def-2020 0830 borrador biorresiduos completa y corregida24
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TESIS DOCTORAL Estudio de la generación de energía a
partir de los residuos orgánicos procedentes de la Comunidad de Madrid
Programa de Doctorado en Ingenieria de Control y Sistemas inteligentes para la Salud y el Medioambiente
Escuela de Doctorado e Investigación
Santiago Ruiz Laiseca
Dirigida por:
Dr. D. Mohammad Hussain Alanbari Ali Hassan
Madrid, 2020
INFORME Y AUTORIZACIÓN DEL DIRECTOR PARA PRESENTAR LA TESIS DOCTORAL (Planteamiento, objetivos, medios utilizados y aportaciones originales)
RELATIVO A TRABAJO DE INVESTIGACION Bajo mi dirección, desde el mes de Octubre del 2014, Santiago Ruiz Laiseca ha investigado y realizado la tesis alrededor de la generación de energía a partir de los residuos orgánicos generados en la Comunidad de Madrid. Este planteamiento surge ante el desconocimiento del tratamiento de los residuos orgánicos en la actualidad como consecuencia del incremento de la generación de todo tipo de residuos y el coste del tratamiento de los mismos. Durante los últimos años, el tratamiento de una parte de los residuos orgánicos que se generan en la Comunidad de Madrid, no se han tratado de la mejor manera posible para obtener la mejor valorización posible de los mismos. Para ello, realiza un análisis exhaustivo de las cantidades de residuos orgánicos que no se tratan y se incineran y vierten a vertedero, así como de las cantidades que se podrían recoger de manera separada y selectiva en centros con actividades económicas y en hostelería, hospitales, cuarteles, colegios, etc... Durante su proceso de investigación y desarrollo, y siguiendo una metodología estructurada, se apoya en varios estudios y visitas a plantas de biogás para elaborar una base de análisis, como pueden ser: cálculo de las cantidades que se podrían obtener para tratar en una nueva planta de biogás; normativa vigente; rendimientos de energía y fertilizantes obtenidos; beneficios medioambientales que originaría. El objetivo es claro y ha sido expuesto con claridad, de la misma manera que el título de la tesis se corresponde con los objetivos, y la metodología seguida se refleja en una estructura de trabajo clara.
RELATIVO A MERITOS REFERIDOS EN EL DAD Durante el desarrollo de la tesis se fueron cumplimentando los objetivos planteados. Algunos de los resultados obtenidos en el transcurso de la tesis, se publicaron en las siguientes revistas:
ESCUELA DE DOCTORADO E INVESTIGACIÓN DE LA UNIVERSIDAD EUROPEA DE MADRID
ARTÍCULOS
Ruiz Laiseca, S., “Food waste and its impact on the city of Malaga”. International Journal of waste
resources. En fase de publicación. Agosto 2020. Paper Code: ijwr‐20‐5301.
Dr. Mohammed Hussain Alanbari, D. Santiago Ruiz, “Waste management in large distribution
chains, transformation of food waste”. International Journal of Development Research. November
2019. Volumen 9, Issue 11. ISSN:2230‐9926.
Dr. Mohammed Hussain Alanbari, Dra. Arisbel Cerpa, D. Juan Alberto Argüello García‐ Pertusa y D. Santiago Ruiz, “Nanotechology applied to Renewable Energy Face 4”. The Online Journal of Science and Technology (TOJSAT). Octubre 2019. Volumen 9, Issue 4. ISSN 2146‐7390.
Dr. Mohammed Hussain Alanbari, D. Santiago Ruiz, “Waste management in large distribution
chains, transformation of food waste”. International Journal of Engineering Inventions. March
2019. Volumen 8, Issue 3. PP:36‐40. e‐ISSN:2278‐7461, p‐ISSN: 2319‐6491.
Dr. Mohammed Hussain Alanbari, D. Santiago Ruiz, “Nanotechology applied to Renewable Energy
Face 2”. International Educational Technology Conference. Indiana Unirversity, USA. Agosto 2018.
ISSN: 2146‐7366.
Dr. Mohammed Hussain Alanbari, D. Santiago Ruiz, “Nanotechology applied to Renewable Energy
Face 3”. Congreso International ISTEC, Science and Technology Conference. Paris. Julio 2018. Paper
Code: 916945.
Ruiz Laiseca, S., “Residuos de alimentos y su impacto en la ciudad de Málaga”. Publicaciones
Didácticas. Nº 90. Enero 2018. ISSN: 1989‐7073
Dr. Mohammed Hussain Alanbari, Dra. Arisbel Cerpa, D. Juan Alberto Argüello García‐
Pertusa y D. Santiago Ruiz, “Nanotechology applied to Renewable Energy Face 1”. Congreso
Internacional en la Universidad de Mustansiriyah Bagdad, Iraq. Diciembre 2017. ISSN: 2017‐545. JORNADAS / CONGRESOS
18‐19/11/2019: LONGDOM CONFERENCES. New Frontiers in RENEWABLE ENERGY AND
RESOURCES. Challenges in GLOBAL CLIMATE CHANGE. Colaboración en Congreso con artículos
“Waste management in large distribution chains transformation of food waste”, “Effect of single‐
walled carbón nanotubes on the physical properties of cement paste” y “Nanotechnology applied
to Renewable energy”. Roma (Italy). Volume 7. ISSN: 2167‐7662.
21/11/2017: I Foro sobre aprovechamiento de la Energía de los residuos. Fundación de la Energía
de la Comunidad de Madrid. Oyente.
31/05/2017: Jornada sobre reciclado de residuos. Fundación de la Energía de la Comunidad de
Madrid. Oyente AUTORIZA la presentación de la referida Tesis para su defensa en cumplimiento del Real Decreto 99/2011, de 28 de enero, por el que se regulan las Enseñanzas Oficiales de Doctorado, y de acuerdo al Reglamento de Enseñanzas Universitarias Oficiales de Doctorado de la Universidad Europea de Madrid RD 1393/2007 y RD99/2011. 28 de agosto de 2020
AGRADECIMIENTOS
Mi agradecimiento a todas aquellas personas e instituciones que de una u otra forma me han
ayudado a llegar aquí, y de forma muy especial:
Al profesor Dr. Mohammad Hussain Alanbari, director de este trabajo de tesis, por todas sus ideas,
consejos, comentarios y ayuda tanto en la parte técnica como en la teórica, por las innumerables
correcciones del documento de tesis, y en resumen por todo el apoyo y facilidades que me ha dado,
tanto en el ámbito científico como en el personal, durante estos últimos años.
Al Grupo Saria, por darme la oportunidad de trabajar y aprender cada día en el mundo de los
subproductos y residuos orgánicos, añadiendo nuevas dimensiones a mi carrera profesional y que ha
resultado básico para la realización del presente trabajo.
A Michael Weber por su colaboración en la parte experimental, por todas las horas gastadas en el
análisis en diferentes plantas industriales de toda Europa, sus aportaciones y sugerencias, y por los
buenos ratos que me ha hecho pasar.
A Carlos Antuña y Juan Luis Barrero por sus comentarios, sus ideas, su ayuda en el montaje
experimental, sus reportes de información y su apoyo durante todo este tiempo.
A Olga Bernardo, quién me instó a enfrentarme a este reto académico‐profesional.
A Daniel de la Cerra, por su colaboración en la obtención de los datos de residuos que llegan a la
planta incineradora de Valdemingomez y Eduardo Tolosa de la empresa Gedesma.
A David Alman por su inestimable ayuda con las traducciones que requieren el presente documento.
A todos los que durante estos años han pasado por mi vida profesional, Emiliete, Christhop,
Fernando, Agustín, Jesús Heras, Eliseo, Mateo, Vasile, Luisito, Jonas, …. muchos de los cuales han
colaborado en la parte experimental y emocional de este trabajo, y todos me han hecho pasar
buenos momentos.
A mis padres y a mis hermanas, por animarme a continuar, y hacerme sentir siempre que estaban
ahí. A Miguel, quién desde donde esté, sé que todos los días me aporta las fuerzas suficientes para
continuar.
Finalmente quiero agradecer a Eva y Jorge todo su apoyo, y pedirle disculpas por todas esas horas,
fines de semana y vacaciones que les he robado para dedicarlas a este trabajo, gracias por todo.
“Debemos usar el interludio del presente para desarrollar una
nueva tecnología que esté basada en un flujo de materiales, tales
que las únicas fuentes de provisiones del hombre sean sus propios
desechos”
Kenneth E. Boulding.
ÍNDICE
9
INDICE DE CONTENIDOS
RESUMEN
ABSTRACT
0. INTRODUCCION ......................................................................................................................... 17
0.1. Justificación .................................................................................................................... 20
0.2. Definiciones .................................................................................................................... 21
0.2.1. Biorresiduos ....................................................................................................... 21
0.2.2. Digestión anaeróbica ......................................................................................... 22
0.2.3. Codigestión anaeróbica ..................................................................................... 23
0.2.4. Biogás ................................................................................................................ 25
0.2.5. Residuos domésticos ......................................................................................... 31
0.3. Planteamiento del problema. ......................................................................................... 32
0.4. Contextualización espacial / geopolítica ........................................................................ 32
0.5. Marco teórico ................................................................................................................. 36
0.6. Niveles de generación de biorresiduos ........................................................................... 37
0.7. Técnicas para la gestión de biorresiduos. ....................................................................... 40
0.7.1. El tratamiento biológico .................................................................................... 41
0.7.2. El tratamiento biomecánico .............................................................................. 42
0.8. Impactos Medio Ambientales relacionados con la gestión de los biorresiduos
debido al tratamiento biológico ............................................................................... ...42
1. OBJETIVOS DE LA TESIS .................................................. ………………………………………………………….45
1.1. Generales ........................................................................................................................ 47
1.2. Específicos ....................................................................................................................... 48
1.3. Estructura de la memoria ............................................................................................... 48
1.4. Metodología. ................................................................................................................... 49
ÍNDICE
10
2. ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID….………….51
2.1. Marco Normativo ........................................................................................................... 53
2.2. Residuos domésticos ...................................................................................................... 56
2.3. Infraestructuras existentes de RSU en la Comunidad de Madrid .................................. 59
2.3.1. Vertederos ......................................................................................................... 59
2.3.2. Plantas de biometanización y compostaje ........................................................ 61
2.3.3. Estaciones de transferencia ............................................................................... 64
2.3.4. Plantas de clasificación de envases ................................................................... 64
2.3.5. Puntos limpios ................................................................................................... 65
3. PLANIFICACION Y BUSQUEDA DE INFORMACION ........... ………………………………………………………….67
3.1. Obtención de materias primas ....................................................................................... 69
3.2. Generación de residuos urbanos en la Comunidad de Madrid ..................................... 70
3.2.1. Gestión de residuos domésticos y comerciales ................................................. 71
4. DESARROLLO LOGISTICO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS ................ …………………….81
4.1. Logística para la recogida de residuos orgánicos municipales ....................................... 83
4.1.1. Recogida separada de residuos de alimentos ................................................... 85
4.1.2. Recogida separada de residuos de alimentos para servicios
de restauración, colegios, hospitales y grandes superficies comerciales ......... 86
4.1.3. Cubos de basura y contenedores ...................................................................... 87
4.1.4. ¿Qué se debe separar como "residuos de alimentos"? .................................... 89
4.2. Diseño básico de una planta de biogás afín a residuos orgánicos ................................. 90
4.2.1. Introducción ...................................................................................................... 91
4.2.2. Diagrama de flujos de una instalación de digestión anaerobia ........................ 92
4.2.3. Fases del proceso de digestión .......................................................................... 93
4.2.4. Aprovechamiento energético del biogás ......................................................... 100
4.2.5. Producción eléctrica con biogás ...................................................................... 102
4.2.6. Ingenieria de control de la planta de biogás ................................................... 103
ÍNDICE
11
5. RESULTADOS ..................................................................................................... …………………….113
5.1. Resultados .................................................................................................................... 115
5.2. Discusión ...................................................................................................................... 122
6. PLAN DE VIABILIDAD.......................................................................................... …………………….131
7. CONCLUSIONES ................................................................................................. …………………….141
8. APORTACIONES A LA INVESTIGACION ................................................................ …………………….147
9. FUTUROS DESARROLLOS ……………………………………………………………………………………………………… 151
9.1. Aumento del rendimiento de los residuos orgánicos .................................................. 153
9.2. Aceleración de la fermentación ................................................................................... 156
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ANEXO: PARTICIPANTES EN LA MESA DEL BIOGAS
INDICE DE TABLAS
INDICE DE FIGURAS
NOMENCLATURAS Y TERMINOS ABREVIADOS
13
RESUMEN
Hoy en día vivimos en una sociedad de consumo en la que se generan grandes cantidades diarias de
residuos. Parte de estos residuos son orgánicos y su procedencia suele ser de desechos alimenticios
que no se encuentran en condiciones óptimas para su venta o bien sobrantes que se pueden
encontrar en tiendas de alimentación, grandes supermercados, mercados, bares, restaurantes,
colegios, hospitales, etc.
Realizando un estudio de fórmulas para su recogida logística se podría analizar la cantidad de este
tipo de residuos. Con este valor, se podría definir un sistema de tratamiento de Biodigestión para la
obtención y generación de Biogás.
Este Biogás producido servirá como combustible para la generación de electricidad o bien para
inyectarlo en la red de suministro de gas.
La presente Investigación pretende poder analizar y calcular cuántos MWh se podrían generar al año
y cuanta población de la Comunidad de Madrid podría beneficiarse de esta generación con los
propios residuos orgánicos que ella misma genera diariamente, realizando los pertinentes análisis de
costes, inversiones, etc., y evaluando el coste de €/MWh generados determinando viabilidad del
posible proyecto.
También con la obtención de dichos resultados se podrá analizar cuantas toneladas de CO2 se podrán
dejar de emitir a la atmosfera debido a la incineración de dichos residuos.
15
ABSTRACT
Nowadays, we live in a consumer society in which large amounts of waste are generated every day.
Some of these waste products are organic since they are commonly the result of food waste that is
not optimal for sale or surplus from grocery stores, large supermarkets, markets, pubs, restaurants,
schools, hospitals and a long etc.
By conducting a study of formulas for the logistical collection of this waste, the discarded amount of
these residues can be analysed. With this value, a biodigestion processing system could be defined
for the obtention and generation of Biogas.
This produced biogas could be used as fuel for the generation of electricity or injected into the gas
supply network.
This study is aimed at analysing and calculating how many MWh could be generated per year and
how many people in the Community of Madrid could benefit from the generation of their own
organic waste produced on a daily basis by carrying out the pertinent analysis of costs, investments,
etc. and estimating the cost of €/MWh determining the viability of the possible project.
These results also serve to analyse the number of tons of CO2 that could cease to be emitted into the
atmosphere due to the incineration of these residues.
0. INTRODUCCION
INTRODUCCIÓN
19
0. INTRODUCCIÓN
Con relativa frecuencia las actividades que desarrollan nuestras sociedades suelen ser poco eficientes
en cuanto al consumo de energía, agua y materiales, con procesos generadores de grandes
cantidades de residuos, que contribuyen al deterioro y agotamiento de los recursos naturales y a la
liberación de contaminantes al medio ambiente. Uno de los factores clave que condiciona y
determina la calidad ambiental de una región es, junto con los niveles de contaminación acústica,
atmosférica y de las aguas, la correcta gestión de los residuos que en ella se producen. La creciente
generación de residuos y su adecuada gestión se convierten así en un problema ambiental que es
necesario abordar, de forma global e integral, con políticas multinacionales, nacionales y regionales,
para detener y revertir estos procesos, de acuerdo con los principios inspiradores de la moderna
gestión de los residuos. Los más de seis millones de habitantes de la Comunidad de Madrid producen
con su intensa actividad económica una gran cantidad de residuos, verificándose claramente el
acoplamiento existente entre desarrollo económico y generación de residuos [6].
Cuando hablamos de residuos biodegradables nos referimos a los residuos que se generan
diariamente en parques, zonas ajardinadas, establecimientos donde se preparan y se sirven comidas
y a los producidos por las industrias transformadoras de alimentos No deben tenerse en cuenta los
residuos procedentes de la agricultura ni forestales, los purines ni lodos de estaciones depuradoras
de agua, así como los originados en sectores textiles, sectores relacionados con celulosa o
provenientes del sector maderero. Según el Instituto Nacional de Estadística (INE), en la Unión
Europea se generan todos los años entre 77 y 102 millones de toneladas de residuos que proceden
de actividades relacionadas con la alimentación, bebidas y jardinería y que se encuentran en las
recogidas diarias de residuos sólidos urbanos. Dentro de nuestra definición de biorresiduos podemos
diferenciar claramente entre los originados en parques, jardines, etc. con unos contenidos del 55‐
65% de agua y madera y los originados en las cocinas, que, aunque no contengan lignocelulosa
pueden tener hasta un 80% de humedad [5].
Existen diversas formas de tratar adecuadamente los biorresiduos. La primera de ellas es prevenir en
origen sin generación. El resto de opciones tratan de priorizar las recogidas selectivas, utilizando
procesos como la digestión anaerobia, el compostaje, la incineración o el depósito en vertedero si las
opciones anteriores no son posibles.
INTRODUCCIÓN
20
Cuantificar o elegir la mejor opción desde el punto de vista medioambiental o económico dependerá
de factores como el poblacional, la disposición de infraestructuras y la disponibilidad de venta de los
productos generados (energía y fertilizantes).
Esta situación puede dar lugar a un impacto medioambiental cada vez mayor y comprometer o
retrasar la plena utilización de técnicas avanzadas de gestión de biorresiduos [5].
0.1 Justificación
La generación de biorresiduos constituye un problema ambiental grave de nuestra sociedad. Su
abandono o su gestión inadecuada pueden producir impactos notables en el medio y pueden
provocar la contaminación del agua, suelo y aire, además de contribuir al cambio climático y afectar
a los ecosistemas y a la salud humana. Sin embargo, si éstos se gestionan de forma adecuada,
pueden convertirse en recursos contribuyendo así al ahorro de Materias Primas (MMPP), a la
conservación de los recursos naturales, del clima y al desarrollo sostenible. Hoy en día, una de las
cuestiones más importantes para el Medio Ambiente es dar el mejor tratamiento posible a las
grandes cantidades de desperdicios que se producen, reduciendo los impactos negativos derivados
de los mismos [14].
Los procesos de Digestión Anaerobia (DA) son los procesos más eficientes para la gestión de los
biorresiduos y la generación de metano como producción de energía limpia y renovable. Por el
contra, los elevados recursos económicos necesarios para la creación de nuevas instalaciones han
limitado su diseminación. Las fábricas generadoras de biogás a partir de digestión anaeróbica son la
mejor opción por sus bajos costes de producción y baja demanda energética [1].
Como mejoras medioambientales se encuentra la sustitución de combustibles fósiles derivados del
petróleo gracias a la producción de metano (CH4) y la reducción en el uso de fertilizantes de origen
sintético debido a los nutrientes que poseen los materiales procedentes de las materias primas. Por
lo tanto, podemos afirmar que el biogás es un gas potencial para reducir las emisiones causantes del
efecto invernadero [34].
En el Plan Estatal de Residuos (PER) 2005‐2010 quedó claro que la generación de biogás es la fórmula
más limpia y eficiente para tratar residuos orgánicos. En países de nuestro entorno, ya se considera
al biogás procedente del sector agrícola como una fuente de energía renovable, lo que permite
INTRODUCCIÓN
21
estar más cerca en el cumplimiento de emisiones propuesta en el protocolo de Kyoto. [24].
Ello puede dar consigo la creación de multitud de plantas de generación de biogás a partir de estos
residuos, lo que podría suponer la creación de multitud de puestos de trabajo, tanto para la recogida
de los residuos, la preparación y la producción de la energía, puestos de mantenimiento y creación
de líneas de desarrollo de I+D en esta área.
0.2 Definiciones
0.2.1 Biorresiduos
La definición de biorresiduo se encuentra desde hace poco tiempo en nuestras vidas, estando
relacionada claramente con la fracción de residuos orgánicos que se encuentran en las recogidas
domiciliarias compuestas por elementos biodegradables [12].
El Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente (MAGRAMA) define a los biorresiduos
como residuos orgánicos biodegradables de origen vegetal y/o animal que pueden descomponerse
de manera natural y que se generan en viviendas y en actividades comerciales como los producidos
en cocinas por la preparación de comidas, alimentos caducados y/o excedentes de alimentos [23].
Podemos definirlos en dos grupos:
1. Restos orgánicos: Compuestos tanto por los restos de alimentos, como por los pequeños restos
de jardinería.
2. Poda: Son los restos vegetales leñosos de gran volumen. Estos no se tendrán en cuenta en
nuestra área de estudio.
INTRODUCCIÓN
22
0.2.2 Digestión Anaerobia
La digestión de biomasa humedecida por bacterias en un ambiente sin oxígeno (anaeróbico) produce
un gas combustible llamado biogás. En el proceso, se colocan los biorresiduos en un recipiente
cerrado (digestor) y allí se deja fermentar. Después de unos días, dependiendo de la temperatura del
ambiente, se habrá producido un gas, que es una mezcla de metano y dióxido de carbono. La materia
remanente dentro del digestor es un buen fertilizante orgánico [30].
Este proceso llamado anaerobio es donde se degrada el material orgánico, con ausencia de oxígeno,
al igual que ocurre en procesos similares para la creación de alcoholes, procesos de desnitrificación,
de digestión anaeróbica que también son válidos para los procesos en depuradoras. La digestión
anaerobia es la más adecuada por tratar los residuos sólidos y líquidos en el caso que se tengan
concentraciones elevadas de carga orgánica y por lo caro que resultaría económicamente el
tratamiento aerobio.
La digestión anaerobia se emplea en el tratamiento de residuales sólidos o líquidos cuando la
concentración de materia orgánica es tan elevada que no resulta económico el tratamiento aerobio.
La ventaja principal de los procesos anaerobios con relación a los aerobios se fundamenta en la
transformación de la materia orgánica a través de una tecnología de bajo consumo energético,
obteniéndose, un balance comparativo de energía y de masa entre ambos procesos. Los resultados
se muestran en la tabla 0.2.2.1:
PROCESO AEROBIO PROCESO ANAEROBIO
En los procesos aerobios alrededor del 61 % de
la energía se consume durante la síntesis de
nueva biomasa (células de microorganismos) y
el 39% de la energía se volatiliza en forma de
calor en la reacción
En los procesos anaerobios casi 93 % de la
energía que existe originalmente en el sustrato
(residual) se retiene en el biogás que se produce
durante estos procesos perdiendo solamente el
7% de la energía inicial como calor de reacción
Durante los procesos aerobios cerca del 50%
del carbono contenido en el sustrato se
convierte en biomasa y otro 50 % pasa al
dióxido de carbono.
Durante los procesos anaerobios cerca del 95 %
pasa a biogás (metano CH4CO2) y solo el 5 % es
convertido en biomasa.
Tabla 0.2.2.1 Diferencias energéticas de los procesos aerobios y anaerobios. Fuente: [32]
INTRODUCCIÓN
23
Debido a lo anterior, se pueden tener en cuenta las siguientes consideraciones:
El tratamiento anaerobio requiere escasos recursos energéticos, sobre todo en suministro eléctrico,
muy inferior a la demanda en procesos aerobios, son contar con elementos mecánicos para su
desarrollo, logrando la obtención de energía, en forma de gas combustible, y puede ser utilizada para
fines energéticos. En los procesos anaerobios sólo se generan del 10 al 30% de los lodos (biomasas)
que se producen en los aerobios, lo que disminuye a gran escala los costos de disposición de estos;
además, los lodos anaerobios son más estables que los aerobios.
En los procesos anaerobios no se producen aerosoles potencialmente peligrosos para el ambiente
circundante de la planta de tratamiento [32].
0.2.3 Codigestión Anaeróbica
La codigestión consiste en el tratamiento conjunto de residuos orgánicos diferentes con el objetivo
de:
1. Aprovechar la complementariedad de las composiciones para permitir perfiles de proceso
más eficaces.
2. Compartir instalaciones de tratamiento.
3. Unificar metodologías de gestión.
4. Amortiguar las variaciones temporales en composición y producción de cada residuo por
separado.
5. Reducir costes de inversión y explotación. El término codigestión se utiliza para expresar la
digestión anaerobia conjunta de dos o más sustratos de diferente origen. La ventaja principal radica
en el aprovechamiento de la sinergia de las mezclas, compensando las carencias de cada uno de los
sustratos por separado. La codigestión de residuos orgánicos de diferente origen ha resultado una
metodología exitosa.
Se han conseguido conclusiones positivas en la unión de residuos del sector ganadero con diferentes
residuos y subproductos cárnicos, con altos contenidos de grasa, obteniendo buenos
INTRODUCCIÓN
24
Rendimientos en metano, próximos a 46 m3/ton de materia prima. La mezcla de los lodos de
depuradoras con fracciones de residuos orgánicos municipales también ha ofrecido resultados
favorables. Los residuos urbanos suelen tener y aportar grandes proporciones de material orgánico
fácil de descomponerse, por lo que son capaces de ofrecer un gran potencial de generación de
biogás, mayor que el dado por los residuos provenientes del sector ganadero.
En ocasiones este potencial puede ser un problema en el proceso de digestión, ya que pueden
presentar déficits de nutrientes para generar bacterias anaerobias. Los residuos del sector ganadero
pueden contribuir como base en una supuesta codigestión por su elevada humedad aportando los
nutrientes necesarios. [20].
En los procesos de codigestión no debe pretender diluir otro tipo de contaminantes presentes en los
residuos como pueden ser los metales pesados. Los controles de calidad de las materias primas en
plantas de digestión anaerobias con codigestión colectiva resultarán más fáciles de establecer que
en las pequeñas plantas particulares, especialmente las ganaderas, ya que en éstas, los ganaderos
no cuentan con los recursos adecuados para realizar los análisis necesarios en la materia prima.
Para la Fracción Orgánica de los Residuos Sólidos Urbanos (FORSU), la producción de biogás
depende del origen y pretratamiento. Así, la recogida en bruto de los residuos municipales y la
separación mecánica de la fracción orgánica se traduce en pérdida de materia orgánica
biodegradable y reducción del potencial de producción de metano. En la Tabla 0.2.3.1 se ilustra la
diferencia de rendimientos de producción en función del origen.
INTRODUCCIÓN
25
Tabla 0.2.3.1 Algunas referencias de producción de metano de la fracción orgánica de residuos municipales, o de sus componentes.
0.2.4 Biogás
El biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos, por
las reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos y
otros factores, en ausencia de oxígeno (esto es, en un ambiente anaeróbico. La generación de biogás
por degradación en ausencia de oxígeno es un proceso eficiente para tratar residuos orgánicos,
produciendo combustibles y abonos para suelos de gran calidad [13].
Como consecuencia del proceso, se obtiene una mezcla de metano (entre el 50% y el 60%), dióxido
de carbono y algunas trazas de hidrogeno, nitrógeno, oxígeno y acido sulfúrico. Este gas suele tener
entre 19 y 23,5 Megajulios por metro cubico de poder calorífico (MJ/m³). La producción de biogás
mediante la biofermentación anaerobia es quizás la forma más adecuada para obtener energía ya
que la materia prima utilizada es extremadamente barata, su transformación proporciona la
eliminación de desechos, elimina vectores que propagan enfermedades y además proporciona un
combustible de un poder calórico aceptable 5222 kcal/kg (60 % de metano) para producir energía
térmica o eléctrica.
El biogás, es un combustible que puede utilizarse para la producción térmica en calderas, para
producir electricidad en motores estacionarios, puede utilizarse como combustible en vehículos o
Componente 1 CH4/Kg SV Referencia
Residuos de cocina, restaurantes, colegios,
hospitales 600‐790 (Kübler, 1999)
FORSU separada en origen 200‐300 (Kübler, 1999)
FORSU recogida selectiva 477 (Mata‐ Alvarez, 1991)
FORSU separación mecánica 177‐254 Cecchi et al, 1990, 1991; citado por
(Mata‐Alvarez, 1997)
INTRODUCCIÓN
26
turbinas, puede inyectarse en la red gasista y hasta puede emplearse en la fabricación de pilas de
combustible. Indirectamente disminuye la contaminación por la disminución de óxidos y dióxidos de
carbono y de azufre, humanizando el trabajo de las comunidades.
Los empeños por colocar viejos procedimientos con nuevas tecnologías al servicio del hombre son de
una ardua labor si se considera que estos empeños compiten con el petróleo y sus derivados y la
cultura de sus formas de extracción, abundancia, tecnologías de manipulación y uso, además del
empleo de otras fuentes alternativas de energía.
