INTEC   05402
INSTITUTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO PARA LA INDUSTRIA QUIMICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Optimización del diseño de procesos para el tratamiento integrado de residuos urbanos
Autor/es:
DIEGO C. CAFARO; BETZABET MORERO; ENRIQUE CAMPANELLA; AGUSTÍN F. MONTAGNA
Lugar:
SANTA FE
Reunión:
Congreso; III Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2017
Institución organizadora:
SACyTA - UNL
Resumen:
Los residuos sólidos urbanos y los efluentes cloacales son los principales residuos generados en los centros urbanos, y su tratamiento en muchos países es requerido por las leyes locales. Actualmente, en Argentina sólo el 60% de la población alcanza un tratamiento adecuado de los residuos, y la opción más común es la disposición final en rellenos sanitarios, a pesar de los riesgos potenciales para contaminar el ambiente. Este trabajo presenta un enfoque de superestructura para la optimización de alternativas al tratamiento de los residuos urbanos. La superestructura incluye un digestor anaeróbico en condiciones mesófilas (35oC) o termofílicas (55oC), compostaje, reciclado y disposición final en un relleno sanitario. El digestor anaeróbico puede seralimentado con diferentes mezclas de co-substrato de lodos cloacales (LC) y de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos (FORSU). Los resultados recientes sugieren que la co-digestión puede aumentar la productividad de un solo sustrato, ofreciendo así la oportunidad de aprovechar un tratamiento integrado de los residuos. Se propone una formulación matemática basada en programación disyuntiva para encontrar el diseño óptimo del proceso. Comprende variables booleanas que explican la selección de alternativas de tratamiento y ecuaciones no lineales para estimar los rendimientos de la digestión anaerobia de acuerdo con las relaciones de mezcla del sustrato. El modelo es capaz de elegir la proporción de co-digestión más conveniente. Para buscar la solución óptima se utiliza una función objetivo que incluye tanto los gastos de capital como los operativos. El análisis incluye diferentes tamaños de ciudades (50, 150, 250, 500 y 1000 en miles de habitantes) para evaluar la economía de escala de las alternativas de tratamiento. Los resultados muestran la conveniencia de la digestión anaerobia en comparación con el relleno sanitario y el compostaje. Además, el análisis económico sugiere que los digestores deben operar en condiciones termófilas, y que deben alimentarse con la proporción en la que se producen diariamente los residuos (40% FORSU - 60% LC) para maximizar la rentabilidad. Independientemente del tamaño de la ciudad, el tratamiento conjunto supera el procesamiento por separado, aumentando las gananciashasta el 74%. Curiosamente, la optimización de la superestructura sugiere diferentes relaciones de mezcla que las conocidas para maximizar la producción de metano y la eficiencia de la digestión. La co-digestión de FORSU y LC es un proceso de residuos a energía que maximiza el valor económico de los residuos mediante la producción de electricidad, calor y fertilizantes.