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Marzo del 2007 Manual de Usuario Modelo Centroamericano de Biogás Versión 1.0 Preparado en nombre de: Victoria Ludwig Programa Landfill Methane Outreach Agencia para la Protección del Ambiente (U.S. EPA) Washington, DC Preparado por: G. Alex Stege SCS Engineers Phoenix, AZ 85008 EPA Contract 68-W-00-110 Task Order 11 Dana Murray, PE Administrador del Proyecto SCS Engineers Reston, VA 20190

Manual de Usuario Modelo Centroamericano de Biogás · 2020. 12. 13. · Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogás 29 Marzo 2007 LIMITACIONES DE RESPONSABILIDAD Este

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Marzo del 2007

Manual de Usuario Modelo Centroamericano de Biogaacutes

Versioacuten 10

Preparado en nombre de

Victoria Ludwig Programa Landfill Methane Outreach

Agencia para la Proteccioacuten del Ambiente (US EPA) Washington DC

Preparado por

G Alex Stege SCS Engineers

Phoenix AZ 85008 EPA Contract 68-W-00-110

Task Order 11

Dana Murray PE Administrador del Proyecto

SCS Engineers Reston VA 20190

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

LIMITACIONES DE RESPONSABILIDAD

Este manual para el usuario fue preparado especiacuteficamente para Centroameacuterica en nombre del Programa Landfill Methane Outreach la Agencia para la Proteccioacuten del Ambiente (U S EPA) y la Agencia para el Desarrollo Internacional (USAID) Los meacutetodos contenidos en este manual esta basados en criterios profesionales de ingenieriacutea y representan los estaacutendares de cuidado que se ejercen por los profesionistas con experiencia en el campo de las proyecciones de biogaacutes La U S EPA y SCS Engineers no garantiza la cantidad de biogaacutes disponible y ninguna otra garantiacutea expresada o impliacutecita Ninguacuten individuo es beneficiario uacutenico del producto su contenido o la informacioacuten incluida en eacutel El uso de este reporte seraacute a su propio riesgo La U S EPA y SCS Engineers no asume ninguna responsabilidad por la exactitud de la informacioacuten obtenida recolectada o proveiacuteda por otras personas

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

RESUMEN

Este documento es el manual para el usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes Versioacuten 10 (modelo) utilizado para la estimacioacuten de biogaacutes producido en rellenos sanitarios municipales en Centroameacuterica Este modelo fue desarrollado por SCS Engineers bajo un contrato con el programa Landfill Methane Outreach (LMOP) de la U S EPA El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser utilizado para estimar generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios centroamericanos que cuenten o planeen tener un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes estaacute elaborado en una hoja de caacutelculo en Excel y estaacute basado en una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer orden Este modelo requiere que el usuario alimente datos especiacuteficos tales como el antildeo de apertura antildeo de clausura iacutendices de disposicioacuten anual precipitacioacuten promedio anual y eficiencia del sistema de recoleccioacuten El modelo provee automaacuteticamente valores sobre la composicioacuten de residuos y otras variables (k y L0) para cada paiacutes Estos valores fueron desarrollados usando datos sobre el clima caracteriacutesticas de los residuos y practicas de manejo de residuos solidos en Centroameacuterica y los posibles efectos que estas condiciones puedan tener sobre las cantidades e iacutendices de generacioacuten de biogaacutes Iacutendice reales de recuperacioacuten de biogaacutes de dos rellenos en Centroameacuterica fueron evaluados pero los datos no fueron suficientes para la calibracioacuten del modelo El modelo utiliza la eficiencia de recoleccioacuten para estimar la recuperacioacuten de biogaacutes basado en las proyecciones calculadas Este manual incluye instrucciones sobre como evaluar la eficiencia de recoleccioacuten en el lugar

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes fue desarrollado con el propoacutesito de proveer proyecciones acertadas y conservativas para la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Para el desarrollo de este modelo se evaluaron otros modelos incluyendo el Modelo Mexicano de Biogaacutes el Meacutetodo AM0025 v3 (Marzo del 2006) del Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) y el 2006 Waste Model del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climaacutetico (IPCC) El Modelo Centroamericano de Biogaacutes incorpora conceptos de cada uno de los modelos para mejor reflejar las condiciones verdaderas en los sitios de disposicioacuten final en Centroameacuterica Una comparacioacuten de los resultados del modelo indica que el Modelo Centroamericano resulta en estimados de generacioacuten de biogaacutes de medio rango a los resultados del Meacutetodo MDL y el Modelo IPCC

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

INDICE

Seccioacuten Paacutegina

Agradecimientos i Resumen ii Lista de Figuras iii Lista de Tablas v Glosario iv

10 Introduccioacuten 1-1

11 Generacioacuten de Biogaacutes 1-2

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k) 1-3 112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0) 1-5

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes 1-7

13 El Modelo 1-7

20 Estimacioacuten de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogaacutes 2-1

21 Alimentacioacuten del Modelo 2-1

211 Estimacioacuten de la eficiencia de Sistema de Recuperacioacuten 2-4

22 Resultados del Modelo Tabla 2-7 23 Resultados del Modelo Graacutefica 2-8

30 Referencias 3-1

Figura

1 Alimentacioacuten del Modelo 2-2 2 Alimentacioacuten del Modelo (Continuacioacuten) 2-4 3 Ejemplo Hoja de Resultados Tabla 2-8 4 Ejemplo Hoja de Resultados Graacutefica 2-10

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

Tabla Paacutegina

1 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Humedo 1-4 (Precipitacion gt= 1000mm antildeo)

2 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Moderado 1-4 (Precipitacion =750-999 mmantildeo)

3 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Seco 1-4 (Precipitacion = 500-749 mmantildeo)

4 Generacioacuten Potencial de Metano (L0) 1-4

5 Factor de Correccion de Metano (MCF) 1-6

6 Eficiencia de Recoleccioacuten 2-5

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

GLOSARIO

Teacutermino Definicioacuten Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje de la generacioacuten del biogaacutes que se

estima que puede ser recuperado por el sistema de recoleccioacuten

Cobertura del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje estimado de la masa de residuos en el relleno sanitario que esta bajo la influencia de los pozos de extraccioacuten de biogaacutes La cobertura del sistema describe la fraccioacuten de gas recuperable y puede alcanzar el 100 si se cuenta con un sistema de recoleccioacuten excelente (al contrario de la eficiencia del sistema de recoleccioacuten que siempre esta por debajo del 100)

Capacidad del Relleno Sanitario La cantidad total de residuos que pueden ser depositados en el relleno sanitario

Biogaacutes Biogaacutes es el producto de la degradacioacuten de los residuos depositados en el relleno sanitario y consiste principalmente de metano y dioacutexido de carbono con cantidades muy pequentildeas de otros compuestos orgaacutenicos y contaminantes atmosfeacutericos

Iacutendice de Generacioacuten de Metano (k) k es la constante que determina el iacutendice de generacioacuten de biogaacutes estimado El modelo de degradacioacuten de primer orden asume que los valores de k antes y despueacutes de la generacioacuten maacutexima de biogaacutes son iguales El valor de k esta en funcioacuten del contenido de humedad y la disponibilidad de nutrientes pH y temperatura (Unidad = 1antildeo)

Generacioacuten Potencial de Metano (L0) L0 es la constante del modelo que representa la capacidad potencial para generar metano (componente principal del biogaacutes) del relleno sanitario L0 depende de la cantidad de celulosa disponible en los residuos (Unidad = m3Mg)

Antildeo de Clausura El antildeo en el que el relleno sanitario espera terminar las actividades de disposicioacuten

vi

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

10 INTRODUCCION

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes (modelo) provee una herramienta automaacutetica para la estimacioacuten de la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios municipales en Belice Costa Rica El Salvador Guatemala Honduras Nicaragua y Panamaacute Este manual provee una introduccioacuten al modelo e instrucciones paso-a-paso para el uso del modelo

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito este modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

El biogaacutes es generado por la descomposicioacuten de residuos en un relleno sanitario y puede ser recuperado bajo la operacioacuten de un sistema de recuperacioacuten de biogaacutes construido en el mismo relleno sanitario La siguiente informacioacuten es necesaria para estimar la generacioacuten y recuperacioacuten del biogaacutes en un relleno sanitario (Ver Glosario para mayor informacioacuten)

bull Capacidad de disentildeo del relleno sanitario

bull La cantidad de residuos depositados en el relleno sanitario o el iacutendice de aceptacioacuten anual estimado

bull El iacutendice de generacioacuten de metano (k)

bull La generacioacuten potencial de metano (L0)

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten de biogaacutes y

bull Los antildeos de operacioacuten a la fecha y los antildeos que se planea operar

El meacutetodo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer orden que asume que la generacioacuten de biogaacutes llega a su maacuteximo despueacutes de un periodo de tiempo antes de la generacioacuten de metano El modelo asume que el periacuteodo es de seis meses desde la colocacioacuten de los residuos y el comienzo de la generacioacuten de biogaacutes El modelo asume que por cada unidad de residuos despueacutes de seis meses la generacioacuten disminuye exponencialmente mientras la fraccioacuten orgaacutenica de los residuos es consumida

Para sitios donde se conocen los iacutendices de disposicioacuten antildeo con antildeo el modelo estima la generacioacuten de biogaacutes en un antildeo dado usando la siguiente ecuacioacuten utilizada por el Modelo Landfill Gas Emissions (LandGEM) de la US EPA versioacuten 302 (EPA 2005)