Por tanto, decidir el uso de determinada fuente de energía de forma sustentable pasa
irremediablemente por un análisis que considera varios factores en un territorio:
● Cultura relativa a la necesidad y uso de energías alternativas.
● Disponibilidad de materia prima.
● Acceso a la tecnología.
● Voluntad política
● Incentivos económicos.
0.2.4.1 Composición y características del biogás
La composición química del biogás depende primordialmente de dos factores: los materiales
empleados en la digestión y la tecnología utilizada para el proceso. Teniendo eso en cuenta, el biogás
puede contener entre 55 ‐ 70% de metano, 30 ‐ 45% de dióxido de carbono y < 5% trazas de otros
gases (consideradas impurezas) [34].
Entre sus características el biogás posee un poder calorífico entre 6 ‐ 6,5 kWh/Nm3, su equivalente en
combustible es de 0,6 ‐ 0,65 L de petróleo por metro cúbico de biogás. Temperatura de ignición de
650 a 750°C. Presión crítica de 74 a 88 atmósferas. Temperatura crítica de ‐82,5°C. Densidad de 1,2
kg/m3. Masa molar de 16,043 g/mol [34].
El metano contenido Enel biogás es uno de los gases con menor densidad, 0.7 kg/m3. Esto hace que
pueda acumularse a ras del suelo, reduciendo riesgos de explosión.
INTRODUCCIÓN
27
Según el origen de los residuos orgánicos y del tipo de proceso elegido para su tratamiento el biogás
podría ser:
• Biogás procedente de vertederos, donde se genera una vez colmatados y sellados éstos. Suelen
encontrarse contaminados por otros gases fluorados, clorados y siloxanos debido a su especial
composición.
• Biogás procedente de digestores, donde en función de la carga orgánica de las materias primas
podemos tener:
‐ Biogás de depuradoras urbanas generado por procesos anaeróbicos con los lodos de
plantas de tratamiento de aguas residuales.
‐ Biogás de gases, que se originan a partir de los Residuos Sólidos Urbanos.
‐ Biogás agroindustrial, cuando la materia prima digerida proviene de los sectores ganaderos
y de la agricultura.
El biogás de mayor pureza es este último, conteniendo menor porcentaje de impurezas. No obstante,
pueden aparecer altos porcentajes de sulfuros de hidrogeno si en la materia prima incluimos
estiércoles y purines.
En la tabla 0.2.4.1 se pueden observar algunas de las características más importantes del biogás.
Composición 55‐70% Metano (CH4) 30‐45 % de Dióxido de carbono (CO2) Trazas de otros gases
Contenido energético 6.0‐6.5 kWh/Nhm3
Equivalente de combustible 0.60‐0.65 L de petróleo / Nm3 biogás
Límite de explosión 6.12 % de biogás en el aire
Temperatura de ignición 650‐750 C (con el contenido de CH4 mencionado)
Presión crítica 74.84 atm
Temperatura crítica ‐82.5 C Densidad normal 1.2 Kg m3
Olor Huevo podrido (el olor del biogás desulfurado es imperceptible)
Masa molar 16.043 kg Kmol‐1
Tabla 0.2.4.1 Características generales del biogás.
INTRODUCCIÓN
28
0.2.4.2 Potencial energético y aprovechamiento del biogás
El biogás es un gas combustible cuya composición depende fundamentalmente del tipo de sustrato
utilizado y digerido en el proceso, y su alta concentración en metano, de elevada capacidad calorífica
(5.750 kcal/m3) le confiere unas características combustibles ideales para su aprovechamiento
energético en motores de cogeneración, calderas, turbinas, pudiendo por tanto generar electricidad,
calor o ser utilizados como biocarburantes [13].
De manera aproximada, se puede constatar que el gas natural tiene un contenido en CH4 del 100%.
Por lo tanto, se podría decir que un m3 de biogás equivale a la energía de 0,65 m3 de gas natural
(suponiendo que el biogás tiene una riqueza media en metano del 65%). Por otra parte, la cantidad
de CH4 necesaria para obtener 10 kWh de energía total es de un m3 de metano aproximadamente.
Si además, el rendimiento eléctrico de un motor es del 40 ‐ 45%, se puede concluir que 1 m3 de
biogás puede llegar a producir 2,8 kWh de energía eléctrica renovable [13].
A continuación, en la figura 0.2.4.1 se expresan las siguientes equivalencias energéticas para el
biogás:
Figura 0.2.4.1 Equivalencias de biogás con otras fuentes de energía [21].
INTRODUCCIÓN
29
0.2.4.3 Fases en la generación de biogás
Según investigaciones realizadas por expertos en bioquímica y microbiología, en los últimos años, se
ha podido demostrar que la generación del biogás pasa por cuatro fases:
Fase 1: Hidrólisis
Esta fase es muy importante para conseguir una velocidad del proceso de generación adecuada,
teniendo que controlar parámetros como la temperatura, pH, granulometría y composición química.
En esta etapa, se inicia la degradación con ausencia de oxígeno para que los compuestos orgánicos
atraviesen las paredes celulares aprovechando así la materia orgánica. A partir de aquí, los
microorganismos hidrolíticos producirán enzimas extracelulares que convierte la materia orgánica
polimérica en compuestos orgánicos solubles. [34].
Fase 2: Acidogénesis
En esta fase se transforman partículas orgánicas solubles en moléculas que se digerirán por bacterias
metanogénicas (ácido acético, acido fórmico e hidrógeno) y se obtendrán algunos compuestos que
no pueden ser aprovechados por dichas bacterias, teniendo que ser eliminados (etanol, ácidos
grasos, y compuestos aromáticos). También eliminan cualquier traza de oxígeno presente en el
biodigestor [34].
Fase 3: Acetogénesis
Los compuestos que no pueden aprovecharse en la fase anterior como etanoles y ácidos grasos son
transformados en sustancias más simples como acetatos e hidrógenos. Los organismos acetogénicos
llamados homoacetogénicos son los encargados de generar los acetatos y sirven para conseguir que
la presión del gas hidrogeno sea lo más baja posible. [34].
Fase 4: Metanogénesis
Sobre los compuestos obtenidos en las etapas anteriores se aditivan bacterias metanogénicas para
terminar con el proceso de degradación anaerobia, produciéndose metano. Se ha comprobado que
el 71% de metano generado en un digestor es consecuencia de la extracción del carbono y siloxanos
del ácido acético ya solo existen dos tipos de bacterias metanogénicas capaces de tratar el acetato.
INTRODUCCIÓN
30
Figura 0.2.4.2. Esquemas básicos de la fermentación anaerobia. [37]
A día de hoy, en España hay 35 plantas y 20 MW operativos de biogás. Unos datos muy alejados de
los objetivos contemplados en el borrador inicial del PER 2011‐2020, que, de acuerdo con la
Asociación Española de biogás (AEBIG), fue consensuado por el sector con el Instituto para la
Diversificación y Ahorro de Energía (IDAE), estableciéndose un objetivo de 220 MW de potencia
instalada para 2020, lo que hubiera significado más de 400 plantas. Luego, en la versión definitiva, se
estableció un objetivo global para todos los tipos de biogás de 400 MW, aunque con la matización de
que se iría produciendo un descenso del biogás de vertederos y un incremento del agroindustrial.
Sin embargo, sí se diferenciaba la generación de energía eléctrica anual de cada tecnología en 2020:
Agroindustrial: ………..…..…. 1.728 GWh/año
Vertedero: ………………..….… 450 GWh/año
Residuos domésticos: ……. 242 GWh/año
EDAR: ………….……….........… 180 GWh/año
Esto es, se apostaba claramente por el desarrollo del biogás agroindustrial, al que también habría
que sumarle los residuos domésticos.
INTRODUCCIÓN
31
En el Plan Estatal de Residuos entre los años 2005‐2010 se esperaban obtener de la fracción
orgánica unas producciones estimadas de 1.280 GWh procedentes de los residuos sólidos urbanos
(RSU), 465 GWh procedentes de residuos industriales biodegradables, 380 GWh generados por los
fangos en depuradoras y unos 93 GWh originados a partir de las explotaciones ganaderas.
A nivel nacional, la producción de biogás originado en los vertederos es del 73%. Esta cifra se
considera elevada, debiéndose reducir los próximos años gracias a que con las nuevas Directivas
sobre vertederos se deben reducir la materia orgánica que entra en los mismos.
Con las nuevas limitaciones legales de los vertederos junto con la disminución en la generación de
biogás en los mismos, es de esperar que en los próximos años se reduzca bastante su producción.
También la metanización procedente de los lodos de depuradoras se mantendrá estable, ya que
concluyeron los planes para aguas residuales urbanos en España.
De acuerdo con estimaciones realizadas por la Comisión Nacional de Subproductos Animales No
Destinados a Consumo Humano (SANDACH), la generación potencial de subproductos de origen
animal no destinados a consumo humano, en explotaciones ganaderas y en mataderos es de más de
un millón ochocientas mil toneladas anuales.
0.2.5 Residuos Domésticos
Se conocen como Residuos Domésticos los generados en los domicilios debido a las actividades
domésticas, así como también los generados en actividades económicas e industrias.
INTRODUCCIÓN
32
0.3 Planteamiento del problema
Actualmente más de la mitad de la materia orgánica de los residuos municipales en la Comunidad de
Madrid se desaprovecha y va a vertedero. De la parte que recibe algún tratamiento sólo el 19% se
recoge separadamente y produce por tanto un compost de calidad. El que se recoge mezclado sin
separación selectiva y se procesa en plantas da como resultado un producto denominado, según la
ley de residuos, “material bioestabilizado”, que apenas se puede aprovechar en agricultura ni tiene
salida comercial. A pesar de que la normativa europea obligará a valorizar el 50% de la materia
orgánica en 2020, muchas comunidades aún no han legislado la obligatoriedad de la recogida
selectiva.
La presencia de basura orgánica en vertederos tiene efectos muy negativos en el medio ambiente,
tales como emisiones de metano, que es un potente gas de efecto invernadero, contaminación de
acuíferos por lixiviación y olores en las zonas habitadas próximas [25].
De lo anterior se deriva la necesidad de buscar una solución medioambiental y de tratamiento a los
biorresiduos como una alternativa energética para beneficiar a los habitantes de la Comunidad de
Madrid sustentada en el análisis de la evolución histórica que ha tenido este proceso.
0.4 Contextualización espacial/geopolítica
En los primeros años del siglo XXI comenzó la expansión de las energías provenientes de fuentes
renovables en los países más desarrollados de Europa, ofreciendo ayudas y subvenciones por medio
de nuevas normativas y directivas comunitarias a la producción eléctrica. Fueron las energías
fotovoltaicas y eólicas las más desarrolladas y las energías que evolucionaron con mayor rapidez. La
energía originada a partir de la biomasa y biogás sufrieron un menor avance.
Estas ayudas y subvenciones no fueron iguales de unos países a otros, siendo Alemania quien lidero
este tipo de incentivos. Tras unos primeros años de crecimiento, estas ayudas comenzaron a
desvanecerse motivado por la crisis económica y déficits financieros adquiridos, lo que no pudo dar
continuidad a los compromisos de Kyoto sobre el cambio climático. No obstante, las poblaciones
cada vez se encuentran más sensibilizadas con el cambio climático, lo que nos hace ver con cierto
optimismo las conclusiones de la Conferencia de Paris a finales del año 2015.
INTRODUCCIÓN
33
Podemos pensar que el biogás es una de las energías más limpias que existen ya que además de
evitar la emisión de CO y CO2 con el uso de combustibles derivados del petróleo se evita la emisión
incontrolada de metano, uno de los principales causantes del efecto invernadero.
Gracias a una buena legislación, Alemania desarrolló sustancialmente esta tecnología, lo que llevó a
mejorar considerablemente otras áreas relacionadas como la cogeneración eléctrica, equipos de
impulsión, automatización necesaria, etc. La cogeneración eléctrica es tal vez uno de los pocos
errores cometidos debido al régimen de incentivos propuesto, ya que los rendimientos de los
motores generadores apenas alcanzan el 40% respecto del biogás consumido. Por el contra, los
atractivos incentivos públicos permitieron una buena rentabilidad pese al bajo rendimiento eléctrico
del proceso [31].
En España, gracias a una normativa muy ventajosa para la energía fotovoltaica y eólica se tuvo muy
poco en cuenta al biogás, en las que las ayudas a los precios de producción eléctrica eran un 36%
menor que en otros países de la Unión Europea. Todo esto, junto a los problemas de desarrollar
otros cultivos destinados a la energía por los periodos de sequía que sufre el país motivó el poco
desarrollo de este sector, con apenas 35 plantas de digestión anaerobia frente a las más de 8.000
instaladas en Alemania.
La falta información sobre esta tecnología hizo que las pocas instalaciones se crearán bajo el modelo
alemán enfocados al uso de cultivos energéticos y sin necesidad de encontrar mejorar sus
producciones dados los elevados incentivos públicos. Tampoco aparecieron nuevos tecnólogos
dedicados exclusivamente al tratamiento de residuos, lo que hizo que aumentaran los problemas del
sector. El broche a todas estas dificultades lo puso el gobierno español dejando de primar en más de
un 25% la producción eléctrica en las plantas existentes, lo que determinó que no se construyeran
nuevas instalaciones y ocasionó graves problemas a las existentes [31].
En España cada ciudadano generó 102 kilos menos de basura al año que en 2008. Los españoles
pasaron de 551 a 449 kilos en 2016 (298 menos que el primer país, Dinamarca).
INTRODUCCIÓN
34
Nuestro país se encuentra en los últimos lugares en el tratamiento de residuos reciclados y
destinados a compost con un total del 30% entre ambos frente al 42% de la media europea motivado
por la crisis económica que redujo el aumento de tratamientos ecológicos y produjo un mayor uso de
vertederos. [26].
Desde que en el año 1986 la Comunidad de Madrid redactara los primeros documentos llamados s, el
PCARI y PCARSU para la planificación en materia de residuos hasta la actual Estrategia de Gestión
Sostenible de los Residuos de la Comunidad de Madrid (2017‐2024), se ha recorrido un gran camino,
haciendo cada vez los planes más detallados. En 2007, con el inicio de la primera Estrategia de
Residuos se inició un nuevo camino para dar respuesta a la necesidad de establecer una normativa
clara donde desarrollar la gestión de residuos que se generan en la Comunidad.
Además, desde la aparición de la Estrategia Comunitaria de Gestión de Residuos en el año 1989 hasta
la publicación del Paquete de Economía Circular en diciembre de 2015, la Unión Europea ha realizado
un gran número de mejoras en cuanto a legislación relacionada con los residuos desarrollando
políticas que persiguen ir hacia un modelo de desarrollo sostenible. Estas políticas se basan en
prevenir la generación de residuos, la responsabilidad del productor, quien contamina paga, principio
de precaución y el principio de proximidad. Todos estos principios se encuentran en la llamada
Jerarquía de Residuos.
En España, como estado miembro de la UE, durante este periodo de tiempo ha ido trasponiendo a su
legislación todas estas directivas incluyéndolas en su normativa. Concretamente la Ley 22/2011, de
28 de julio, de Residuos y Suelos Contaminados que tiene carácter de legislación básica, por lo que la
Comunidad de Madrid debe programar su gestión a las nuevas necesidades creando nuevas normas
adicionales si lo considera oportuno.
La Ley en su artículo 12 establece que tanto la Administración General del Estado como las
Comunidades Autónomas aprobarán planes y programas de prevención y de gestión de residuos en
su ámbito competencial [6].
INTRODUCCIÓN
35
En la Comunidad de Madrid, es en el área de Planificación y Gestión de Residuos y sobre el Área de
Infraestructuras de la Subdirección General de Gestión de Residuos y Calidad Ambiental donde se
toman las nuevas decisiones. Desde aquí, y debido a que expiraba la vigencia de la Estrategia de
Residuos de la Comunidad de Madrid 2006‐2016 se tuvo que elaborar un nuevo documento
estratégico que actualizara nuevas medidas para aprovechar de manera más eficiente los recursos
contenidos en los residuos, mitigando su impacto en el medio ambiente desarrollando modelos más
simples [8].
La nueva Estrategia de Residuos pretende avanzar en integrar en un solo documento todas las
políticas de gestión de residuos, tomando las medidas necesarias que la hagan posible y teniendo en
cuenta el desarrollo económico, las nuevas tecnologías mejorando la competitividad sin malgastar
recursos, aumentando la calidad de vida con la mínima repercusión ambiental. La Estrategia de
Gestión Sostenible de los Residuos de la Comunidad de Madrid 2017‐ 2024, tiene como misión
prosperar en el uso adecuado de los recursos que contienen, y mejorar la gestión de los residuos que
no pueden prevenirse ni reducirse [8].
La elaboración de este documento sirve para dar continuidad a la anterior Estrategia de Residuos de
la Comunidad de Madrid, y debe cumplir con lo marcado por el PEMAR 2016‐2022, en el que se
indica el marco normativo para la realización de las estrategias autonómicas para la gestión de
residuos [23].
INTRODUCCIÓN
36
0.5 Marco teórico
En los últimos años el desarrollo industrial ha llevado consigo un crecimiento económico siempre
ligado al aumento de población que ha originado nuevas preocupaciones medioambientales y
generalizadas motivadas por un exceso de consumo de recursos que no permiten la regeneración
natural de los mismos produciéndose cantidades descontroladas de residuos, contaminaciones
atmosféricas, desertización de suelos, vertidos, etc., que la biosfera no es capaz de absorber. Por
ello, desde hace más de cuatro décadas se comenzó a estudiar el impacto sobre el medio ambiente
exigiendo a los mandatarios políticas respetuosas con el mismo [6].
Nos enfrentamos a un gran aumento de exigencias medioambientales debidas a la preocupación
social y a las obligaciones legales a las que se deben las industrias y ciudades a tenor de los impactos
que tienen sus actividades sobre el medio ambiente. Una de las preocupaciones medioambientales
más importantes en la actualidad es la enorme cantidad de residuos que se generan y dar una
respuesta limpia para su gestión. Esto ha originado un aumento en la sensibilidad de todas las
administraciones públicas, desde europeas hasta autonómicas y locales. Según la legislación vigente,
se define residuo como “cualquier sustancia u objeto que su poseedor deseche o tenga la intención o
la obligación de desechar” [14].
La composición de los residuos es muy variada y heterogénea, ya que están constituidos por
materiales muy diversos. Según el país en el que vivamos la cantidad de residuos que producimos
varía, así los más desarrollados generan más residuos por habitante y día que los menos
desarrollados.
También existen variaciones dentro de un mismo país dependiendo de las características de la zona
(urbana o rural), del nivel de vida de la población, de la estación del año, clima, etc. Como
consecuencia de su diversidad y elevado número, es necesario clasificar y ordenar de algún modo los
distintos tipos de residuos. En nuestro estudio de investigación nos centraremos en residuos
orgánicos domésticos y comerciales, es decir, compuestos por materias derivadas de vegetales,
animales y comestibles, los cuales se descomponen con facilidad y vuelven a la tierra.
INTRODUCCIÓN
37
Por ejemplo, frutas y verduras, restos de comidas, papeles (son biodegradables, es decir, tienen la
capacidad de fermentar y ocasionan procesos de descomposición). Se generan en los domicilios
como consecuencia de las actividades domésticas y comerciales, generados por la actividad propia
del comercio, al por mayor y al por menor, de los servicios de restauración y bares, de las oficinas y
de los mercados, así como del resto del sector servicios.
0.6 Niveles de generación de biorresiduos
Se tiene poca información respecto a la cantidad de biorresiduos que se generan en el planeta ya que
normalmente en países pocos desarrollados apenas se controlan. Pero también se tienen datos que
pueden ser útiles. Por ejemplo, se estima que anualmente se producen cerca de 1,35 billones de
toneladas de residuos sólidos urbanos cuya composición de residuos orgánicos varia
significativamente de unas zonas a otras.
Estas diferencias se deben a varios motivos, siendo fundamental el nivel de desarrollo que tiene cada
país. Así, podemos saber que en los países más prósperos de la Unión Europea la composición de los
residuos orgánicos es inferior al 29%, mientras que en regiones menos desarrolladas de Sudamérica,
África o Asia la generación de estos residuos alcanza porcentajes superiores del 65% [35].
Con respecto a datos nacionales, en España se produjeron 22.017 millones de toneladas de residuos
domiciliarios y actividades comerciales en el año 2017, siendo un 36% biorresiduos, es decir, se
generaron cerca de 8 millones de toneladas. Estas cifras se encuentran alineadas con las cifras
aportadas por países con un nivel de desarrollo similar para la generación de residuos orgánicos. En
la Tabla 0.6.1 se puede observar que en el año 2017 constituyeron cerca del 84% del total de
Residuos Sólidos Urbanos, teniendo en cuenta la definición de biorresiduos citada en el presente
capitulo, considerando la Fracción Orgánica de Residuos Separada (FORS) y sin tener en cuenta la
poda.
Desglosando aún más estos datos, en la Tabla 0.6.2 se muestra cómo dentro de ese porcentaje un
79% se corresponde con residuos de alimentos.
INTRODUCCIÓN
38
Tabla 0.6.1 Residuos obtenidos en el flujo de FORS en 2017.
Tabla 0.6.2. Desglose por categoría de la materia orgánica biodegradable
en el año 2017.
Según la “Guía para la implantación de la recogida separada y tratamiento de la fracción orgánica”
[28] del MAGRAMA se debe implantar una pirámide jerárquica específica para la gestión de los
biorresiduos, que tal como representa la Figura 0.6.1 quedaría establecida de la siguiente manera:
Una primera fase en la que se pretende prevenir la generación de residuos o generar la menor
cantidad posible.
Si no se puede evitar la generación de residuos, tendremos una siguiente fase, compuesta por la
recogida y transporte de los mismos como antesala de su tratamiento.
Como parte del tratamiento, se seleccionarán los residuos de los que se puedan obtener una
valorización para así pasar por una fase de residuos que puedan reutilizarse, otra fase para los que no
puedan reutilizarse, pero puedan valer en un tratamiento de reciclado.
CATEGORÍA ANUAL (%)
PC (Envase y no envase) 7,01
Vidrio envase 3,84
Materia orgánica biodegradable 84,00
Otros residuos (menos PC no envase) 5,15
Total 100
CATEGORÍA ANUAL (%)
Restos de alimentos 79,00
Restos de jardinería 16,65
Celulósicos 4,00
Otros Materia orgánica 0,35
Total 81,42
INTRODUCCIÓN
39
Por último, los residuos que no hayan podido ser reutilizados ni reciclados, podrán ser valorizados
energéticamente en procesos de biometanización.
En la pirámide jerárquica de la figura 0.6.1 podemos ver que los residuos de los cuales no se podrá
obtener ninguna valorización, tendrán que ser eliminados por otros procedimientos.
Figura 0.6.1: Pirámide jerárquica específica para la gestión de los biorresiduos [28]
Como consecuencia de dicha pirámide, se puede establecer un tratamiento integral de residuos
municipales como el representado en la figura 0.6.2:
INTRODUCCIÓN
40
Figura 0.6.2 Tratamiento integral de residuos municipales. Fuente: URBASER
Como se puede observar, se reciclarán directamente residuos como papel, cartón y metales. Los
Residuos Orgánicos se destinarán a plantas de biometanización y una pequeña parte a compostaje.
Después del proceso de biometanización obtendremos energía 100% renovable y una pequeña
cantidad de material compostable que se transformará en compost. Todo el material no reciclable,
así como todos los rechazos originados en los tratamientos de biometanización y compostaje
finalmente serán sometidos a un tratamiento térmico del que también podrá obtenerse energía.
0.7 Técnicas para la gestión de biorresiduos
En Europa, algunos países llevan años realizando recogidas selectivas, una formula con éxito,
especialmente respecto a los residuos de jardines y parques. No obstante, los residuos que se
generan en cocinas aún se siguen recogiendo mezclados con el resto de residuos sólidos urbanos. La
recogida selectiva ofrece ventajas y oportunidades, como evitar que los residuos orgánicos lleguen a
los vertederos mejorando la capacidad calorífica de los residuos restantes, permitiendo conseguir
que la composición de biorresiduos sea más limpia para producir un compost de mayor riqueza y
aumente el rendimiento de producción de biogás.
INTRODUCCIÓN
41
Según la jerarquía de residuos comentada anteriormente, la recepción de residuos en vertederos es
la peor opción. Aun así, continúa siendo la forma de eliminación de los mismos más utilizada en la
Unión Europea. Los vertederos se deben construir y gestionar conforme a la Directiva de Vertederos
(barreras impermeables, equipo de captura de metano, etc.) con el fin de evitar emisiones
incontroladas de gases y efluentes [5].
0.7.1 El tratamiento biológico: Los tratamientos biológicos son operaciones de tratamiento por
biodegradación de materia orgánica tanto de recogida en forma separada como de las presentes en
la fracción resto donde no existe dicha recogida separada, combinándose en este último caso con
tratamientos mecánicos complementarios (como el compostaje y la digestión anaeróbica). Se
pueden definir como reciclado si el digestato es utilizado para mejorar los suelos para cultivos. En el
caso de otros usos, se debe clasificar como pretratamiento antes de ser recepcionado en vertederos.
Los procesos de digestión anaerobia son sistemas recuperadores de energía [5].
El compost es un producto obtenido a partir de materiales orgánicos de distinto origen (lodos de
depuración, estiércol, fracción orgánica de residuos urbanos, etc.), los cuales son sometidos a un
proceso biológico controlado de fermentación aerobia o “compostaje”. Los procesos de compostaje
han sido conocidos y practicados desde la antigüedad, si bien los modernos sistemas desarrollados
en la actualidad permiten un mayor control del proceso, con el consiguiente incremento en la calidad
de los compost obtenidos. Posee un aspecto terroso, ausente de olores y libre de microorganismos
patógenos y de semillas y que puede emplearse en múltiples aplicaciones como abono de fondo,
sustituyendo a los fertilizantes químicos tradicionales, más agresivos con el medio [9].
Los procesos de digestión anaeróbica son procesos muy eficaces para tratar residuos orgánicos
húmedos, con grasa y aceites incluidos. Generan una mezcla de gases (entre ellos metano y dióxido
de carbono) en digestores controlados [5].
El material sobrante en los digestores después de la metanización se llama digestato y después de un
proceso de afino se convertirá en compost de calidad recuperando así la mayor parte de los recursos
contenidos en los residuos. A lo largo del presente documento, el término “compost” se referirá
tanto al generado a partir de biorresiduos como al digestato compostado.
INTRODUCCIÓN
42
0.7.2 El tratamiento biomecánico (TMB): Describe las técnicas que combinan el tratamiento biológico
con el tratamiento mecánico (clasificación). En el presente documento, el término se refiere
únicamente al pretratamiento de residuos mezclados con objeto de producir un material más estable
para los vertederos o un producto con mejores propiedades de combustión. No obstante, el
tratamiento biomecánico que utiliza la digestión anaerobia genera biogás y, por tanto, puede
constituir asimismo un proceso de recuperación de energía. Los residuos combustibles separados en
el proceso de tratamiento biomecánico pueden incinerarse asimismo dado su potencial de
recuperación energética [5].
0.8 Impactos medio ambientales relacionados con la gestión de los biorresiduos debido al
tratamiento biológico
El compostaje es una de las opciones de mayor aplicación y efectividad para el tratamiento de los
biorresiduos; el producto puede ser aplicado como acondicionador y enmienda orgánica de suelos y
fuente de nitrógeno y fósforo en Sistemas Agroambientales (SA) que incluyen actividades agrícolas,
pecuarias, forestales, misceláneas (áreas erosionadas para recuperación) y ornamentales.
Cada uno de los SA tiene requerimientos de calidad del producto que se pueden alcanzar mediante
acondicionamientos en la calidad de la materia prima y en la operación y monitoreo del proceso, por
lo cual es fundamental identificar los SA con mayor potencial para el uso del producto final [7].
Los procesos de digestión anaeróbica, el compostaje y los tratamientos biomecánicos pueden
originar emisiones de gases de efecto invernadero (CH4, N2O y CO2). Cuando se consigue estabilizar
los residuos orgánicos mediante tratamientos biológicos, el compost es capaz de fijar el carbono de
ciclo corto durante un escaso periodo de tiempo. Se estima que dentro de 100 años, más del 9% del
material orgánico que haya en el compost estará en la composición del suelo. El uso del digestato
como abono ofrece ventajas como el control el control de la infiltración de la humedad, la capacidad
de retención de agua, los microorganismos del suelo mejorando la estructura del mismo (el compost
obtenido a partir de residuos de cocina puede contener cerca de un 1 % de nitrógeno (N2), un 0,7 %
de óxido de fósforo (P2O5) y un 6,5 % de óxido de potasio (K2O).
