La Mancomunitat de San Marcos
s’encarrega, d’ençà la seva constitució el 1971, de resoldre el problema de
la recollida i tractament dels Residus Sòlids Urbans (RSU) dels municipis de
Donostia-Sant Sebastià, Renteria, Pasaia, Oiartzun, Lezo, Astigarraga, Lasarte-Oria,
Hernani, Urnieta i Usurbil, tots ells membres de ple dret de la Mancomunitat, que engloba
una població de 300.000 habitants.
Per tal de gestionar correctament el
tractament d’aquests residus es disposa d’un abocador controlat, el de San
Marcos, que, gestionat per la Mancomunitat, se situa entre els municipis de Donostia-Sant
Sebastià, Renteria i Astigarraga. Ofereix serveis als seus municipis i al d’Irun i
Hondarribia, amb una població entre aquests últims que s’aproxima als 70.000
habitants.
Això suposa que a l’abocador de San
Marcos s’hi dipositen els residus generats pel 56% de la població del territori
històric de Guipúscoa.
La superfície total de l’abocador és
de 33Ha. Utilitzant el sistema de tractament de compactació de mitjana densitat,
s’ateny un grau de compactació que oscil·la entre 0,75 i 0,80 Tm per m3.
|
La taula següent recull la composició
dels residus urbans de Guipúscoa, dada fonamental per poder estimar la producció de
biogàs, sobretot de la matèria orgànica i altres residus fermentables.
Tipus de residu |
% |
Paper-cartró |
17,54 |
Vidre |
7,43 |
Piles |
0,19 |
Envasos |
7,31 |
Tèxtils |
2,73 |
Fustes |
2,24 |
Voluminosos |
2,56 |
Matèria
orgànica |
39,30 |
Diversos |
20,70 |
Font : Estudios e informes de Navarra (E.I.N.S.A) |
En aquesta caracterització s’hi
inclouen no sols els residus el destí dels quals és l’abocador, sinó també els
recollits selectivament, com ara el paper-cartró, vidre, piles, envasos lleugers,
tèxtil, etc., el que vol dir que la caracterització correspon a la producció de residus
urbans.
Com a conseqüència de la forma de
disposar els RSU als abocadors controlats, s’hi genera un gas biològic compost
principalment per metà (CH4) i diòxid de carboni (CO2). Per raons
mediambientals, aquest gas ha de ser captat i eliminat adequadament.
Atès que el metà és un combustible
interessant, la seva utilització energètica aporta una important partida positiva al
balanç de la gestió dels RSU, si hom disposa de la tecnologia escaient per al seu ús.
Tan bon punt els residus són dipositats en
un abocador, la matèria orgànica pateix tot un seguit de transformacions
físico-químiques i biològiques que condueixen a la generació d’una mescla de
gasos com el CH4, CO2, N2, O2 i uns altres. La
transformació de la matèria orgànica s’inicia a través de microorganismes aerobis
que actuen mentre hi ha oxigen al medi.
A mesura que transcorre el temps, es
dipositen noves capes de residus i va augmentant la compactació; l’oxigen disminueix
fins a desaparèixer i es produeixen microorganismes anaerobis per l’activitat dels
quals els compostos orgànics es degraden donant lloc fonamentalment a CH4 i CO2
, que constitueixen el biogàs.
Hom distingeix una primera fase aeròbia de
curta durada que dóna pas als processos anaerobis, els quals s’estabilitzen en un
període relativament curt, tot dependent del clima i la composició dels residus.
Superat el període de producció estable
de metà, s’inicia la fase de disminució deguda al progressiu esgotament de la
matèria orgànica de les deixalles. La composició del gas va variant al llarg del temps
transcorregut des que s’aboquen els residus.
En una primera etapa, a pocs dies o
setmanes de l’abocament, l’oxigen està present en el gas, essent-ne
l’anhídrid carbònic el principal component. En una segona etapa, a mesura que
transcorre el temps, l’anhídrid va desapareixent i es comença a produir metà.
La durada de totes dues etapes depèn de
les condicions específiques dels residus abocats, podent-se generar gas en alguns casos
durant pocs anys i en uns altres durant diverses dècades.
La producció de gas al llarg del temps és
funció de diferents factors com ara: granulometria i composició dels residus, edat
d’aquests, contingut en humitat, temperatura del material abocat, quantitat i
qualitat de nutrient, PH, etc. Un elevat contingut d’humitat als residus afavoreix la
producció de metà, comprovant-se a la practicà un increment d’aquesta després
d’un període de pluges.
Vistes les grans variacions en el rendiment
de producció de biogàs d’uns llocs a uns altres, un projecte de desgasificació
requereix assaigs previs per tal d’establir la quantitat i qualitat del biogàs
produït amb la finalitat de poder fer una estimació del potencial energètic de
l’abocador. Tanmateix, es pot considerar que la producció total de biogàs generat
por tones de RSU oscil·la entre els 350 i 400 m3, dels quals es poden
utilitzar al voltant de 150-200 m3.