1-1

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

n 1

QM = sum sum 2 k Lo (Mi10) (e-ktij)i=1 j=01

Donde QM = Generacioacuten maacutexima anticipada de biogaacutes (m3antildeo) i = Incremento de 1 antildeo n = (antildeo del calculo) ndash (antildeo inicial en que se acepto residuos) j = Incremento de 01 antildeos k = iacutendice de generacioacuten de metano (1antildeo) Lo = Generacioacuten Potencial de metano (m3Mg) Mi = masa de residuos depositados en el antildeo ith (Mg) tij = Edad de la seccioacuten jth de masa de residuos depositados en el antildeo ith (antildeos

decimales)

La ecuacioacuten anterior estima la generacioacuten de biogaacutes usando cantidades de residuos dispuestos acumulados a traveacutes de un antildeo Proyecciones para antildeos muacuteltiples son desarrolladas variando la proyeccioacuten del anual y luego iterando la ecuacioacuten El antildeo de generacioacuten maacutexima normalmente ocurre en el antildeo de clausura o el antildeo siguiente (dependiendo del iacutendice de disposicioacuten en los antildeos finales)

Con la excepcioacuten de los valores de k y L0 el modelo centroamericano de biogaacutes requiere datos especiacuteficos del relleno en cuestioacuten para producir las proyecciones de generacioacuten El modelo provee los valores de k y L0 Los valores son calculados basaacutendose en la informacioacuten recolectada sobre el clima y composicioacuten de residuos de rellenos sanitarios representativos y ciudades en Centroameacuterica Los valores de k y L0 variacutean dependiendo del paiacutes composicioacuten de residuos y la precipitacioacuten anual y podraacuten ser usados para producir proyecciones de generacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios localizados en uno de los siete paiacuteses de Centroameacuterica

La EPA reconoce que es difiacutecil modelar la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en forma exacta debido a las limitaciones en la informacioacuten disponible para alimentar el modelo Sin embargo con la construccioacuten y operacioacuten de nuevos rellenos sanitarios la disponibilidad de nueva informacioacuten haraacute posible la calibracioacuten del modelo y el desarrollo de unos valores de k y L0 mejores

Cualquier pregunta yo comentario referente al Modelo Centroamericano de Biogaacutes deberaacuten ser dirigidas a Victoria Ludwig del Programa LMOP de la U S EPA viacutea telefoacutenica al (202) 343-9291 o viacutea correo electroacutenico a LudwigVictoriaepamailepagov

11 Generacioacuten de Biogaacutes

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes estima generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de desechos en rellenos sanitarios La descomposicioacuten anaeroacutebica de los desechos en los rellenos sanitarios genera biogaacutes El modelo asume que la composicioacuten del biogaacutes es aproximadamente 50 por ciento metano (CH4) y 50 por ciento otros gases entre ellos dioacutexido de carbono (CO2) y trazos de otros componentes

1-2

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

Este modelo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer grado y estima volumen de generacioacuten de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora (m3hr) y pies cuacutebicos por minuto (cfm) Tambieacuten estima el contenido de energiacutea en el biogaacutes generado en millones de unidades de calor britaacutenicas (mmBtuhr) y la capacidad maacutexima de una planta de energiacutea utilizando biogaacutes como combustible en megavatio (MW) La generacioacuten de biogaacutes es estimada multiplicando la generacioacuten de metano por dos (Se asume que el biogaacutes esta compuesto de 50 metano y 50 dioacutexido de carbono) La generacioacuten de metano es estimada usando dos paraacutemetros (1) L0 o Generacioacuten Potencial de Metano y (2) k o Iacutendice de Generacioacuten de Metano Se asume que el iacutendice de generacioacuten de metano esta a su maacuteximo al momento de clausura o al momento de colocar los residuos finales en el relleno sanitario A pesar de que el modelo permite la alimentacioacuten de los valores de L0 y k derivados con informacioacuten propia del relleno sanitario es recomendado que se utilicen los valores que el modelo calcula automaacuteticamente1

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k)

El iacutendice de generacioacuten de metano k determina el iacutendice de generacioacuten de metano producido por la degradacioacuten de los desechos en el relleno sanitario Las unidades de k son antildeoshy

1 y describe la generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de los residuos dispuestos en un relleno sanitario en un antildeo Conforme el valor de k incrementa la generacioacuten de metano en un relleno sanitario tambieacuten incrementa (siempre y cuando el relleno sanitario siga recibiendo residuos) y luego disminuye (despueacutes que el relleno sanitario es clausurado) a traveacutes del tiempo El valor de k esta en funcioacuten de los siguientes factores (1) contenido de humedad en los residuos (2) la disponibilidad de nutrientes para las bacterias generadoras de metano (3) pH y (4) temperatura

Los residuos tienen diferentes valores de k dado a las diferencias en los iacutendices de decaimiento Residuos alimenticios se descomponen maacutes raacutepido que el papel y la madera El Modelo Centroamericano de Biogaacutes asigna dos diferentes categoriacuteas de valores de k para materia orgaacutenica dependiendo del decaimiento (raacutepido o lento) Residuos de decaimiento raacutepido incluye comida y algunos desechos de jardineriacutea (ldquoresiduos verdes) Residuos de decaimiento lento incluye todos los demaacutes residuos orgaacutenicos como residuos de jardineriacutea papel textiles caucho cuero y huesos La proporcioacuten de valores de k para residuos de decaimiento raacutepido versus y los residuos de decaimiento lento depende de la composicioacuten de los desechos ya que existen distintos materiales en cada categoriacutea

Los valores de k dependen del clima especialmente de la precipitacioacuten Ya que la mayor parte de Centroameacuterica recibe grandes cantidades de precipitacioacuten los rellenos exhiben condiciones huacutemedas que maximizan los iacutendices de decaimiento y valores de k El Modelo Centroamericano de Biogaacutes no considera diferencias de valores de k en lugares que reciben sobre 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo Para aquellos lugares que reciben menos de 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo el modelo de biogaacutes asignar los valores de k correspondiente al clima local

1 Si existen datos reales de recuperacioacuten de biogaacutes se puede calibrar el modelo para desarrollar valores de L0 y k especiacuteficos a un relleno con sistema activo de recoleccioacuten

1-3

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

Al menos que existen valores de k o datos sobre la composicioacuten de residuos especiacuteficos al relleno el Modelo Centroamericano de Biogaacutes utiliza los valores automaacuteticos ya incluidos Para cada uno de los siete paiacuteses se calcularon valores de k para decaimiento raacutepido y decaimiento lento El valor de k de 023 por antildeo se utiliza como el valor k de decaimiento raacutepido igual que le Meacutetodo MDL AM0025 (UNFCCC 2006) Los valores k de decaimiento lento dependen de la composicioacuten de residuos Las Tablas 1 a 3 sentildealan los valores k automaacuteticos utilizados por el modelo dependiendo de la cantidad de precipitacioacuten que recibe el relleno

TABLA 1 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA HUMEDO (Precipitacioacuten gt= 1000mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 023 0033 Costa Rica 023 0028 El Salvador 023 0027 Guatemala 023 0030 Honduras 023 0030 Nicaragua 023 0025 Panamaacute 023 0029

TABLA 2 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA MODERADO (Precipitacioacuten = 750-999 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 020 0029 Costa Rica 020 0024 El Salvador 020 0023 Guatemala 020 0026 Honduras 020 0026 Nicaragua 020 0022 Panamaacute 020 0025

1-4

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

TABLA 3 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA SECO (Precipitacioacuten = 500-749 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 018 0026 Costa Rica 018 0022 El Salvador 018 0021 Guatemala 018 0024 Honduras 018 0023 Nicaragua 018 0020 Panamaacute 018 0022

112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0)

El valor de la generacioacuten potencial de metano en los residuos (L0) solo depende en el tipo de residuos presente en el relleno sanitario con excepcioacuten de los climas seco donde la falta de humedad limite la generacioacuten de metano La falta de humedad o muy poco humedad provoca la inhibicioacuten de las bacterias generadoras de metano Conforme el contenido de celulosa en los residuos aumenta el valor de L0 tambieacuten aumenta Las unidades de L0 estaacuten en metros cuacutebicos por tonelada de residuos lo cual significa que el valor de L0 describe la cantidad de gas metano producida por tonelada de residuos seguacuten se descomponen la materia Los valores teoacutericos L0 variacutean entre 62 y 270 m3Mg de residuos (EPA 1991) Al menos que se cuente con valores especiacuteficos de L0 para el relleno sanitario en cuestioacuten los valores de L0 seraacuten calculados automaacuteticamente por el modelo El modelo utiliza los datos sobre la composicioacuten de residuos para calcular los valores L0 de cada paiacutes incluyendo un valor L0 total un L0 para el decaimiento raacutepido y un L0 para el decaimiento lento Los siguientes valores de L0 seraacuten usados por el modelo para cada paiacutes

TABLA 4 GENERACIOacuteN POTENCIAL DE METANO (L0)

Paiacutes L0 total (m3Mg)

L0 de decaimiento raacutepido

(m3Mg)

L0 de decaimiento lento

(m3Mg) Belice 78 71 199

Costa Rica 96 70 200 El Salvador 91 68 189 Guatemala 89 71 198 Honduras 70 68 209 Nicaragua 82 72 183 Panamaacute 101 68 207

