G R S U
- 1. PROPIEDADES DE LOS RSU Las propiedades de los RSU influyen en el desarrollo y diseño de los Sistemas de GRS. Propiedades Físicas Las más importantes son las siguientes: Peso Específico : Se define como el peso de un material por unidad de volumen. Las unidades que más se utilizan son: gf/cm 3 y Kgf/m 3 . Numericamente, el peso específico es igual que la densidad El peso específico de los RSU debe ser indicado si está referido a residuos sueltos, compactados o semicompactados
- 2. Datos típicos sobre peso específico de residuos domésticos Fuente: Tchobanoglous George. et. al., 1998 131 89-181 Basuras 745 650-831 Cenizas 481 320-1.000 Suciedad, cenizas, etc. 320 131-1.151 Otros metales 160 65-240 Aluminio 89 50-160 Latas de hojalata 196 160-481 Vidrio 237 131-320 Madera 101 59-225 Residuos de jarín 160 10-261 Cuero 131 101-202 Goma 65 42-101 Textiles 65 42-131 Plásticos 50 42-80 Cartón 89 42-131 Papel 291 13 – 481 Residuos de comida (mezclados) Domésticos (no compactados) Típico Rango Peso específico, Kg/cm 3 Tipos de residuos
- 3. Contenido de Humedad Este se puede expresar de 2 formas: Como Peso – Húmedo , donde la humedad de una muestra se expresa como el porcentaje del material húmedo, Como Peso-Seco , se expresa como un porcentaje del peso seco de material. El método que más se utiliza es el primero, para ello se considera la siguiente fórmula: M = w – d . 100 w Donde: M= Contenido de humedad, porcentaje. W = Peso inicial de la muestra según se entrega (Kg). D = Peso de la muestra después de secarse a 105°C (Kg)
- 4. Humedad, densidad y poder calorífico de los residuos sólidos en algunas ciudades del Perú Nd: No disponible Fuente: Análisis Sectorial de Residuos Sólidos en el Perú. 1998 976 1 217 279 40,1 Arequipa (8) 2 437 2 620 232 30,5 Tacna (7) 1 900 2 088 354 31,4 Chimbote (6) Nd Nd 268 Nd Iquitos (5) Nd Nd 456 Nd Cuzco (4) 1 116 1 279 446 27,1 Chiclayo (3) 1 692 1 893 248 39,8 Ica (3) 1 587 1 825 268 39,6 Trujillo (2) 1351 1 641 300 50,0 Lima (1) Inferior Superior Poder calorífico (kcal/Kg) Densidad (Kg/m 3 ) Humedad (%) Ciudad
- 5. Tamaño de partícula y distribución del tamaño Ambas propiedades son importantes dentro de la recuperación de materiales; especialmente con medios mecánicos como cribas, tromel y separadores magnéticos. El tamaño de un componente se puede determinar mediante las siguientes fórmulas: Sc= 1 Sc= 1 + w 2 Sc = 1 + w + h 3 Sc= (1.w) 1/2 Sc = (l.w. H) 1/3
- 6. Permeabilidad de los residuos compactados Es la conductividad hidrológica de los residuos compactados. Esta propiedad influye en el movimiento de líquidos y gases dentro de un vertedero. El coeficiente de permeabilidad normalmente se escribe como: Donde: K = coeficiente de permeabilidad C= Constante sin dimensiones o factor de forma. d = Tamaño medio de los poros. y = Peso específico del agua u = Viscosidad dinámica del agua. k = Permeabilidad intrínseca
- 7. PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS RSU Las propiedades químicas son importantes para evaluar las opciones de procesamiento y recuperación de los RSU. Dentro de ellas, los más importantes son los siguientes: Análisis físico Punto de fusión de las cenizas Análisis elemental Contenido energético
- 8. ANÁLISIS FÍSICO : Incluye los siguientes ensayos: Humedad: Es la perdida de agua de la muestra cuando se calienta a 105°C durante una hora. Materia Volatil combustible: es la pérdida de peso adicional a 950°C en un crisol cubierto. Carbono fijo : Es el rechazo combustible dejado después de retirar la materia vólátil. Ceniza : Es el peso del rechazo después de la incineración en un crisol abierto.