Gracias al reciclado del fósforo se podrá evitar la necesidad de utilizar abonos minerales, mientras
que evitar el uso de la turba podrá disminuir los daños que se producen a los ecosistemas con
humedales [5].
INTRODUCCIÓN
43
Cuanto mayor sea la propiedad de retener la humedad, los suelos serán más productivos pudiendo
reducir así las necesidades energéticas en los trabajos agrícolas. Cuanto mayor sea la retención del
agua en el suelo mejor se podrá luchar contra la desertización de los suelos pudiendo prevenir
inundaciones [5].
Por último, el uso del compost ayuda a frenar la pérdida de materia orgánica del suelo en algunas
zonas y su impacto ambiental es escaso, como pequeñas emisiones de gases de efecto invernadero y
compuestos orgánico volátiles.
Los beneficios agrícolas de la utilización de compost son evidentes, pero existen discrepancias en
cuanto a la cuantificación adecuada (p. ej., respecto a otras fuentes de enmiendas del suelo).
1. OBJETIVOS DE LA TESIS
OBJETIVOS DE LA TESIS
47
1. OBJETIVOS DE LA TESIS
1.1 Generales
Restaurantes, hoteles, supermercados, hospitales, colegios, empresas de fabricación o
procesamiento de alimentos... son muchos los lugares que generan restos alimentarios susceptibles
de reciclarse, generando energía en forma de electricidad y calor o produciendo fertilizantes.
La transformación de restos alimentarios industriales en energía respetuosa con el medio ambiente
supone una gran ventaja para la región y para la protección del clima.
Con la implantación de nuevos servicios de recogida de residuos orgánicos procedentes de
alimentos, los habitantes de la Comunidad de Madrid también podrían eliminar sus restos
alimentarios conforme a nuevas especificaciones. De este modo se evitaría el vertido o la combustión
de este tipo de residuos, y se promueve al mismo tiempo la producción de energías renovables en la
Comunidad.
Analizada la necesidad de tratar y valorizar los residuos orgánicos procedentes de alimentos que se
generan con fórmulas más eficientes y basándonos en la hipótesis de que el estado del arte actual no
da una respuesta en el marco legal a esta necesidad, el objetivo principal de esta tesis es desarrollar
y justificar la viabilidad de la recogida separada de residuos orgánicos que en la actualidad no se
están tratando en la Comunidad de Madrid y su transformación en energía, bien como gas natural
o como energía eléctrica y otros materiales, contemplando las siguientes etapas:
Establecimiento del contexto.
Identificación y cuantificación de los puntos importantes de generación de residuos orgánicos
procedentes de alimentos o centros de producción de los mismos.
Cálculo de la capacidad para generar electricidad y material compostable de los diferentes
residuos obtenidos como Materias Primas (MMPP) en una planta de Biogás.
Evaluación del beneficio medio ambiental que puede reportar a la sociedad en materia de
reducción de emisiones en forma de metano (CH4).
Evaluación de los resultados y estudio de viabilidad como futuro proyecto.
OBJETIVOS DE LA TESIS
48
1.2 Específicos
Teniendo en cuenta el objetivo principal enunciado anteriormente, el conjunto de los trabajos
enmarcados en esta tesis están dirigidos a la consecución de los siguientes sub‐objetivos:
‐ Actualizar las tendencias actuales del sistema de recogida y posterior tratamiento de
residuos hasta diciembre del 2018 en la Comunidad de Madrid. (No se disponen de los datos
del 2019).
‐ Desarrollar una metodología para la separación de los residuos orgánicos procedentes de
alimentos en bares, restaurantes, colegios, hospitales y grandes superficies comerciales y su
posterior recogida diaria.
‐ Proponer la Ingeniería necesaria de diseño‐control de una planta de digestión anaeróbica y la
posterior cogeneración eléctrica produciendo energía suficiente para una importante
cantidad de hogares madrileños.
‐ Evaluar los beneficios económicos, medio ambientales y sociales que reportaría la
construcción de plantas de biogás de digestión en la Comunidad de Madrid.
‐ Evaluar los beneficios energéticos de producir energía eléctrica y térmica.
1.3 Estructura de la memoria
Para la consecución del objetivo principal y de los sub‐objetivos, la tesis se estructura en los
siguientes capítulos:
• El capítulo 0 del documento describe, como ya se ha visto, los antecedentes y el contexto en el que
se enmarca la tesis, su justificación e hipótesis planteadas.
• El capítulo 1 establece los objetivos generales y específicos de la tesis, así como la metodología
para la consecución de los mismos.
• El capítulo 2 describe el estado del arte acerca del tratamiento de residuos en la Comunidad de
Madrid, definiendo marco normativo y enumerando infraestructuras existentes.
• En el capítulo 3 se comienza con el trabajo de investigación. Aquí entramos de lleno con la
búsqueda de información para conocer las cantidades de residuos orgánicos que no son tratados en
plantas de biometanización, caracterización de residuos, así como las ubicaciones donde se generan
OBJETIVOS DE LA TESIS
49
facilitados en las plantas de tratamiento de residuos de la Comunidad de Madrid, Técnicos de la
Consejería de Medio Ambiente, Ordenación de Territorio y Sostenibilidad de la Comunidad de
Madrid, así como en las empresas privadas que se encuentran gestionando parte de dichos residuos.
• En el capítulo 4 continuamos nuestro trabajo de investigación desarrollando un plan logístico para
la recogida de los residuos orgánicos de la Comunidad de Madrid, tanto en recogidas urbanas
domiciliarias como en establecimientos de actividades económicas y se describirá el diseño que
tendría una nueva planta de biogás para el tratamiento de dichos residuos considerados en el
capítulo 3 con la ayuda de visitas a plantas existentes, tanto nacionales como europeas.
• En el capítulo 5 se presentan los resultados del estudio en forma de rendimientos y productos
finales.
• En los capítulos 6, 7 y 8 se plasmarán las conclusiones obtenidas, análisis de las mismas y las
aportaciones obtenidas por este trabajo, así como algunas consideraciones para futuros desarrollos
en este campo de investigación.
1.4 Metodología
Selección del área de investigación
Nuestra investigación se centra en la Comunidad de Madrid. Es una comunidad autónoma de España
situada en el centro de la Península Ibérica y, dentro de ésta, en el centro de la Meseta Central.
Limita con las provincias de Guadalajara, Cuenca, Toledo (Castilla‐La Mancha), Ávila y Segovia
(Castilla y León). Su capital, Madrid, es también la capital de España. Su población es de 6.640.705 de
habitantes (INE 2018), la cual se concentra mayoritariamente en el área metropolitana de Madrid.
Para alcanzar los objetivos marcados se partirá de los siguientes datos:
• Datos de población en habitantes de la Comunidad de Madrid evolutivos entre los años 2012‐
2018.
Datos sobre la generación de residuos urbanos en toneladas (comerciales y domiciliarios y su
composición) evolutivamente desde los años 2012‐2018.
Datos acerca del número y tipo de instalaciones existentes en la comunidad de Madrid para
al tratamiento de residuos.
OBJETIVOS DE LA TESIS
50
Datos en relación con el valor económico, social y ambiental de los diferentes tipos de
tecnología existentes para el tratamiento de residuos en la Comunidad de Madrid.
Diseño de plantas de digestión anaerobia.
Cálculo del ahorro energético.
Fases del trabajo.
La metodología del trabajo se ha planteado en las siguientes fases:
‐ Documentación detallada acerca de la situación actual de la gestión de residuos urbanos en
Europa y la Comunidad de Madrid.
‐ Búsqueda de información real en sedes de la Administración Pública y visitas a las empresas
subcontratadas por ésta para la gestión y tratamiento de toneladas disponibles de residuos
orgánicos de la Comunidad de Madrid que se están recibiendo directamente en vertederos.
‐ Tras la visita a diferentes plantas de biogás en España y Europa, establecer el diseño básico
de una planta de biogás para tratar los residuos orgánicos mencionados anteriormente.
‐ Estudio teórico detallado en relación con los rendimientos obtenidos y análisis minucioso de
la rentabilidad económica de la nueva planta realizando la hipótesis de valoración económica
exponiendo sus limitaciones y nuevos escenarios.
‐ Procesamiento de los datos obtenidos para la obtención de resultados.
2. ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE
MADRID
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
53
2. ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
2.1 Marco normativo
La gestión de residuos urbanos se regula mediante normativas muy estrictas y rigurosas. Durante los
últimos años, estas normativas han sufrido importantes modificaciones, entre las que destacan:
• Real Decreto 252/2006, de 3 de Marzo, por el que se revisan los objetivos de reciclado y
valorización establecidos en la Ley 11/1997, de 24 de Abril, de Envases y Residuos de Envases, y por
el que se modifica el Reglamento para su ejecución, aprobado por el Real Decreto 782/1998, de 30
de abril.
• Ley 5/2003, de 20 de marzo, de Residuos de la Comunidad de Madrid.
• Real Decreto 1481/2001, de 27 de diciembre, por el que se regula la eliminación de residuos
mediante depósito en vertedero.
• Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos.
•Ley 11/1997, de 24 de abril, de Envases y Residuos de Envases y Real Decreto 782/1998, de 30 de
abril, por el que se aprueba el Reglamento para el desarrollo y ejecución de la Ley 11/1997, de 24 de
abril, de Envases y Residuos de Envases.
• Plan Nacional de Residuos Urbanos (2000‐2006).
Estas normativas deben adaptarse en un tiempo determinado, es decir, son de calendario diferido.
Para llevar a cabo esta adaptación se deben imponer unos objetivos la finalidad de ejecutar la
normativa.
Por otro lado, en relación con la normativa en preparación, el ministerio de medioambiente
considera de gran importancia los siguientes proyectos:
• Reglamento de desarrollo de la Ley 16/2002, de 1 de Julio, sobre prevención y control integrado de
la contaminación.
• Anteproyecto de ley en materia de acceso a la información medioambiental, basado en Directivas
2003/4/CE y 2003/35/CE [6].
Actualmente, en las normativas se especifican requisitos cualitativos y unos objetivos cuantitativos,
siendo estos muy ambiciosos a corto, medio y largo plazo respecto a las entradas de
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
54
residuos orgánicos en vertederos y valorización de residuos de envases. Estos objetivos se deben
cumplir, siendo primordial efectuar una planificación, dado que una mala organización impacta sobre
los principales flujos de residuos urbanos. Por ejemplo, si se produce la reducción de entradas de
residuos biodegradables en vertederos afectaría a una fracción que representa, un 70% en peso del
total de los residuos urbanos generados. En todo caso, es preciso matizar que el único objetivo
regional estrictamente aplicable es el contemplado para residuos biodegradables entrantes en
vertedero a partir del año 2016, y que establece que sólo podrá entrar en vertedero el 35% sobre la
generación de 1995 (según Ley 5/2003, de Residuos, de la Comunidad de Madrid; disposición
adicional sexta). El resto de objetivos son nacionales, por lo que la Comunidad de Madrid pretende
adoptarlos como propios en la medida de sus posibilidades, pero reconociendo al mismo tiempo el
hecho de que son únicamente de aplicación para la totalidad del Estado Español. También debemos
señalar la importancia de la normativa relativa a la prevención del cambio climático, como
consecuencia de la aprobación y posterior ratificación del Protocolo de Kioto. Este aspecto es
importante en relación con las emisiones de GEIs como consecuencia de la propia gestión de
residuos urbanos, vinculados al biogás obtenido en vertederos. Este biogás está constituido
principalmente de metano, uno de los compuestos que contribuye de manera importante al
calentamiento global. Debido a esta situación, se necesita una reducción de las emisiones. Otra de las
alternativas, sería una reducción de material biodegradable en la entrada de los vertederos.
Teniendo en cuenta esto, la Comunidad de Madrid ha estado trabajando para cumplir con los
requerimientos establecidos en el Protocolo de Kyoto, cumpliendo y planificando los respectivos
objetivos. Para ello, se ha realizado la integración de todos los requisitos y la forma de proceder en
un solo documento de planificación.
Entre las disposiciones legales más relevantes a alcanzar por parte de la Comunidad de Madrid se
pueden destacar las siguientes:
• Consecución de los objetivos establecidos en el Real Decreto 252/2006 por el que se revisan los
objetivos de reciclado y valorización de residuos de envases. Este Real Decreto traspone
parcialmente la Directiva 2004/12/CE, modificando los objetivos de reciclado y valorización
contenidos en el artículo 5 de la Ley 11/1997, de 24 de abril, de Envases y Residuos de Envases.
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
55
• Reducir en un 35% la entrada de residuos biodegradables en vertedero respecto al generado en
1995. Este objetivo regional se podría efectuar imponiendo que en las zonas de la Comunidad de
Madrid se cumpla con el documento de planificación anteriormente mencionado. Las zonas que se
consideran importantes son la zona compuesta por el núcleo de municipios formado por Madrid,
Arganda del Rey, Rivas‐Vaciamadrid y la zona compuesta por el resto de municipios. Todo esto
significaría que la Comunidad de Madrid, exceptuando su núcleo, se compromete a eliminar en
vertedero, como máximo y aproximadamente, 400.000 toneladas anuales de residuos urbanos
(300.000 t/año de residuos orgánicos). En relación con cada una de las zonas mencionadas
anteriormente, la eliminación a vertedero sería de un máximo de aproximadamente 564.000
toneladas anuales de residuos urbanos (423.000 t/año de residuos biodegradables), según los datos
disponibles.
• Aplicación y cumplimiento, por parte de todos los municipios de la Comunidad de Madrid del
marco competencial en materia de gestión de residuos urbanos atribuidos por la normativa [6].
La gestión de los residuos producidos en todos los municipios madrileños se estableció en la
Estrategia de Residuos de la Comunidad de Madrid 2006‐2016. Esta estrategia se fundamenta en los
principios de prevención, jerarquía, proximidad y suficiencia, “quien contamina paga” y
responsabilidad de quien produce. Su principal objetivo se centra en la reducción del impacto
ambiental mediante: la reducción de la cantidad de residuos generados promoviendo el reciclado,
aprovechamiento de los residuos mediante valorización energética, aumento de la tasa de
tratamiento “in situ” de los residuos peligrosos, empleo de las mejores técnicas disponibles que
permitan minimizar los riesgos adversos para el medio ambiente y la salud de las personas, así como
la coordinación entre los agentes implicados y la ampliación de los conocimientos mediante difusión,
debate y partición social [6].
En la Comunidad de Madrid las competencias en materia de residuos recaen en el Área de
Planificación y Gestión de Residuos y en el Área de Infraestructuras de la Subdirección General de
Gestión de Residuos y Calidad Ambiental, Dirección General de Evaluación Ambiental, perteneciente
a la Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio [6].
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
56
2.2 Residuos domésticos
La gestión de los residuos domésticos comprende la recogida, transporte, tratamiento y eliminación,
siendo los Ayuntamientos o entidades locales los encargados de este proceso. En la Comunidad de
Madrid se generó 2.842.134 toneladas de residuos urbanos en 2018, lo que equivale a 1,20
kg/habitante/día. (Nota: (1) Población referida al 01/01/2018) [6].
De los residuos urbanos generados durante el año 2018, los residuos orgánicos y restos son los que
representan un mayor porcentaje, 75% del total de residuos urbanos recogidos en la Comunidad.
El Plan Regional de Residuos Urbanos incluido en la Estrategia de Residuos de la Comunidad de
Madrid (2006‐2016), contemplaba la reforma del modelo de gestión competencial existente hasta la
fecha, al trasladar la responsabilidad de la gestión de residuos urbanos de la Comunidad de Madrid a
los municipios, que son los competentes en la materia según establece la normativa vigente. Por lo
tanto, los responsables de la gestión de los residuos urbanos son los municipios de forma
independiente o por mancomunidades [6].
Una vía para optimizar las instalaciones y que la implantación del nuevo modelo de gestión
competencial sea más fácil, es que las mancomunidades se formen con relación a las Unidades
Técnicas de Gestión (UTGs) existentes, administradas por la Comunidad de Madrid. Por lo que, a
finales de 2018 estaban en operación las siguientes mancomunidades de gestión de residuos:
Mancomunidad del Este.
Mancomunidad del Noroeste para la Gestión y el Tratamiento de los Residuos Urbanos.
Mancomunidad de Municipios del Sur.
Mancomunidad de Servicios del Valle Norte del Lozoya*
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
57
Mancomunidad del Este Mancomunidad del Sur Mancomunidad del Noroeste Mancomunidad Valle Norte del Lozoya Ayuntamiento de Madrid
Figura 2.2.1 Área geográfica que ocupan las mancomunidades. [6]
Las funciones comunes de las mancomunidades son:
Procesos de clasificación, tratamiento y eliminación de residuos urbanos.
Transporte de residuos urbanos desde las estaciones de transferencia a las instalaciones finales o vertederos.
En el plan se tenía en cuenta que las zonas no mantienen un equilibrio con relación al número de
habitantes, ni a las toneladas de residuos a tratar. Sin embargo, este planteamiento sería el más
favorable en cuanto a la logística del transporte existente y favorecía la agrupación entorno a las
grandes infraestructuras de tratamiento de residuos (Pinto, Alcalá de Henares y Colmenar Viejo) [9].
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
58
Las siguientes poblaciones, siguen el planteamiento de las unidades de gestión que tendría que
constituirse en mancomunidades:
• La UTG1, compuesta por los municipios de la zona este de la Comunidad de Madrid, con un total de
27 municipios, equivalente a una población de 759.768 habitantes (11,55% del total).
• La UTG2, compuesta por los municipios de la zona sur de la Comunidad, con un total de 70
municipios, equivalente a una población de 1.947.111 habitantes (29,60% del total).
• La UTG3, compuesta por los municipios de la zona norte de la Comunidad, con un total de 81
municipios, equivalente a una población de 655.176 habitantes (9,96% del total).
• Por último, la UTG4, compuesta exclusivamente por el municipio de Madrid, con 3.216.024
habitantes (48,89% del total).
Efectivamente, la distribución de municipios en UTGs y en mancomunidades de gestión no cumple
con el objetivo de proximidad y suficiencia que se planteó la Comunidad de Madrid en su Estrategia
de Residuos como analizaremos. Esto es porque de los 179 municipios solo 20 de ellos tienen más de
50.000 habitantes, además de la superficie y volumen de residuos gestionados. [9].
En la tabla 2.2.1 se muestran los volúmenes de recogida de residuos, el número de municipios, la
superficie y la población con la que cuenta cada UGT.
Población Superficie (Km2)
Volumen de residuos (Tn)
Número de municipios
UTG1 759.768 833 255.792 27
UTG2 1.947.111 4.095 824.218 70
UTG3 655.176 2.300 284.213 81
UTG4 3.216.024 753 1.477.911 1
TOTAL 6.578.079 7.981 2.842.134 179
Tabla 2.2.1 Distribución poblacional en unidades de gestión (mancomunidades), superficie, volumen de residuos generados y cantidad de municipios que incluyen.
En la tabla mostrada anteriormente, se observa de manera clara la desigualdad entre las
mancomunidades con respecto a las superficies, poblaciones y volúmenes de residuos tratados. Esto
ocasiona que los residuos recorran mayores distancias, especialmente en la UTG2, provocando
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
59
impactos ambientales importantes relacionados con el transporte. En adición a esto, las plantas de
tratamiento de la Comunidad de Madrid presentan desequilibrios. En la tabla 2.2.2 se recogen estas
infraestructuras agrupadas en función de las UTG propuestas [9].
UTG1 UTG2 UTG3 UTG4 TOTAL
Clasificación de envases 1 2 1 2 6
Vertederos 1 1 1 1 4
Plantas de transferencia 0 4 1 0 5
Biometanización y compostaje 0 1 0 1 2
Compostaje 0 0 0 2 2
Compostaje residuos 0 1 0 1 2
Tabla 2.2.2 Plantas de tratamientos de residuos en la Comunidad de Madrid.
2.3. Infraestructuras existentes de Residuos Sólidos Urbanos en la Comunidad de Madrid
A continuación, se realiza un análisis de las instalaciones con que se cuenta en la Comunidad de
Madrid para el tratamiento de los residuos urbanos generados. En este análisis se evalúan las
infraestructuras de la Comunidad de Madrid, que son gestionadas por ella. Luego, se relacionan las
instalaciones gestionadas por el Ayuntamiento de Madrid, el cual atiende a los municipios de Madrid,
Arganda del Rey y Rivas Vaciamadrid.
2.3.1 Vertederos
El Art. 4.26 de la Ley 5/2003, de 20 de marzo, de Residuos de la Comunidad de Madrid, define a los
vertederos como instalaciones de eliminación que se destinan al depósito de residuos en la superficie
o bajo tierra. Actualmente, en la Comunidad de Madrid, sin contar el municipio de Madrid, se
encuentran en explotación los vertederos de Pinto, Colmenar Viejo y Alcalá de Henares. Asimismo,
están en marcha las labores necesarias para la ampliación de los vasos de vertido de Pinto, Alcalá de
Henares, y Colmenar Viejo.
En el modelo actual propuesto en el Plan de Residuos Urbanos de la Comunidad de Madrid 2017‐
2024 se consideran los vertederos existentes hasta su colmatación. Los vertederos de Alcalá de
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
60
Henares, Colmenar Viejo y Pinto disponen de sistemas de desgasificación y valorización energética
del gas extraído de los mismos. De estos proyectos es necesario destacar los siguientes comentarios
sobre su importancia:
• En el proceso de descomposición de la materia orgánica contenida en los residuos urbanos
depositados en los vertederos, se emiten gases a la atmósfera. Estos gases están compuestos
aproximadamente en un 45%‐60% de metano (CH4), 25%‐35% de dióxido de carbono (CO2) y un 10%‐
20% de nitrógeno (N2). Si las emisiones de biogás son incontroladas se puede generar malos olores,
diversos efectos negativos sobre la vegetación y las edificaciones próximas a las instalaciones.
Además, en los casos más extremos, se puede producir bolsas de biogás con explosiones en el seno
del vertedero o sobre su superficie.
Por otro lado, se sabe que el Metano es el hidrocarburo que más contribuye al efecto invernadero
del planeta con un potencial de calentamiento global (Global Warming Potential o GWP) de 23, es
decir, contribuye aproximadamente 23 veces más al cambio climático que el CO2.
El emprendimiento de proyectos de desgasificación en los vertederos tiene mucha importancia. Es
reseñable que la revisión del PER 2011‐2020 preveía un incremento sustancial de la producción de
energía proveniente de fuentes renovables, en el caso de los vertederos es mediante la recuperación
de biogás y posterior valorización energética. Dicho incremento se ha estimado desde los 1417 GWh
de producción eléctrica en 2010 hasta los 4100 GWh en 2020.
Los vertederos actualmente en explotación se encuentran adaptados a los requerimientos aplicables
establecidos por el Real Decreto 1481/2001 en materia de impermeabilización, control de aguas,
gestión de lixiviados, control de gases y estabilidad [6].
En la tabla 2.3.1.1 se muestran los residuos tratados en los vertederos controlados de la Comunidad
de Madrid en 2018.
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
61
RESIDUOS TRATADOS EN VERTEDEROS CONTROLADOS 2018 (toneladas)
Vertedero Residuos domiciliarios, limpieza viaria,
parques y jardines, mercados
Residuos de comercios, oficinas y servicios
Residuos voluminosos
Otros residuos
Total
Vertedero de Alcalá de Henares
212.033 6.335 7.491 3.979 229.938
Vertedero de Colmenar Viejo
240.084 28.012 24.947 14.257 307.300
Vertedero de Pinto
526.998 96.391 58.270 87.921 769.580
Vertedero de Las Dehesas (Ayto. de Madrid)
206.769 26.865 1.017 413.393 648.044
TOTAL 1.185.884 157.603 91.725 519.550 1.954.762
Tabla 2.3.1.1 Residuos tratados en vertederos controlados
2.3.2 Plantas de biometanización y compostaje
Anualmente, en la planta de biometanización y compostaje de Pinto, se tratan 140.000 toneladas de
residuos urbanos transformándolas en compost y gas. La combustión del gas generado en la
biometanización de la basura permite en esta instalación producir a la par energía eléctrica
(92.481.163 kWh/año). Esta producción permite suministrar electricidad a 22.700 hogares
aproximadamente. Además, en esta instalación se extrae y se utiliza el metano procedente del
vertedero controlado de Pinto, junto al que se ha construido. A continuación, se describen
brevemente los procesos de esta planta:
• Clasificación previa: la basura entrante se somete a un proceso de clasificación, recuperándose los
materiales reutilizables tales como papel, cartón, vidrio, metales, cartones para bebidas y plásticos.
Estos materiales no han sido separados previamente en las viviendas y representan hasta el 7% del
total de la basura que ingresa a la planta.
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
62
• Digestión: después de la clasificación, persiste la materia orgánica que más adelante se somete a
distintos procesos que van, desde concentración y macerado, hasta la metanización, proceso en el
que se obtiene biogás. El biogás resultante de la metanización es mezclado con el extraído del
vertedero. El gas que resulta al mezclarlos es alimentado a once generadores eléctricos para generar
energía eléctrica, con una potencia instalada de 15,4 MW.
• Compostaje: El compost se obtiene a partir de la mezcla de la materia orgánica y los restos
vegetales. Esta mezcla es sometida a procesos de fermentación y esterilización durante
aproximadamente, dos semanas en túneles cerrados herméticamente y por último se afina [6].
Esta planta opera desde 2004, y progresivamente irá aumentando la cantidad tratada. Si se realizara
una recogida selectiva de materia orgánica, restos de poda y jardinería hasta la capacidad máxima de
la instalación de digestión (56.000 T/año), se podría incorporar esta materia orgánica directamente a
la línea de biometanización.
Este caso se presentaría cuando la cantidad de materia orgánica que entra en la digestión o en el
aprovechamiento de los de los túneles de compostaje no fuera suficiente.
Por otra parte, la instalación de clasificación, localizada en la cabecera del proceso, podría también
trabajar a máximo rendimiento (420.000 T/año, frente a los 140.000 T/años nominales), clasificando
una mayor cantidad de residuos reciclables. [6].
Además de la planta de biometanización de Pinto, la Comunidad de Madrid cuenta con otras dos
instalaciones, la de La Paloma y la de Las Dehesas, ambas pertenecientes al Parque Tecnológico de
Valdemingomez (PTV).
En la siguiente tabla 2.3.2.1, podremos observar el flujo de entradas y salidas en las actuales plantas
de biometanización con las que cuenta la Comunidad de Madrid:
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
63
PLANTAS DE BIOMETANIZACION DE LA COMUNIDAD DE MADRID 2018
COMUNIDAD DE MADRID AYUNTAMIENTO DE MADRID
Pinto La Paloma Las Dehesas
ENTRADAS (Kg)
Bolsa gris 62.936.620
Residuos mezclados
103.051.000Residuos mezclados
159.786.000
Restos de Poda 12.554.860
Lodos procedentes de tratamiento de
aguas 5.713.390
Lodos biodegradables 10.760
TOTAL 81.215.630
SALIDAS (Kg)
Papel/Cartón 903.020
Biogás (m3)
Rechazo a vertedero de Las Dehesas
(Kgs)
5.815.742
63.147.000
Biogás
Rechazo a vertedero de Las Dehesas
(Kgs)
12.155.982
110.693.000
Briks 67.100
Vidrio 28.140
Compost 2.489.280
Metales 558.120
Plásticos 230.960
TOTAL 4.276.620
Tabla 2.3.2.1 Entradas y salidas en las plantas de biometanización de la Comunidad de Madrid
La Comunidad de Madrid cuenta con las plantas de compostaje de la Paloma y Las Dehesas que
reciben las recogidas del Ayuntamiento de Madrid, Arganda del Rey y Rivas Vaciamadrid y la planta
de compostaje de Villanueva de la Cañada que recibe recogidas del resto de la Comunidad
En la tabla 2.3.2.2 se plasman las entradas de residuos en las actuales plantas de compostaje de las
que dispone la Comunidad de Madrid:
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
64
PLANTAS DE COMPOSTAJE DE LA COMUNIDAD DE MADRID 2018
Comunidad de Madrid Ayuntamiento de Madrid
Villanueva de la Cañada La Paloma Las Dehesas
ENTRADAS (Kg)
Restos de poda 17.995.070 Materia orgánica
recuperada del triaje
23.366.000
Materia orgánica
recuperada del triaje
103.004.000Lodos de tratamiento de aguas
residuales 3.494.020
SALIDAS (Kg)
Compost + Biomasa triturada
15.519.120 Compost 4.660.000 Compost 6.862.000
Tabla 2.3.2.2 Entradas y salidas de residuos en plantas de compostaje de la Comunidad de Madrid
2.3.3 Estaciones de transferencia
Los residuos urbanos procedentes de los municipios más alejados de las instalaciones de tratamiento
se acopian y depositan temporalmente en las estaciones de transferencia. De esta forma se optimiza
el modo de transporte. En la Comunidad de Madrid en el año 2018 existían 8 de estas instalaciones, 4
de ellas ubicadas en la Mancomunidad del Noroeste (Collado Villalba, El Molar, Lozoyuela‐Navas
Siete Iglesias y San Sebastián de los Reyes) y las otras 4 en la Mancomunidad del Sur (Colmenar del
Arroyo, Colmenar de Oreja, Las Rozas de Madrid y Leganés) [6].