1-5

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

1-6

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

1-7

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

2-1

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

2-2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

2-3

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

2-4

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

2-5

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

2-6

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

2-7

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

2-8

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

2-9

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

2-10

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

3-1

Page 2: Manual de Usuario Modelo Centroamericano de Biogás · 2020. 12. 13. · Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogás 29 Marzo 2007 LIMITACIONES DE RESPONSABILIDAD Este

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LIMITACIONES DE RESPONSABILIDAD

Este manual para el usuario fue preparado especiacuteficamente para Centroameacuterica en nombre del Programa Landfill Methane Outreach la Agencia para la Proteccioacuten del Ambiente (U S EPA) y la Agencia para el Desarrollo Internacional (USAID) Los meacutetodos contenidos en este manual esta basados en criterios profesionales de ingenieriacutea y representan los estaacutendares de cuidado que se ejercen por los profesionistas con experiencia en el campo de las proyecciones de biogaacutes La U S EPA y SCS Engineers no garantiza la cantidad de biogaacutes disponible y ninguna otra garantiacutea expresada o impliacutecita Ninguacuten individuo es beneficiario uacutenico del producto su contenido o la informacioacuten incluida en eacutel El uso de este reporte seraacute a su propio riesgo La U S EPA y SCS Engineers no asume ninguna responsabilidad por la exactitud de la informacioacuten obtenida recolectada o proveiacuteda por otras personas

ii

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RESUMEN

Este documento es el manual para el usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes Versioacuten 10 (modelo) utilizado para la estimacioacuten de biogaacutes producido en rellenos sanitarios municipales en Centroameacuterica Este modelo fue desarrollado por SCS Engineers bajo un contrato con el programa Landfill Methane Outreach (LMOP) de la U S EPA El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser utilizado para estimar generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios centroamericanos que cuenten o planeen tener un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes estaacute elaborado en una hoja de caacutelculo en Excel y estaacute basado en una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer orden Este modelo requiere que el usuario alimente datos especiacuteficos tales como el antildeo de apertura antildeo de clausura iacutendices de disposicioacuten anual precipitacioacuten promedio anual y eficiencia del sistema de recoleccioacuten El modelo provee automaacuteticamente valores sobre la composicioacuten de residuos y otras variables (k y L0) para cada paiacutes Estos valores fueron desarrollados usando datos sobre el clima caracteriacutesticas de los residuos y practicas de manejo de residuos solidos en Centroameacuterica y los posibles efectos que estas condiciones puedan tener sobre las cantidades e iacutendices de generacioacuten de biogaacutes Iacutendice reales de recuperacioacuten de biogaacutes de dos rellenos en Centroameacuterica fueron evaluados pero los datos no fueron suficientes para la calibracioacuten del modelo El modelo utiliza la eficiencia de recoleccioacuten para estimar la recuperacioacuten de biogaacutes basado en las proyecciones calculadas Este manual incluye instrucciones sobre como evaluar la eficiencia de recoleccioacuten en el lugar

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes fue desarrollado con el propoacutesito de proveer proyecciones acertadas y conservativas para la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Para el desarrollo de este modelo se evaluaron otros modelos incluyendo el Modelo Mexicano de Biogaacutes el Meacutetodo AM0025 v3 (Marzo del 2006) del Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) y el 2006 Waste Model del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climaacutetico (IPCC) El Modelo Centroamericano de Biogaacutes incorpora conceptos de cada uno de los modelos para mejor reflejar las condiciones verdaderas en los sitios de disposicioacuten final en Centroameacuterica Una comparacioacuten de los resultados del modelo indica que el Modelo Centroamericano resulta en estimados de generacioacuten de biogaacutes de medio rango a los resultados del Meacutetodo MDL y el Modelo IPCC

iii

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INDICE

Seccioacuten Paacutegina

Agradecimientos i Resumen ii Lista de Figuras iii Lista de Tablas v Glosario iv

10 Introduccioacuten 1-1

11 Generacioacuten de Biogaacutes 1-2

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k) 1-3 112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0) 1-5

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes 1-7

13 El Modelo 1-7

20 Estimacioacuten de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogaacutes 2-1

21 Alimentacioacuten del Modelo 2-1

211 Estimacioacuten de la eficiencia de Sistema de Recuperacioacuten 2-4

22 Resultados del Modelo Tabla 2-7 23 Resultados del Modelo Graacutefica 2-8

30 Referencias 3-1

Figura

1 Alimentacioacuten del Modelo 2-2 2 Alimentacioacuten del Modelo (Continuacioacuten) 2-4 3 Ejemplo Hoja de Resultados Tabla 2-8 4 Ejemplo Hoja de Resultados Graacutefica 2-10

iv

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Tabla Paacutegina

1 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Humedo 1-4 (Precipitacion gt= 1000mm antildeo)

2 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Moderado 1-4 (Precipitacion =750-999 mmantildeo)

3 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Seco 1-4 (Precipitacion = 500-749 mmantildeo)

4 Generacioacuten Potencial de Metano (L0) 1-4

5 Factor de Correccion de Metano (MCF) 1-6

6 Eficiencia de Recoleccioacuten 2-5

v

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GLOSARIO

Teacutermino Definicioacuten Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje de la generacioacuten del biogaacutes que se

estima que puede ser recuperado por el sistema de recoleccioacuten

Cobertura del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje estimado de la masa de residuos en el relleno sanitario que esta bajo la influencia de los pozos de extraccioacuten de biogaacutes La cobertura del sistema describe la fraccioacuten de gas recuperable y puede alcanzar el 100 si se cuenta con un sistema de recoleccioacuten excelente (al contrario de la eficiencia del sistema de recoleccioacuten que siempre esta por debajo del 100)

Capacidad del Relleno Sanitario La cantidad total de residuos que pueden ser depositados en el relleno sanitario

Biogaacutes Biogaacutes es el producto de la degradacioacuten de los residuos depositados en el relleno sanitario y consiste principalmente de metano y dioacutexido de carbono con cantidades muy pequentildeas de otros compuestos orgaacutenicos y contaminantes atmosfeacutericos

Iacutendice de Generacioacuten de Metano (k) k es la constante que determina el iacutendice de generacioacuten de biogaacutes estimado El modelo de degradacioacuten de primer orden asume que los valores de k antes y despueacutes de la generacioacuten maacutexima de biogaacutes son iguales El valor de k esta en funcioacuten del contenido de humedad y la disponibilidad de nutrientes pH y temperatura (Unidad = 1antildeo)

Generacioacuten Potencial de Metano (L0) L0 es la constante del modelo que representa la capacidad potencial para generar metano (componente principal del biogaacutes) del relleno sanitario L0 depende de la cantidad de celulosa disponible en los residuos (Unidad = m3Mg)

Antildeo de Clausura El antildeo en el que el relleno sanitario espera terminar las actividades de disposicioacuten

vi

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10 INTRODUCCION

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes (modelo) provee una herramienta automaacutetica para la estimacioacuten de la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios municipales en Belice Costa Rica El Salvador Guatemala Honduras Nicaragua y Panamaacute Este manual provee una introduccioacuten al modelo e instrucciones paso-a-paso para el uso del modelo

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito este modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

El biogaacutes es generado por la descomposicioacuten de residuos en un relleno sanitario y puede ser recuperado bajo la operacioacuten de un sistema de recuperacioacuten de biogaacutes construido en el mismo relleno sanitario La siguiente informacioacuten es necesaria para estimar la generacioacuten y recuperacioacuten del biogaacutes en un relleno sanitario (Ver Glosario para mayor informacioacuten)

bull Capacidad de disentildeo del relleno sanitario

bull La cantidad de residuos depositados en el relleno sanitario o el iacutendice de aceptacioacuten anual estimado

bull El iacutendice de generacioacuten de metano (k)

bull La generacioacuten potencial de metano (L0)

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten de biogaacutes y

bull Los antildeos de operacioacuten a la fecha y los antildeos que se planea operar

El meacutetodo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer orden que asume que la generacioacuten de biogaacutes llega a su maacuteximo despueacutes de un periodo de tiempo antes de la generacioacuten de metano El modelo asume que el periacuteodo es de seis meses desde la colocacioacuten de los residuos y el comienzo de la generacioacuten de biogaacutes El modelo asume que por cada unidad de residuos despueacutes de seis meses la generacioacuten disminuye exponencialmente mientras la fraccioacuten orgaacutenica de los residuos es consumida

Para sitios donde se conocen los iacutendices de disposicioacuten antildeo con antildeo el modelo estima la generacioacuten de biogaacutes en un antildeo dado usando la siguiente ecuacioacuten utilizada por el Modelo Landfill Gas Emissions (LandGEM) de la US EPA versioacuten 302 (EPA 2005)

1-1

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n 1

QM = sum sum 2 k Lo (Mi10) (e-ktij)i=1 j=01

Donde QM = Generacioacuten maacutexima anticipada de biogaacutes (m3antildeo) i = Incremento de 1 antildeo n = (antildeo del calculo) ndash (antildeo inicial en que se acepto residuos) j = Incremento de 01 antildeos k = iacutendice de generacioacuten de metano (1antildeo) Lo = Generacioacuten Potencial de metano (m3Mg) Mi = masa de residuos depositados en el antildeo ith (Mg) tij = Edad de la seccioacuten jth de masa de residuos depositados en el antildeo ith (antildeos

decimales)