- 9. Punto De Fusión De Las Cenizas : Es la temperatura en la que la ceniza resultante de la incineración de residuos se transforma en sólido (escoria) por la fusión y la aglomeración. Las temperaturas oscilan entre 1 100 °C y 1 200°C. Análisis elemental de los componentes de residuos sólidos Implica la determinación del porcentaje de C, H, O, N, S, y ceniza. Se puede incluir la determinación de halógenos en el AE. Este análisis se utiliza para caracterizar la composición química de la materia orgánica de los RSU.
- 10. Fuente: Tchobanoglous George. et. al., 1998 DATOS TÍPICOS DEL ANÁLISIS ELEMENTAL DE LOS COMPONENTES COMBUSTIBLES EN LOS RSU DOMÉSTICOS 68,0 0,2 0,5 2,0 3,0 26,3 Suciedad, cenizas, etc 90,5 - <0,1 4,3 0,6 4,5 Metales 98,9 - <0,1 0,4 0,1 0,5 Vidrio Inorgánicos 1,5 0,1 0,2 42,7 6,0 49,5 Madera 4,5 0,3 3,4 38, 6,0 47,8 Residuos de jardín 10,0 0,4 10,0 11,6 8,0 60,0 Cuero 10,0 - 2,0 - 10,0 78,0 Goma 2,5 0,15 4,6 31,2 6,6 55,0 Textiles 10,0 - - 22,8 7,2 60,0 Plásticos 5,0 0,2 0,3 44,6 5,9 44,0 Cartón 6,0 0,2 0,3 44,0 6,0 43,5 Papel 5,0 0,4 2,6 37,6 6,4 48,0 Residuos de comida Orgánicos Nitrógeno Oxígeno Cenizas Azufre Hidrógeno Carbono Porcentaje en peso (base seca) Componentes
- 11. Contenido energético de los componentes de los Residuos Sólidos El contenido energético se puede determinar de 3 formas. Utilizando una caldera a escala real como calorímetro. Utilizando una bomba calorimétrica de laboratorio. Por cálculo, si se conoce la composición elemental. Nutrientes esenciales y otros elementos Este análisis es importante cuando la fracción orgánica de los RSU se va a utilizar como alimentación para la elaboración de productos biológicos de conversión como por ejemplo, compost, metano y etanol.
- 12. PROPIEDADES BIOLOGICAS DE LOS RSU La fracción orgánica de la mayoría de residuos de los RSU se puede calificar de la siguiente forma: Constituyente soluble en agua, tales como: azúcares, féculas, aminoácidos, y diversos ácidos orgánicos. Hemicelulosa, un producto de condensación de azúcares con cinco y seis carbonos. Celulosa, un producto de condensación de glucosa de azúcar con seis carbonos.
- 13. Lignocelulosa, una combinación de lignina y celulosa. Proteínas, que están formadas por la cadensación de aminoácidos. La característica biológica más importante de la fracción orgánica es que sus componentes orgánicos pueden ser convertidos biológicamente en sólidos orgánicos e inorgánicos relativamente inertes Grasas, aceites y ceras, que son ésteres de alcoholes y ácidos grasos de cadena larga. Lignina, un material polímerico que contiene anillos aromáticos con grupos metoxi (-OCH3), cuya fórmula exacta aún no se conoce (presente en algunos productos de papel como periódicos y en tablas de aglomerado).
- 14. Biodegradabilidad de los Componentes de Residuos Orgánicos La biodegradabilidad se determina en función al contenido de lignina de un residuo. La ecuación utilizada es la siguiente: Donde: BF = Fracción biodegradable expresada en base a los sólidos volátiles (SV). 0,83 = Constante empírica 0,028= Constante empírica LC = Contenido de lignina de los SV expresado como un porcentaje en peso seco. BF = 0,83 – 0,028LC
- 15. Datos sobre la fracción biodegradable de componentes seleccionados de residuos orgánicos basándose en el contenido de lignina a Calculado utilizando Ecución (4.11) Fuente: Tchobanoglous George. et. al., 1998 0,72 4,1 50-90 Residuos de jardín 0,47 12,9 94,0 Cartón 0,82 0,4 96,4 Papel de oficina 0,22 21,9 94,0 Papel de periódico Papel 0,82 0,4 7-15 Residuos de comida Fracción biodegradable (FV) a Contenido de lignina (CL) porcentaje de SV Sólidos volátiles (SV) porcentaje de sólidos totales (ST) Componente
- 16. Producción de Olores Normalmente se produce por la descomposición anaeróbica de los componentes orgánicos que se encuentran en los RSU, por ejemplo, el sulfato puede ser reducido a sulfuro y éste por hidrogenación forma el H 2 S. El ión sulfuro también puede reaccionar con metales. El color negro de los residuos sólidos se debe principalmente a la formación de sulfuros metálicos. Los alquilmercaptano, aminas, diaminas, etc. causan también olores desagradables.
