Simulación de una planta WtE (Waste to Energy) para la recuperación de energía a partir de residuos sólidos municipales en el Valle de Aburrá

Simulation of a WtE (Waste to Energy) plant for energy recovery from municipal solid waste in the Aburrá Valley

Se presenta un modelo para simular una planta de combustión en parrilla para el aprovechamiento energético de residuos sólidos municipales bajo el concepto WtE (Waste to Energy) utilizando el software Aspen Plus. El modelo se validó mediante comparación de datos de proceso simulados y datos disponibles en la literatura. Independiente de las condiciones de operación simuladas, los resultados del modelo en cuanto a potencia térmica, potencia eléctrica, eficiencia mecánica y composición (kg/h) de los gases de salida de la planta presentaron desviaciones blobid0.png 12%, en comparación con datos reportados en la literatura para plantas WtE operando a las condiciones simuladas, lo que permite concluir que el modelo es apto para estimar flujos de masa y energía, al igual que la potencia eléctrica generada en el proceso WtE y es útil como herramienta de análisis para estudios de pre-factibilidad de este tipo de plantas. El modelo, una vez validado, se utilizó para evaluar diferentes escenarios de manejo de residuos sólidos municipales en el Valle de Aburrá, permitiendo estimar importantes datos energéticos para la evaluación o comparación de estrategias relacionadas con el manejo de residuos en zonas urbanas y bajo diferentes condiciones de operación.

INTRODUCCIÓN

Los residuos, inevitables en la sociedad, aumentan de manera exponencial con el progreso y las mejoras en las condiciones de vida. La gestión de residuos sólidos municipales (RSM) se hace compleja en países en vías de desarrollo, debido al creciente volumen de generación y el cambio en el tipo de residuos, dados por el crecimiento económico, la urbanización y la industrialización [1]. En Colombia, según cifras reportadas por la Superintendencia de Servicios Públicos [2], para el año 2030 la generación de residuos en las zonas urbanas y rurales podría superar los 18,7 millones de toneladas anuales, de las cuales, según las políticas actuales de gestión de residuos sólidos, alrededor de 14 millones de toneladas deberían ser dispuestas en rellenos sanitarios. No obstante, la capacidad de estos rellenos se estima cercana a 10,3 millones de toneladas para el año 2030, proyectando un déficit que requiere del planteamiento de nuevos modelos de gestión y aprovechamiento de los residuos que resulten sostenibles en el tiempo. Para el caso del Área Metropolitana del Valle de Aburrá (AMVA) que corresponde a la ciudad de Medellín y municipios circundantes, se estima en la actualidad una tasa de generación promedio de 63 000 toneladas de RSM mensuales.

Dentro de las estrategias locales de gestión, se han planteado diversos escenarios de aprovechamiento (reciclaje) que permitan en prospectiva tomar decisiones y asumir políticas frente a la disposición final de RSM [3,4]. En ese orden de ideas, para el 2030 podría presentarse alguno de los siguientes escenarios, de acuerdo con las campañas y/o regulaciones que las autoridades asuman frente a la generación y aprovechamiento de RSM proyectada en el tiempo: el primer escenario contempla la proyección de la disposición de RSM sin considerar intervención del reciclaje. El segundo escenario mantiene las condiciones actuales de generación y aprovechamiento en el AMVA (aprovechamiento reciclaje 15,3 %, aprovechamiento orgánico 1,9 %).