La ecuacioacuten anterior estima la generacioacuten de biogaacutes usando cantidades de residuos dispuestos acumulados a traveacutes de un antildeo Proyecciones para antildeos muacuteltiples son desarrolladas variando la proyeccioacuten del anual y luego iterando la ecuacioacuten El antildeo de generacioacuten maacutexima normalmente ocurre en el antildeo de clausura o el antildeo siguiente (dependiendo del iacutendice de disposicioacuten en los antildeos finales)

Con la excepcioacuten de los valores de k y L0 el modelo centroamericano de biogaacutes requiere datos especiacuteficos del relleno en cuestioacuten para producir las proyecciones de generacioacuten El modelo provee los valores de k y L0 Los valores son calculados basaacutendose en la informacioacuten recolectada sobre el clima y composicioacuten de residuos de rellenos sanitarios representativos y ciudades en Centroameacuterica Los valores de k y L0 variacutean dependiendo del paiacutes composicioacuten de residuos y la precipitacioacuten anual y podraacuten ser usados para producir proyecciones de generacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios localizados en uno de los siete paiacuteses de Centroameacuterica

La EPA reconoce que es difiacutecil modelar la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en forma exacta debido a las limitaciones en la informacioacuten disponible para alimentar el modelo Sin embargo con la construccioacuten y operacioacuten de nuevos rellenos sanitarios la disponibilidad de nueva informacioacuten haraacute posible la calibracioacuten del modelo y el desarrollo de unos valores de k y L0 mejores

Cualquier pregunta yo comentario referente al Modelo Centroamericano de Biogaacutes deberaacuten ser dirigidas a Victoria Ludwig del Programa LMOP de la U S EPA viacutea telefoacutenica al (202) 343-9291 o viacutea correo electroacutenico a LudwigVictoriaepamailepagov

11 Generacioacuten de Biogaacutes

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes estima generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de desechos en rellenos sanitarios La descomposicioacuten anaeroacutebica de los desechos en los rellenos sanitarios genera biogaacutes El modelo asume que la composicioacuten del biogaacutes es aproximadamente 50 por ciento metano (CH4) y 50 por ciento otros gases entre ellos dioacutexido de carbono (CO2) y trazos de otros componentes

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

Este modelo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer grado y estima volumen de generacioacuten de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora (m3hr) y pies cuacutebicos por minuto (cfm) Tambieacuten estima el contenido de energiacutea en el biogaacutes generado en millones de unidades de calor britaacutenicas (mmBtuhr) y la capacidad maacutexima de una planta de energiacutea utilizando biogaacutes como combustible en megavatio (MW) La generacioacuten de biogaacutes es estimada multiplicando la generacioacuten de metano por dos (Se asume que el biogaacutes esta compuesto de 50 metano y 50 dioacutexido de carbono) La generacioacuten de metano es estimada usando dos paraacutemetros (1) L0 o Generacioacuten Potencial de Metano y (2) k o Iacutendice de Generacioacuten de Metano Se asume que el iacutendice de generacioacuten de metano esta a su maacuteximo al momento de clausura o al momento de colocar los residuos finales en el relleno sanitario A pesar de que el modelo permite la alimentacioacuten de los valores de L0 y k derivados con informacioacuten propia del relleno sanitario es recomendado que se utilicen los valores que el modelo calcula automaacuteticamente1

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k)

El iacutendice de generacioacuten de metano k determina el iacutendice de generacioacuten de metano producido por la degradacioacuten de los desechos en el relleno sanitario Las unidades de k son antildeoshy

1 y describe la generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de los residuos dispuestos en un relleno sanitario en un antildeo Conforme el valor de k incrementa la generacioacuten de metano en un relleno sanitario tambieacuten incrementa (siempre y cuando el relleno sanitario siga recibiendo residuos) y luego disminuye (despueacutes que el relleno sanitario es clausurado) a traveacutes del tiempo El valor de k esta en funcioacuten de los siguientes factores (1) contenido de humedad en los residuos (2) la disponibilidad de nutrientes para las bacterias generadoras de metano (3) pH y (4) temperatura

Los residuos tienen diferentes valores de k dado a las diferencias en los iacutendices de decaimiento Residuos alimenticios se descomponen maacutes raacutepido que el papel y la madera El Modelo Centroamericano de Biogaacutes asigna dos diferentes categoriacuteas de valores de k para materia orgaacutenica dependiendo del decaimiento (raacutepido o lento) Residuos de decaimiento raacutepido incluye comida y algunos desechos de jardineriacutea (ldquoresiduos verdes) Residuos de decaimiento lento incluye todos los demaacutes residuos orgaacutenicos como residuos de jardineriacutea papel textiles caucho cuero y huesos La proporcioacuten de valores de k para residuos de decaimiento raacutepido versus y los residuos de decaimiento lento depende de la composicioacuten de los desechos ya que existen distintos materiales en cada categoriacutea

Los valores de k dependen del clima especialmente de la precipitacioacuten Ya que la mayor parte de Centroameacuterica recibe grandes cantidades de precipitacioacuten los rellenos exhiben condiciones huacutemedas que maximizan los iacutendices de decaimiento y valores de k El Modelo Centroamericano de Biogaacutes no considera diferencias de valores de k en lugares que reciben sobre 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo Para aquellos lugares que reciben menos de 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo el modelo de biogaacutes asignar los valores de k correspondiente al clima local

1 Si existen datos reales de recuperacioacuten de biogaacutes se puede calibrar el modelo para desarrollar valores de L0 y k especiacuteficos a un relleno con sistema activo de recoleccioacuten

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Al menos que existen valores de k o datos sobre la composicioacuten de residuos especiacuteficos al relleno el Modelo Centroamericano de Biogaacutes utiliza los valores automaacuteticos ya incluidos Para cada uno de los siete paiacuteses se calcularon valores de k para decaimiento raacutepido y decaimiento lento El valor de k de 023 por antildeo se utiliza como el valor k de decaimiento raacutepido igual que le Meacutetodo MDL AM0025 (UNFCCC 2006) Los valores k de decaimiento lento dependen de la composicioacuten de residuos Las Tablas 1 a 3 sentildealan los valores k automaacuteticos utilizados por el modelo dependiendo de la cantidad de precipitacioacuten que recibe el relleno

TABLA 1 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA HUMEDO (Precipitacioacuten gt= 1000mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 023 0033 Costa Rica 023 0028 El Salvador 023 0027 Guatemala 023 0030 Honduras 023 0030 Nicaragua 023 0025 Panamaacute 023 0029

TABLA 2 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA MODERADO (Precipitacioacuten = 750-999 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 020 0029 Costa Rica 020 0024 El Salvador 020 0023 Guatemala 020 0026 Honduras 020 0026 Nicaragua 020 0022 Panamaacute 020 0025

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TABLA 3 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA SECO (Precipitacioacuten = 500-749 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 018 0026 Costa Rica 018 0022 El Salvador 018 0021 Guatemala 018 0024 Honduras 018 0023 Nicaragua 018 0020 Panamaacute 018 0022

112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0)

El valor de la generacioacuten potencial de metano en los residuos (L0) solo depende en el tipo de residuos presente en el relleno sanitario con excepcioacuten de los climas seco donde la falta de humedad limite la generacioacuten de metano La falta de humedad o muy poco humedad provoca la inhibicioacuten de las bacterias generadoras de metano Conforme el contenido de celulosa en los residuos aumenta el valor de L0 tambieacuten aumenta Las unidades de L0 estaacuten en metros cuacutebicos por tonelada de residuos lo cual significa que el valor de L0 describe la cantidad de gas metano producida por tonelada de residuos seguacuten se descomponen la materia Los valores teoacutericos L0 variacutean entre 62 y 270 m3Mg de residuos (EPA 1991) Al menos que se cuente con valores especiacuteficos de L0 para el relleno sanitario en cuestioacuten los valores de L0 seraacuten calculados automaacuteticamente por el modelo El modelo utiliza los datos sobre la composicioacuten de residuos para calcular los valores L0 de cada paiacutes incluyendo un valor L0 total un L0 para el decaimiento raacutepido y un L0 para el decaimiento lento Los siguientes valores de L0 seraacuten usados por el modelo para cada paiacutes

TABLA 4 GENERACIOacuteN POTENCIAL DE METANO (L0)

Paiacutes L0 total (m3Mg)

L0 de decaimiento raacutepido

(m3Mg)

L0 de decaimiento lento

(m3Mg) Belice 78 71 199

Costa Rica 96 70 200 El Salvador 91 68 189 Guatemala 89 71 198 Honduras 70 68 209 Nicaragua 82 72 183 Panamaacute 101 68 207

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1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

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metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

