresado del Instituto TécnicoIndustrial de Fusagasugá en el año 2008, actualmente se desempeña comoestudiante de Ingeniería Electrónica de la Universidad de Cundinamarca.Miembro del semillero de investigación de robótica industrial aplicada SIRIA.Temas de interés: sistemas de control, sistemas de comunicación, dispositivoslógicos programables entre otros.

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