Inventario de emisiones de gases de efecto invernadero en el transporte de residuos municipales en Madrid

Díaz Velasco, Carlos (2017). Inventario de emisiones de gases de efecto invernadero en el transporte de residuos municipales en Madrid. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Inventario de emisiones de gases de efecto invernadero en el transporte de residuos municipales en Madrid
Autor/es:
  • Díaz Velasco, Carlos
Director/es:
  • Pérez Rodríguez, Javier
  • Rodríguez Hurtado, María Encarnación
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería Química
Fecha: Junio 2017
Materias:
Palabras Clave Informales: Camión recolector-compactador, vehículos eléctricos, GNC, residuos, fracción envases, fracción resto, rutas, emisiones, GEI, CO2
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Ingeniería Química Industrial y del Medio Ambiente
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

Texto completo

[img]
Vista Previa
PDF (Document Portable Format) - Se necesita un visor de ficheros PDF, como GSview, Xpdf o Adobe Acrobat Reader
Descargar (4MB) | Vista Previa

Resumen

El presente trabajo tiene por objetivo estimar las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) generadas por los vehículos propulsados por gas natural comprimido (GNC) empleados en la recogida de residuos municipales y comparar estas emisiones con las correspondientes al caso de que se empleasen vehículos eléctricos. El estudio se ha realizado con datos de la ciudad de Madrid dado que reúne una serie de características relevantes: es una ciudad de un país desarrollado y comprometido con el medio ambiente, genera una considerable cantidad de residuos domiciliarios (más de 1 millón de toneladas al año); tiene un clima continental con veranos calurosos, lo que obliga a una elevada frecuencia de recogida y gestiona sus residuos en un único emplazamiento, el Parque Tecnológico de Valdemingómez. A su vez, su población está repartida de manera desigual generando retos en cuanto a la confección de un sistema eficiente de recogida de los residuos urbanos. Todas estas peculiaridades hacen de Madrid la ciudad ideal para ser utilizada como muestra. Se ha analizado la distribución temporal y espacial de la generación de residuos domiciliarios en la ciudad. El mes de enero y el distrito Fuencarral-El Pardo se sitúan como los de mayor generación, en contraposición al mes de agosto y el distrito de Barajas, que son los de menor. Se ha recopilado información sobre el sistema de contenerización que el Ayuntamiento tiene desplegado en cada zona, y la capacidad de los camiones que operan en la ciudad de Madrid, parámetros que condicionan los recorridos de recogida. Con los datos disponibles, se ha calculado, también, la densidad de población y la tasa de generación de residuos que presentan los diferentes barrios de la ciudad. Se han seleccionado tres barrios como modelo para el diseño de las rutas de recogida; dichos barrios son Gaztambide, en el distrito de Chamberí, Justicia, en el distrito Centro, y Valverde, en el distrito de Fuencarral-El Pardo. En la confección de estas rutas, se ha tenido en cuenta la distancia global que los camiones han de cubrir, al igual que se ha fijado el número de paradas de cada una de ellas. Una vez diseñadas completamente las rutas de recogida, se ha seleccionado un modelo de estimación de emisiones. Se ha seleccionado el software COPERT 5, que es una herramienta informática para al desarrollo de inventarios de emisiones del transporte rodado, que incorpora la metodología de cálculo EMEP/EEA, propuesta por la Unión Europea. El principal escollo que ha existido con el empleo de este software es la tipología de vehículos que tiene disponible; al no tener modelizados camiones de medio tonelaje propulsados por GNC, se han escogido para las estimaciones autobuses de GNC. Los resultados obtenidos en los tres barrios modelo se han extrapolado al resto de la ciudad teniendo en cuenta la superficie y la masa de residuos generados en cada barrio. Los resultados obtenidos en la ciudad corresponden a un recorrido total de 10.671.111 km al año, con unas emisiones anuales de 10.285 t de CO2-eq, y un consumo energético asociado de 48.411 MWh al año. La relación entre kilómetros y emisiones supone 963,81 g CO2-eq/km. Con el fin de contrastar y verificar los resultados a los que se ha llegado, se ha efectuado un análisis comparativo con los resultados obtenidos en estudios relacionados. En primer lugar, se ha utilizado el dato de consumo anual de gas natural (Nm3) de los camiones recolectores, así como el consumo medio de los mismos (en Nm3/km). Según el Balance Energético del Municipio de Madrid, en 2014 (F2I2, 2016), el consumo de gas natural que las empresas responsables de prestar el servicio de recogida en la ciudad de Madrid destinaron a propulsar la flota de camiones recolectores fue de 9.369.045 Nm3. Tomando como