2-6

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

2-7

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

2-8

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

2-9

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

2-10

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

3-1

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RESUMEN

Este documento es el manual para el usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes Versioacuten 10 (modelo) utilizado para la estimacioacuten de biogaacutes producido en rellenos sanitarios municipales en Centroameacuterica Este modelo fue desarrollado por SCS Engineers bajo un contrato con el programa Landfill Methane Outreach (LMOP) de la U S EPA El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser utilizado para estimar generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios centroamericanos que cuenten o planeen tener un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes estaacute elaborado en una hoja de caacutelculo en Excel y estaacute basado en una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer orden Este modelo requiere que el usuario alimente datos especiacuteficos tales como el antildeo de apertura antildeo de clausura iacutendices de disposicioacuten anual precipitacioacuten promedio anual y eficiencia del sistema de recoleccioacuten El modelo provee automaacuteticamente valores sobre la composicioacuten de residuos y otras variables (k y L0) para cada paiacutes Estos valores fueron desarrollados usando datos sobre el clima caracteriacutesticas de los residuos y practicas de manejo de residuos solidos en Centroameacuterica y los posibles efectos que estas condiciones puedan tener sobre las cantidades e iacutendices de generacioacuten de biogaacutes Iacutendice reales de recuperacioacuten de biogaacutes de dos rellenos en Centroameacuterica fueron evaluados pero los datos no fueron suficientes para la calibracioacuten del modelo El modelo utiliza la eficiencia de recoleccioacuten para estimar la recuperacioacuten de biogaacutes basado en las proyecciones calculadas Este manual incluye instrucciones sobre como evaluar la eficiencia de recoleccioacuten en el lugar

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes fue desarrollado con el propoacutesito de proveer proyecciones acertadas y conservativas para la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Para el desarrollo de este modelo se evaluaron otros modelos incluyendo el Modelo Mexicano de Biogaacutes el Meacutetodo AM0025 v3 (Marzo del 2006) del Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) y el 2006 Waste Model del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climaacutetico (IPCC) El Modelo Centroamericano de Biogaacutes incorpora conceptos de cada uno de los modelos para mejor reflejar las condiciones verdaderas en los sitios de disposicioacuten final en Centroameacuterica Una comparacioacuten de los resultados del modelo indica que el Modelo Centroamericano resulta en estimados de generacioacuten de biogaacutes de medio rango a los resultados del Meacutetodo MDL y el Modelo IPCC

iii

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INDICE

Seccioacuten Paacutegina

Agradecimientos i Resumen ii Lista de Figuras iii Lista de Tablas v Glosario iv

10 Introduccioacuten 1-1

11 Generacioacuten de Biogaacutes 1-2

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k) 1-3 112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0) 1-5

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes 1-7

13 El Modelo 1-7

20 Estimacioacuten de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogaacutes 2-1

21 Alimentacioacuten del Modelo 2-1

211 Estimacioacuten de la eficiencia de Sistema de Recuperacioacuten 2-4

22 Resultados del Modelo Tabla 2-7 23 Resultados del Modelo Graacutefica 2-8

30 Referencias 3-1

Figura

1 Alimentacioacuten del Modelo 2-2 2 Alimentacioacuten del Modelo (Continuacioacuten) 2-4 3 Ejemplo Hoja de Resultados Tabla 2-8 4 Ejemplo Hoja de Resultados Graacutefica 2-10

iv

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Tabla Paacutegina

1 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Humedo 1-4 (Precipitacion gt= 1000mm antildeo)

2 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Moderado 1-4 (Precipitacion =750-999 mmantildeo)

3 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Seco 1-4 (Precipitacion = 500-749 mmantildeo)

4 Generacioacuten Potencial de Metano (L0) 1-4

5 Factor de Correccion de Metano (MCF) 1-6

6 Eficiencia de Recoleccioacuten 2-5

v

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GLOSARIO

Teacutermino Definicioacuten Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje de la generacioacuten del biogaacutes que se

estima que puede ser recuperado por el sistema de recoleccioacuten

Cobertura del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje estimado de la masa de residuos en el relleno sanitario que esta bajo la influencia de los pozos de extraccioacuten de biogaacutes La cobertura del sistema describe la fraccioacuten de gas recuperable y puede alcanzar el 100 si se cuenta con un sistema de recoleccioacuten excelente (al contrario de la eficiencia del sistema de recoleccioacuten que siempre esta por debajo del 100)

Capacidad del Relleno Sanitario La cantidad total de residuos que pueden ser depositados en el relleno sanitario

Biogaacutes Biogaacutes es el producto de la degradacioacuten de los residuos depositados en el relleno sanitario y consiste principalmente de metano y dioacutexido de carbono con cantidades muy pequentildeas de otros compuestos orgaacutenicos y contaminantes atmosfeacutericos

Iacutendice de Generacioacuten de Metano (k) k es la constante que determina el iacutendice de generacioacuten de biogaacutes estimado El modelo de degradacioacuten de primer orden asume que los valores de k antes y despueacutes de la generacioacuten maacutexima de biogaacutes son iguales El valor de k esta en funcioacuten del contenido de humedad y la disponibilidad de nutrientes pH y temperatura (Unidad = 1antildeo)

Generacioacuten Potencial de Metano (L0) L0 es la constante del modelo que representa la capacidad potencial para generar metano (componente principal del biogaacutes) del relleno sanitario L0 depende de la cantidad de celulosa disponible en los residuos (Unidad = m3Mg)

Antildeo de Clausura El antildeo en el que el relleno sanitario espera terminar las actividades de disposicioacuten

vi

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10 INTRODUCCION

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes (modelo) provee una herramienta automaacutetica para la estimacioacuten de la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios municipales en Belice Costa Rica El Salvador Guatemala Honduras Nicaragua y Panamaacute Este manual provee una introduccioacuten al modelo e instrucciones paso-a-paso para el uso del modelo

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito este modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

El biogaacutes es generado por la descomposicioacuten de residuos en un relleno sanitario y puede ser recuperado bajo la operacioacuten de un sistema de recuperacioacuten de biogaacutes construido en el mismo relleno sanitario La siguiente informacioacuten es necesaria para estimar la generacioacuten y recuperacioacuten del biogaacutes en un relleno sanitario (Ver Glosario para mayor informacioacuten)

bull Capacidad de disentildeo del relleno sanitario

bull La cantidad de residuos depositados en el relleno sanitario o el iacutendice de aceptacioacuten anual estimado

bull El iacutendice de generacioacuten de metano (k)

bull La generacioacuten potencial de metano (L0)

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten de biogaacutes y

bull Los antildeos de operacioacuten a la fecha y los antildeos que se planea operar

El meacutetodo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer orden que asume que la generacioacuten de biogaacutes llega a su maacuteximo despueacutes de un periodo de tiempo antes de la generacioacuten de metano El modelo asume que el periacuteodo es de seis meses desde la colocacioacuten de los residuos y el comienzo de la generacioacuten de biogaacutes El modelo asume que por cada unidad de residuos despueacutes de seis meses la generacioacuten disminuye exponencialmente mientras la fraccioacuten orgaacutenica de los residuos es consumida

Para sitios donde se conocen los iacutendices de disposicioacuten antildeo con antildeo el modelo estima la generacioacuten de biogaacutes en un antildeo dado usando la siguiente ecuacioacuten utilizada por el Modelo Landfill Gas Emissions (LandGEM) de la US EPA versioacuten 302 (EPA 2005)

1-1

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n 1

QM = sum sum 2 k Lo (Mi10) (e-ktij)i=1 j=01

Donde QM = Generacioacuten maacutexima anticipada de biogaacutes (m3antildeo) i = Incremento de 1 antildeo n = (antildeo del calculo) ndash (antildeo inicial en que se acepto residuos) j = Incremento de 01 antildeos k = iacutendice de generacioacuten de metano (1antildeo) Lo = Generacioacuten Potencial de metano (m3Mg) Mi = masa de residuos depositados en el antildeo ith (Mg) tij = Edad de la seccioacuten jth de masa de residuos depositados en el antildeo ith (antildeos

decimales)

La ecuacioacuten anterior estima la generacioacuten de biogaacutes usando cantidades de residuos dispuestos acumulados a traveacutes de un antildeo Proyecciones para antildeos muacuteltiples son desarrolladas variando la proyeccioacuten del anual y luego iterando la ecuacioacuten El antildeo de generacioacuten maacutexima normalmente ocurre en el antildeo de clausura o el antildeo siguiente (dependiendo del iacutendice de disposicioacuten en los antildeos finales)

Con la excepcioacuten de los valores de k y L0 el modelo centroamericano de biogaacutes requiere datos especiacuteficos del relleno en cuestioacuten para producir las proyecciones de generacioacuten El modelo provee los valores de k y L0 Los valores son calculados basaacutendose en la informacioacuten recolectada sobre el clima y composicioacuten de residuos de rellenos sanitarios representativos y ciudades en Centroameacuterica Los valores de k y L0 variacutean dependiendo del paiacutes composicioacuten de residuos y la precipitacioacuten anual y podraacuten ser usados para producir proyecciones de generacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios localizados en uno de los siete paiacuteses de Centroameacuterica

La EPA reconoce que es difiacutecil modelar la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en forma exacta debido a las limitaciones en la informacioacuten disponible para alimentar el modelo Sin embargo con la construccioacuten y operacioacuten de nuevos rellenos sanitarios la disponibilidad de nueva informacioacuten haraacute posible la calibracioacuten del modelo y el desarrollo de unos valores de k y L0 mejores

Cualquier pregunta yo comentario referente al Modelo Centroamericano de Biogaacutes deberaacuten ser dirigidas a Victoria Ludwig del Programa LMOP de la U S EPA viacutea telefoacutenica al (202) 343-9291 o viacutea correo electroacutenico a LudwigVictoriaepamailepagov

