Evaluación del impacto ambiental de los sistemas de recogida y transporte de residuos urbanos: sistema convencional frente a neumático

Fernández Carrasco, Blanca (2017). Evaluación del impacto ambiental de los sistemas de recogida y transporte de residuos urbanos: sistema convencional frente a neumático. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Evaluación del impacto ambiental de los sistemas de recogida y transporte de residuos urbanos: sistema convencional frente a neumático
Autor/es:
  • Fernández Carrasco, Blanca
Director/es:
  • Pérez Rodriguez, Javier
  • Andrés Almeida, Juan Manuel de
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería Química
Fecha: Junio 2017
Materias:
Palabras Clave Informales: Análisis de ciclo de vida, residuos sólidos urbanos, sistema convencional, sistema de recogida neumática, SimaPro, COPERT
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Ingeniería Química Industrial y del Medio Ambiente
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

El presente Trabajo de Fin de Grado (TFG) tiene como principal objetivo la realización de un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) en las etapas de recogida y transporte de Residuos Sólidos Urbanos (RSU), cumpliendo en todo momento con lo estipulado por las normas internacionales ISO 14040:2006 y 14044:2006. En concreto, se ha desarrollado un ACV comparativo, con el cual evaluar los impactos medioambientales asociados a dos sistemas de recogida y transporte de RSU en un nuevo desarrollo urbanístico de la ciudad de Madrid: Valdebebas. De este modo, por un lado, se ha escogido como instalación modelo un sistema convencional de recogida de las fracciones resto y envases en áreas de aportación con contenedores de 800 litros de capacidad. La recogida de estos recipientes se realiza mediante vehículos de carga trasera, que transportan los residuos hasta el centro de tratamiento, Parque Tecnológico de Valdemingómez (PTV). Para realizar este ACV, el conjunto de procesos unitarios tenidos en cuenta son (Pérez et al., 2017a; 2017b): •La producción de los materiales de los contenedores (acero, caucho y polietileno de alta densidad) y la manufactura de los mismos. •La etapa Tank-to-Wheel, TtW (del tanque a la rueda) del ciclo de vida del combustible. Por otro lado, se ha estudiado la implantación de un sistema de recogida neumática para las fracciones resto y envases, basado en buzones fijos unidos subterráneamente por tuberías. A través de esta red los RSU son succionados mediante corrientes de aire generadas por turboextractores hasta una central de recogida. Una vez allí, se trasladan al PTV mediante camiones. En este caso, las etapas comprendidas dentro de las fronteras del sistema son (Pérez et al., 2017a; 2017b): •La producción de los materiales de todos los equipos implicados (aluminio, acero inoxidable y acero al carbono), así como la manufactura de los mismos. •El consumo energético de la central. •La fase de uso del combustible de los camiones durante el transporte de los residuos desde la planta de recogida hasta el centro de tratamiento de los mismos, PTV. Se ha realizado el análisis en paralelo de ambos sistemas, comenzando por su diseño para una población de 10.360 habitantes, que genera 2.833,66 t/año y 212,94 t/año de RSU para la fracción resto y envases, respectivamente. Partiendo de estos datos, para el sistema convencional se han determinado como principales parámetros: la dotación mínima necesaria de contenedores de 800 litros y vehículos recolectores, junto con su carga desplazada (t·km) y los recorridos realizados (en términos de vehículos-kilómetro) según viajen llenos o en vacíos. En el caso del sistema neumático de recogida, se ha estimado el número mínimo de buzones de 550 litros a instalar, considerando una recogida por horario. Dichos buzones están unidos subterráneamente por una red de tuberías, cuya longitud se ha determinado tras establecer una configuración en la que se ubican 2 buzones para la fracción resto y 1 para envases por punto de recogida. Asimismo, como se trata de un sistema de recogida neumática fijo, se ha considerado la existencia de una central de recogida para la cual se han recopilado: •El inventario de materiales