- 17. TRANSFORMACIONES FISICAS, QUIMICAS Y BIOLOGICAS DE LOS RESIDUOS SOLIDOS Procesos de transformación utilizados en la gestión de residuos sólidos Alteración de forma y reducción de tamaño de los componentes residuales originales Aplicación de energía en forma de trituración Reducción de tamaño Reducción del volumen de los residuos originales. Aplicación de energía en forma de fuerza o presión Reducción en volumen Componentes individuales encontrados en los residuos urbanos no seleccionados Separación manual y/o mecánica Separación de componente Físico Productos principales de la conversión o transformación Medio o método de transformación Proceso de transformación
- 18. Procesos de transformación utilizados en la gestión de residuos sólidos Un gas de bajo poder calorífico, un combustible que contiene carbono e inertes originalmente en el combustible, y aceite pirolítico. Combustión con defecto de aire Gasificación Una corriente de gas que contiene una variedad de gases, alquitrán y/o aceite y un combustible carbonoso. Destilación destructiva Pirólisis Dióxido de carbono (CO 2 ), dióxido de azufre (SO 2 ) y otros productos de oxidación. Oxidación técnica Combustión Químico Productos principales de la conversión o transformación Medio o método de transformación Proceso de transformación
- 19. Procesos de transformación utilizados en la gestión de residuos sólidos Humus de lombriz Conversión biológica Aeróbica utilizando lombrices Áeróbico Metano (CH 4 ), dióxido de carbono (CO 2 ), trazas de otros gases, humus o fangos digeridos. Conversión biológica anaerobica. Digestión anaerobia (baja o alto contenido en sólidos) Compost (material utilizado como acondicionador de suelo). Conversión biológica aerobica Aerobico Biológico Productos principales de la conversión o transformación Medio o método de transformación Proceso de transformación
- 20. Fuente: Organización Panamericana de la Salud – OMS 2002 1.192 1.120 - 1.039 3.200 - - - 2.800 50 39,82 50 61,8 50 - 50 50 - 180 --- 250 248 245 200 190-250 160 --- Asunción (93) Asunción (01) Buenos Aires Ciudad Guatemala (91) México D.F. (96) Montevideo (95) Río de Janeiro (90) Santa Cruz (90) Estados Unidos Poder calorífico inferior (kcal/kg) Humedad % Peso específico ( K g/m 3 ) Ciudad
- 21. GESTIÓN INTEGRAL DE RESIDUOS SÓLIDOS
- 22. La producción de residuos sólidos es producto de las actividades humanas y económicas que se realizan en distintos espacios. A lo largo de la historia el primer problema de residuos sólidos fue su eliminación, pues su presencia es mas evidente que otros tipos de residuos y su proximidad resulta molesta. La sociedad solucionó este problema quitándolo de la vista, arrojándolo a las afueras de las ciudades, cauces de los ríos u ocultándonlo mediante enterramientos. El crecimiento acelerado de la población de los últimos años, la tendencia de la población en las urbes, la generalización en el uso de envases para todo tipo de productos y la temprana obsolescencia de diversos equipos, aparatos y artículos, agrava este problema.
- 23. Por otro lado, debemos considerar nuestra responsabilidad social y cultural respecto a la generación de residuos. En la actualidad es imprescindible que cada ciudad tenga un sistema integral de residuos sólidos. Las actividades asociadas a la GRS desde el punto de generación hasta la evaluación final, se agrupan en los siguientes elementos: Generación de Residuos. Manipulación, separación, almacenamiento y procesamiento en origen. Recolección. Separación, procesamiento y transformación. Transferencia. Disposición Final.