11 Generacioacuten de Biogaacutes

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes estima generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de desechos en rellenos sanitarios La descomposicioacuten anaeroacutebica de los desechos en los rellenos sanitarios genera biogaacutes El modelo asume que la composicioacuten del biogaacutes es aproximadamente 50 por ciento metano (CH4) y 50 por ciento otros gases entre ellos dioacutexido de carbono (CO2) y trazos de otros componentes

1-2

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Este modelo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer grado y estima volumen de generacioacuten de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora (m3hr) y pies cuacutebicos por minuto (cfm) Tambieacuten estima el contenido de energiacutea en el biogaacutes generado en millones de unidades de calor britaacutenicas (mmBtuhr) y la capacidad maacutexima de una planta de energiacutea utilizando biogaacutes como combustible en megavatio (MW) La generacioacuten de biogaacutes es estimada multiplicando la generacioacuten de metano por dos (Se asume que el biogaacutes esta compuesto de 50 metano y 50 dioacutexido de carbono) La generacioacuten de metano es estimada usando dos paraacutemetros (1) L0 o Generacioacuten Potencial de Metano y (2) k o Iacutendice de Generacioacuten de Metano Se asume que el iacutendice de generacioacuten de metano esta a su maacuteximo al momento de clausura o al momento de colocar los residuos finales en el relleno sanitario A pesar de que el modelo permite la alimentacioacuten de los valores de L0 y k derivados con informacioacuten propia del relleno sanitario es recomendado que se utilicen los valores que el modelo calcula automaacuteticamente1

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k)

El iacutendice de generacioacuten de metano k determina el iacutendice de generacioacuten de metano producido por la degradacioacuten de los desechos en el relleno sanitario Las unidades de k son antildeoshy

1 y describe la generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de los residuos dispuestos en un relleno sanitario en un antildeo Conforme el valor de k incrementa la generacioacuten de metano en un relleno sanitario tambieacuten incrementa (siempre y cuando el relleno sanitario siga recibiendo residuos) y luego disminuye (despueacutes que el relleno sanitario es clausurado) a traveacutes del tiempo El valor de k esta en funcioacuten de los siguientes factores (1) contenido de humedad en los residuos (2) la disponibilidad de nutrientes para las bacterias generadoras de metano (3) pH y (4) temperatura

Los residuos tienen diferentes valores de k dado a las diferencias en los iacutendices de decaimiento Residuos alimenticios se descomponen maacutes raacutepido que el papel y la madera El Modelo Centroamericano de Biogaacutes asigna dos diferentes categoriacuteas de valores de k para materia orgaacutenica dependiendo del decaimiento (raacutepido o lento) Residuos de decaimiento raacutepido incluye comida y algunos desechos de jardineriacutea (ldquoresiduos verdes) Residuos de decaimiento lento incluye todos los demaacutes residuos orgaacutenicos como residuos de jardineriacutea papel textiles caucho cuero y huesos La proporcioacuten de valores de k para residuos de decaimiento raacutepido versus y los residuos de decaimiento lento depende de la composicioacuten de los desechos ya que existen distintos materiales en cada categoriacutea

Los valores de k dependen del clima especialmente de la precipitacioacuten Ya que la mayor parte de Centroameacuterica recibe grandes cantidades de precipitacioacuten los rellenos exhiben condiciones huacutemedas que maximizan los iacutendices de decaimiento y valores de k El Modelo Centroamericano de Biogaacutes no considera diferencias de valores de k en lugares que reciben sobre 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo Para aquellos lugares que reciben menos de 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo el modelo de biogaacutes asignar los valores de k correspondiente al clima local

1 Si existen datos reales de recuperacioacuten de biogaacutes se puede calibrar el modelo para desarrollar valores de L0 y k especiacuteficos a un relleno con sistema activo de recoleccioacuten

1-3

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Al menos que existen valores de k o datos sobre la composicioacuten de residuos especiacuteficos al relleno el Modelo Centroamericano de Biogaacutes utiliza los valores automaacuteticos ya incluidos Para cada uno de los siete paiacuteses se calcularon valores de k para decaimiento raacutepido y decaimiento lento El valor de k de 023 por antildeo se utiliza como el valor k de decaimiento raacutepido igual que le Meacutetodo MDL AM0025 (UNFCCC 2006) Los valores k de decaimiento lento dependen de la composicioacuten de residuos Las Tablas 1 a 3 sentildealan los valores k automaacuteticos utilizados por el modelo dependiendo de la cantidad de precipitacioacuten que recibe el relleno

TABLA 1 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA HUMEDO (Precipitacioacuten gt= 1000mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 023 0033 Costa Rica 023 0028 El Salvador 023 0027 Guatemala 023 0030 Honduras 023 0030 Nicaragua 023 0025 Panamaacute 023 0029

TABLA 2 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA MODERADO (Precipitacioacuten = 750-999 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 020 0029 Costa Rica 020 0024 El Salvador 020 0023 Guatemala 020 0026 Honduras 020 0026 Nicaragua 020 0022 Panamaacute 020 0025

1-4

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TABLA 3 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA SECO (Precipitacioacuten = 500-749 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 018 0026 Costa Rica 018 0022 El Salvador 018 0021 Guatemala 018 0024 Honduras 018 0023 Nicaragua 018 0020 Panamaacute 018 0022

112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0)

El valor de la generacioacuten potencial de metano en los residuos (L0) solo depende en el tipo de residuos presente en el relleno sanitario con excepcioacuten de los climas seco donde la falta de humedad limite la generacioacuten de metano La falta de humedad o muy poco humedad provoca la inhibicioacuten de las bacterias generadoras de metano Conforme el contenido de celulosa en los residuos aumenta el valor de L0 tambieacuten aumenta Las unidades de L0 estaacuten en metros cuacutebicos por tonelada de residuos lo cual significa que el valor de L0 describe la cantidad de gas metano producida por tonelada de residuos seguacuten se descomponen la materia Los valores teoacutericos L0 variacutean entre 62 y 270 m3Mg de residuos (EPA 1991) Al menos que se cuente con valores especiacuteficos de L0 para el relleno sanitario en cuestioacuten los valores de L0 seraacuten calculados automaacuteticamente por el modelo El modelo utiliza los datos sobre la composicioacuten de residuos para calcular los valores L0 de cada paiacutes incluyendo un valor L0 total un L0 para el decaimiento raacutepido y un L0 para el decaimiento lento Los siguientes valores de L0 seraacuten usados por el modelo para cada paiacutes

TABLA 4 GENERACIOacuteN POTENCIAL DE METANO (L0)

Paiacutes L0 total (m3Mg)

L0 de decaimiento raacutepido

(m3Mg)

L0 de decaimiento lento

(m3Mg) Belice 78 71 199

Costa Rica 96 70 200 El Salvador 91 68 189 Guatemala 89 71 198 Honduras 70 68 209 Nicaragua 82 72 183 Panamaacute 101 68 207

1-5

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1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

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metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

2-9

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

2-10

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

3-1

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INDICE

Seccioacuten Paacutegina

Agradecimientos i Resumen ii Lista de Figuras iii Lista de Tablas v Glosario iv

10 Introduccioacuten 1-1

11 Generacioacuten de Biogaacutes 1-2

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k) 1-3 112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0) 1-5

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes 1-7

13 El Modelo 1-7

20 Estimacioacuten de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogaacutes 2-1

21 Alimentacioacuten del Modelo 2-1

211 Estimacioacuten de la eficiencia de Sistema de Recuperacioacuten 2-4

22 Resultados del Modelo Tabla 2-7 23 Resultados del Modelo Graacutefica 2-8

30 Referencias 3-1

Figura

1 Alimentacioacuten del Modelo 2-2 2 Alimentacioacuten del Modelo (Continuacioacuten) 2-4 3 Ejemplo Hoja de Resultados Tabla 2-8 4 Ejemplo Hoja de Resultados Graacutefica 2-10

iv

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Tabla Paacutegina

1 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Humedo 1-4 (Precipitacion gt= 1000mm antildeo)

2 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Moderado 1-4 (Precipitacion =750-999 mmantildeo)

3 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Seco 1-4 (Precipitacion = 500-749 mmantildeo)

4 Generacioacuten Potencial de Metano (L0) 1-4

5 Factor de Correccion de Metano (MCF) 1-6

6 Eficiencia de Recoleccioacuten 2-5

v

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GLOSARIO

Teacutermino Definicioacuten Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje de la generacioacuten del biogaacutes que se

estima que puede ser recuperado por el sistema de recoleccioacuten

Cobertura del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje estimado de la masa de residuos en el relleno sanitario que esta bajo la influencia de los pozos de extraccioacuten de biogaacutes La cobertura del sistema describe la fraccioacuten de gas recuperable y puede alcanzar el 100 si se cuenta con un sistema de recoleccioacuten excelente (al contrario de la eficiencia del sistema de recoleccioacuten que siempre esta por debajo del 100)

Capacidad del Relleno Sanitario La cantidad total de residuos que pueden ser depositados en el relleno sanitario

Biogaacutes Biogaacutes es el producto de la degradacioacuten de los residuos depositados en el relleno sanitario y consiste principalmente de metano y dioacutexido de carbono con cantidades muy pequentildeas de otros compuestos orgaacutenicos y contaminantes atmosfeacutericos