2.3.4 Plantas de clasificación de envases
En estas plantas se clasifican y separan los residuos procedentes de la separación domiciliaria, en
función de su composición. Los materiales que se recuperan de esta clasificación se destinan a las
empresas recicladoras, donde cumplen la función de materia prima en los procesos de fabricación de
nuevos productos. En la tabla 2.3.4.1 se puede ver el flujo de entrada de residuos en este tipo de
plantas disponibles en la Comunidad de Madrid.
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
65
PLANTA DE CLASIFICACION DE ENVASES DE LA COMUNIDAD DE MADRID 2018
Entradas de residuos (Tn)
Material recuperado (Tn)
Rechazo en planta (Tn)
Colmenar Viejo 12.657 7.403 4.395 (1)
San Fernando de Henares (Nueva Rendija)
13.470 8.036 5.434 (1)
Pinto 28.101 18.016 8.794 (1)
Fuenlabrada 9.835 7.030 1.401 (1)
La Paloma (Ayto. Madrid) 40.547 16.518 105.497 (2)
Las Dehesas (Ayto. Madrid) 35.714 10.514 278.335 (3)
TOTAL 140.324 67.517 403.856
Notas: (1) Las diferencias entre entradas, material recuperado y rechazo en planta se deben a stocks en planta, mermas de proceso y otros aprovechamientos (2) 16.694 Tn con destino vertedero y 88.803 Tn con destino incineradora (3) 217.568 Tn con destino vertedero y 60.767 Tn con destino incineradora La salida de rechazo en las plantas de La Paloma y Las Dehesas es conjunta con la de triaje de la bolsa de restos.
Tabla 2.3.4.1 Planta de clasificación de envases de la Comunidad de Madrid 2018.
2.3.5 Puntos limpios
En estas instalaciones, los usuarios pueden depositar residuos de carácter doméstico de forma
segregada para posteriormente tratarlos y gestionarlos. La Comunidad de Madrid cuenta con más de
un centenar de puntos limpios fijos y móviles.
Con anterioridad al año 2013, los puntos limpios fijos de la Comunidad de Madrid eran gestionados
en las instalaciones de Collado Villalba y Colmenar Viejo. Ahora han pasado a ser gestionados por las
Mancomunidades correspondientes. El Ayuntamiento de Madrid gestiona 16 puntos limpios fijos y
102 puntos limpios móviles [6].
En la tabla 2.3.5.1 se observan las toneladas recogidas en los puntos limpios del Ayuntamiento de
Madrid, así como los recogidos en los diferentes puntos del resto de la Comunidad.
ESTADO DEL ARTE DEL TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID
66
RESIDUOS RECOGIDOS EN PUNTOS LIMPIOS GESTIONADOS POR LA COMUNIDAD DE MADRID
2018
Punto limpio Cantidad (Tn)
Ayuntamiento de Madrid 31.966
Resto de la Comunidad 53.542
TOTAL 85.508
Tabla 2.3.5.1 Residuos recogidos en puntos limpios gestionados por la Comunidad de Madrid 2018. Fuente: [6]
3. PLANIFICACION Y BUSQUEDA DE INFORMACION
PLANIFICACIÓN Y BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
69
3. PLANIFICACION Y BUSQUEDA DE INFORMACION
3.1. Obtención de Materias Primas
La Comunidad de Madrid constituye el núcleo urbano más poblado de España. Los datos publicados
por el Padrón Municipal de la Comunidad de Madrid referidos a 31 de diciembre del 2018 arrojan
una cifra de 6.578.079 habitantes. (Datos publicados por el Instituto Nacional de Estadística referidas
al 1/1/2019)
Dentro de esta cifra, debemos tener en cuenta que existen poblaciones que superan los 100.000
habitantes, es decir, son núcleos poblacionales importantes.
La ciudad de Madrid cuenta con 3.216.024 habitantes. Es importante tener en cuenta, que es una
ciudad con más de 6 millones de visitantes al año a los que se deben de sumar personas no
registradas (inmigración ilegal, residentes no empadronados, etc.) cuya cifra puede sumar un millón
de personas más.
Todo ello se traduce en una cifra de generación de residuos superior a 8.000 toneladas diarias, cuya
gestión, en virtud de las competencias otorgadas a las entidades locales por la vigente Ley 10/1998,
de Residuos, es responsabilidad del Gobierno Regional.
En la actualidad, debido a la cantidad y complejidad de la recogida de todos los residuos en la
Comunidad de Madrid, así como la diversidad de empresas subcontratadas mediante licitación
se hace difícil conocer con exactitud las cifras exactas de generación de los mismos, así como
su tratamiento.
Para ello, y con el fin de recabar la mejor información en los siguientes apartados, se ha
visitado a todas y cada una de las entidades que forman parte de la gestión integral de
residuos de toda la Comunidad, como son:
‐ Técnicos de la Consejería de Medio Ambiente, Ordenación de Territorio y Sostenibilidad de la Comunidad de Madrid.
‐ GEDESMA (Gestión y Desarrollo del Medio Ambiente de Madrid). (Eduardo Tolosa)
‐ FENERCOM (Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid). (Víctor Marcos Morell)
PLANIFICACIÓN Y BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
70
‐ URBASER (Isabel Tarín)
‐ Parque Tecnológico de Valdemingomez (Miguel Ángel Boquedano)
3.2. Generación de residuos urbanos en la Comunidad de Madrid
La caracterización de los residuos urbanos que se generan en la Comunidad de Madrid es un
elemento fundamental a la hora de establecer una planificación para la gestión de los mismos. Su
estudio es esencial para dimensionar de una forma ajustada la forma de recogida, de tratarlos y
estudiar su valorización.
Las cuantificación y estado de los residuos generados aportan información muy valiosa para diseñar
estrategias de concienciación ambiental, ya que permiten valorar el comportamiento de los
ciudadanos en materia de separación de residuos, reducción de los residuos producidos, junto al
conocimiento de los datos relativos a su composición, de separación en origen de cantidad de
residuos separados e idoneidad de la separación.
En la Comunidad de Madrid los residuos urbanos se componen de las siguientes fracciones:
‐ Residuos procedentes de hogares: Están compuestos por envases, bolsas de restos, vidrios y papel
/ cartón fundamentalmente. Además, existe una pequeña aportación de residuos voluminosos y
animales muertos.
‐ Residuos procedentes de actividades económicas de la Comunidad, compuestos por residuos de
limpieza (limpiezas viarias y residuos de parques y jardines) y por los generados por empresas
vinculadas a la generación de residuos orgánicos, tales como bares, restaurantes, hospitales,
colegios, mercados y grandes superficies comerciales, tratados y transportados por los servicios
municipales o subcontratados con empresas especializadas autorizadas de residuos.
PLANIFICACIÓN Y BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
71
3.2.1. Gestión de residuos domésticos y comerciales
Aunque la caracterización de los residuos domésticos y comerciales es muy parecida, ambos tienen
algunas particularidades en morfologías y volumen de generación que hacen que se tengan en
cuenta ciertas clasificaciones para poder mejorar su gestión y tratamiento.
Por otra parte, y aunque se consideran residuos domésticos, los residuos de aparatos eléctricos y
electrónicos, las pilas y acumuladores, así como los residuos de construcción y demolición
procedentes de obras menores son objeto de planes específicos dentro de la Estrategia de Residuos
de la Comunidad de Madrid, por lo que no son considerados en el presente estudio.
La generación de residuos domésticos y comerciales en el periodo 2006 – 2018 se refleja en la
siguiente figura:
Figura 3.2.1.1 Población y generación de residuos en la Comunidad de Madrid
A lo largo de los últimos años, la concienciación ciudadana y la crisis económica han hecho que poco
a poco vaya reduciéndose la cantidad total de residuos domésticos generados anualmente,
obteniendo un descenso del 22,5% en valores absolutos. La producción de residuos por habitante y
día fue bajando desde 1,38 Kg en 2010 hasta 1,20 Kg en 2018, lo que representa una reducción del
13%.
0
1.000.000
2.000.000
3.000.000
4.000.000
5.000.000
6.000.000
7.000.000
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
POBLACION (millon hab.) Generación anual de residuos recogidos (millon. kgs.)
PLANIFICACIÓN Y BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
72
La forma de establecer las cantidades de residuos urbanos generados por la Comunidad de Madrid es
por medio del pesaje de todos los camiones que los recogen y depositan en los centros de
tratamiento. Dicho pesaje permite determinar la generación de cada una de las categorías de
residuos, restos, envases, voluminosos, etc. y el lugar de procedencia de los mismos.
Comenzando nuestra búsqueda de información en el Parque Tecnológico de Valdemingomez (PTV),
podemos observar en la tabla 3.2.1.1 que, durante el año 2018, en sus centros se trataron un total de
1.330.877 toneladas de residuos urbanos, cantidad que ha supuesto un aumento del 6,12% con
respecto a la procesada en el año 2012. La ciudad de Madrid fue el origen del 56,6% de los residuos
tratados, mientras que el 44,4 % restante procedió del resto de los municipios de la Comunidad.
Por lo que respecta a los residuos urbanos tratados en el PTV durante 2018, el 79% fueron residuos
domiciliarios generados por los ciudadanos de Madrid, sin contar con el papel‐cartón procedente de
la recogida selectiva de aportación que no llega al Parque Tecnológico.
El 21% restante, son residuos asociados a la actividad económica de la ciudad de Madrid y los
residuos urbanos de los municipios de Arganda del Rey y Rivas Vaciamadrid integrando los residuos
de limpieza y los producidos por empresas, tratados y transportados por los servicios municipales o
sólo tratados.
Tabla 3.2.1.1 Cantidades anuales de residuos urbanos tratados en el PTV
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Generados directamente por los
ciudadanos madri leños998.783 963.884 968.757 982.930 994.590 1.005.776 1.057.959
Generados por la actividad
económica de la ciudad212.180 202.303 207.511 217.998 232.666 228.825 250.585
TOTAL CIUDAD DE MADRID 1.210.963 1.166.187 1.176.268 1.200.928 1.227.256 1.234.601 1.308.545
Rivas‐Vaciamadrid 23.115 0 0 0 0 0 0
Arganda del Rey 20.033 19.962 19.896 20.294 15.514 18.248 22.342
TOTAL OTROS AYUNTAMIENTOS 43.148 19.962 19.896 20.294 15.514 18.248 22.342
1.254.111 1.186.149 1.196.164 1.221.222 1.242.770 1.252.849 1.330.887
ORIGEN Y TIPO DE RESIDUOS URBANOS
CIUDAD DE MADRID
OTROS
AYUNTAMIENTOS
TOTAL RESIDUOS TRATADOS EN EL PTV
PRODUCCION ANUAL (Tn)
PLANIFICACIÓN Y BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
73
En la tabla 3.2.1.2 se pueden ver las cantidades de residuos urbanos anuales producidas en la ciudad
de Madrid, en la cual también aparecen las composiciones de dichos residuos en toneladas, así como
los residuos generados por las actividades económicas de la ciudad.
Tabla 3.2.1.2 Producción anual de residuos urbanos de la ciudad de Madrid
Las tasas de producción por habitante de residuos urbanos en la ciudad de Madrid en el año 2018
separadas por tipología, queda representada en la figura 3.2.1.2.
2012 2013 2014 2015 2016 2017Producción
(Tn)%
Bolsa de restos 876.542 850.931 858.135 866.907 869.984 877.604 880.317 65,02%
Bolsa de envases 71.896 64.766 64.316 65.557 67.750 76.260 90.317 6,67%
SUBTOTAL 948.438 915.697 922.451 932.464 937.734 953.864 970.634 71,69%
Vidrio 42.404 41.836 40.334 43.807 45.589 48.910 53.281 3,94%
Papel ‐cartón 50.450 39.956 36.369 33.544 33.242 42.959 60.695 4,48%
SUBTOTAL 92.854 81.792 76.703 77.351 78.831 91.869 113.976 8,42%
Res iduos Voluminosos 7.579 6.042 5.795 6.516 4.116 12.474 13.505 1,00%
Restos de animales 363 309 177 143 120 127 129 0,01%
Puntos l impios 5.028 7.486 6.986 6.463 6.965 7.637 7.736 0,57%
SUBTOTAL 12.970 13.837 12.958 13.122 11.201 20.238 21.370 1,58%
1.054.262 1.011.326 1.012.112 1.022.937 1.027.766 1.065.971 1.105.980 81,69%
Limpiezas 104.756 102.689 114.726 122.128 94.503 121.145 133.736 9,88%
Empresas 107.424 99.613 92.785 95.870 209.508 107.334 114.138 8,43%
TOTAL ACT. ECONOMICAS 212.180 202.302 207.511 217.998 304.011 228.479 247.874 18,31%
1.266.442 1.213.628 1.219.623 1.240.935 1.331.777 1.294.450 1.353.854 100,00%
3.470 3.325 3.341 3.400 3.649 3.546 3.709 0
2018
Generados
directamente
por los
ciudadanos
madri leños
Recogida selectiva
domici l i aria en
cubos y zonas de
aportación
Otras recogidas
TOTAL DOMICILIARIOS
Generación de res iduos diaria (Tn/día)
PRODUCCION ANUAL (Tn)
Generados por la actividad económica de
la ciudad
TOTAL CIUDAD DE MADRID
ORIGEN Y TIPO DE RESIDUOS URBANOS
PLANIFICACIÓN Y BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
74
Figura 3.2.1.2 Tasa por tipo de residuos por habitante y año en Madrid
Figura 3.2.1.3 Evolución de la generación de residuos
273,328
16,5
18,8
4,2
0,42,4
41,5
35,4
TASA POR HABITANTE (kg/hab.año)
Bolsa de restos Bolsa de envases Vidrio Papel‐cartón
Residuos Voluminosos Restos de animales Puntos limpios Empresas
316,0
318,0
320,0
322,0
324,0
326,0
328,0
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
TOTAL DOMICILIARIOS (kg/hab.año)
PLANIFICACIÓN Y BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
75
Después de unos años de decrecimiento debido a la crisis económica, a partir del año 2012 comienza
de nuevo un incremento paulatino en la generación de residuos ascendiendo en Madrid a 1.330.877
toneladas, lo que supone la generación de 3.646 toneladas diarias de desechos y una tasa anual por
habitante de casi 420 Kg. considerando únicamente los datos del padrón y sumando las cifras de los
residuos procedentes de los domicilios y de la actividad económica, como puede observarse en la
Figura 3.2.1.4.
Figura 3.2.1.4 Evolución de la generación de residuos domésticos y procedentes de la actividad económica
El índice de generación por habitante y día y teniendo en cuenta los datos del censo, los ciudadanos
de la Comunidad de Madrid produjeron 1,15 Kg/ciudadano. El 56% de dichos residuos fueron
generados por los ciudadanos madrileños, y el 44% restante se originó en el resto de la Comunidad
de Madrid además de los producidos en las actividades económicas de la Comunidad (hostelería,
restauración, mercados, etc.).
Se ha observado que los envases y restos procedentes de la recogida selectiva en cubos han sido de
1.076.045 toneladas y representan el 81,00% del total de los generados en la ciudad de Madrid.
La mayor parte de estos residuos generados en los hogares (el 92,38%) corresponde a la bolsa de
restos, siendo la fracción de envases el 8% restante.
1.054.262 1.011.317 1.012.112 1.022.928 1.027.666 1.018.1981.076.015
212.180 202.303 207.511 217.998 231.533 234.651 254.862
1.266.442 1.213.620 1.219.623 1.240.926 1.259.199 1.252.8491.330.877
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
EVOLUCION RESIDUOS URBANOS EN MADRID
Residuos domesticos (Tn) Residuos Actividad Economica (Tn)
PLANIFICACIÓN Y BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
76
17,60%
7,40%
11,30%
3,50%16,50%
2,60%
12,90%
9,60%
18,60%
Composición de los residuos urbanos bolsa de restos de la Comunidad de Madrid 2018
Materia orgánica Residuos jardín Metales férricosVidrio Papel‐cartón PlásticoTextil Celulosa Otros materiales
Una vez analizado y estudiado los residuos aportados por la actividad económica de Madrid, cerca de
unas 600.000 toneladas, es decir, el 20% del total de las recogidas en Madrid, dos tercios de los
mismos, están directamente relacionadas a negocios y con origen en mercados, hospitales, puntos
limpios, grandes superficies y otras empresas autorizadas, alcanzando una cifra del 14% del total de
los generados durante 2018. El otro tercio restante (un 7% de los residuos urbanos de la Comunidad
de Madrid) corresponde a residuos procedentes de limpiezas viarias, de parques y jardines.
Los residuos de bolsa de restos representaron más del 90% del total de los procedentes de la
recogida selectiva de envases y restos. La caracterización de los residuos urbanos de la Comunidad
de Madrid que entran a las instalaciones municipales del PTV permite determinar la composición de
los generados directamente por los ciudadanos (domiciliarios) y la de los asociados a la actividad
económica de la ciudad, y, de este modo, estimar cuáles son los principales materiales que integran
los residuos urbanos producidos en la ciudad de Madrid.
La composición de los residuos urbanos recogidos en la Comunidad de Madrid en la bolsa de restos
durante el año 2018 puede observarse en la Figura 3.2.1.5.
Figura 3.2.1.5 Composición de los residuos urbanos bolsa de restos de la Comunidad de Madrid 2018.
PLANIFICACIÓN Y BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
77
Si observamos la Figura 3.2.1.6, podemos ver la composición de los residuos de las recogidas
domiciliarias, donde la fracción de materia orgánica, junto con los residuos de jardín representan el
36%.
Figura 3.2.1.6 Composición de los residuos urbanos domiciliarios de la Comunidad de Madrid 2018.
Si analizamos la composición de los residuos urbanos procedentes de actividades económicas de la
Comunidad de Madrid, casi un 10% es materia orgánica, y otro 10% procede de residuos de jardín
que también son aprovechables para la generación de energía en plantas de biogás.
33,81%
2,26%
3,30%
1,29%5,88%22,00%
15,08%
1,81%
1,82%
2,38%6,05%
4,32%
Composición de los residuos urbanos domiciliarios de la Comunidad de Madrid 2018
Materia orgánica Residuos jardín Metales férricos Metales no férricosVidrio Papel‐cartón Plástico BrikMadera Textil Celulosa Otros materiales
PLANIFICACIÓN Y BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
78
9,47%
10,29%
3,41%1,07%
1,52%
20,19%
19,75%
0,80%
12,43%
1,87%
2,30%
16,90%
Composición de los residuos urbanos procedentes de Actividades Económicas de la Comunidad de Madrid 2018
Materia orgánica Residuos jardín Metales férricosMetales no férricos Vidrio Papel‐cartónPlástico Brik MaderaTextil Celulosa Otros materiales
Figura 3.2.1.7 Composición de los residuos urbanos asociados a la actividad económica de la Comunidad de Madrid 2018
Como se puede apreciar en las figuras anteriores, la totalidad de los residuos urbanos producidos en
Madrid (residuos domiciliarios y actividades económicas) en 2018 tienen las siguientes proporciones:
materia orgánica (28,6%), papel/cartón (21,6%) y plásticos (16,1%). Estudiada la fracción de los
residuos urbanos generados directamente en los domicilios de los ciudadanos (excluyendo los
generados por la actividad económica de la Comunidad), la composición obtenida a través de 577
análisis, nos encontramos que las fracciones de los residuos más significativos son parecidos y
proporcionales a los que genera la ciudad de Madrid (materia orgánica: 33,81%, papel/cartón: 22% y
plástico: 15,08% en peso).
Si comparamos la composición de los residuos del año 2018 con los obtenidos en los residuos del año
2012 podemos apreciar una disminución del 3,5% en peso de la materia orgánica y un aumento del
1,3% de los plásticos, así como del 0,7% en peso del papel/cartón, presente en las bolsas de envases
y de restos.
PLANIFICACIÓN Y BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
79
En cuanto al análisis de los residuos en la bolsa de restos y envases, se observa que en el año 2018
los residuos plásticos son los materiales con mayor proporción (40%), mientras que el mayor
porcentaje en peso de la bolsa de restos (40,08%) corresponde a materia orgánica.
Es importante destacar la elevada cantidad de papel‐cartón en ambos tipos de bolsa, pese a que
debería ser recogida en contenedores con recogida selectiva.
Por tanto, podemos resumir que a lo largo del año 2018 se produjeron y recogieron unas 2.800.000
toneladas procedentes de recogidas selectivas domiciliarias, de las cuales en la actualidad fueron
tratadas en el PTV 1.330.877 toneladas y en Biopinto 81.215 Tn, es decir, aproximadamente el 50%.
El 50% restante, es decir, 1.400.000 toneladas contienen 1.288.000 (92%) toneladas procedentes de
resto de bolsas que no son tratadas ni preparadas para la producción de biogás.
Según los análisis de caracterización de estos residuos de restos de bolsas, el 36% es contenido
puramente orgánico, por lo que se podrían obtener 463.680 toneladas de estos residuos
aprovechables para los procesos de biometanización. En la actualidad, esas 1.400.000 toneladas son
enviadas directamente a vertedero, de las cuales pueden aprovecharse para la generación de energía
por procesos de incineración, lo que supone una menor valorización energética, a la vez que genera
una mayor cantidad de emisiones de gases a la atmosfera.
Por otro lado, de las 600.000 toneladas de residuos procedentes de las actividades económicas, dos
tercios están vinculados con origen en mercados, centros sanitarios, restaurantes, centros educativos
y grandes almacenes, alcanzando una representatividad del 16% del total de los generados durante
el año 2018 en la Comunidad de Madrid. Esto supone conseguir otras 400.000 toneladas de residuos
orgánicos adecuados para la obtención de Biogás, llegando a la conclusión de que, en la Comunidad
de Madrid, en la actualidad existen alrededor de 900.000 toneladas de productos orgánicos
aprovechables para su valorización energética como Biogás que no se están tratando para tal fin.
4. DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
83
4.1. Logística para la recogida de residuos orgánicos municipales
En el diseño del desarrollo logístico de la recogida de residuos orgánicos, se deben tener en cuenta, a
la hora de comparar los datos de recogida de las diferentes ciudades, algunos aspectos de la gestión
de residuos que se comentan a continuación:
• La definición de residuos urbanos en las ciudades puede hacerse de manera diferente. Por
ejemplo, algunas ciudades incluyen los residuos procedentes de la jardinería y otras no. Esto puede
causar error en la planificación logística.
• Algunas ciudades sólo tienen en cuenta los residuos domésticos y otras incluyen tipos de residuos
provenientes de otras fuentes como actividades comerciales y oficinas.
• Algunas ciudades consideran los residuos de envases como residuos domésticos.
A pesar de estos diferentes aspectos se puede observar que las cantidades son elevadas y esto
supone un factor clave para los ayuntamientos a la hora de encontrar soluciones que sean
económica y técnicamente viables y con un impacto ambiental positivo.
La opción de realizar la recogida de residuos orgánicos por separado tiene muchas ventajas y podría
ser una solución ambientalmente responsable y viable. Dichas ventajas son:
• Reciclaje de nutrientes: la recogida separada de residuos orgánicos tiene potencial para producir
sustratos y fertilizantes de alta calidad que se utilizan en la gestión del paisaje y la agricultura. De
este modo, los fertilizantes convencionales producidos con un alto consumo de energía, (en el caso
del nitrógeno) o limitados (fósforo), se pueden sustituir por un digestato. El digestato de alta calidad
se puede conseguir únicamente mediante recogida separada. El MBT de RSU mixtos da lugar a
digestato de muy baja calidad.
• Almacenamiento del carbono: el digestato contiene una cantidad de carbono estable que, añadido
al abono, puede mejorar las propiedades del mismo y actuar como sumidero de carbono intermedio.
• Fuente de energía renovable: el uso de residuos orgánicos en el proceso de producción de biogás
(digestión anaerobia) genera energía en forma de electricidad, calor o usarse como combustible para
transporte.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
84
Normalmente, los residuos orgánicos se caracterizan por un alto grado de humedad y una gran parte
del contenido energético no se utiliza ni se incinera su residuo. La otra opción para tratar los residuos
orgánicos es el compostaje, pero en ese caso no se produciría energía. La digestión anaerobia de los
residuos orgánicos sustituye a los combustibles fósiles de forma sostenible.
• Aumento de la calidad del reciclaje: la presencia de residuos de alimentos en los RSU u otras
fracciones de residuos recogidas por separado reduce la calidad de los materiales recuperados. En los
casos en los que se establece una recogida de residuos de alimentos por separado, la cantidad y la
calidad de otros residuos separados aumentan.
• Reducción de vertederos: la recogida separada de residuos orgánicos y la digestión anaerobia
contribuyen al propósito europeo de evitar los vertidos.
• Prevención del cambio climático: los vertederos son la mayor fuente de emisión de gas metano y
una de sus causas principales es la emisión de GEIs. Promover la recuperación de este gas para ser
utilizado (por ejemplo, como combustible para el transporte) tendría un importante impacto positivo
en la lucha contra el cambio climático.
• Aumento de los beneficios sociales: la recogida separada de residuos orgánicos crea nuevos
empleos (en instalaciones como plantas de compostaje y centrales de biogás, de producción de
energía, de purificación del biogás, etc.). La recogida por separado de biorresiduos tiene el potencial
de crear tres veces más empleo que la recogida de residuos mixtos.
• Estimulación de la economía local: debido al aumento de la demanda de trabajo, la sustitución de
los fertilizantes (importados) y los combustibles fósiles, el uso de los residuos orgánicos recogidos
por separado para la producción de biogás contribuye al aumento de las economías locales. Además
de estas ventajas generales, las siguientes razones contribuyen a hacer más atractiva la introducción
de la recogida separada de residuos de alimentos:
• Elevados gastos de eliminación (vertederos), los cuales exceden de los gastos de la gestión por
separado y el tratamiento biológico de los residuos: la gestión de la recogida separada de residuos
orgánicos y la conversión a biogás es muy costoso. Sin embargo, dependiendo de las variadas
condiciones generales (legislación, tasas de vertedero, apoyo a la energía renovable, coste de los
fertilizantes convencionales, etc.) la recogida separada de residuos orgánicos y la conversión a biogás
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
85
es un procedimiento de tratamiento sostenible, respetuoso con el medio ambiente y
económicamente viable.
Los objetivos de la reducción de biorresiduos depositados en los vertederos se están haciendo más
restrictiva. La Comisión Europea ha anunciado planes para una prohibición total de la descarga de
RSU en vertederos para próximos periodos.
En resumen, y tras un gran esfuerzo en la búsqueda de información y después de comprobar el
proceso de tratamiento de residuos en las diferentes instalaciones con la que cuenta la Comunidad
de Madrid, hemos podido comprobar que la separación de residuos orgánicos en origen y recogida
por separado es la solución más efectiva en el sentido económico, social, ambiental y energético para
conseguir los resultados más eficientes en todos los aspectos mencionados.
4.1.1. Recogida separada de residuos de alimentos de los ciudadanos
La responsabilidad de la recogida y tratamiento de los RSU es obligación legal de los ayuntamientos y
otras organizaciones del sector público, lo que ocasionalmente puede ser un gran reto para alguno
de ellos debido a la gran cantidad de residuos, así como el coste y la sensibilización sobre el tema de
los ciudadanos.
Considerando los residuos de alimentos procedentes de los hogares, se plantea en la presente
investigación el siguiente modelo de recogida separada de residuos de alimentos:
• Recogida puerta a puerta: Los residuos se recogen en la puerta (o cerca) de las viviendas bajo
ciertas condiciones de almacenamiento y tiempo. Los ciudadanos deberán contar con pequeños
cubetos o pequeños contenedores de basura de pre‐almacenamiento. Los residuos de alimentos se
deben colocar en los mismos. Los ciudadanos deberán sacar los contenedores en un horario
determinado ya que la recogida será cada dos días.