consumo medio 0,85 Nm3/km (López et al, 2009), se llega a un recorrido de 11.022.406 km/año, lo que supone una desviación de 351.295 km/año (un 3,29%) respecto al estimado en este trabajo. A la vista de la desviación existente, con un margen de error pequeño, puede considerarse acertado el método utilizado en el diseño de las rutas. De igual manera, se han comparado las emisiones obtenidas en este trabajo con dos alternativas. Primero, se han contrastado los valores obtenidos con los publicados en otros estudios. Según la información disponible, los valores recogidos por dichos estudios son claramente superiores a los obtenidos en este trabajo mediante el software COPERT 5. Esta desviación es, de media, un 75% superior, llegando a incrementares esta diferencia hasta valores superiores al 250%. La explicación a esta desviación viene dada por la tipología de vehículo empleada en la estimación de las emisiones con COPERT 5 (autobuses urbanos propulsados por GNC, con un régimen de trabajo menos exigente desde el punto de vista de la carga transportada y el número de paradas, en lugar de camiones de medio tonelaje de GNC). La segunda alternativa utilizada ha consistido en comparar las emisiones calculadas mediante COPERT 5 con las emisiones que corresponderían al consumo real de GNC registrado; los valores de emisiones obtenidos a partir de dicho consumo de gas natural son notoriamente superiores (desviación del +100%) a los calculados en el presente estudio. Estas desigualdades vienen, nuevamente, motivadas por la tipología de vehículo que se ha escogido para realizar las estimaciones mediante el software COPERT 5. Es necesario mencionar la diferencia que se ha encontrado en este trabajo entre las emisiones por kilómetro de un camión de recogida de residuos con respecto a un autobús urbano, un 68,89% superiores. Esta diferencia en las emisiones pone de manifiesto el exigente régimen de trabajo bajo el que operan los camiones recolectores en comparación con los autobuses urbanos. Una vez contrastados los procedimientos y resultados que se han obtenido para las emisiones de GEI de los vehículos propulsados por GNC, se ha realizado el cálculo de las emisiones correspondientes al empleo de vehículos eléctricos. La energía eléctrica que propulsará dichos camiones recolectores proviene de la red eléctrica nacional, por lo que se ha calculado el factor de emisiones correspondiente a aplicar. Con el fin de obtener unas emisiones más ajustadas a las condiciones reales de uso, se han introducido dos correcciones, una horaria y otra mensual, sobre el factor de emisiones asociado a la generación eléctrica, llegándose a un factor de emisión corregido de 233,28 kg CO2/MWh. Por su parte, el rendimiento de un motor eléctrico es unas 3 veces mayor que el de un motor térmico, por lo que el primero demandaría un tercio de la energía para realizar el mismo trabajo (ENDESA, 2013). Para realizar el cálculo de las emisiones que se producirían de emplearse un vehículo eléctrico, se ha tomado como base de cálculo el consumo energético anual recogido en la Tabla 30; de acuerdo a lo mostrado en ella, se requieren 48.411 MWh/año para cubrir las necesidades de recogida de la ciudad de Madrid si ésta se llevase a cabo con vehículos GNC. En concordancia con lo anteriormente explicado, esta cifra se traduciría en un consumo de 16.137 MWh/año en caso de emplearse vehículos a tracción eléctrica, con unas emisiones derivadas de 3.764 t CO2/año. Esto supone una reducción del 63,40% en las emisiones respecto al empleo de camiones de GNC. Como conclusión del trabajo, se extrae que las emisiones totales ocasionadas por la recogida de residuos son del orden de las 10 kt de CO2-eq al año. Pese a que este valor no representa un porcentaje elevado respecto al total de emisiones de GEI en el municipio de Madrid (7.113 kt de CO2-eq en el año 2014), se trata de una cantidad significativa a tener en cuenta y tratar de reducir. De igual modo, se recalca la gran diferencia de rendimiento que existe entre un vehículo eléctrico y un vehículo convencional (propulsado por un motor de combustión interna. Esta diferencia en el rendimiento se traduce en unas menores emisiones de gases de efecto invernadero, lo que hace del vehículo eléctrico un sustituto a tener en cuenta para los trayectos dentro de las grandes ciudades.

Más información

ID de Registro: 47629
Identificador DC: http://oa.upm.es/47629/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:47629
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 04 Sep 2017 06:30
Ultima Modificación: 04 Sep 2017 06:30
  • Open Access
  • Open Access
  • Sherpa-Romeo
    Compruebe si la revista anglosajona en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Dulcinea
    Compruebe si la revista española en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Recolecta
  • e-ciencia
  • Observatorio I+D+i UPM
  • OpenCourseWare UPM