Iacutendice de Generacioacuten de Metano (k) k es la constante que determina el iacutendice de generacioacuten de biogaacutes estimado El modelo de degradacioacuten de primer orden asume que los valores de k antes y despueacutes de la generacioacuten maacutexima de biogaacutes son iguales El valor de k esta en funcioacuten del contenido de humedad y la disponibilidad de nutrientes pH y temperatura (Unidad = 1antildeo)

Generacioacuten Potencial de Metano (L0) L0 es la constante del modelo que representa la capacidad potencial para generar metano (componente principal del biogaacutes) del relleno sanitario L0 depende de la cantidad de celulosa disponible en los residuos (Unidad = m3Mg)

Antildeo de Clausura El antildeo en el que el relleno sanitario espera terminar las actividades de disposicioacuten

vi

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10 INTRODUCCION

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes (modelo) provee una herramienta automaacutetica para la estimacioacuten de la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios municipales en Belice Costa Rica El Salvador Guatemala Honduras Nicaragua y Panamaacute Este manual provee una introduccioacuten al modelo e instrucciones paso-a-paso para el uso del modelo

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito este modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

El biogaacutes es generado por la descomposicioacuten de residuos en un relleno sanitario y puede ser recuperado bajo la operacioacuten de un sistema de recuperacioacuten de biogaacutes construido en el mismo relleno sanitario La siguiente informacioacuten es necesaria para estimar la generacioacuten y recuperacioacuten del biogaacutes en un relleno sanitario (Ver Glosario para mayor informacioacuten)

bull Capacidad de disentildeo del relleno sanitario

bull La cantidad de residuos depositados en el relleno sanitario o el iacutendice de aceptacioacuten anual estimado

bull El iacutendice de generacioacuten de metano (k)

bull La generacioacuten potencial de metano (L0)

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten de biogaacutes y

bull Los antildeos de operacioacuten a la fecha y los antildeos que se planea operar

El meacutetodo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer orden que asume que la generacioacuten de biogaacutes llega a su maacuteximo despueacutes de un periodo de tiempo antes de la generacioacuten de metano El modelo asume que el periacuteodo es de seis meses desde la colocacioacuten de los residuos y el comienzo de la generacioacuten de biogaacutes El modelo asume que por cada unidad de residuos despueacutes de seis meses la generacioacuten disminuye exponencialmente mientras la fraccioacuten orgaacutenica de los residuos es consumida

Para sitios donde se conocen los iacutendices de disposicioacuten antildeo con antildeo el modelo estima la generacioacuten de biogaacutes en un antildeo dado usando la siguiente ecuacioacuten utilizada por el Modelo Landfill Gas Emissions (LandGEM) de la US EPA versioacuten 302 (EPA 2005)

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n 1

QM = sum sum 2 k Lo (Mi10) (e-ktij)i=1 j=01

Donde QM = Generacioacuten maacutexima anticipada de biogaacutes (m3antildeo) i = Incremento de 1 antildeo n = (antildeo del calculo) ndash (antildeo inicial en que se acepto residuos) j = Incremento de 01 antildeos k = iacutendice de generacioacuten de metano (1antildeo) Lo = Generacioacuten Potencial de metano (m3Mg) Mi = masa de residuos depositados en el antildeo ith (Mg) tij = Edad de la seccioacuten jth de masa de residuos depositados en el antildeo ith (antildeos

decimales)

La ecuacioacuten anterior estima la generacioacuten de biogaacutes usando cantidades de residuos dispuestos acumulados a traveacutes de un antildeo Proyecciones para antildeos muacuteltiples son desarrolladas variando la proyeccioacuten del anual y luego iterando la ecuacioacuten El antildeo de generacioacuten maacutexima normalmente ocurre en el antildeo de clausura o el antildeo siguiente (dependiendo del iacutendice de disposicioacuten en los antildeos finales)

Con la excepcioacuten de los valores de k y L0 el modelo centroamericano de biogaacutes requiere datos especiacuteficos del relleno en cuestioacuten para producir las proyecciones de generacioacuten El modelo provee los valores de k y L0 Los valores son calculados basaacutendose en la informacioacuten recolectada sobre el clima y composicioacuten de residuos de rellenos sanitarios representativos y ciudades en Centroameacuterica Los valores de k y L0 variacutean dependiendo del paiacutes composicioacuten de residuos y la precipitacioacuten anual y podraacuten ser usados para producir proyecciones de generacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios localizados en uno de los siete paiacuteses de Centroameacuterica

La EPA reconoce que es difiacutecil modelar la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en forma exacta debido a las limitaciones en la informacioacuten disponible para alimentar el modelo Sin embargo con la construccioacuten y operacioacuten de nuevos rellenos sanitarios la disponibilidad de nueva informacioacuten haraacute posible la calibracioacuten del modelo y el desarrollo de unos valores de k y L0 mejores

Cualquier pregunta yo comentario referente al Modelo Centroamericano de Biogaacutes deberaacuten ser dirigidas a Victoria Ludwig del Programa LMOP de la U S EPA viacutea telefoacutenica al (202) 343-9291 o viacutea correo electroacutenico a LudwigVictoriaepamailepagov

11 Generacioacuten de Biogaacutes

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes estima generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de desechos en rellenos sanitarios La descomposicioacuten anaeroacutebica de los desechos en los rellenos sanitarios genera biogaacutes El modelo asume que la composicioacuten del biogaacutes es aproximadamente 50 por ciento metano (CH4) y 50 por ciento otros gases entre ellos dioacutexido de carbono (CO2) y trazos de otros componentes

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Este modelo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer grado y estima volumen de generacioacuten de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora (m3hr) y pies cuacutebicos por minuto (cfm) Tambieacuten estima el contenido de energiacutea en el biogaacutes generado en millones de unidades de calor britaacutenicas (mmBtuhr) y la capacidad maacutexima de una planta de energiacutea utilizando biogaacutes como combustible en megavatio (MW) La generacioacuten de biogaacutes es estimada multiplicando la generacioacuten de metano por dos (Se asume que el biogaacutes esta compuesto de 50 metano y 50 dioacutexido de carbono) La generacioacuten de metano es estimada usando dos paraacutemetros (1) L0 o Generacioacuten Potencial de Metano y (2) k o Iacutendice de Generacioacuten de Metano Se asume que el iacutendice de generacioacuten de metano esta a su maacuteximo al momento de clausura o al momento de colocar los residuos finales en el relleno sanitario A pesar de que el modelo permite la alimentacioacuten de los valores de L0 y k derivados con informacioacuten propia del relleno sanitario es recomendado que se utilicen los valores que el modelo calcula automaacuteticamente1

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k)

El iacutendice de generacioacuten de metano k determina el iacutendice de generacioacuten de metano producido por la degradacioacuten de los desechos en el relleno sanitario Las unidades de k son antildeoshy

1 y describe la generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de los residuos dispuestos en un relleno sanitario en un antildeo Conforme el valor de k incrementa la generacioacuten de metano en un relleno sanitario tambieacuten incrementa (siempre y cuando el relleno sanitario siga recibiendo residuos) y luego disminuye (despueacutes que el relleno sanitario es clausurado) a traveacutes del tiempo El valor de k esta en funcioacuten de los siguientes factores (1) contenido de humedad en los residuos (2) la disponibilidad de nutrientes para las bacterias generadoras de metano (3) pH y (4) temperatura

Los residuos tienen diferentes valores de k dado a las diferencias en los iacutendices de decaimiento Residuos alimenticios se descomponen maacutes raacutepido que el papel y la madera El Modelo Centroamericano de Biogaacutes asigna dos diferentes categoriacuteas de valores de k para materia orgaacutenica dependiendo del decaimiento (raacutepido o lento) Residuos de decaimiento raacutepido incluye comida y algunos desechos de jardineriacutea (ldquoresiduos verdes) Residuos de decaimiento lento incluye todos los demaacutes residuos orgaacutenicos como residuos de jardineriacutea papel textiles caucho cuero y huesos La proporcioacuten de valores de k para residuos de decaimiento raacutepido versus y los residuos de decaimiento lento depende de la composicioacuten de los desechos ya que existen distintos materiales en cada categoriacutea

Los valores de k dependen del clima especialmente de la precipitacioacuten Ya que la mayor parte de Centroameacuterica recibe grandes cantidades de precipitacioacuten los rellenos exhiben condiciones huacutemedas que maximizan los iacutendices de decaimiento y valores de k El Modelo Centroamericano de Biogaacutes no considera diferencias de valores de k en lugares que reciben sobre 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo Para aquellos lugares que reciben menos de 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo el modelo de biogaacutes asignar los valores de k correspondiente al clima local

1 Si existen datos reales de recuperacioacuten de biogaacutes se puede calibrar el modelo para desarrollar valores de L0 y k especiacuteficos a un relleno con sistema activo de recoleccioacuten

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Al menos que existen valores de k o datos sobre la composicioacuten de residuos especiacuteficos al relleno el Modelo Centroamericano de Biogaacutes utiliza los valores automaacuteticos ya incluidos Para cada uno de los siete paiacuteses se calcularon valores de k para decaimiento raacutepido y decaimiento lento El valor de k de 023 por antildeo se utiliza como el valor k de decaimiento raacutepido igual que le Meacutetodo MDL AM0025 (UNFCCC 2006) Los valores k de decaimiento lento dependen de la composicioacuten de residuos Las Tablas 1 a 3 sentildealan los valores k automaacuteticos utilizados por el modelo dependiendo de la cantidad de precipitacioacuten que recibe el relleno