y masas de los equipos ubicados en ella. •Su consumo energético (kWh/tRSU). •El número necesario de contenedores de 30 m3 de capacidad (Ros Roca S.A., 2007) que albergan los RSU a la espera de ser transportados en camiones hasta el PTV. Además, para los camiones recolectores utilizados en este sistema se han estimado los recorridos realizados en términos de vehículos-kilómetro. Para completar los inventarios, se han estimado las emisiones a la atmósfera (salidas) asociadas a los ciclos de vida establecidos (Pérez et al., 2017a; 2017b) para los dos sistemas evaluados. Para ello, se ha utilizado la herramienta informática SimaPro (PRé, 2015), la base de datos EcoInvent 3.0 (Ecoinvent, 2014) en él integrada y el software COPERT (Computer Programme to Calculate Emissions from Road Transport) (EEA, 2016; Ntziachristos et al., 2009). Posteriormente, se ha seguido la metodología ILCD 2011 Midpoint+ (EC-JRC-IES, 2012) con el objetivo de asociar los datos de inventario con las categorías de impactos ambientales de: cambio climático (CC), acidificación (AC), eutrofización terrestre (ET), formación de ozono troposférico (FOT) y efectos respiratorios por material particulado (MP). Tras la clasificación se lleva a cabo el proceso de caracterización en el que los datos de entrada y salida (emisiones de cada contaminante) se convierten a unidades de indicador de categoría de impacto (o unidades de impacto, simplemente) a través de factores de caracterización. Así pues, como fase final del ACV se han analizado los resultados obtenidos, realizando comparaciones de los mismos con otros estudios publicados: Pérez et al. (2017a; 2017b) para el sistema convencional y Punkkinen et al. (2012) para el sistema neumático. Se observa, pues, que el impacto ambiental asociado al sistema convencional deriva mayoritariamente del uso del combustible durante la recogida y transporte de los RSU, mientras que en el caso de la recogida neumática se debe, principalmente, a la generación de la energía eléctrica y al ciclo de vida de la red de tuberías. Respecto al impacto total que se ha obtenido para los dos sistemas de recogida y transporte de RSU evaluados. De acuerdo a los valores obtenidos, se puede afirmar que el sistema de recogida neumática genera un impacto un 29% superior al sistema convencional en cambio climático. Este incremento es debido al consumo eléctrico, causante principal del impacto en esta categoría. En cuanto al resto de impactos, se obtienen incrementos de un 124% en MP y un 23% en AC, mientras que en FOT y ET disminuyen un 55% y un 41%, respectivamente. Como último requisito de las normas ISO 14040:2006 y 14044:2006, se ha realizado dos Análisis de Sensibilidad (AS) en el sistema neumático. En primer lugar, se varía el consumo eléctrico (30 kWh/tRSU, escenario de mínimo consumo y 95 kWh/tRSU, escenario de máximo consumo), confirmándose que mínimas variaciones en el consumo de electricidad provocan grandes variaciones del impacto asociado al mismo. En segundo lugar, se varía la capacidad de los buzones (370 litros, escenario de mínima capacidad y 650, escenario de máxima capacidad), que determina la dotación de los mismos y los kilómetros necesarios de tuberías. No obstante, los resultados de este AS establecen que es posible escoger buzones cuya capacidad esté en el rango de 370-650 litros sin que existan diferencias significativas en el impacto total asociado al sistema. En conclusión, los resultados de este TFG suponen un primer paso en el diseño e implantación de sistemas alternativos de transporte y recogida de RSU. No obstante, el proyecto queda abierto a posibles modificaciones futuras, principalmente, en todos los aspectos relacionados con el consumo energético de la central de recogida del sistema neumático, así como en el estudio de otros sistemas de transporte y recogida de RSU como pueden ser los sistemas de contenerización soterrada o el sistema neumático móvil.

Más información

ID de Registro: 47675
Identificador DC: http://oa.upm.es/47675/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:47675
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 07 Sep 2017 06:19
Ultima Modificación: 07 Sep 2017 06:19
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