- 24. Esta separación es importante porque: Permite identificar los aspectos y las relaciones fundamentales implicadas en cada elemento, y. Desarrollar donde sea posible relaciones cuantificables para poder realizar comparaciones, análisis y evaluaciones de ingeniería. Cuando todos los elementos funcionales han sido evaluados para su uso y todos los contactos y conexiones entre elementos han sido agrupados para una mayor EFICACIA Y RENTABILIDAD, entonces la comunidad ha desarrollado un SISTEMA INTEGRAL DE RESIDUOS SÓLIDOS. En este contexto la GIRS, se define como La Selección y Aplicación de Tecnología y Programas de Gestión Idóneo para lograr metas y objetivos de gestión de residuos. La GIRS incluye velar por el CUMPLIMIENTO de la Normatividad vigetne y contribuir con el D.S.
- 25. JERARQUIA DE LA GIRS La jerarquia de la GIRS fue inicialmente propuest por la EPA (USA) considerando los siguientes elementos: Reducción en origen, Reciclaje, Incineración de Residuos y Vertido. En la actualidad el término incineración es generalmente reemplazado por TRANSFORMACION DE RESIDUOS, puesto que es un término más amplio. REDUCCIÓN EN ORIGEN : Es la forma más eficaz de reducir la cantidad de residuos y/o su toxicidad, el costo asociado a su manipulación y los impactos ambientales. Puede realizarse: Diseño, Fabricación y envasado de productos con material tóxico mínimo, un volumen mínimo de material o un vida útil más larga. Mediante consumo selectivo y reutilización de productos y materiales.
- 26. RECICLAJE : Es una actividad que implica. Presencia y separación de materiales residuales. Preparación de estos materiales para la reutilización, Reprocesamiento y Transformación en nuestros productos ó nueva fabricación de productos. TRANSFORMACIÓN DE RESIDUOS : Pueden ser físicos, químicos o biológics y se utilizn para: Mejorar la eficacia de las operaciones SGRS. Recuperr materiales reutilizables y reciclables. Recuperar prod. de conversión (Ejem. compost) y energía en forma de calor y biogas combustible. VERTIDO . Se realiza para: Los RS que no pueden ser reciclados y no tienen ningún uso adicional. La materia residual de la separación de RS en IRM. La materia residual restante de la recuperación de prod. Conversión o energía.
- 27. La Comunidad Europea, establece que para gestión adecuada de los residuos, que garantice la protección del medio ambiente, debe fomentarse el desarrollo de las llamadas 4R. Reducir Reutilizar Reciclar Recuperar
- 28. GENERACION DE RESIDUOS Es un elemento poco controlable puesto que depende del grado de responsabilidad, sensibilidad y cultura de cada individuo. Es importante destacar que muchas veces la generación de residuos ocurre por las siguientes razones: IGNORANCIA : Nosotros producimos desechos constantemente, porque no sabemos los daños y problemas que ocasionmos al hacerlo y porque desconocemos los efectos nocivos que el desecho nos ocasiona a nosotros y al medio ambiente. HÁBITO : Tenemos dos hábitos: producción y consumo. Producimos un gran volumen de residuos, debido a la gran cantidad de productos sofisticados existentes en el mercdo, cuyos envases o empaques terminan como materiales de desecho.
- 29. IRRESPONSABILIDAD : Actuamos en contra de reglamentaciones, leyes, instituciones y disposiciones, sin saber que al hacewrlo, actuamos contra nosotros mismos. PEREZA : Estamos acostumbrados a que otras personas hagan lo que nosotros debemos y podemos llevar a cabo.
- 30. Adquisición inteligente de costumbres Reciclaje de materiales Reutilización de materiales MANEJO RESPONSABLE DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS Minimización de residuos
- 31. Hace años, la generación de residuos por persona , era 200 a 500 g/hab./día. Hoy se estima entre 500 y 1000 g/hab./día En los países desarrollados, la generación se estima de entre 2 a 4 Kg/hab./día. El problema, no solamente es la cantidad, sino también, la calidad o composición de estos residuos, puesto que cada vez son más crecientes los porcentajes de materiales tóxicos.