• Contenedores específicos para residuos en las calles. Los ciudadanos depositarán los residuos de
alimentos en contenedores especiales situados en la vía pública junto a los contenedores
tradicionales para otros residuos como vidrios o cartón (ver la sección de contenedores de basura y
residuos).
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
86
4.1.2. Recogida separada de residuos de alimentos para servicios de restauración, colegios,
hospitales y grandes superficies comerciales
En este caso hay muchas variables a tener en cuenta a la hora de establecer un sistema de recogida
como son: cantidad generada (un hospital o un hotel no genera la misma cantidad de residuos de
alimentos que un restaurante pequeño) y ubicación (los hoteles y restaurantes están principalmente
situados en el centro de las ciudades, pero otros servicios de restauración pueden localizarse en las
afueras), etc.
Por lo tanto, los ayuntamientos utilizarán un sistema de recogida de residuos de alimentos de los
ciudadanos y otros para los de los servicios de restauración. De forma similar a los ciudadanos, los
residuos de alimentos se podrían recoger de la siguiente manera:
• Recogida puerta a puerta. Los residuos de alimentos se situarán en contenedores especiales de
residuos como los representados en la figura 4.1.3.1. Estos contenedores serán recogidos con la
frecuencia adecuada a las instalaciones previo contrato de gestión de residuos y transportados
posteriormente por camiones de basura a las plantas de biogás donde se descargarán y limpiarán
para dejarlos aptos para la siguiente recogida. El recogedor se llevará los contenedores con material
orgánico generado en los diferentes puntos dejando las mismas unidades de contenedores limpios
que recoja.
• Puntos especiales de recogida de residuos o gestión diferente de los residuos de alimentos.
Algunos servicios de restauración puede que tengan que proceder de manera diferente dependiendo
del tipo o cantidad de residuos generada. Por ejemplo, las fruterías no tendrán permitido depositar
grandes cantidades de residuos de frutas en los contenedores marrones de residuos orgánicos, sino
que deberán llevarlos a los puntos específicos de recogida.
Además, las pescaderías y carnicerías tendrán terminantemente prohibido situar este tipo de
residuos en los contenedores destinados a desechos orgánicos, porque el ayuntamiento no los
considerará residuo urbano, por lo que los deberán entregar a empresas autorizadas.
En general, la metodología para repercutir los costes de la recogida y tratamiento de residuos
dependerá de la actividad completa de la gestión de residuos.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
87
Por ejemplo: las tasas de los hostales y hoteles dependerán de la categoría y las habitaciones; los
hospitales y otros centros de cuidados del número de camas ofertadas; los colegios y residencias de
estudiantes con comedor del número de plazas ofertadas; los restaurantes, bares, cafeterías, salones
y otros locales de celebración de su categoría; los mercados, supermercados y otros establecimientos
de venta de alimentos de los metros cuadrados de la superficie.
Por tanto, se debería legislar para que los puntos de generación de residuos orgánicos separen esta
fracción, obligando a la contratación de los servicios de recogida con empresas destinadas a la
gestión debidamente legalizadas para ello. En dicho contrato se establecería la frecuencia y coste de
dicha recogida, en función del material a recoger, kilómetros y cantidad.
4.1.3. Cubos de basura y contenedores
Actualmente, muchas soluciones comerciales responden a las necesidades de almacenamiento de los
residuos orgánicos antes de su tratamiento y recuperación. En este sentido, los ciudadanos y los
servicios de restauración pueden encontrar muchos tipos de contenedores/cubos y bolsas. Los
ayuntamientos también tienen la opción de elegir entre muchas opciones de almacenamiento de
biorresiduos en las calles.
4.1.3.1. Bolsas
Existen diferentes bolsas para la basura orgánica. Los ayuntamientos utilizan diferentes colores y
tamaños para distinguir esta fracción de residuos de otras. Teniendo en cuenta el impacto ambiental,
hay dos tipos principales:
• Biodegradables: Son bolsas que pueden descomponerse de forma natural sin ser perjudiciales para
el medioambiente. Se pueden usar como abono cuando se descomponen.
• No‐biodegradables: Están hechas de polietileno, polipropileno o polímeros no biodegradables. Son
más perjudiciales para el medioambiente, aunque su uso está muy extendido.
Se debería promover el uso de bolsas biodegradables de manera obligatoria porque evitan el paso
previo de separar las bolsas de plástico de los residuos orgánicos antes de empezar el proceso
anaerobio, reduciendo el coste de producción del biogás generado.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
88
Estas bolsas son las que desde los hogares los vecinos depositarán en los contenedores marrones de
residuos orgánicos que los Ayuntamientos ubicarán junto al resto de contenedores.
4.1.3.2. Contenedores grandes de residuos
Existen muchas opciones de contenedores grandes de residuos biodegradables, dependiendo de las
opciones de tamaño, color o tipo de vaciado.
Vamos a considerar que los contenedores donde se depositarán las bolsas biodegradables con los
residuos orgánicos generados en los hogares madrileños serán de las mismas formas y tamaños que
los actuales, con la salvedad del color, que será marrón para diferenciarlo del resto, marcado,
identificado y señalizado para el uso al que se destina.
Se espera que, con las medidas descritas en este capítulo, con el uso de contendores para la recogida
doméstica, con la recogida puerta a puerta de establecimientos generadores de residuos orgánicos
como bares, restaurantes, hospitales, colegios, hoteles, etc., con el uso de bolsas biodegradables y
con fuertes campañas de información y sensibilización acompañadas de normativa y legislación, se
puede aumentar la actual recogida de la fracción orgánica en más de un 400%.
Se deberán realizar fuertes campañas de información para extender el uso de dicho contendor, así
como de la separación selectiva en los hogares, mediante ordenanzas municipales, bandos y
requerimientos locales apercibiendo de las multas que pueden derivarse del incumplimiento de los
mismos.
Figura 4.1.3.1 Contenedor marrón exclusivo para residuos orgánicos de los hogares
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
89
Para la recogida de los residuos orgánicos generados en centros comerciales, hosteleros, hospitales,
colegios, etc., será el propio gestor y recogedor de dichos residuos el que decidirá el tipo, tamaño y
formula para la recogida de los mismos. Suelen ser fáciles de transportar, que no ocupen excesivo
espacio, que puedan colocarse en camiones adaptados para ello, y en otros casos se encuentren
adaptados a realizar un volteo del contenido.
Apostamos por el indicado más abajo porque reúne las condiciones descritas y son fáciles de
manipular, lavar y almacenar. Podrán ser de 240L y 120L
Figura 4.1.3.2 Contenedor marrón exclusivo para residuos orgánicos de los establecimientos de actividades económicas
4.1.4. ¿Qué se debe separar como “residuos de alimentos”?
¿Qué tipo de residuos se pueden depositar en los contenedores para la recogida separada de
residuos orgánicos? En general, los tipos de residuos que se pueden depositar y por tanto tratar son:
‐ Residuos de origen vegetal: verduras, frutas, legumbres, arroz, pasta, pan, galletas, hojaldres,
nueces, huesos de frutas, flores y plantas secas.
‐ Residuos de origen animal: carne, pescado, marisco, huesos y espinas, huevos y sus cáscaras, queso
y otros productos lácteos, pelo de mascota.
‐ Otros: papel de cocina o servilletas con restos de cocina, cartones de huevos, desechos de café y
filtros, restos de té y sus bolsas (sin grapa), papeles de magdalenas, corchos, mondadientes y virutas
de madera, aceites para cocinar (usados o no) y grasas en estado sólido.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
90
Figura 4.1.4.1 Desechos de alimentos frecuentes de la actividad diaria en cocinas
4.2. Diseño básico de una planta de biogás afín a residuos orgánicos
El diseño de una planta de biometanización tiene como principal objetivo mejorar el proceso de
tratamiento de la fracción orgánica de los RSU, al objeto de conseguir una máxima valorización de la
misma, y, reducir el contenido en materia orgánica de la fracción depositada en vertedero.
Estas razones justifican plenamente la elección de un sistema de biometanización, en el que se
produce un elemento energético (biogás) durante la fermentación anaerobia de la fracción orgánica
y que complementa el proceso de compostaje que tiene lugar en la mayoría de vertederos de tal
manera que la fracción orgánica fermentada y mezclada con material estructurante será sometida a
un proceso de maduración, para su estabilización e higienización exigidas.
Una planta de biometanización comprende dos fases:
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
91
‐ Una de biometanización de residuos orgánicos. Los residuos que van a ser tratados en la fase
de biometanización corresponden a la fracción orgánica de la bolsa de “Todo uno" y de la
bolsa amarilla procedente de las recogidas.
‐ Otra de tratamiento y depuración del biogás producido en la primera.
Las instalaciones estarán adaptadas para recibir los tipos de residuos anteriormente señalados con
total flexibilidad.
Para poder definir las diferentes áreas y secciones de los que se compone una planta de biogás,
ampliar conocimientos en este tipo de plantas, así como para la definición de especificaciones de los
equipos de que constan, se visitaron para recabar la mejor información una serie de plantas tanto
nacionales como europeas de las que se consiguieron datos de funcionamiento y control que nos
permitieron analizar los rendimientos de las diferentes tipologías de materia prima. Dichas
instalaciones fueron las siguientes:
‐ Parque Tecnológico de Valdemingomez (Madrid)
‐ Biopinto (Pinto, Madrid)
‐ Refood Gmbh (Malchin, Alemania)
‐ Refood Gmbh (Trontraβe, Alemania)
‐ Bionerval (Benet, Francia)
‐ Bionerval (Etampes, Francia)
4.2.1‐ Introducción
Las tecnologías de biometanización propuestas en el presente trabajo exigen que los residuos que
van a ser sometidos a dicho proceso de digestión anaerobia tengan unas condiciones de tamaño y
pureza en materia orgánica determinadas. Para ello, debe realizarse un proceso de pretratamiento
para adecuar las condiciones de los residuos procedentes de la instalación actual a las condiciones
requeridas por el proceso de biometanización.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
92
Existirá un edificio de pretratamiento, en el cual habrá una línea para la clasificación de la fracción
orgánica separada en la planta de pretratamiento mediante triaje con una capacidad nominal de
tratamiento adecuado a las cantidades recogidas.
En esta línea de tratamiento se clasificará la fracción menor de 90 mm procedente de la selección de
residuos realizada en la propia planta de clasificación y compostaje.
La instalación de pretratamiento se diseña de tal forma que en caso de una parada de corta duración
del proceso de biometanización por problemas técnicos, la materia orgánica se pueda almacenar en
un foso (que hace las veces también de depósito pulmón) previsto para estas posibles incidencias.
En el momento en que se solucionen dichos problemas los residuos almacenados en este foso de
recepción se destinarán al proceso de biometanización.
En el caso de que la parada del proceso de biometanización sea de mayor duración, la instalación se
debe diseñar con un sistema que permita enviar la materia orgánica directamente a los módulos de
compostaje. De esta forma se tendrá una doble seguridad en la instalación proyectada frente a
paradas del proceso de biometanización.
4.2.2. Diagrama de flujos de una instalación de digestión anaeróbica.
Aunque en las instalaciones de biogás el elemento fundamental lo constituye el digestor en
sus diferentes variantes, también existe la posibilidad de aplicar múltiples sistemas tanto en el
pretratamiento de los sustratos como en el post‐tratamiento del digestato.
Así mismo, pueden aplicarse distintas alternativas para el aprovechamiento energético del
biogás y todo ello se recoge en el diagrama de flujo de la figura 4.2.2.1
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
93
Mezcla Equilibrada
Figura 4.2.2.1 Diagrama de flujo de una planta de biogás agroindustrial
4.2.3 Fases del proceso de digestión
La planta para el proceso de generación de biogás contará con cuatro unidades productivas, que
partiendo del residuo recogido tal y como se ha depositado en los distintos contenedores
procedentes de las poblaciones, así como los recogidos en establecimientos permitirán alcanzar los
objetivos previstos. La tecnología de biometanización empleada en esta planta será por vía húmeda.
Estas unidades productivas son:
a) Pretratamiento: Este proceso pretende acelerar el proceso de hidrólisis de las materias
orgánicas para incrementar la producción, la calidad del biogás, y se reduce el tiempo de
residencia en el digestor, debido a un aumento de la biodegradabilidad, favoreciendo
unas condiciones óptimas para el desarrollo microbiano.
La instalación recibirá los residuos recogidos en los fosos de recepción de materias primas
(MMPPs). Mediante pulpos y cintas se alimentarán las líneas con las que cuenta la instalación y
Residuo 1
Residuo 2
Residuo 3
Residuo 4
Residuo 5
Pre‐Tratamiento Mecánico, Térmico,
Biológico
DIGESTATO
BIOGÁS
Depuración
Aprovechamiento
Separación Sólido‐Líquido
Aplicación como abono Sólido o líquido
Trata‐miento del
digestato Recupera‐
ción
Caldera Vehículos Redes de Gas Natural
Pilas de Combustibl
Digestión Anaeróbica Mecánico, Térmico,
Biológico
Motor de Co‐generación
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
94
que transportan los residuos hasta la cabina de clasificación o triaje en la que de forma manual se
procederá a la retirada de aquellos materiales que por su volumen excesivo provocarían
problemas aguas abajo del proceso productivo.
Es en esta fase, donde se retiran fracciones de productos que independientemente de su
volumen tienen un valor objetivo en el mercado (cartón, plásticos, metales, etc.) que serán
depositados por gravedad en ubicaciones preparadas al efecto.
A continuación, se realizará el acondicionamiento de la carga mediante la separación volumétrica
o granulométrica con la utilización de una criba rotativa como la representada en la Figura 4.2.3.1
dotada de cuchillas para desgarrar las bolsas y discriminando los elementos de diámetro menor
de 80mm. Por tanto, tras separar los materiales de mayor volumen y las fracciones de
granulometría mayor de 80 mm el residuo de entrada se ha convertido en dos fracciones
identificables que denominamos materia seca (granulometría mayor de 80mm) y materia
húmeda (granulometría menor de 80mm).
Figura 4.2.3.1 Cribas rotativas
Tratamiento de la materia seca: Mediante un separador balístico como el representado en la Figura
4.2.3.2 se discriminarán los elementos por su geometría, presentando en flujos separados los
elementos planos de los que tienen volumen y que se denominan rodantes. De este modo se habrán
eliminado de uno de los flujos los materiales que más volumen tienen de los que son planos.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
95
El flujo de materiales llamados rodantes, mayormente envases, serán entregados por medio de
cintas transportadoras previo paso por una mesa vibradora con aspirador de livianos a un sistema de
clasificación automática compuesta por cuatro separadores ópticos que permiten clasificar celulosa,
cartonajes de bebidas y bricks, cartón, polímeros, polietilenos, propilenos, etc.
El resto de productos no clasificados procedentes del flujo de rodantes pasarán por electroimanes
para retirar los materiales ferromagnéticos (latas de conserva y bebidas) y elementos metálicos no
ferromagnéticos (latas de aluminio).
Este es uno de los puntos más importantes para el rendimiento del proceso, así como de la
rentabilidad del mismo. Si se mejoran los objetivos del capítulo anterior con los sistemas de recogida
selectiva, mejoraremos la calidad de la materia prima, reduciendo tiempos de proceso, costes de
personal y coste de mantenimiento de los equipos de separación.
Figura 4.2.3.2 Separador balístico automático
Tratamiento de la materia húmeda: Los materiales separados con un diámetro menor de 80 mm son
transportados mediante cintas a equipos de separación de metales por medio de electroimanes para
la retirada de partículas ferromagnéticas y no ferromagnéticas (Figura 4.2.3.3). Con el material no
rechazado se iniciará el proceso de hidrolisis y será introducido en depósitos donde se mezclará con
agua para proceder al desfibrado y desagregado. Se dispondrá de un foso pulmón para mantener la
alimentación a esta fase de forma homogénea.
Una vez conseguida la dilución, además del agua y la materia orgánica se suelen encontrar algunos
componentes no orgánicos (pequeños plásticos, papeles y áridos), por lo que se hará pasar todo por
otra criba de doble malla para la retirada de impropios no áridos y por un sistema de desarenado que
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
96
permita decantar los materiales inertes. Por último, en esta fase, el coloide se depositará en una
balsa para su maceración, en la que se homogenizará el material durante un periodo de 24 horas con
el fin de mejorar los procesos hidrolíticos que se llevarán a cabo posteriormente.
Figura 4.2.3.3 Separador de metales
b) Codigestión anaerobia, biodigestión: La codigestión es la fermentación anaerobia de dos o
más sustratos que se complementan químicamente, aumentando la estabilidad, la producción de
biogás y el equilibrio del proceso.
El coloide o biorresiduo será enviado a tanques de digestión con los que contará la planta de
biogás, de 3500 m3 donde se desarrollará la fermentación anaerobia de los compuestos
biodegradables, extrayendo en los 21 días de residencia la práctica totalidad de los COV de la
materia orgánica. La agitación de la masa para permitir el proceso de biodigestión se realizará
mediante el uso de parte del biogás generado, que se introduce a presión por la zona superior
siendo conducido por una tubería vertical interior provocando una agitación que permite
mantener activa la totalidad de la masa.
Por cada digestor de 3500 m3 como el representado en la figura 4.2.3.4 se podrán tratar unas
37.000 toneladas anuales de residuo orgánico en entrada, obteniéndose después de 21 días
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
97
de residencia una media de 40 m3 de biogás por tonelada de materia orgánica en cabecera del
proceso.
El sustrato sólido denominado digestato va decantando en la zona inferior de los digestores y es
extraído por medio de una bomba peristáltica que transporta a un depósito intermedio que
regulará las actuaciones sobre este producto.
Figura 4.2.3.4. Digestores anaerobios
c) Depuración y aprovechamiento: Dependiendo del uso del biogás, la depuración deberá ser
más o menos estricta. El biogás se almacenará en gasómetros y podrá valorizarse en calderas,
motores de cogeneración (sistema más generalizado), vehículos, introducción en la red de
transporte de gas natural o en pilas de combustible como veremos más adelante.
Además del metano y dióxido de carbono, el biogás también está formado por determinadas
impurezas en pequeñas proporciones. Estas impurezas y sus efectos se reseñan en la tabla
4.2.3.1.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
98
Tabla 4.2.3.1 Sustancias contaminantes en el biogás y sus efectos.
Dependiendo del uso final que tenga el biogás, será necesaria una limpieza del combustible más o
menos exhaustiva, para eliminar ácido sulfhídrico (H2S), amoniaco (NH3), agua y partículas sólidas,
tal y como se muestra en la tabla 4.2.3.2 siguiente:
USOS DEL BIOGAS ELIMINACION DE AGUA
ELIMINACION DE DIÓXIDO DE CARBONO
ELIMINACION DE SULFURO DE HIDRÓGENO
Producción térmica en calderas
Parcial No No/Parcial/ Elevado
Producción eléctrica y térmica en motores de cogeneración
Parcial 1 Elevado
No/Parcial/ Elevado
Parcial Elevado
Combustible para vehículos
Elevado Elevado Elevado
Red de gas natural Elevado Elevado Elevado
Pilas de combustible Elevado Elevado Elevado
Tabla 4 .2.3.2 Nivel del tipo de tratamiento del biogás según su uso final.
SUSTANCIA EFECTO
H2S Corrosión Toxicidad Formación de ácido sulfúrico
Agua Formación de condensados
Formación de soluciones ácidas
CO2 Reducción de poder calorífico
Partículas Decantación, obturación
NH3 Formación de óxidos de nitrógeno
durante la combustión
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
99
El biogás deberá ser depurado previamente en cualquiera de sus aplicaciones energéticas y los
requerimientos en cuanto al refinado son mayores cuando se utiliza como combustible de
vehículos, se inyecta en la red de gas natural o se utilizan en pilas de combustible.
La eliminación de partículas que arrastre nuestro biogás no es especialmente importante, sin
embargo, para evitar problemas en las turbinas de impulsión/aspiración y en los generadores
eléctricos se deben incluir sistemas de retención de estas partículas.
Mediante un separador centrífugo (tipo ciclón) en algún punto de la conducción del gas podremos
realizar la separación de partículas. También se podría conseguir mediante el empleo de filtros de
partículas consistentes en un aglomerado de fibras sintéticas, de material ignifugo y con baja
resistencia al flujo de gas.
Por otra parte, el biogás puede llevar un porcentaje de humedad considerable, y en su trayecto hasta
la unidad de generación eléctrica puede condensar. Para ello se someterá a un proceso de
enfriamiento para condensar dicha humedad y alejar así las condiciones de punto de rocío en etapas
posteriores. Este enfriamiento se llevará a cabo con un intercambiador de calor/gas líquido,
empleándose agua enfriada como líquido refrigerante. Los intercambiadores de calor podrán ser de
placas contando siempre con un punto de drenaje líquido.
Por último, la depuración del biogás para compuestos nocivos como el ácido sulfhídrico (H2S) y los
siloxanos (compuestos orgánicos de silicio) se puede llevar a cabo mediante los siguientes sistemas:
‐ Sistemas biológicos: Basado en la disposición de un lecho bacteriano a través del cual pasa la
corriente del biogás, donde los microorganismos transforman el H2S en azufre o sulfatos. Es un
sistema que no tiene capacidad para responder a variaciones rápidas de concentración de
sulfhídrico, aunque su operación es muy económica al no emplear reactivos químicos.
‐ Filtros de óxido de hierro: Consisten en un lecho de material impregnado de óxido de hierro a
través del cual se hace pasar la corriente de biogás. De esta forma se obtiene un producto sólido
que se retiene en el filtro. Es un sistema de bajo coste de inversión y operación.
‐ Lavado químico: Se trata de oxidar o neutralizar el H2S al hacer pasar el biogás a través de una
torre de lavado (scrubber) donde se pone en contacto con los reactivos. Entre los reactivos
químicos que se emplean están el cloruro férrico (FeCl3) y la sosa cáustica (NaOH).
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
100
El principal problema de este sistema es la necesidad de gestión de los efluentes de reacción, así
como el coste de los reactivos. Sin embargo, se obtienen los mejores rendimientos de
eliminación.
‐ En el caso de nuestra planta diseñada se controlará mediante la inyección controlada de aire
(oxigeno atmosférico) en el digestor, evitándose de esta manera la necesidad de tratamiento
posterior.
‐ Para la reducción de siloxanos el sistema más empleado es el de adsorción en carbón activo,
donde son retenidos por adsorción en el medio.
d) Digestatos y su aprovechamiento: El digestato es un material de composición homogénea, en el
que los malos olores se han reducido prácticamente en su totalidad y que contiene todos los
nutrientes que contenía la materia orgánica inicial. Puede utilizarse como fertilizante orgánico‐
mineral de los cultivos, ya sea directamente o tras ser sometido a un proceso de separación sólido‐
líquido y posteriormente la fracción sólida puede comportarse, bien sola o mezclada con otros
sustratos.
Tiene aproximadamente un 90% de agua, por lo que debe reducirse para una adecuada fermentación
aerobia. Mediante separadoras centrifugas conseguiremos reducir hasta un 75% de humedad. Una
vez fermentado aeróbicamente en túneles el digestato, se podrán añadir restos de poda y jardinería
para esponjar la mezcla y originar un desfibrado, lo que permitirá además la incorporación de
nutrientes al producto final.
Toda esta mezcla se introducirá en túneles de fermentación controlando permanentemente los
parámetros físico‐químicos de la mezcla.
Transcurrido el periodo de dos semanas y una vez alcanzados los parámetros deseados para su
maduración, se procederá a las operaciones de afino que permitan obtener un producto con la
textura y granulometría adecuada para su utilización como fertilizante. El afino consiste en someter
al producto a sucesivas moliendas y cribados granulométricos y a una separación densimetría [18].
4.2.4. Aprovechamiento energético del biogás
Existen distintos sistemas de aprovechamiento del biogás y todos ellos, resumidamente, se
recogen a continuación:
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
101
‐ Motores de cogeneración: los motores de cogeneración son el sistema de
aprovechamiento energético más habitual que existe. Por cogeneración se entiende el
sistema de producción conjunta de energía eléctrica y de energía térmica recuperada de
los gases de escape del motor. De esta forma, se hace un uso más completo de la
energía, que la lograda mediante la generación convencional de electricidad donde el
calor generado en el proceso se pierde.
Los motores de cogeneración pueden alcanzar un rendimiento energético de alrededor
del 85%. Esto es debido a que este tipo de motores presentan normalmente un
rendimiento eléctrico del orden del 35 al 42%. Siendo el restante rendimiento térmico, es
decir, de entre el 30 y el 40%.
‐ Combustible para vehículos: desde hace varios años ya existen vehículos que funcionan
con gas natural. Se estima que los vehículos que utilizan este tipo de combustible emiten
un 20% menos de CO2 (el principal responsable del efecto invernadero), que los residuos
que funcionan con gasolina o gasóleo. Para su uso en vehículos, el biogás necesita ser
depurado exhaustivamente, reduciendo el CO2, O2, H2S y agua, y de esta forma elevar los
niveles de metano en el gas hasta 96%. En España, en ciudades como Madrid o Barcelona,
ya existen vehículos que utilizan biogás en vehículos de transporte urbano.
Los motores de los vehículos que funcionan con biogás presentan un mayor rendimiento
que un motor convencional ya que existe una disminución del consumo energético. Los
motores de estos vehículos son más duraderos y de menor ruido.
‐ Pilas de Combustible: las pilas de combustible son sistemas electroquímicos, es decir,
producen electricidad a través de una reacción química. A diferencia de las baterías
convencionales, una pila de combustible no se acaba y no necesita ser recargada, ya que
su funcionamiento es ininterrumpido mientras el combustible y el oxidante le sean
suministrados.
Cuando el biogás se utiliza como combustible en las pilas de combustible, lo habitual es
que éste sea primero depurado exhaustivamente y posteriormente transformado a
hidrógeno.
‐ Inyección de biogás en la red de gas natural: Cuando el biogás se inyecta en las redes de
gas natural recibe el nombre de biometano (biogás con más del 97% de su contenido en
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
102
metano). Para conseguir este porcentaje de concentración de metano, el biogás tiene que
ser depurado previamente, para de esta forma alcanzar los requerimientos de calidad
exigidos para introducirlo en la red de distribución del gas natural. La purificación del
biogás en este caso consiste en: eliminación de CO2, H2S, NH3, agua y partículas sólidas.
Algunos países como Francia, Alemania y Suecia han definido estándares de calidad del
biogás, sin embargo, por el momento en España, todavía no disponemos de ninguna
especificación. Además de estas exigencias de depuración, es necesaria la compresión del
biometano hasta la presión necesaria de distribución de la red, lo que repercute en unos
costes de inversión y explotación elevados.
Para el desarrollo de nuestros objetivos, emplearemos el biogás obtenido en generar energía
eléctrica mediante motores de cogeneración, lo que nos conducirá al cálculo y evaluación de la
energía capaz de producirse.
4.2.5. Producción eléctrica con biogás
En el centro de tratamiento de residuos, en lo referente al aprovechamiento de la energía eléctrica
producida en los generadores eléctricos acoplados a los motores de combustión interna alimentados
con biogás se encontrarán en autoconsumo, esto es:
La energía generada en los motores de biogás a una tensión de 400 V, en baja tensión, elevará su
tensión a la tensión nominal de la red en media tensión en las zonas de distribución para la compañía
suministradora. A este nivel de tensión la energía ya estaría apta para su venta a la compañía
distribuidora de la zona.
Se estima que la planta autoconsumirá un 30% de la energía eléctrica generada como combustión de
biogás.
Aunque el autoconsumo supone un ahorro en la facturación en energía eléctrica, resultaría más
beneficioso aprovecharse de las condiciones ventajosas que suponen la venta de la energía primada
en caso de estarlo.
La generación de energía eléctrica se realizará quemando el biogás obtenido en motores de
cogeneración eléctrica. La planta dispondrá de 12 generadores eléctricos de 3 MWe como los que se
pueden ver en la figura 4.2.5.1.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
103
Además, contará con un sistema de aprovechamiento de los gases procedentes de la cogeneración
mediante dos calderas y seis turbinas de vapor de 2.040 kWe para producir más electricidad y
mejorar el rendimiento de la cogeneración eléctrica.
Figura 4.2.5.1. Sala de motores de generación eléctrica
4.2.6. Ingeniería de control de la planta de biogás
El control del proceso en la planta de biogás planteada se realizará mediante programas en sistema
SCADA mediante PLCs Siemens, donde se integrarán los parámetros de control y proceso en
diferentes pantallas, donde los operarios podrán actuar para adecuar temperaturas de
proceso/secado, ph, caudales de alimentación de MMPP, caudales de aportes de aguas, presiones de
trabajo, velocidades en trommels, vibradoras, cintas de transporte, bombeo, caudalímetros de
metano, calderas, generación eléctrica, apertura de compuertas y tajaderas, etc.
