Diseño de una planta de biometanización de residuos domésticos

Hernández Romero, María (2016). Diseño de una planta de biometanización de residuos domésticos. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Diseño de una planta de biometanización de residuos domésticos
Author/s:
  • Hernández Romero, María
Contributor/s:
  • Ballesteros Sánchez, Luis Ignacio
  • Rodriguez Hurtado, Encarnación
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería Química
Date: June 2016
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería de Organización, Administración de Empresas y Estadística
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La generación de residuos domésticos derivada de la actividad humana es un tema que está al orden del día. Los expertos consideran que el incremento de estos en los últimos años puede tener repercusiones muy negativas no sólo a nivel ambiental, sino también a nivel social, económico y sanitario. Por ello, es de vital importancia el desarrollo de políticas que aborden el tema de forma integral y que permitan detener y revertir esta desmesurada generación de residuos (prevención), así como desarrollar unos planes de gestión que apuesten por la reutilización, el reciclado o la valorización energética. Al hablar de valorización energética se hace referencia al conjunto de operaciones de alta eficiencia cuyo objetivo es extraer la energía contenida en los residuos, sin utilizar métodos que puedan perjudicar el medio ambiente. Esta es la mejor opción cuando los residuos no se hayan podido evitar, reutilizar o reciclar. Actualmente se están empleando en nuestro país diferentes tecnologías de valorización de residuos domésticos en función de las características físicas, químicas y biológicas de estos. Es precisamente en uno de estos tratamientos en lo que se basa el presente trabajo. La biometanización o digestión anaerobia es un proceso de degradación biológica de residuos orgánicos llevada a cabo gracias a la acción de varios grupos de microorganismos. Esta se desarrolla en reactores cerrados (digestores), en ausencia de oxígeno, y genera como productos el biogás (cuyo componente principal es el metano) y el digesto. El primero se emplea como combustible similar al gas natural y el segundo como fertilizante, debido a su elevado contenido en nutrientes. El proyecto desarrollado consiste en el diseño preliminar de una planta de biometanización que permita la valorización energética de la fracción orgánica de los residuos domésticos que llegan a ella. El diseño preliminar de cualquier planta precisa de una evaluación previa que permita decidir si es conveniente o no llevarla a cabo, es decir, si la inversión requerida permite generar unos beneficios que justifiquen el uso de los recursos para ese fin. La hipótesis principal en torno a la cual gira el estudio económico del proyecto es que el Ayuntamiento saca a concurso el contrato de concesión de la gestión de los residuos domiciliarios de una región concreta de Lugo, y fija su canon de licitación en un máximo de 70 €/ tonelada de residuos anuales (más IVA). Una vez determinado que la planta de biometanización es viable desde el punto de vista medioambiental, técnico y económico, se está en condiciones de desarrollar la ingeniería básica de esta. El proceso de biometanización comienza con un pre-tratamiento del material procedente de la planta de clasificación (fracción orgánica de residuos domésticos). Este es vital, puesto que las tecnologías de biometanización exigen que los residuos tengan unas condiciones determinadas de tamaño y pureza en materia orgánica. El siguiente paso consiste en la humidificación y la homogeneización de esta materia orgánica antes de introducirse en los digestores. El proceso de biometanización es vía seca (entre un 25 % y un 40 % de materia seca), en una sola etapa (mono-etapa), de la manera más continua posible y en condiciones termofílicas (entre 55 y 60 ºC). El biogás extraído de los digestores se introduce en los motogeneradores, donde se genera conjuntamente energía eléctrica y térmica. Con ella se autoabastece la planta y el excedente es exportado a la red. Por su parte, el digesto extraído es sometido a deshidratación, dando lugar a una torta deshidratada y a un líquido excedente del proceso (lixiviado) que son llevados al vertedero y a una depuradora externa respectivamente. Como líneas futuras de trabajo se plantean el diseño de una planta de compostaje que emplee esa torta deshidratada para obtener compost o la instalación de una depuradora interna que trate estos lixiviados. El proceso anteriormente resumido tiene lugar en diferentes áreas de trabajo dentro de la planta de biometanización. La correcta ordenación de las naves y de los equipos hace que la planta sea más eficiente en costos. Por ello se consideró interesante el estudio de la distribución de estas instalaciones a través de la elaboración de planos de la planta y de diagramas layout del proceso. Por último mencionar que, con el diseño preliminar de esta nueva planta de biometanización, se pretende disminuir el impacto negativo directo que genera sobre el ecosistema gallego la elevada generación de residuos domésticos de una sociedad cada vez más consumista. Sin embargo, la repercusión de esta planta no es únicamente ambiental sino que afectará también a la sociedad y su economía.

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Item ID: 42792
DC Identifier: http://oa.upm.es/42792/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:42792
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 15 Sep 2016 11:42
Last Modified: 27 Feb 2018 13:17
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