L’estimació del potencial energètic
d’un abocador es realitza a partir d’unes dades bàsiques, coneixent
l’operació de la planta, tones de deixalles dipositades per dia, densitat de
compactació, espessor de les capes de residus, superfície i alçada cobertes
diàriament, cota màxima, etc. D’aquesta manera, hom pot predir el ritme de
creixement de l’abocador i projectar la instal·lació de desgasificació i
aprofitament que es durà a terme de manera progressiva, a mesura que aquest es va
omplint.
L’estimació de producció de biogàs
s’efectua sobre la base de la quantitat de RSU dipositats a l’abocador. Aquesta
estimació continua sent teòrica, ja que s’estableix basant-se en paràmetres fixats
arbitràriament; vet aquí la raó que fa necessari realitzar assaigs per tal de controlar
la realitat d’aquesta estimació.
Es parla d’assaig quan es realitza una
desgasificació periòdica de cada pou connectat a una estació de bombeig per obtenir
dades de composició, pressió, cabal i temperatura del biogàs extret. Generalment, es
tracta d’un nombre reduït de pous (d’1 a 4), no cobrint la totalitat de la
superfície de l’abocador, però situats de tal manera que permetin realitzar un
mostreig complet en funció dels diferents RSU dipositats i de llur antiguitat.
La durada dels assaigs no hauria de ser
inferior a dos mesos i no s’haurien d’interrompre fins a obtenir valors
constants i estables, en especial en el que ateny al contingut de metà i cabal.
Els mètodes tècnics per a
l’extracció del biogàs d’abocador es basen en el fet que el biogàs es
desplaça per difusió i surt a baixa pressió, tant més fàcilment com més porosa sigui
la matèria que ha de travessar.
El sistema està basat en l’ús
d’una combinació de sistemes de canonades horitzontals i verticals que constitueixen
una mena de xarxa d’extracció del biogàs.
Per extreure el biogàs produït en un
abocador, cal aplicar una lleu pressió negativa al sistema col·lector. Si s’aplica
massa buit, el nitrogen i l’oxigen de l’aire s’infiltraran a
l’abocador. L’oxigen és tòxic pels organismes anaerobis i, quan es barreja amb
metà, es poden produir també condiciones explosives.
El biogàs produït als abocadors se satura
d’humitat. És probable que la temperatura en la canonada sigui més baixa que les
temperatures a l’abocador; en aquest cas, el vapor es condensarà en la canonada
almenys que sigui eliminada a l’abocador abans d’introduir el biogàs en el
sistema de distribució.
En el cas que ens ocupa (l’abocador de
San Marcos), es realitzaren assaigs amb vista a determinar la viabilitat de
l’aprofitament energètic del biogàs, durant un període de dos anys (1992/93), per
tal com les referències d’instal·lacions similars a l’Estat eren mínimes i la
inversió a realitzar considerable (270 MP).
Per al càlcul de la producció de gas, es
van considerar principalment els següents paràmetres:
Inici de l’abocament
Percentatge de matèria orgànica
Contingut de carboni
Percentatge de residus altament degradables
Percentatge de residus medianament degradables
Percentatge de residus difícilment degradables
Estimació de l’inici de la metanització
Contingut de metà dins el biogàs
PCI del biogàs
Estimació del percentatge de biogàs captable
Un cop estimat el cabal i el percentatge de
metà del biogàs, se’n va realitzar una presa de mostres, tant a les línies de
captació com al col·lector general, a fi d’analitzar-lo per cromatografia de gasos
i així detectar possibles elements corrosius que poguessin malmetre els equips en estar
la seva concentració per sobre dels límits permesos per aquests, com ara l’àcid
sulfhídric o compostos volàtils (VOC´s).
D’altra banda, s’analitzà
l’amoni encara que aquest compost no presenta en principi grans problemes de
corrosivitat, hom considera convenient fer-ne un seguiment, ateses les elevades
concentracions que es donen en alguns abocadors.
Els resultats obtinguts de
l’analítica determinen que les concentracions d’àcid sulfhídric i amoni estan
dins el marge predictible per a aquest tipus de mostra i, pel que fa als VOC´s, no
s’ha detectat cap compost organohalogenat.
El gener de 1995 s’inicia la posada en
funcionament de la planta de valorització del biogàs, que en un principio consta de dos
motors alternadors de 650 kWh de potència, els quals treballen amb una mescla de biogàs
i gas natural en proporcions de 2/3 biogàs, 1/3 GN aproximadament (depenent del
percentatge de metà del biogàs procedent de l’abocador).
Transcorregut un any d’activitat de la
planta i en vistos resultats satisfactoris obtinguts, hom procedeix a la instal·lació
d’un tercer motor de característiques similars als anteriors.
|