A continuación, se muestra el trabajo realizado en el diseño de las pantallas SCADA de control que la
planta de biogás debe disponer y desde donde se operará y se controlarán los parámetros de la
misma:
En la figura 4.2.6.1 se muestra la pantalla del SCADA “Área de extracción” que controlará el
funcionamiento mediante el consumo en los motores de las prensas dispuestas en la fábrica para
separación de fracciones líquidas y salida del digestato hacia los digestores anaerobios. También
traeremos a esta pantalla la visualización de presiones, niveles en tolvas y temperaturas en los
circuitos y podremos abrir y cerrar válvulas dispuestas con sus respectivos actuadores neumáticos.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
104
También en esta pantalla se visualizan las cribas DF01/DF02 donde se deshidratará la fracción líquida
proveniente de las prensas obteniéndose un líquido deshidratado de criba y un líquido de criba.
Todas las pantallas nos darán la oportunidad de trabajar en modo automático mediante el programa
dispuesto gracias a los controles definidos o trabajar en modo manual en caso de tener que realizar
operaciones fuera de rangos normarles.
Figura 4.2.6.1 Control del área de extracción
En la siguiente figura 4.2.6.2 se ha diseñado la pantalla de SCADA “Control del Área de
deshidratación” donde se controlará la deshidratación de la fracción orgánica que se obtiene en las
prensas operadas en la pantalla anterior.
Fundamentalmente se conseguirá con separadoras centrífugas (FC01). Para el control adecuado de
estos equipos se deberán visualizar los consumos de los motores, las vibraciones del conjunto, la
temperatura de los rodamientos, el par o torque con el que trabajará la separadora y la velocidad
diferencial de los platos internos.
El líquido obtenido se bombeará nuevamente al área de introducción para acondicionar las nuevas
fracciones orgánicas entrantes.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
105
Desde esta misma pantalla se controlará el caudal de bombeos y recirculaciones gracias a la
instalación de caudalímetros, así como los niveles de los depósitos de alimentación y salida mediante
niveles de radar por ultrasonidos.
Figura 4.2.6.2 Control del área Deshidratación
Para el control del “Área de lixiviado biológico” se ha esquematizado la pantalla de la figura 4.2.6.3
que controlará el área de líquidos lixiviados procedentes de la deshidratación controlada con la
pantalla descrita anteriormente.
Mediante membranas de ultrafiltración se bombeará y recircularán estos líquidos obteniéndose agua
depurada apta para baldeos y una biomasa que se enviará a los reactores biológicos del proceso.
Para ello contaremos con el control de las bombas por medio de sus consumos en motores, control
de todas las válvulas gracias a la instalación de actuadores neumáticos y puesta en marcha y parada
de agitadores.
También en esta pantalla controlaremos el proceso de nitrificación / desnitrificación para la
eliminación de la contaminación de compuestos de carbono y el nitrógeno amoniacal por medio de la
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
106
información que obtenemos en sus niveles de radar, de las señales que nos ofrecen sus
transductores de presión y temperatura con controles 4‐20 mA y la programación de las bombas
dosificadoras por impulsos en el flujo de salida.
Figura 4.2.6.3 Control Área Lixiviado Biológico
También necesitaremos tener el control del “Área de biogás”. En la figura 4.2.6.4 del control SCADA
se muestra el trabajo realizado para el control de los parámetros de biometanización del proceso
necesarios. Se controlarán y observarán agitadores, caudales, temperaturas de todos los fluidos y
masas que van a confluir en esta área de digestión. En la cúpula de los digestores también se debe
controlar que no se produzcan presiones elevadas en la red del biogás generado gracias a las señales
obtenidas en los transductores de presión.
También podremos observar los valores del gasómetro que regulará y estabilizará la presión de la red
del biogás que se está generando.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
107
Figura 4.2.6.4 Control del área de biogás
Por último, el biogás generado se comprimirá y se inyectará en la base de los digestores
recirculándolo para facilitar la salida del biogás generado, mejorar la mezcla de la fracción orgánica y
dificultar la decantación de inertes en digestores.
Para ello he diseñado la pantalla en el SCADA “Control del Área de Biogás. Agitación” mostrada en la
figura 4.2.6.5 donde deberemos controlar las válvulas de inyección que queremos habilitar por
medio de actuadores neumáticos todo‐nada, así como los caudales de salida del biogás gracias a la
señal obtenida de los caudalímetros instalados. En esta pantalla también podremos controlar los
niveles en los digestores mediante niveles de radar por ultrasonidos.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
108
Figura 4.2.6.5 Control Área de Biogás. Agitación
Fruto de trabajar con sistemas SCADA se podrán exportar tablas de los datalogers, así como
gráficas donde poder visualizar los parámetros en continuo del proceso.
A continuación, se muestran datos reales exportados de nuestro sistema SCADA
implantado en la planta de biogás en Malchin (Alemania), donde se representan la
producción a lo largo de un mes de entradas de materia prima, producto terminado,
compilación de cantidades extraídas con las analíticas de las mismas, la producción de gas y
electricidad día por día, datos de la sección de desengrase, así como los diferentes
consumos de agua.
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
109
Resu
men
Ent
rada
s/Sa
lidas
BGA
M
es:
Otro
Agua
Datu
m
Rest
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³1,
1 m
³-Env
ase
1,1
m³-E
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1 m
³-Env
ase
01/0
9/16
99,8
22,2
23,
0029
,80,
04,
01,
01,
0
02/0
9/16
3,3
99,9
3,00
29,8
1387
,09,
01,
01,
0
03/0
9/16
29,8
526,
0
04/0
9/16
29,8
0,0
05/0
9/16
46,1
126,
725
,25,
922
,46
9,10
0,5
29,8
0,0
4,0
1,0
1,0
06/0
9/16
50,2
126,
73,
0029
,80,
06,
01,
01,
0
07/0
9/16
46,9
150,
12,
400,
529
,80,
011
,01,
01,
0
08/0
9/16
151,
12,
3029
,80,
09,
01,
01,
0
09/0
9/16
123,
52,
601,
029
,80,
08,
01,
01,
0
10/0
9/16
29,8
0,0
11/0
9/16
29,8
0,0
12/0
9/16
20,6
126,
724
,78,
6029
,80,
020
,01,
01,
0
13/0
9/16
32,7
125,
82,
6029
,80,
015
,01,
01,
0
14/0
9/16
66,3
151,
018
,92,
4029
,80,
07,
01,
01,
0
15/0
9/16
9,6
170,
92,
4029
,80,
02,
01,
01,
0
16/0
9/16
147,
02,
4029
,80,
07,
01,
01,
0
17/0
9/16
29,8
0,0
18/0
9/16
29,8
0,0
19/0
9/16
12,4
149,
625
,37,
3029
,80,
02,
01,
01,
0
20/0
9/16
60,5
149,
96,
2029
,80,
07,
01,
01,
0
21/0
9/16
10,6
150,
42,
4029
,80,
08,
01,
01,
0
22/0
9/16
150,
226
,92,
4029
,80,
06,
01,
01,
0
23/0
9/16
0,2
125,
22,
4029
,80,
04,
01,
01,
0
24/0
9/16
29,8
658,
0
25/0
9/16
29,8
1129
,0
26/0
9/16
21,8
153,
24,
8029
,80,
04,
01,
01,
0
27/0
9/16
43,2
149,
225
,22,
4029
,80,
03,
01,
01,
0
28/0
9/16
67,9
146,
917
,02,
4029
,80,
05,
01,
01,
0
29/0
9/16
21,3
152,
02,
400,
4St
ickst
off
29,8
0,0
3,0
1,0
1,0
30/0
9/16
1267
,915
3,1
2,40
29,8
0,0
4,0
1,0
1,0
01/1
0/16
0,0
Sum
me:
1781
,43
3078
,82
163,
225,
900,
0044
,68
0,08
2,40
0,00
894,
4737
00,0
074
,00
11,0
015
,40
Outp
ut
sep-
16
Impr
opio
s
Nur d
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der,
der R
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st v
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kt
Inpu
t
Sobr
asO
tros
mat
eria
les
Cat.3
Tabla 4.2.6.1 Representación entradas / salidas en planta de biogás de Malchin
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
110
Acido Acetico CH3 COOH Alcalinidad
Mes: Conversión mmol/l a mg/l 60,05 g/mol Conversión a CaCO3 100,09 g/mol
Datum 31/8 1/9 2/9 3/9 4/9 5/9 6/9 7/9 8/9 9/9 10/9 11/9 12/9 13/9 14/9 15/9 16/9 17/9 18/9 19/9 20/9 21/9 22/9 23/9 24/9 25/9 26/9 27/9 28/9 29/9 30/9 1/10 Summe MittelwertEntrega
Sobras 0,0 3,3 0,0 0,0 46,1 50,2 46,9 0,0 0,0 0,0 0,0 20,6 32,7 66,3 9,6 0,0 0,0 0,0 12,4 60,5 10,6 0,0 0,2 0,0 0,0 21,8 43,2 67,9 21,3 1.267,9 0,0 1.781,4 57,5Sobras 99,8 99,9 0,0 0,0 126,7 126,7 150,1 151,1 123,5 0,0 0,0 126,7 125,8 151,0 170,9 147,0 0,0 0,0 149,6 149,9 150,4 150,2 125,2 0,0 0,0 153,2 149,2 146,9 152,0 153,1 0,0 3.078,8 99,3Lodos lacteos 0,0 0,0 0,0 0,0 25,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 24,7 0,0 18,9 0,0 0,0 0,0 0,0 25,3 0,0 0,0 26,9 0,0 0,0 0,0 0,0 25,2 17,0 0,0 0,0 0,0 163,2 5,3Mucílago 0,0 0,0 0,0 0,0 5,9 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,9 0,2Sangre 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
CerdoTripas 22,2 0,0 0,0 0,0 22,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 44,7 1,4CR.Teplex 0,0030 0,0030 0,0000 0,0000 0,0091 0,0030 0,0024 0,0023 0,0026 0,0000 0,0000 0,0086 0,0026 0,0024 0,0024 0,0024 0,0000 0,0000 0,0073 0,0062 0,0024 0,0024 0,0024 0,0000 0,0000 0,0048 0,0024 0,0024 0,0024 0,0024 0,0000 0,079 0,0025Hierros/Lodos 0,0 0,0 0,0 0,0 0,5 0,0 0,5 0,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,4 0,0 0,0 2,4 0,1Otros (comentarios) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Stickstoff 0,0 0,0 0,0
Entrega total 122,0 103,2 226,8 176,9 197,5 151,1 124,5 172,0 158,5 236,2 180,4 147,0 187,3 210,4 161,0 177,1 125,4 175,0 217,6 231,8 173,7 1.421,0 5.076,5 230,8Cajas aceptadas
TS [%]Pre-acidificación 1
Contenido (tipo de sustrato) Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser.Nivel [m³] 280 505 538 537 325 542 462 553 414 104 249 298 513 573 572 447 242 246 386 461 451 153 434 518 409 398 413,2TS [%]oTS [%]pH-Wert
Pre-acidificación 2Contenido (tipo de sustrato) Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser. Speiser.Nivel [m³] 417 207 220 251 61 0 185 215 509 483 428 429 336 359 479 133 463 589 589 589 589 413 199 201 394 504 353,0TS [%] 14,4 14,6 14,5oTS [%] 12,9 13,1 13,0pH-Wert 3,9 3,9 3,9
Fermentador 1 Número de cargas / d 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 744 24
Cantidad total [m³] 90 104 101 97 98 96 74 60 87 94 96 97 101 93 105 98 88 100 103 115 100 92 101 106 107 118 114 106 109 115 110 2.985 100De los cuales pre-acidificación 1 0De los cuales pre-acidificación 2 0
Nivel [m³] 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464Velocidad de carga 3,9 3,3 3,6hydraul. Verweilzeit 33,3 34,3 36,1 46,8 57,7 39,8 36,9 34,3 37,2 33,0 35,3 39,4 30,1 34,6 37,7 34,3 32,7 30,4 32,7 31,8 30,1 31,5 35,9Contenido de TS [%] 4,9 4,7oTS-Gehalt [%] 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90%Temperatur [°C] 40,0 40,1 40,2 40,3 40,3 40,2 40,3 40,4 40,8 40,9 41,2 40,9 40,7 40,4 40,5 40,5 40,8 40,9 41,0 40,8 40,6 40,5 40,5 40,5 40,6pH-Wert 7,80 7,87 7,84AnalytikAcidos grasos volátiles [mg / l]
por valoracion [mmol/l] 62,0 45,0 53,5por valoración [mg/l] 3.723,1 2.702,3 3.212,7Vía fotometroLUFA
AlcalinidadAlcalinidad [mmol/l] 308,0 319,0 313,5g/l Alcalinidad [mg/l] 30.827,7 31.928,7 31.378,2
Capacidad del búfer [m-value] 381,8 390,0 385,9Contenido de amonio 0,0FOS/TAC-Wert 0,29 0,25 0,27
Valoración 5,0 pH 34,36 35,29 34,83Valorización 4,4 pH 37,32 37,95 37,64
Producción de gas [m³] 9.000,0 10.278,0 10.824,0 10.294,0 10.350,0 10.572,0 10.342,0 9.194,0 10.008,0 10.698,0 10.590,0 10.350,0 10.186,0 10.262,0 9.850,0 10.932,0 10.154,0 10.150,0 10.136,0 10.626,0 10.286,0 10.018,0 9.996,0 10.589,0 10.416,0 10.854,0 10.876,0 10.670,0 10.278,0 10.594,0 10.614,0 310.987,0 10.366,2Tasa de formación de gas [m³ / t Entrada] 98,8 107,2 106,1 105,6 110,1 139,8 153,2 115,0 113,8 110,3 106,7 100,9 110,3 93,8 111,6 115,4 101,5 98,4 92,4 102,9 108,9 99,0 99,9 97,3 92,0 95,4 100,7 94,3 96,5 3.077,7 106,1
Contenido de metano [%] 59,8 58,8 60,7 59,7 59,7 63,5 64,5 59,9 59,7 60,7 60,7 57,8 60,7 60,6 59,8 58,8 60,9 60,7 59,6 59,7 59,7 58,8 60,7 59,9 58,8 58,8 60,1Formación de metano m³ / d 5.382,0 6.043,5 6.570,2 6.145,5 6.311,5 6.567,2 5.930,1 5.994,8 6.386,7 6.182,9 6.229,0 5.693,3 6.635,7 6.153,3 6.069,7 6.248,1 6.264,2 6.080,9 5.957,6 6.321,6 6.218,4 6.395,1 6.476,7 6.156,5 6.229,3 6.241,0 155.502,8 6.220,1
Fermentador 2 Número de cargas / d 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 744,0 24
Cantidad total [m³] 86 104 101 97 98 96 73 59 87 94 96 97 101 93 106 98 88 100 103 115 100 93 102 106 108 118 114 106 108 115 110 2.986 100De los cuales pre-acidificación 1 0De los cuales pre-acidificación 2 0
Nivel [m³] 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.464 3.445 3.427 3.460 3.462 3.431 3.432 3.423 3.432 3.435 3.433 3.428 3.442 3.438 3.435 3.448Velocidad de carga 3,9 3,3 3,6hydraul. Verweilzeit 33,3 34,3 35,7 36,1 47,5 58,7 39,8 36,9 34,3 37,2 32,5 35,0 39,3 34,6 29,8 34,3 36,8 33,6 32,4 30,1 32,3 31,9 29,9 31,2 35,7Contenido de TS [%] 4,2 3,8Contenido OTS [%] 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90% 90%Temperatura [° C] 40,2 40,4 40,6 40,8 40,8 40,6 40,4 40,6 40,7 40,9 40,7 40,8 40,8 40,9 41,2 40,9 40,6 40,5 40,4 40,6 40,8 40,8 41,0 41,1 41,3 40,8pH-Wert 7,85 7,69 7,77AnaliticaAcidos grasos volátiles [mg / l]
Por valoración [mmol / l] 56,0 63,0 59,5Por valoracion [mg/l] 3.362,8 3.783,2 3.573,0Via fotometroLUFA
AlcalinidadAlcalinidad [mmol/l] 334,0 301,0 317,5g/l Alcalinidad [mg/l] 33.430,1 30.127,1 31.778,6
Capacidad del búfer [m-value] 394,1 361,7 377,9Contenido de amonio 0,0FOS/TAC-Wert 0,27 0,30 0,28
Valoracion 5,0 pH 35,27 32,28 33,78Valoracion 4,4 pH 38,10 35,18 36,64
Producción de gas [m³] 9.204,0 10.474,0 11.034,0 10.422,0 10.348,0 10.896,0 10.906 9.368 9.338 10.432 10.580 10.110 10.430 10.780 9.902 10.988 10.278 10.392 10.404 10.848 10.910 10.242 10.036 10.536,0 10.364,0 10.942,0 11.004,0 10.778,0 10.382,0 10.662,0 10.756,0 314.542,0 10.484,7Tasa de formación de gas [m³ / t Entrada] 107,0 100,7 109,2 107,4 105,6 113,5 149,4 158,8 107,3 111,0 110,2 104,2 103,3 115,9 93,4 112,1 116,8 103,9 101,0 94,3 109,1 110,1 98,4 99,4 96,0 92,7 96,5 101,7 96,1 92,7 97,8 3.208,7 107,0
Contenido de metano [%] 59,7 58,9 60,9 59,7 59,70 63,7 64,7 60,7 59,7 59,7 60,9 58,8 60,7 59,8 59,8 58,8 60,9 61,7 59,7 59,7 58,9 59,7 60,9 58,8 58,8 58,8 60,2Methanbildung m³/d 5.494,8 6.169,2 6.719,7 6.221,9 6.504,9 6.947,1 6.061,1 5.668,2 6.227,9 6.226,7 6.565,0 5.822,4 6.669,7 6.146,2 6.214,4 6.378,6 6.644,2 6.319,3 5.991,5 6.290,0 6.104,4 6.569,4 6.563,8 6.104,6 6.269,3 6.324,5 157.724,1 6.309,0
Fermentador secundarioNivel [m³] 1.625 1.634 1.565 1.608 1.950 1.885 1.942 1.839 1.779 2.241 2.326 2.164 2.061 2.061 2.010 2.369 2.292 2.164 2.164 2.249 2.147 2.515 2.318 2.284 20.601 1.950 2.804,7
Depósito digestato 1Nivel (m³) 1.820,0 1.687,0 1.822,0 1.522,0 1.465,0 1.719,0 1.553,0 1.209,0 1.389,0 1.387,0 1.388,0 1.624,0 1.675,0 1.754,0 1.894,0 1.889,0 2.056,0 2.178,0 2.269,0 2.302,0 2.497,0 1.935,0 1.828,0 1.879,0 2.098,0 2.309,0 1.813,1Depósito digestato 2
Nivel [m³] 2.901,0 3.253,0 3.352,0 2.286,0 1.986,0 2.001,0 2.214,0 2.709,0 2.766,0 2.877,0 2.911,0 3.006,0 3.244,0 3.344,0 3.455,0 3.502,0 3.575,0 3.742,0 3.844,0 3.898,0 4.016,0 2.819,0 3.273,0 3.504,0 3.725,0 3.815,0 3.164,7Cantidad de descarga
0 0 1387 526 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 658 1129 0 0 0 0 0 3.700,0 123,3
sep/ 16
Nur die gelben Felder sind Eingabefelder, der Rest ist verlinkt
Compilación de cantidad y análisis BGA Malchin
Tabla 4.2.6.2 Compilación de cantidades / análisis en planta de biogás de Malchin
DESARROLLO Y DISEÑO BASICO DE LA PLANTA DE BIOGAS
111
0
50
100
150
200
250
300
Alimentación m³ / d
Electricidad por día [MW]
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Datos
31/8
1/9
2/9
3/9
4/9
5/9
6/9
7/9
8/9
9/9
10/9
11/9
12/9
13/9
14/9
15/9
16/9
17/9
18/9
19/9
20/9
21/9
22/9
23/9
24/9
25/9
26/9
27/9
28/9
29/9
30/9
Rendimiento kWh / m³ debiomasaRendimiento m³gas / m³ debiomasa
Figura 4.2.6.6 Producción mensual de gas en la planta de Malchin
Figura 4.2.6.7 Producción mensual de electricidad en la planta de Malchin
Figura 4.2.6.8 Producción mensual de electricidad en la planta de Malchin. Rendimientos
0
5000
10000
15000
20000
25000
Produccion de gas (m
3)
Dias de produccion
Produccion de gas Septiembre
5. RESULTADOS
RESULTADOS
115
5.1. Resultados
i) Tal y como se ha desarrollado en el Capítulo 3 del presente documento, podemos constatar que en
el año 2018 se recogieron en la Comunidad de Madrid 2.790.000 toneladas procedentes de recogidas
selectivas domiciliarias, de las cuales fueron tratadas entre el Parque Tecnológico de Valdemingomez
y la planta de BioPinto 1.412.102 toneladas, es decir, aproximadamente el 50%. El 50% restante, es
decir, unas 1.400.000 toneladas contendrían 1.288.000 toneladas procedentes de resto de bolsas
que no fueron tratadas ni preparadas para la producción de biogás (92% de los residuos de los
hogares fueron bolsas de restos).
Según los análisis de caracterización de estos residuos de restos de bolsas expuestos en la figura
3.2.1.4, el 36% es contenido puramente orgánico, por lo que se podrían obtener 464.000 toneladas
de estos residuos aprovechables para los procesos de biometanización.
En la actualidad, esas 1.400.000 toneladas son enviadas directamente a vertedero, las cuales pueden
aprovecharse para la generación de energía por procesos de incineración, lo que supone una menor
valorización energética, a la vez que genera una mayor cantidad de emisiones de gases a la
atmosfera.
ii) Por otro lado, de las 600.000 toneladas de residuos procedentes de las actividades económicas,
dos tercios están vinculados con origen en mercados, centros sanitarios, restaurantes, centros
educativos y grandes almacenes, alcanzando una representatividad del 14% del total de los
generados durante el año 2018 en la Comunidad de Madrid. Esto supone conseguir otras 400.000
toneladas de residuos orgánicos adecuados para la obtención de biogás, llegando a la conclusión de
que, en la Comunidad de Madrid, en la actualidad existen alrededor de 900.000 toneladas de
productos orgánicos aprovechables para su valorización energética como biogás que no se están
tratando para tal fin.
iii) Como resultado de operar la planta descrita en el capítulo 4 con la producción prevista, y tras la
comprobación en las plantas de biogás comentadas con composiciones de residuos orgánicos
semejantes, se pueden extraer los siguientes rendimientos anuales:
RESULTADOS
116
‐ Entrada de MMPP en tolvas: 900.000 Toneladas. Después de la fase de pre‐tratamiento y
preparación, la fracción orgánica para la alimentación a los digestores será de unas 621.000
ton/año.
‐ Una vez completada la biometanización por vía seca, en fase mesófila entre 35‐38ºC
monoetapa, con una dilución del 30% de materia seca y 70% de agua, y un Tiempo de
Retención Hidráulica de 21 días se obtendrán los siguientes resultados:
● Rechazos Férricos: 15 Toneladas
● Material Compostable: 366.161 Toneladas (59% de entrada a Digestores)
● Rechazos (plásticos, envases, etc.): 279.000 Toneladas valorizables
● Biogás generado: 109.296.000 Nm3/ año con pureza superior al 60% en NH4.
● Tasa de generación: 176 Nm3/Ton de fracción orgánica
iv) Una vez extraído el biogás máximo de los digestores, la cantidad de material compostable
(digestato) a tratar será de 366.161 toneladas. Este material estará compuesto fundamentalmente
por agua (90%).
v) El tratamiento del digestato consistirá en pasarlo por prensas de tornillos capaces de reducir la
humedad un 85%. A continuación, comenzará el proceso compostable en túneles con
fermentaciones aerobias. Para conseguir un producto esponjoso y de mejor calidad se podrá añadir
sustrato vegetal triturado procedente de podas y jardinerías que incorporarán a su vez nuevos
nutrientes al producto final.
Después de dos semanas tendremos un compost madurado y preparado para su afino mediante
molinos y cribas para conseguir un producto con la granulometría y textura adecuadas para su
utilización.
vi) Se podrán obtener 54.924 Toneladas con un 10% de material estructurante (podas), es decir, unas
60.000 Toneladas de compost.
Una vez producido y almacenado el biogás, solo queda convertirlo en energía válida para uso en
aplicaciones.
La instalación de una sala de cogeneración eléctrica compuesta por 12 motores de 5 MWe
garantizará la producción quemando el 100% del biogás generado, por lo que su régimen de
funcionamiento será permanente durante todo el año.
RESULTADOS
117
vii) Con el suministro de los 109.296.000 Nm3 generados en la Digestión Anaeróbica, esta
cogeneración será capaz de suministrar a la red 605.811 MWh, es decir, 606 GWh (El poder calorífico
inferior del biogás obtenido es de 5,5 kWh/Nm3). De esta cantidad, aproximadamente el 30% será
consumida por las propias instalaciones.
viii) Acompañada a esta instalación se procederá a ubicar una antorcha que será capaz de quemar el
exceso de biogás generado que los motores no puedan quemar, bien por averías, paradas o falta de
capacidad.
ix) Como consecuencia de la cantidad de energía producida, podemos ver en las siguientes figuras la
incidencia que tendría comparándola con la energía generada en la actualidad a partir de residuos
orgánicos.
‐ Con la generación descrita se podrá exportar a la red 424.068 MWh/año
Figura 5.1.1 Energía generada en los últimos años a partir de biorresiduos en la Comunidad de Madrid en MWh.
540
560
580
600
620
640
660
680
2014 2015 2016 2017 2018
Energía Generada en la actualidad a partir de Bioresiduos (MWh)
MWh
RESULTADOS
118
Figura 5.1.2 Aumento de la generación de energía con la valorización de una nueva planta de biogás a partir de biorresiduos en la Comunidad de Madrid en MWh.
‐ El consumo medio de un hogar se establece en 4.590 kWh/año. Por tanto, el uso del biogás
como fuente de energía renovable puede generar energía eléctrica para unos 92.389 hogares
madrileños.
Figura 5.1.3 Evolución de la energía producida según las fuentes de generación en MWh.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
2016 2018 20XX
Aumento Generación Eléctrica con creación nueva planta de Biogás (MWh)
MWh
0
1000
2000
3000
4000
5000
2012 2014 2015 2016 2017 2018
Evolución de la energía eléctrica producida según las fuentes de generación (MWh)
Hidráulica Residuos y biomasa Cogeneración Solar Fotovoltaica Total
RESULTADOS
119
En la siguiente figura 5.1.4 podemos apreciar el porcentaje de energía según las fuentes de
generación en la Comunidad de Madrid en el año 2018.
Figura 5.1.4 Porcentaje de producción de energía según las fuentes de generación en la Comunidad de Madrid en 2018.
Si sumáramos al porcentaje de generación lo obtenido con el aprovechamiento de los
residuos de la nueva planta de biogás, los porcentajes variarían, como se puede observar en
la figura 5.1.5
Figura 5.1.5 Porcentaje de producción de energía estimada según las fuentes de generación en la Comunidad de Madrid con la creación de una nueva planta de Biogás.
x) Teniendo en cuenta que se podrán generar 109.296.000 Nm3 de biogás con una riqueza en metano
del 60%, se podrán evitar la emisión de 65.577.600 Nm3 de este gas más contaminante que el CO2.
9%
41%44%
6%
Producción de energía en 2018 según las fuentes de generación
Hidráulica Residuos y biomasa Cogeneración Solar Fotovoltaica
7%
60%
29%
4%
Producción de energía estimada según las fuentes de generación con creacion de nueva planta de Biogás
Hidráulica Residuos y biomasa Cogeneración Solar Fotovoltaica
RESULTADOS
120
Teniendo en cuenta que su densidad relativa en estado gaseoso es de 0,656 Kg/m3, obtendremos la
cantidad de 44.002.569 Kg, es decir, unas 44.002 Toneladas de reducción de esta emisión.
Por otro lado, la generación de 605.811 MWh/año mediante energía eléctrica procedente de la
quema de combustibles fósiles, generarían la emisión de CO2 y otros gases de efecto invernadero en
una cantidad de 145.394 Toneladas. (Para el cálculo de las emisiones asociadas debe aplicarse un
factor de emisión de CO2 atribuible al suministro eléctrico, también conocido como “mix eléctrico”
(gr de CO2/kWh) que representa las emisiones asociadas a la generación eléctrica conectada a la red
nacional. Según Red Eléctrica Española, el factor de emisión por MWh generado en España es de 0,24
Tn CO2/MWh).
Este valor, es mayor de lo emitido en la Comunidad de Madrid por este concepto, ya que en la
actualidad la mayor parte de la energía consumida es importada. Por tanto, la cantidad de toneladas
a ahorrar solo se reflejaría en costes económicos por derechos de emisión.
xi) En la tabla 5.1.1 se puede apreciar la evolución en la generación de energía para
autoabastecimiento en los últimos años. Se ha añadido una columna con la repercusión que tendría
en dicha generación le instalación de la nueva planta de biogás, que reduciría las necesidades en las
plantas de cogeneración alimentadas con materias primas derivadas del petróleo.
Evolución autoabastecimiento generación eléctrica (Mwh) y CO2 emitido en la Comunidad de Madrid
2015 2016 2017 2018 202X
Hidráulica 151.163 174.419 162.791 151.163 151.163
Residuos y biomasa 639.535 639.535 651.163 686.047 686.047
Cogeneración 686.047 790.698 767.442 744.186 138.375
Solar fotovoltaica 104.651 93.023 93.023 93.023 93.023
Nueva Planta Biogás 605.811
Total (MWh) 1.581.395 1.523.256 1.511.628 1.523.256 1.674.419
Emisión Ton CO2 253.837 292.558 283.953 275.349 51.199
Tasa de emisión(*) 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37
Tabla 5.1.1 Evolución del autoabastecimiento con generación eléctrica (MWhe) y CO2 emitido en la Comunidad de Madrid.
(*) En cuanto a la tasa de emisión de CO2, sólo se contempla lo emitido por las plantas de
cogeneración alimentadas por materias primas derivadas del petróleo, que según el Instituto para la
Diversificación y Ahorro de la energía (IDAE) es de 0,37 tCO2/MWh.
De una manera más gráfica se puede observar lo mostrado en la tabla anterior en las figuras 5.1.6 y
5.1.7.
RESULTADOS
121
Figura 5.1.6 Autoabastecimiento de generación eléctrica en MWh en la Comunidad de Madrid hasta el año 2018.
Figura 5.1.7 Autoabastecimiento de generación eléctrica en MWh en la Comunidad de Madrid hasta el año 202X teniendo en cuenta la generación de una nueva planta de biogás.
0
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2015 2016 2017 2018
Autoabastecimiento de generación eléctrica (MWh) en la Comunidad de Madrid
Hidraúlica Residuos y biomasa Cogeneración Solar fotovoltaica Total (MWhe)
0
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2015 2016 2017 2018 202X
Autoabastecimiento de generación eléctrica (MWh) en la Comunidad de Madrid con nueva planta de Biogás
Hidraúlica Residuos y biomasa Cogeneración Solar fotovoltaica Total (MWhe)
RESULTADOS
122
Figura 5.1.8 Evolución de las emisiones de CO2 debido a la generación eléctrica.
5.2. Discusión
1) La generación de residuos representa uno de los problemas medioambientales más
trascendentales y complejos en su manejo. La razón principal de este escenario de complejidad se
basa en que la generación de residuos se vincula al modelo de consumo de la sociedad. El objetivo
máximo de los esfuerzos en el marco de la gestión de residuos realizados en los últimos años intenta
convertir el modelo de consumo de la sociedad en una sociedad eficiente en el uso de los recursos.
Sociedad que sea capaz de generar menos residuos y que utilice, los que no pueden ser evitados,
como recurso de ser posible. O sea, se trata de transformar la economía lineal sustentada en
producir, consumir y tirar, en una economía circular en la que se reincorporen al proceso productivo
una y otra vez los materiales que contienen los residuos para la producción de nuevos productos o
MMPPs. Ante tales ambiciones, el reciclaje o la valorización material de los residuos constituyen un
pilar importante.
2) Queda mucho por trabajar, ya que las cifras dicen que todavía son elevadas las toneladas de
basura que acaban en vertedero, tratamiento más común en el resto de España y Unión Europea.
0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
300.000
350.000
400.000
2013 2014 2015 2016 202X
Emisión Ton CO2
Emisión Ton CO2
RESULTADOS
123
En los últimos años, la mayoría de países europeos han mejorado estas actuaciones para resolver
problemas medio ambientales generados, como la contaminación por lixiviados, futuros usos de los
terrenos utilizados como vertederos, etc.
3.1) Se debe ir reduciendo en los próximos años la cifra de depósito en vertedero para que disminuya
drásticamente hasta un mínimo del 5% (que serán los residuos no valorizables). Otro método que
también permite recuperar energía de los residuos es la incineración, y aunque ha venido siendo
muy utilizado genera también problemas medio ambientales como la generación de GEIs.
Los tratamientos como reciclajes y compost han ido ganando en importancia en los últimos años,
valorizando los residuos y minimizando el impacto para el medio ambiente. La Unión Europea viene
disminuyendo año tras año los RSU generados por persona desde el año 2008.
3.2) La dirección marcada por la Unión Europea como parte de la “Hoja de ruta hacia una Europa
eficiente en el uso de recursos” para el final de esta década destaca la prohibición del depósito en
vertedero en todos los estados miembros, eliminando la incineración de materiales reciclables y
compostables. Esto podría conseguirse aplicando tasas a la eliminación en vertedero y a la
incineración, así como quitando subvenciones a la incineración.
4.1) La Comunidad de Madrid es un núcleo poblacional de primer orden, concentrada con una gran
densidad de población en la ciudad de Madrid, apoyada en estos términos por su área metropolitana
con grandes centros empresariales y comerciales donde se generan elevadas cantidades de residuos
de distintas tipologías (residuos urbanos, industriales, de construcción, lodos de depuradora, etc).
Esta condición no significa que la Comunidad de Madrid no posea un valor y un patrimonio medio
ambiental importante.
A partir de la creación y aprobación de la Estrategia de Residuos de la Comunidad de Madrid 2006‐
2016 se ha evolucionado positivamente disminuyendo la generación de residuos domésticos y
comerciales, así como los vertidos en vertederos. También mejoró el compromiso del resto de
administraciones, aumentando las instalaciones destinadas a la gestión de residuos y
mejorar/optimizar los existentes.
RESULTADOS
124
4.2) Es imprescindible que las administraciones responsables de la gestión de residuos en la
Comunidad de Madrid pongan los medios necesarios para poder realizar la separación de materias
orgánicas en origen. Este hecho mejorará los impactos generados por emisiones descontroladas y
difusas, lixiviados, y olores aumentando los rendimientos en la obtención de energía, compost, así
como la calidad de los mismos y la disminución de los costes de producción.
4.3) En la Comunidad de Madrid, para llevar a cabo la gestión de las fracciones separadas en origen
de los residuos domésticos, se ha generalizado la implantación de los Sistemas Integrados de Gestión
(SIG). En este tipo de sistemas las empresas pagan una cantidad por producto puesto en el mercado
para asumir los gastos de su gestión como residuo. Sin embargo, la estimación de este coste es
injusta por estar infravalorada; se calcula en función de los residuos que se recuperan y no sobre lo
que valdría reciclar todos los productos de este tipo puestos en el mercado. Por consiguiente, una
parte importante de este coste recae en las administraciones públicas o, lo que es lo mismo, en la
ciudadanía.
Se debe ir eliminando el recurso de la incineración como tratamiento de residuos ya que destruye y
elimina materiales que pueden valorizarse, malgastando energía para ello. Al mismo tiempo, esta
técnica es contaminante al liberar gases tóxicos y genera menos puestos de trabajo.
4.4) El Plan Regional de Residuos Sólidos Urbanos de la Comunidad de Madrid (2006‐2016) tenía
previsto aumentar la valorización energética de residuos para poder cumplir los objetivos marcados
desde la legislación europea.
4.5) En la actualidad, con el fin de vigencia de la anterior Estrategia de Residuos de la Comunidad de
Madrid 2006‐2016 ha sido elaborado el documento “Estrategia de Gestión Sostenible de los residuos
de la Comunidad de Madrid 2017‐2024” estableciendo los planes de gestión de los diferentes tipos
de residuos generados en la región, incluyendo las actividades, actuaciones e infraestructuras
necesarias para la recogida y tratamiento de los mismos.
4.6) La Estrategia define un modelo de gestión sostenible de los residuos que da respuesta a las
necesidades de la Comunidad de Madrid teniendo en cuenta los aspectos ambientales, sociales y
económicos. Conforme a este criterio general, los objetivos de la Estrategia son:
RESULTADOS
125
‐ Prevenir la generación de residuos en la Comunidad de Madrid.
‐ Maximizar la transformación de los residuos en recursos, en aplicación de los principios de la
economía circular.
‐ Reducir el impacto ambiental asociado con carácter general a la gestión de los residuos y, en
particular, los vinculados al calentamiento global.
‐ Avanzar en la autosuficiencia de la Comunidad de Madrid en la gestión de los residuos, en la
medida que sea viable y tenga sentido desde el punto de vista ambiental, técnico y
económico y definir criterios para el establecimiento de las infraestructuras necesarias y para
la correcta gestión de residuos en la Comunidad de Madrid [8].
4.7) Los principios que orientan la elaboración de la Estrategia de la Comunidad de Madrid son:
‐ Jerarquía de residuos, que establece las prioridades en materia de prevención y de gestión
de los residuos para conseguir el mejor resultado global.
‐ Ciclo de Vida, teniendo en cuenta el impacto total que tendrán las soluciones adoptadas en
la Estrategia a lo largo de su vida, quien contamina paga, por el que el productor de los
residuos debe hacer frente a los costes de su adecuada gestión.
‐ Proximidad, por el que los residuos deben gestionarse lo más cerca posible de su lugar de
generación, siempre que sea viable, para minimizar el impacto ambiental asociado al
transporte [8].
4.8) Las siguientes tablas muestran las instalaciones disponibles para el tratamiento de residuos
sólidos en la Comunidad de Madrid según división en zonas Sur, Norte y Este tomando datos
aportados por el Plan Regional de Residuos Sólidos Urbanos de la Comunidad de Madrid (2006‐
2016).
RESULTADOS
126
Zona Número y tipo de
instalación Operación año 2016
Sur
Vertederos: (1) Pinto
Capacidad total:8.750000 m3 Potencia instalada: 15.40 Mw
879.496 t Energía generada: 92.481.163 kWh (incluyendo la generación de biogás en la Planta de Biometanización)
Plantas de Biometanización y compostaje: (1)
Capacidad de clasificación 140.000 Tn/a Capacidad en biometano
17.953 Tn 56.000 Tn/a
Planta de compostaje (1)
30000 Tn/año 22.325 Tn
Estaciones de transferencias (4)
Bolsa resto Bolsa amarilla
452.039 17.956
Plantas de clasificación:(2)
Pinto: 8 Tn/h Fuenlabrada: 56.000 Tn/año
17.953 Tn 6.092 Tn
Norte
Vertederos: (1) Colmenar Viejo
Capacidad total 4.487.000 m3 Potencia instalada 4,25 MW
325.567 Tn Posible energía a generar 34.108.332 kWh
Plantas de Biometanización y compostaje
0 0
Estaciones de transferencias (4)
Bolsa resto Bolsa amarilla
120782.751 10.288
Plantas de clasificación: (1)
8 Tn/h 19.289 Tn
Este
Vertederos: (2) Alcalá de Henares y de Nueva Rendija)
Capacidad total 2.414.200 m3 Potencia instalada 3.55 MW
319765 Tn Energía generada 18.524.300 kWh
Plantas de Biometanización y compostaje
0 0
Estaciones de transferencias: (1)
Bolsa amarilla 4.816 Tn
Plantas de clasificación: (1)
7 Tn/h 10.874 Tn
Tabla 5.2.1 Capacidad de las instalaciones disponibles para el tratamiento de residuos sólidos en la Comunidad de Madrid según división en zonas Sur, Norte y Este
RESULTADOS
127
Instalaciones de tratamiento
Sur Norte Este Total
Vertederos 1 1 2 4
Plantas de Biometanización y compostaje
1 0 0 1
Planta de compostaje 1 0 0 1
Estaciones de transferencias 4 4 1 9
Plantas de clasificación 2 1 1 4
Tabla 5.2.2 Instalaciones disponibles para el tratamiento de residuos sólidos en la Comunidad de Madrid según división en zonas Sur, Norte y Este (Período 2000‐2018).
4.9) Tal y como se puede contemplar, con las instalaciones existentes no es posible tratar la recogida
selectiva contemplada y planificada en capítulos anteriores, y como consecuencia se deberá disponer
de una o varias instalaciones para ello.
Entidad Estaciones
de transferencia
Plantas clasificadoras
Depósitos controlados
Tratamiento de
bioresiduo
Número de municipios atendidos
Total de instalaciones
de tratamiento
Mancomunidad del Sur
4 1 1 2 71 8
Mancomunidad del Noroeste
4 1 1 - 76 6
Mancomunidad del Este
1 1 1 - 30 3
Ayuntamiento Fuenlabrada
- 1 - - - 1
Total 9 4 3 2 177 18
Tabla 5.2.3 Instalaciones disponibles para el tratamiento de residuos sólidos en la Comunidad de Madrid según Mancomunidades.
Al realizarse un análisis del cumplimiento de los objetivos establecidos en el Plan Regional de
Residuos Urbanos de la Comunidad de Madrid (2006 – 2016), según los datos obtenidos, no se
alcanzó el objetivo fijado para el año 2016 de que el vertido de residuos biodegradables fuese
inferior al 35% respecto de aquellos generados en 2006, indicando la tendencia observada hasta la
fecha. En cuanto al objetivo de reciclado de envases se comprueba que ha existido una tendencia a la
estabilidad del porcentaje de envases reciclados en relación con la generación de los mismos [8].
RESULTADOS
128
4.10) Además de las infraestructuras existentes en ambos períodos analizados, todos los residuos
según establecen los planes regionales deben pasar por un proceso de triaje y clasificación previa,
con el fin de recuperar el máximo de materiales valorizables del caudal de residuos urbanos tratado.
El flujo de residuos no recuperado deberá ser tratado mediante las mejores tecnologías disponibles.
La tabla 5.2.4 muestra un estudio comparativo de las alternativas de tratamiento de residuos que se
consideran más adecuadas para su gestión [8].
Tecnologías de tratamiento de residuos urbanos
Capacidad de las plantas (t/año)
Producción de energía eléctrica (kWh/t de RU procesado)
Coste de tratamiento (euros/t)
Coste de inversión por tonelada de capacidad instalada (euros/t)
Impactos ambientales
BIOMETANIZACIÓN Y COMPOSTAJE
20.000‐300.000.
100‐250 30‐55 250‐325 (A)
COMPOSTAJE 15.000‐200.000.
No genera energía eléctrica.
25‐45 151 (A)
INCINERACIÓN 50.000‐500.000.
500‐600 45‐85 250‐350 (B)
GASIFICACIÓN Y VITRIFICACIÓN MEDIANTE PLASMA
35.000‐300.000.
1.000‐1.500.
35‐60 445 (C)
VERTEDERO ‐ ‐ 15‐25 ‐ (D)
Tabla 5.2.4. Estudio comparativo de las alternativas de tratamiento de residuos que se consideran más adecuadas para su gestión. Fuente: Elaboración propia tomando datos aportados por el Plan Regional de Residuos Sólidos Urbanos de la Comunidad de Madrid (2006‐2016).
5) Ligado a estas alternativas van los impactos ambientales que pueden generar debido a la tipología de los productos a tratar, como son los residuos orgánicos. Estos impactos se muestran a continuación según la codificación de la tabla anterior:
(A) Posibilidad de generación de malos olores. Posibilidad de emisión de bioaerosoles:
bacterias, actinomiceto, endotoxinas, micotoxinas, glucanos.
(B) Fuerte oposición social frente a esta tecnología por la percepción de los impactos
ambientales que pueda generar.
(C) Desconocimiento de la tecnología por parte de los ciudadanos: a pesar de ser una
tecnología radicalmente distinta a la incineración parte de la opinión pública puede presentarse
contraria a la tecnología por tratarse también de una alternativa de valorización energética.
RESULTADOS
129
(D) Emisiones a la atmósfera son metano, CO2 y COVs. El tratamiento que se da a los residuos
apenas permite reducciones en el flujo, por lo que prácticamente el 100% de lo tratado es finalmente
eliminado. Afección al suelo como consecuencia de la extensión y de posibles filtraciones
accidentales de lixiviados si el vaso de vertido no está bien construido.
6) Los costes de tratamiento (euros/Tn) de cada una de las tecnologías de tratamiento de residuos
urbanos varían entre los 15 a 85 euros por cada tonelada de residuo urbano tratado. La opción de
eliminación en vertederos sigue siendo la más favorable en términos económicos, mientras que la
valorización energética mediante incineración y mediante plasma, muestran los costes más elevados.
Al compararse la producción de energía eléctrica (kWh/Tn de RU procesados) se comprueba que la
incineración y la gasificación y vitrificación mediante plasma representan las de mayor valor
energético. En el plano de los impactos ambientales, las tecnologías de tratamiento de residuos
muestran diferencias, siendo los vectores más sensibles los de emisiones a la atmósfera y generación
de residuos. En el caso de los procesos de compostaje y biometanización y compostaje, se ha
considerado su aplicación al tratamiento de la fracción resto, siendo los rendimientos del proceso
bajos, generándose una gran cantidad de rechazo. En cuanto a las emisiones a la atmósfera en las
plantas de valorización energética, al estar sujetas a controles muy estrictos, son poco
contaminantes [6].
6. PLAN DE VIABILIDAD
PLAN DE VIABILIDAD
133
Para poder justificar una nueva instalación se debe realizar un plan de viabilidad que nos pueda
llevar a una realidad u otra en función de los resultados que se puedan obtener de manera
previsible.
A continuación, se muestran dos estudios de viabilidad financiera reales sobre las condiciones
económicas para la realización de una planta de biogás capaz de procesar y tratar los residuos
descritos en el presente trabajo. El primero de ellos, representado en la tabla 6.1 tiene en cuenta los
ingresos previstos como prestación de servicios de recogida, mientras que el segundo, representado
en la tabla 6.2 supone como ocurre en la actualidad que dicha prestación de servicios es nula:
PLAN DE VIABILIDAD
134
PLAN
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2020
2021
2022
2023
2024
Tabla 6.1. Estudio viabilidad financiera teniendo en cuenta la prestación de servicios
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135
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2020
2021
2022
2023
2024
Tabla 6.2. Estudio viabilidad financiera sin tener en cuenta la prestación de servicios
PLAN DE VIABILIDAD
136
A continuación, trataremos de describir los conceptos que se tienen en cuenta en el primer plan de
viabilidad, teniendo en cuenta la prestación de servicios y suponiendo que no se cuenta con ningún
tipo de subvención.
VENTAS:
Venta Compost: Se tienen en cuenta las cantidades previstas a obtener de compost por el precio
medio de mercado actualizado.
Venta de electricidad: Generación eléctrica al precio de compra teniendo en cuenta los
reglamentos de tarificación regulada. Para la producción eléctrica con biogás, la generación
eléctrica se enmarca en el Grupo b.7. La CNE publica mensualmente la potencia inscrita por grupos.
La retribución por la electricidad entregada por una cogeneración varía en función de la potencia
eléctrica de la planta (menor o mayor de 2 MW) y del combustible utilizado. Para nuestro estudio,
tras encontrarnos en el grupo b.7.2 (biogás procedente de digestores) el precio se encuentra en
torno a los 14c€.
Prestación de servicios: Este es uno de los puntos más importantes del plan. Proviene del cobro de
las cantidades recogidas en actividades económicas, cuyo precio se encontraría en 30 €/Ton.
Ingresos por derechos de emisión: Previsión de ahorro por derechos de emisión. En la actualidad
dichos derechos se encuentran a 18 €/Ton de CO2 de media.
COSTES DE VENTAS:
Costes de MMPP: Partimos en este concepto teniendo en cuenta que la materia prima recogida ni
se cobra ni se paga por ella, lo que supone nada más que tener en cuenta el gasto logístico del
transporte que se encuentra para este tipo de residuos en 25 €/Ton.
Compras: Quedan aquí englobados todos los gastos procedentes de las compras de aditivos para el
proceso.
GASTOS DE PERSONAL
Se ha estimado la necesidad de contar en principio con unas 175 personas, de los cuales alrededor
de 80 serán conductores para realizar recogidas de MMPP y entrega de productos terminados
(compost), y el resto serán personal para los departamentos de producción y
PLAN DE VIABILIDAD
137
mantenimiento incluyendo los puestos de Dirección (Departamentos de Calidad, Prevención de
Riesgos Laborales, Medio Ambiente).
GASTOS DE EXPLOTACION
Se incluyen los gastos de alquileres de maquinaria como carretillas elevadoras, dumpers,
plataformas elevadoras, renting de maquinaria necesaria para actividades auxiliares necesarias
para el buen funcionamiento de la fábrica.
También se incluye el gasto en reparaciones, así como contratos de mantenimiento con fabricantes
de equipos y maquinaria para el proceso (separadoras, trommels, generadores eléctricos,
compresores de aire, etc.) así como las reparaciones de bombas, tuberías, instalaciones hidráulicas,
neumáticas, material de laboratorio, etc.
Servicios Profesionales Independientes: Comprenden gastos de Ingenierías y Proyectos, permisos,
licencias, solicitud de subvenciones, asesoramientos jurídicos, mercantiles, fiscales, Autorizaciones
Ambientales, notarías. El primer año serán de una cuantía mayor, aunque los siguientes conllevarán
otros gastos para renovaciones de licencias, inspecciones reglamentarias obligatorias,
actualizaciones a normativas, etc…
Transporte: Costes logísticos de las ventas del compost y retirada de los materiales procedentes de
los rechazos (plásticos, papel‐cartón, chatarras).
Seguros: los procedentes de los vehículos (SRC, SRCDirecto y todo riesgo, daños materiales de la
fábrica) así como cualquier otro inherente necesario para el desarrollo de la actividad.
Suministro de agua: Se tienen en cuenta KPIs de plantas similares que consumen 0,1 m3/ton al
precio de distribución de la misma.
Combustible: Consideramos el consumo de combustible para la prestación de servicios en
actividades económicas, en torno a 10 €/ton recogida.
Gastos varios: Limpiezas, desinfecciones, seguridad, jardinería, productos para análisis en
laboratorio, ITVs, dietas, etc…
Otros tributos: Impuestos de Actividades Económicas, tasas Municipales y cualquier otro tipo de
impuesto sobre la actividad diferente a los de IRPF, IVA y Sociedades.
PLAN DE VIABILIDAD
138
GASTOS FINANCIEROS
Debemos contar con los intereses de las deudas contraídas de los prestamos financieros para la
adquisición de los activos, que se encuentran valorados en unos 3.800.000 €.
Llegados a este punto, podemos resumir en el escenario propuesto que para el primer año
tendremos un margen bruto de 55.791.060 € proveniente de la diferencia entre ingresos y gastos.
Tendremos un resultado operativo de 31.921.060 € que será el margen bruto menos los gastos del
personal y explotación.
Al resultado operativo debemos restar los gastos de amortización, que se estiman en unos
30.000.000 € dejando un resultado de explotación (EBIT) de 1.921.000 €.
Nos falta por descontar los gastos financieros procedentes de los préstamos, estimados en
3.800.000 € (aproximadamente el 2% sobre lo prestado o coste de la inversión) quedando así un
resultado antes de impuestos (el de Sociedades) negativo de 1.878.940 € para el primer año.
Siempre y cuando compensemos el impuesto de sociedades BINS los siguientes años, el resultado
neto podría ser de ‐1.409.205 €.
En los siguientes años se tendrán en cuenta el crecimiento en la recogida de MMPP lo que
conllevará mejorar las cifras de venta de electricidad y material compostable, así como la
disminución de los gastos financieros por la amortización del capital del préstamo. También se
reducirán ciertos gastos de profesionales, aunque incrementarán los gastos en reparaciones y
mantenimientos.
Todo ello hace pensar que a partir del segundo o tercer año ya se puede ver que la actividad
presenta balances positivos financieramente hablando.
Ahora bien, el mismo plan de viabilidad cambia sustancialmente si no se cuenta con los ingresos
procedentes de la prestación de servicios. En esta segunda tabla se descuentan, y aunque se
reducen los costes de personal procedentes de los conductores que recogerían las MMPPs,
reduciéndose también el gasto en combustible por el mismo concepto. También se reducirían los
gastos en seguros de los vehículos y los gastos de amortización por la compra de los vehículos de
recogida.
PLAN DE VIABILIDAD
139
Todo ello hace que el resultado neto sin prestación de servicios salga muy deficitario el primer año
(‐6.380.205 €) así como los siguientes, comenzando a presentar resultados favorables a partir del
quinto año, lo que dificulta el atrevimiento de inversiones para la ejecución de semejante proyecto.
Teniendo en cuenta la prestación de servicios, la actividad comienza a recuperar la inversión y a
tener resultados netos positivos a partir del segundo o tercer año.
Dado el estudio anterior, y la necesidad de contar con la prestación de servicios, se hace necesario
legislar y adecuar las directivas actuales europeas para la obligatoriedad por parte de las
actividades económicas (restauración, bares, hoteles, hospitales, colegios, etc.) de realizar
separaciones selectivas de los residuos orgánicos, así como gravar los domiciliarios que no sean
separados.
En las condiciones actuales de financiación del biogás de digestión en base a la tarifa eléctrica
(asumiendo que el periodo de retorno simple no supera los 6 años), no se rentabilizan las
instalaciones con proceso de digestión mientras no se considere la prestación de servicios. El
balance entre los gastos y los ingresos para el primer año se traduciría en unas pérdidas de 5
€/tonelada tratada. Esto quiere decir, que para que estas plantas sean rentables con las cantidades
indicadas se deben subvencionar y firmar adecuados contratos de compra de la energía generada
(gas y electricidad) e imponer tasas en la recogida de residuos orgánicos domiciliarios para poder
compensar este déficit de 5 €/tonelada.
7. CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
143
7. CONCLUSIONES
En este trabajo de Tesis se han abordado diferentes aspectos clave relacionados con la generación de
residuos orgánicos, su gestión actual, así como la generación de energía a través de procesos de
digestión anaerobia en la Comunidad de Madrid, habiéndose prestado especial atención a la
obtención de la energía que podría obtenerse con gran cantidad de ellos que no se están procesando
de la manera más eficiente.
Los estudios llevados a cabo en los diferentes capítulos, han permitido obtener unas conclusiones
particulares para cada uno de los objetivos propuestos en el Capítulo 1. Sobre la base del
conocimiento adquirido en esos estudios, en este Capítulo se exponen una serie de conclusiones
generales que responden a los objetivos marcados para esta Tesis.
1) Así, teniendo en cuenta el primer objetivo marcado en el Capítulo 2, el estudio del arte del
tratamiento de residuos en la Comunidad de Madrid nos establece el establecimiento del contexto,
definiendo el marco normativo en el que se encuentra el sector enumerando las infraestructuras
existentes de residuos sólidos urbanos como vertederos, plantas de biometanización y compostaje,
estaciones de transferencia, plantas de clasificación de envases y puntos limpios, definiendo las
capacidades de proceso en cada uno de ellos y recordando que las Unidades Técnicas de Gestión
(UGTs) son las encargadas de organizar por zonas las recogidas y tratamientos de todos los residuos
generados.
La creciente generación de residuos y su adecuada gestión constituyen un problema ambiental que
supone un reto a las administraciones y la población en general debiéndose aprovechar los recursos
contenidos en los residuos limitando su impacto en el medio ambiente y en el clima, a través de
modelos de gestión que sean sencillos y accesibles para los consumidores, las empresas y el resto de
productores de residuos.
2) A lo largo del Capítulo 3 conseguimos el segundo de los objetivos, al introducirnos en la
búsqueda de información, a través de visitas a los centros más importantes de la Comunidad de
Madrid donde se reportan todos los datos de recogida en los diferentes centros de tratamiento, tales
como GEDESMA (Gestión y Desarrollo del Medio Ambiente de Madrid), FENERCOM (Fundación de la
Energía de la Comunidad de Madrid), URBASER, Parque Tecnológico de Valdemingomez así
como varios Técnicos de la Consejería de Medio Ambiente, Ordenación de Territorio y
Sostenibilidad de la Comunidad de Madrid.
CONCLUSIONES
144
Los más de seis millones de habitantes de la Comunidad de Madrid producen con su intensa
actividad económica una gran cantidad de residuos urbanos, verificándose claramente el
acoplamiento existente entre desarrollo económico y generación de residuos.
La capacidad de las instalaciones existentes, así como su localización demuestran en la actualidad la
imposibilidad de tratar todos los residuos orgánicos generados por lo que entre recogidas
domiciliarias y recogidas procedentes de actividades económicas nos hace concluir que en la
Comunidad de Madrid no se tratan de manera eficiente unas 900.000 Toneladas.
La gestión de residuos en la Comunidad de Madrid desde la aprobación de la Estrategia de Residuos
de la Comunidad de Madrid 2006 – 2016 generó cambios importantes, entre ellos la reducción de la
generación de residuos domésticos y comerciales a pesar del crecimiento de la población, del
depósito de residuos biodegradables en vertederos, la tendencia a la estabilidad del porcentaje de
envases reciclados en relación a la generación de los mismos, reciclado de envases, aumentar las
infraestructuras disponibles para el tratamiento, la explotación al máximo de las existentes, además
de reordenarse los mecanismos de gestión a través de mancomunidades.
En el PER 2005‐2010 se justificó la producción de biogás como una solución medioambiental y de
tratamiento de residuos. No obstante, como se contempla en los países de nuestro entorno, en el
PER 2011‐2020 se considera al biogás en general y el del sector agrario en particular como una
energía renovable, que además tiene una componente medioambiental de reducción de emisiones
evitadas GEls en el sector eléctrico y en el caso de los purines también permite reducir el metano del
capítulo de "Gestión de estiércoles" del Inventario Nacional de Emisiones. Ello facilitará el
cumplimiento de los compromisos de España en relación con el Protocolo de Kyoto. Además, permite
reducir los malos olores.
El desarrollo del biogás en España, al igual que ha ocurrido en algunos países europeos, va a estar
ligado a la rentabilidad de las instalaciones, la cual está íntimamente correlacionada con la
producción energética, que a su vez depende de la generación de biogás de los subproductos
disponibles en la región. El potencial de generación de biogás agroindustrial en España es de 1.930
millones de m3/año para la referida producción total de subproductos de 78,87 millones de
toneladas por año.
3) Una vez conocida la cantidad de materias primas disponibles para mejorar su gestión como
residuos, en el Capítulo 4 se desarrolla el diseño básico de una planta de generación de biogás ligado
CONCLUSIONES
145
a una logística de recogida domiciliaria de residuos orgánicos, así como en centros y establecimientos
que son grandes generadores de los mismos, como bares, restaurantes, hospitales, colegios, etc,
dando respuesta a los tres primeros puntos de los objetivos específicos marcados en el punto 1.2
del presente documento.
4) La información obtenida en diferentes plantas de biometanización visitadas, nos hacen calcular los
rendimientos que se pueden obtener con la materia prima que en la actualidad se lleva directamente
a vertedero. Por tanto, en el Capítulo 5 se ha dado respuesta al tercer y cuarto punto planteado en
los objetivos generales de la tesis.
La producción de energía según balances energéticos de la Comunidad de Madrid sería entre 12‐15
ktep. El total de MWh aportados ascendería a 605.811 o un total de 109.296.000 Nm3 de biometano
inyectado a la red de gas.
El digesto obtenido tras el proceso de biometanización se emplearía en la instalación de compostaje
dispuesto en el centro para la fabricación de compost.
La producción de biogás y compost estimada sería la siguiente:
PRETRATAMIENTO Entradas (Tn) 900.000
METANIZACION Fracción Orgánica a Digestor (Tn) 621.000
RECHAZOS Rechazo a vertedero (Tn) 279.000
BIOGAS
Biogás bruto (Nm3) 109.296.000
Tasa media de generación de Biogás (Nm3/Tn)
176
COMPOSTAJE Producción de compost (Tn) 54.924
Tabla 7.1. Producción de Biogás estimada en la nueva planta de biometanización
En cuanto al beneficio medioambiental que podría reportar a la sociedad madrileña en materia de
reducción de emisiones en forma de metano cabe destacar el importante valor obtenido. Teniendo
en cuenta que se podrán generar 109.296.000 Nm3 de biogás con una riqueza en metano del 60%, se
CONCLUSIONES
146
podrán evitar la emisión de 65.577.600 Nm3 de este gas más contaminante que el CO2, equivalente a
unas 44.002 Toneladas de reducción de esta emisión.
Por otro lado, la generación de 605.811 MWh/año mediante energía eléctrica procedente de la
quema de combustibles fósiles, generarían la emisión de CO2 y otros gases de efecto invernadero en
una cantidad de 145.394 Toneladas.
5) Por último, en el Capítulo 6 para conseguir el último de los objetivos propuestos se ha definido un
plan de viabilidad para analizar lo oportuno de emprender un futuro proyecto para mejorar la
eficiencia de la gestión de residuos en la Comunidad de Madrid.
Con todo ello, se han conseguido alcanzar el 100% de los objetivos marcados al inicio del presente
trabajo de investigación, esperando que pueda contribuir al conocimiento del sector, un área tan
importante en el presente de nuestra sociedad.
8. APORTACIONES A LA INVESTIGACION
APORTACIONES A LA INVESTIGACIÓN
149
8. APORTACIONES A LA INVESTIGACION
Seguidamente se detallan a continuación, divididas por capítulos las aportaciones más relevantes
realizadas en este trabajo de tesis.
En el Capítulo 2 destinado al estudio del Estado del Arte, se ha contribuido a la aclaración y
actualización de los centros de gestión y tratamiento de residuos orgánicos existentes en la
Comunidad de Madrid, definiendo el marco normativo actual que le es de aplicación al sector.
El Capítulo 3 está centrado en buscar la información más valiosa para poder idear las mejores
soluciones:
i) Conocer la generación de residuos orgánicos que no se tratan en plantas de
biometanización de manera detallada, caracterizada y dividida entre los que se pueden obtener
desde los domicilios y desde las actividades económicas de la región.
ii) Se han definido y generado los porcentajes de la materia primar a tratar de una manera
eficiente. Es la base para diseñar el tipo de planta capaz de obtener el mejor rendimiento de los
residuos orgánicos.
En el Capítulo 4 destinado al estudio de la logística para la recogida de residuos orgánicos y al diseño
básico de una planta de biogás se han realizado las siguientes aportaciones:
i) Establecer una metodología de recogida separada de residuos de alimentos de los
ciudadanos.
ii) Establecer una metodología de recogida de residuos de alimentos en servicios de
restauración, colegios, hospitales y grandes superficies comerciales.
iii) Definir los recipientes y contenedores donde separar los residuos orgánicos para su
recogida.
iv) Diseñar las fases y equipos básicos necesarios para el tratamiento de la materia prima de
la que se nutriría la planta de biogás, así como para la obtención de energía y compost, desarrollando
y analizando la ingeniería de control necesaria para el buen funcionamiento de toda la instalación.
APORTACIONES A LA INVESTIGACIÓN
150
A lo largo del Capítulo 5, se aporta lo más importante de este trabajo como son los resultados que se
obtendrían de poder tratar los residuos orgánicos que no son procesados de la manera más eficiente
en una planta de biogás afín.
i) Materia Prima que no se procesa en la actualidad en plantas de biometanización y que
sería la base de una nueva planta.
ii) Resumen de los rendimientos que se podrían obtener de biogás, compost, rechazos
férricos, envases, etc.
iii) Capacidad para generar energía con el biogás que se podría obtener.
iv) Calculo del ahorro de emisiones de gases de efecto invernadero (GEIs) en toneladas.
Por último, en el Capítulo 6, la aportación principal es el estudio real de viabilidad para el desarrollo
de un proyecto de planta de biogás en las actuales condiciones y contexto. Dicho plan se ha
dispuesto bajo dos condiciones diferentes que muestran cómo puede variar teniendo en cuenta la
consideración imprescindible del cobro de la prestación de servicio de recogida de residuos para un
balance positivo a corto plazo.
9. FUTUROS DESARROLLOS
FUTUROS DESARROLLOS
153
9. FUTUROS DESARROLLOS
Durante el transcurso del presente trabajo se han ido comprobando desde diferentes áreas de
investigación futuros desarrollos que logren mejorar los procesos descritos con el fin de ser más
eficientes en la obtención de biogás. Algunas de estas vías de investigación podrían ser las
siguientes:
9.1. Aumento del rendimiento de los residuos orgánicos
Como ya se ha comentado, existen gran variedad de subproductos de origen orgánico capaces de ser
mezclados entre sí en un digestor para mejorar la producción de metano.
En la actualidad conocer los rendimientos de las diferentes mezclas de residuos orgánicos en
conjunto con aguas procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales municipales es una
labor importante para conseguir aumentar la eficiencia de estos procesos.
Resulta interesante el proceso de codigestión cuando uno de los cosustratos es el fango de
depuradora.
Ante la falta de información concreta sobre el proceso, tipología de tratamiento para la codigestión
del fango con FORSU, se considera necesario profundizar en esta cuestión e investigar acerca de este
proceso utilizando como sustrato fango‐FORSU en codigestión y su producción de biogás. En todo
caso los valores que aquí se presentan son orientativos. En plantas como las de San Román de la
Vega, la metodología propuesta es la adición de materia orgánica para digestión de forma paulatina
observando el aumento del biogás producido. De esta manera podemos describir las siguientes
comparaciones:
‐ Comparación de sustratos en digestores anaerobios en monoetapa en mesofílico:
DIGESTOR EN MONOETPA‐FANGO
En un digestor anaerobio en monoetapa, en rango mesofílico, alimentado con fango, con una carga
de alimentación de 0,85 kg ST/m3∙día y 0,96 kg DQO/m3∙día, a una temperatura promedio de 30,53
°C y un pH promedio de 7,31, se obtienen unos rendimientos de eliminación en promedio de:
- ST del 36,51%, con un valor máximo de 82,86% y un valor mínimo de 2,19%.
- STV del 45,36%, con un valor máximo de 88,54% y un valor mínimo de 15,38%.
- DQO del 40,61%, con un valor máximo de 88,90% y un valor mínimo de 7,50%.
FUTUROS DESARROLLOS
154
La producción y riqueza de biogás que se obtienen:
- La producción de biogás fue de 0,734 m3/kg DQO.
- La producción de biogás fue de 0,714 m3/kg STV.
- La producción de biogás fue de 0,201 m3/kg DQOentrada.
- La relación Ibiogás / Isustrato fue de 5,69.
- La riqueza del biogás que se obtuvo fue de 71,47% CH4 y 28,53% CO2.
DIGESTOR EN MONOETAPA‐FORSU
En un digestor anaerobio en monoetapa, en rango mesofílico, cuyo sustrato de alimentación fue una
mezcla de FORSU‐agua, operando con una carga de alimentación de 0,37 kg ST/m3∙día y 0,42 kg
DQO/m3∙día, a una temperatura promedio en 28,34°C y un pH de 7,24, se obtienen unos
rendimientos de eliminación en promedio de:
- ST del 27,11%, con un valor máximo de 79,5% y un valor mínimo de 7,02%.
- STV del 56,91%, con un valor máximo de 91 ,62% y un valor mínimo de 13,19%.
- DQO del 38,83%, con un valor máximo de 92,31% y un valor mínimo de 9,06%.
La producción y riqueza de biogás que se obtienen:
- La producción de biogás fue de 1,240 m3/kg DQO.
- La producción de biogás fue de 1,290 m3/kg STV.
- La producción de biogás fue de 0,287 m3/kg DQOentrada.
- La relación lbiogás / lsustrato fue de 5,09.
- La riqueza del biogás que se obtuvo fue de 69,80% CH4 y 30,17% CO2.
DIGESTOR EN MONOETAPA‐CODIGESTION
En un digestor anaerobio en monoetapa, en rango mesofílico, alimentado con una mezcla 1:1 de
fango‐FORSU en codigestión, operando con una carga de alimentación de 0,55 kg ST/m3∙día y 0,54
kgDQO/m3∙día, a una temperatura en promedio de 28,28 °C y un pH de 7,28, se obtienen unos
rendimientos de eliminación en promedio de:
FUTUROS DESARROLLOS
155
- ST del 38,93%, con un valor máximo de 87,33% y un valor mínimo de 10,48%.
- STV del 52,46%, con un valor máximo de 87,92% y un valor mínimo de 13,74%.
- DQO del 46,83%, con un valor máximo de 87,83% y un valor mínimo de 13,78%.
La producción y riqueza de biogás que se obtienen:
- La producción de biogás fue de 0,836 de m3/kg DQO.
- La producción de biogás fue de 0,87 1 m3/kg STV.
- La producción de biogás fue de 0,261 m3/kg DQOentrada.
- La relación Ibiogás / lsustrato fue 5,61.
- La riqueza del biogás que se obtuvo fue de 73,09% CH4 y 26,9 1% CO2.
Estudio comparativo de diferentes sustratos
- Los rendimientos de eliminación de ST, STV y DQO permiten asegurar para los tres sustratos
estudiados una perfecta estabilización de los lodos.
- En cuanto a la producción de biogás, bajo las condiciones estudiadas, codigestión fue el que
presentó un mayor caudal y una mayor riqueza de metano.
Comparación de sistemas de digestión anaerobia en fases y en monoetapa en mesofílico, Sustrato:
Fango‐Forsu en Codigestión
DIGESTION EN FASES
En un sistema de digestión en fases, alimentado con una mezcla 1:1 de fango‐FORSU en codigestión,
operando con una carga de alimentación de 1,17 kg ST/m3∙día y 1,20 kg DQO/m3∙d, a una
temperatura promedio de 31°C y un pH promedio de 7,44, se obtienen unos rendimientos de
eliminación y una riqueza de biogás en promedio de:
- ST del 69,42%, con un valor máximo de 88,51% y un valor mínimo de 30,65%.
- STV del 76,37%, con un valor máximo de 90,99% y un valor mínimo de 46,54%.
- DQO del 60,80%, con un valor máximo de 85,46% y un valor mínimo de 26,70%.
- Riqueza del biogás fue de 70,30% CH4 y 29,70% CO2.
FUTUROS DESARROLLOS
156
DIGESTION EN MONOETAPA
En un sistema de digestión en monoetapa, alimentado con una mezcla de 1:1 de fango‐foRSU en
codigestión, operando con una carga de alimentación de 1,54 kg ST/m3∙día y 1,58 kg DQO/m3∙día, a
una temperatura promedio de 33°C y un pH de 7,48, se obtienen unos rendimientos de eliminación y
una riqueza de biogás en promedio de:
- ST del 51,16%, con un valor máximo de 76,12% y un valor mínimo de 15,39%.
- STV del 64,21%, con un valor máximo de 81 ,36% y un valor mínimo de 35,16%.
- DQO del 61,30%, con un valor máximo de 83,56% y un valor mínimo de 32,63%.
- Riqueza del biogás fue de 70,18% CH4 y 29,82% CO2.
ESTUDIO COMPARATIVO DE SISTEMAS DE DIGESTION
Considerando dichas pruebas y mezclas y teniendo en cuenta los rendimientos económicos
esperables de la venta de energía eléctrica generada a partir del biogás producido, puede concluirse
que desde el punto de vista económico resulta más rentable tratar de forma conjunta otros sustratos
en codigestión con FORSU.
Se ha demostrado que la codigestión es una alternativa viable para mejorar el rendimiento del
biogás, debido al efecto sinérgico de los microorganismos y al aporte de nutrientes que se
encontraban ausentes o en baja concentración en el medio [3].
Por último, potenciar el I+D y la transferencia de tecnología para lograr soluciones que se
adapten a las necesidades específicas de producción de este sector podrían contribuir a
minimizar los costes de producción.
9.2. Aceleración de la fermentación
Trabajar en la aditivación de enzimas y bacterias adecuadas para conseguir mejoras en los
tiempos de fermentación también es un área importante con el fin de conseguir la obtención del
máximo metano disponible en un menor tiempo de retención posible. Ello llevará consigo el
abaratamiento de la producción por consumos eléctricos, así como disponer en las plantas de un
menor espacio del almacenamiento tanto de MMPPs como del fertilizante obtenido.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ANEXOS
ANEXOS
167
ANEXO: PARTICIPANTES EN LA MESA DEL BIOGAS
‐ Subdirección General de Conservación de Recursos y Alimentación Animal (Ministerio de Medio
Ambiente, y Medio Rural y Marino)
‐ Subdirección General de Explotaciones y Sistemas de Trazabilidad (Ministerio de Medio Ambiente, y
Medio Rural y Marino)
‐ Subdirección General de Fomento Industrial e Innovación (Ministerio de Medio Ambiente, y Medio
Rural y Marino)
‐ Subdirección General de Producción y Consumo Sostenible (Ministerio de Medio Ambiente, y
Medio Rural y Marino)
‐ Subdirección General de Cultivos Herbáceos e Industriales (Ministerio de Medio Ambiente, y Medio
Rural y Marino)
‐ Secretaría General de Medio Rural (Ministerio de Medio Ambiente, y Medio Rural y Marino)
‐ Oficina Española de Cambio Climático (OECC)
‐ Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico del Sector Agroalimentario (AlNIA‐PROBIOGÁS)
‐ Subdirección General de Energía Eléctrica (Ministerio de Industria, Turismo y Comercio)
‐ Asociación Agraria de Jóvenes Agricultores (ASAJA)
‐ Confederación de Cooperativas Agrarias de España (CCAE)
‐ Coordinadora de Organizaciones de Agricultores y Ganaderos (COAG)
‐ Unión de Pequeños Agricultores (UPA)
‐Asociación Nacional de Industrias Transformadoras de Grasas y Subproductos Animales (ANAGRASA)
‐Asociación Nacional de Comerciantes de Ganado Porcino (ANCOPORC)
‐ Asociación Nacional de Productores de Ganado Porcino (ANPROGAPOR)
‐Asociación Española de Productores de Huevos (ASEPRHU)
ANEXOS
168
‐ Asociación Española de Empresas de la Carne (ASOCARNE)
‐ Asociación Española de Productores de Vacuno de Carne (ASOPROVAC)
‐ Asociación Profesional de Salas de Despiece y Empresas Cárnicas (APROSA)
‐ Federación Catalana de Industrias de la Carne (FECIC‐CONFECARNE)
‐ Sociedad Cooperativa Gallega (ICOS)
‐ Organización Interprofesional del Sector Cunícola (INTERCUN)
‐ Consultora Internacional de Producción de Porcino (PIGCHAMP Pro Europa, S A)
‐ Organización de Avicultura de Carne de Pollo (PROPOLLO)
‐ Asociación para el Desimpacto Ambiental de los Purines (ADAP)
‐ Asociación Española de Biogás (AEBIG)
‐ Asociación de Productores de Energías Renovables (APPA)
‐ Asociación Española de Valorización de Biomasa (AVEBIOM)
‐ Gestión Integral de Residuos Orgánicos (GIRO‐Centro Tecnológico)
‐ Sistema Integrado de Gestión de Residuos Orgánicos Biosostenibles (SIGROB)
ANEXOS
169
INDICE DE TABLAS
Tabla 0.2.2.1: Diferencias energéticas de los procesos aerobios y anaerobios ………………………………. 22
Tabla 0.2.3.1: Algunas referencias de producción de metano de la fracción
orgánica de residuos municipales o de sus componentes .…………………….………………… 25
Tabla 0.2.4.1: Características generales del biogás ……………………………………………………………….….……. 27
Tabla 0.6.1: Residuos obtenidos en el flujo de FORS en 2017 ………………………………...……….……………. 38
Tabla 0.6.2: Desglose por categoría de la materia orgánica biodegradable en el año 2017 …………… 38
Tabla 2.2.1: Distribución poblacional en unidades de gestión (mancomunidades).
Superficie, volumen de residuos generados y cantidad de
municipios que incluyen……………………………………………………………………………..…………..... 58
Tabla 2.2.2: Plantas de tratamiento de residuos en la Comunidad de Madrid …………………………….… 59
Tabla 2.3.1.1: Residuos tratados en vertederos controlados ………………………………………………………… 61
Tabla 2.3.2.1: Entradas y salidas en plantas de biometanización de la Comunidad de Madrid ……… 63
Tabla 2.3.2.2: Entradas y salidas de residuos en plantas de compostaje de la
Comunidad de Madrid ………………………………………………………………………………………..….. 64
Tabla 2.3.4.1: Plantas de clasificación de envases de la Comunidad de Madrid 2018 ……….…………… 65
Tabla 2.3.5.1: Residuos recogidos en puntos limpios gestionados por la Comunidad
de Madrid 2018 ………………………………………………………………………………………………………. 66
Tabla 3.2.1.1: Cantidades anuales de residuos urbanos tratados en el PTV ………………….………………. 72
Tabla 3.2.1.2: Producción anual de residuos urbanos de la ciudad de Madrid ………………………….…… 73
Tabla 4.2.3.1: Sustancias contaminantes en el biogás y sus efectos ………………..……………………………. 98
Tabla 4.2.3.2: Nivel del tipo de tratamiento del biogás según su uso final ………..…………………….……. 98
Tabla 4.2.6.1: Representación de entradas/salidas en planta de biogás de Malchin……………………… 109
Tabla 4.2.6.2: Compilación de cantidades/análisis en planta de biogás de Malchin ….………………….. 110
Tabla 5.1.1: Evolución del autoabastecimiento con generación eléctrica (MWe)
y CO2 emitido en la Comunidad de Madrid ……………………………………..………….……………. 120
Tabla 5.2.1: Capacidad de las instalaciones disponibles para el tratamiento de residuos
sólidos en la Comunidad de Madrid según división en zonas Sur, norte y Este …….…… 126
Tabla 5.2.2: Instalaciones disponibles para el tratamiento de residuos sólidos en la
Comunidad de Madrid según división en zonas Sur, Norte y Este ………………………………. 127
ANEXOS
170
Tabla 5.2.3: Instalaciones disponibles para el tratamiento de residuos
orgánicos en la Comunidad de Madrid según mancomunidades ………………………………. 127
Tabla 5.2.4: Estudio comparativo de las alternativas de tratamiento de
residuos que se consideran más adecuadas para su gestión ………….…………………………. 128
Tabla 6.1: Estudio de viabilidad financiera teniendo en cuenta la prestación de servicios …….…….. 134
Tabla 6.2: Estudio de viabilidad financiera sin tener en cuenta la prestación de servicios ……………. 135
Tabla 7.1: Producción de biogás estimada en la nueva planta de biometanización ……………………… 145
ANEXOS
171
INDICE DE FIGURAS
Figura 0.2.4.1: Equivalencias de biogás con otras fuentes de energía ………………….……………………….. 28
Figura 0.2.4.2: Esquemas básicos de la fermentación anaerobia ………….………………………………….…… 30
Figura 0.6.1: Pirámide jerárquica específica para la gestión de los biorresiduos …………….…………….. 39
Figura 0.6.2: Tratamiento integral de residuos municipales ……………………………………………………..….. 40
Figura 2.2.1: Área geográfica que ocupan las mancomunidades …………….……………………………………. 57
Figura 3.2.1.1: Población y generación de residuos en la Comunidad de Madrid …………………………. 71
Figura 3.2.1.2: Tasa de residuos por habitante y año en Madrid ………………………………………………….. 74
Figura 3.2.1.3: Evolución de la generación de residuos …………….………………………………………………….. 74
Figura 3.2.1.4: Evolución de la generación de residuos domésticos procedentes
de la actividad económica……………………………………………………….……..……………………… 75
Figura 3.2.1.5: Composición de los residuos urbanos “bolsa de restos” de la
Comunidad de Madrid 2018 …..……………………………………………………………………………… 76
Figura 3.2.1.6: Composición de los residuos urbanos domiciliarios de la
Comunidad de Madrid 2018 …………………………………………………………………………………. 77
Figura 3.2.1.7: Composición de los residuos urbanos asociados a la actividad
económica de la Comunidad de Madrid 2018 ………………………..…………….……………… 78
Figura 4.1.3.1: Contenedor marrón exclusivo para residuos orgánicos de los hogares …………………. 88
Figura 4.1.3.2: Contenedor marrón exclusivo para residuos orgánicos de los
establecimientos de actividades económicas ……….…………………………………………………. 89
Figura 4.1.4.1: Desechos de alimentos frecuentes de la actividad diaria en cocinas ………………………. 90
Figura 4.2.2.1: Diagrama de flujo de una planta de biogás agroindustrial ……………………………………… 93
Figura 4.2.3.1: Cribas rotativas ……………………………………………………………………………………………………… 94
Figura 4.2.3.2: Separador balístico automático …………………………………………………………………………….. 95
Figura 4.2.3.3: Separador de metales …………………………………………………………………………………………… 96
Figura 4.2.3.4: Digestores anaerobios …………………………………………………………………………………………… 97
Figura 4.2.5.1: Sala de motores de generación eléctrica ………………………………………………………………. 103
Figura 4.2.6.1: Control del área de extracción ……………………………………………………….…………………….. 104
Figura 4.2.6.2: Control del área de deshidratación ………………………………………………………………………. 105
Figura 4.2.6.3: Control del área de lixiviado biológico …………………………………………………………………. 106
Figura 4.2.6.4: Control del área de biogás …………………………………………………………………………………… 107
Figura 4.2.6.5: Control del área de biogás. Agitación …………………………………………………………………… 108
ANEXOS
172
Figura 4.2.6.6: Producción mensual de gas en la planta de Malchin ……………………………………………. 111
Figura 4.2.6.7: Producción mensual de electricidad en la planta de Malchin ………………………………. 111
Figura 4.2.6.8: Producción de electricidad en la planta de Malchin. Rendimientos ……………………… 111
Figura 5.1.1: Energía generada en los últimos años a partir de biorresiduos en la
Comunidad de Madrid en ktep ……………………………………………………………………………….. 117
Figura 5.1.2: Aumento de la generación de energía con la valorización de una nueva
planta de biogás a partir de biorresiduos en la Comunidad de Madrid (ktep) ………….. 118
Figura 5.1.3: Evolución de la energía producida según las fuentes de generación en ktep ………….. 118
Figura 5.1.4: Producción de energía según las fuentes de generación en la Comunidad
de Madrid en 2018 en ktep ……………………………………….…………………………………………….. 119
Figura 5.1.5: Porcentaje de producción de energía estimada según las fuentes de
generación en la Comunidad de Madrid con la creación
de una nueva planta de biogás ………………………………………………………………………………… 119
Figura 5.1.6: Autoabastecimiento de generación eléctrica en MWhe en la
Comunidad de Madrid hasta el año 2018 ……………………………….………………………………. 121
Figura 5.1.7: Autoabastecimiento de generación eléctrica en MWhe en la
Comunidad de Madrid hasta el año 202X teniendo en cuenta
la generación de una nueva planta de biogás ………………………………………………………….. 121
Figura 5.1.8: Evolución de las emisiones de CO2 debido a la generación eléctrica ……………………….. 122
ANEXOS
173
NOMENCLATURAS Y TERMINOS ABREVIADOS
AEBIG Asociación Española de Biogás
BINS Bases Imponibles Negativas
CNE Comisión Nacional de la Energía
DA Digestión Anaeróbica
DQO Demanda Química de Oxigeno
EBIT Earnings Before Interest and Taxes (Beneficios antes de intereses e impuestos)
EDAR Estación de Depuración de Aguas Residuales
FAO Organización para las Naciones unidas para la alimentación y la agricultura
FORS Fracción Orgánica de Recogida Separada
FORSU Fracción Orgánica de los Residuos Sólidos Urbanos
GEI Gases de Efecto Invernadero
IDAE Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía
I+D Investigación y Desarrollo
ktep kilotoneladas equivalentes de petróleo
kWh Kilovatios‐hora
MAGRAMA Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente
MBT Tratamiento Biomecánico
MMPP Materias Primas
PCARI Programa Coordinado de Actuación de Residuos Industriales
PCARSU Programa Coordinado de Actuación de Residuos Sólidos Urbanos
PEMAR Plan Estatal Marco de Gestión de Residuos
PER Plan de Energías Renovables
PLC Controlador Lógico Programable (Programable Logic Controller)
PTV Parque Tecnológico de Valdemingomez
ANEXOS
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RSU Residuos Sólidos Urbanos
SA Sistemas Agroambientales
SANDACH Subproductos Animales No Destinados a Consumo Humano
SCADA Supervisory Control And Data Acquisition (Supervisión, Control y Adquisición de
datos)
SEC Comité Económico y Social Europeo
SIG Sistemas Integrados de Gestión
SRC Seguro de Responsabilidad Civil
ST Solidos Totales
STV Solidos Totales Volátiles
tep Toneladas equivalentes de petróleo
Tn Toneladas
UE Unión Europea
UTG Unidad Técnica de Gestión