TABLA 1 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA HUMEDO (Precipitacioacuten gt= 1000mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 023 0033 Costa Rica 023 0028 El Salvador 023 0027 Guatemala 023 0030 Honduras 023 0030 Nicaragua 023 0025 Panamaacute 023 0029

TABLA 2 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA MODERADO (Precipitacioacuten = 750-999 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 020 0029 Costa Rica 020 0024 El Salvador 020 0023 Guatemala 020 0026 Honduras 020 0026 Nicaragua 020 0022 Panamaacute 020 0025

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TABLA 3 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA SECO (Precipitacioacuten = 500-749 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 018 0026 Costa Rica 018 0022 El Salvador 018 0021 Guatemala 018 0024 Honduras 018 0023 Nicaragua 018 0020 Panamaacute 018 0022

112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0)

El valor de la generacioacuten potencial de metano en los residuos (L0) solo depende en el tipo de residuos presente en el relleno sanitario con excepcioacuten de los climas seco donde la falta de humedad limite la generacioacuten de metano La falta de humedad o muy poco humedad provoca la inhibicioacuten de las bacterias generadoras de metano Conforme el contenido de celulosa en los residuos aumenta el valor de L0 tambieacuten aumenta Las unidades de L0 estaacuten en metros cuacutebicos por tonelada de residuos lo cual significa que el valor de L0 describe la cantidad de gas metano producida por tonelada de residuos seguacuten se descomponen la materia Los valores teoacutericos L0 variacutean entre 62 y 270 m3Mg de residuos (EPA 1991) Al menos que se cuente con valores especiacuteficos de L0 para el relleno sanitario en cuestioacuten los valores de L0 seraacuten calculados automaacuteticamente por el modelo El modelo utiliza los datos sobre la composicioacuten de residuos para calcular los valores L0 de cada paiacutes incluyendo un valor L0 total un L0 para el decaimiento raacutepido y un L0 para el decaimiento lento Los siguientes valores de L0 seraacuten usados por el modelo para cada paiacutes

TABLA 4 GENERACIOacuteN POTENCIAL DE METANO (L0)

Paiacutes L0 total (m3Mg)

L0 de decaimiento raacutepido

(m3Mg)

L0 de decaimiento lento

(m3Mg) Belice 78 71 199

Costa Rica 96 70 200 El Salvador 91 68 189 Guatemala 89 71 198 Honduras 70 68 209 Nicaragua 82 72 183 Panamaacute 101 68 207

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1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

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metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

2-5

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

2-6

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

2-7

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

2-8

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

2-9

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

2-10

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

3-1

Page 5: Manual de Usuario Modelo Centroamericano de Biogás · 2020. 12. 13. · Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogás 29 Marzo 2007 LIMITACIONES DE RESPONSABILIDAD Este

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Tabla Paacutegina

1 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Humedo 1-4 (Precipitacion gt= 1000mm antildeo)

2 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Moderado 1-4 (Precipitacion =750-999 mmantildeo)

3 Indice de Generacion de Biogas (k) - Clima Seco 1-4 (Precipitacion = 500-749 mmantildeo)

4 Generacioacuten Potencial de Metano (L0) 1-4

5 Factor de Correccion de Metano (MCF) 1-6

6 Eficiencia de Recoleccioacuten 2-5

v

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GLOSARIO

Teacutermino Definicioacuten Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje de la generacioacuten del biogaacutes que se

estima que puede ser recuperado por el sistema de recoleccioacuten

Cobertura del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje estimado de la masa de residuos en el relleno sanitario que esta bajo la influencia de los pozos de extraccioacuten de biogaacutes La cobertura del sistema describe la fraccioacuten de gas recuperable y puede alcanzar el 100 si se cuenta con un sistema de recoleccioacuten excelente (al contrario de la eficiencia del sistema de recoleccioacuten que siempre esta por debajo del 100)

Capacidad del Relleno Sanitario La cantidad total de residuos que pueden ser depositados en el relleno sanitario

Biogaacutes Biogaacutes es el producto de la degradacioacuten de los residuos depositados en el relleno sanitario y consiste principalmente de metano y dioacutexido de carbono con cantidades muy pequentildeas de otros compuestos orgaacutenicos y contaminantes atmosfeacutericos

Iacutendice de Generacioacuten de Metano (k) k es la constante que determina el iacutendice de generacioacuten de biogaacutes estimado El modelo de degradacioacuten de primer orden asume que los valores de k antes y despueacutes de la generacioacuten maacutexima de biogaacutes son iguales El valor de k esta en funcioacuten del contenido de humedad y la disponibilidad de nutrientes pH y temperatura (Unidad = 1antildeo)

Generacioacuten Potencial de Metano (L0) L0 es la constante del modelo que representa la capacidad potencial para generar metano (componente principal del biogaacutes) del relleno sanitario L0 depende de la cantidad de celulosa disponible en los residuos (Unidad = m3Mg)

Antildeo de Clausura El antildeo en el que el relleno sanitario espera terminar las actividades de disposicioacuten

vi

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10 INTRODUCCION

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes (modelo) provee una herramienta automaacutetica para la estimacioacuten de la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios municipales en Belice Costa Rica El Salvador Guatemala Honduras Nicaragua y Panamaacute Este manual provee una introduccioacuten al modelo e instrucciones paso-a-paso para el uso del modelo

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito este modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

El biogaacutes es generado por la descomposicioacuten de residuos en un relleno sanitario y puede ser recuperado bajo la operacioacuten de un sistema de recuperacioacuten de biogaacutes construido en el mismo relleno sanitario La siguiente informacioacuten es necesaria para estimar la generacioacuten y recuperacioacuten del biogaacutes en un relleno sanitario (Ver Glosario para mayor informacioacuten)

bull Capacidad de disentildeo del relleno sanitario

bull La cantidad de residuos depositados en el relleno sanitario o el iacutendice de aceptacioacuten anual estimado

bull El iacutendice de generacioacuten de metano (k)

bull La generacioacuten potencial de metano (L0)

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten de biogaacutes y

bull Los antildeos de operacioacuten a la fecha y los antildeos que se planea operar

El meacutetodo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer orden que asume que la generacioacuten de biogaacutes llega a su maacuteximo despueacutes de un periodo de tiempo antes de la generacioacuten de metano El modelo asume que el periacuteodo es de seis meses desde la colocacioacuten de los residuos y el comienzo de la generacioacuten de biogaacutes El modelo asume que por cada unidad de residuos despueacutes de seis meses la generacioacuten disminuye exponencialmente mientras la fraccioacuten orgaacutenica de los residuos es consumida

Para sitios donde se conocen los iacutendices de disposicioacuten antildeo con antildeo el modelo estima la generacioacuten de biogaacutes en un antildeo dado usando la siguiente ecuacioacuten utilizada por el Modelo Landfill Gas Emissions (LandGEM) de la US EPA versioacuten 302 (EPA 2005)

1-1

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n 1

QM = sum sum 2 k Lo (Mi10) (e-ktij)i=1 j=01

Donde QM = Generacioacuten maacutexima anticipada de biogaacutes (m3antildeo) i = Incremento de 1 antildeo n = (antildeo del calculo) ndash (antildeo inicial en que se acepto residuos) j = Incremento de 01 antildeos k = iacutendice de generacioacuten de metano (1antildeo) Lo = Generacioacuten Potencial de metano (m3Mg) Mi = masa de residuos depositados en el antildeo ith (Mg) tij = Edad de la seccioacuten jth de masa de residuos depositados en el antildeo ith (antildeos

decimales)

La ecuacioacuten anterior estima la generacioacuten de biogaacutes usando cantidades de residuos dispuestos acumulados a traveacutes de un antildeo Proyecciones para antildeos muacuteltiples son desarrolladas variando la proyeccioacuten del anual y luego iterando la ecuacioacuten El antildeo de generacioacuten maacutexima normalmente ocurre en el antildeo de clausura o el antildeo siguiente (dependiendo del iacutendice de disposicioacuten en los antildeos finales)

Con la excepcioacuten de los valores de k y L0 el modelo centroamericano de biogaacutes requiere datos especiacuteficos del relleno en cuestioacuten para producir las proyecciones de generacioacuten El modelo provee los valores de k y L0 Los valores son calculados basaacutendose en la informacioacuten recolectada sobre el clima y composicioacuten de residuos de rellenos sanitarios representativos y ciudades en Centroameacuterica Los valores de k y L0 variacutean dependiendo del paiacutes composicioacuten de residuos y la precipitacioacuten anual y podraacuten ser usados para producir proyecciones de generacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios localizados en uno de los siete paiacuteses de Centroameacuterica

La EPA reconoce que es difiacutecil modelar la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en forma exacta debido a las limitaciones en la informacioacuten disponible para alimentar el modelo Sin embargo con la construccioacuten y operacioacuten de nuevos rellenos sanitarios la disponibilidad de nueva informacioacuten haraacute posible la calibracioacuten del modelo y el desarrollo de unos valores de k y L0 mejores

Cualquier pregunta yo comentario referente al Modelo Centroamericano de Biogaacutes deberaacuten ser dirigidas a Victoria Ludwig del Programa LMOP de la U S EPA viacutea telefoacutenica al (202) 343-9291 o viacutea correo electroacutenico a LudwigVictoriaepamailepagov

11 Generacioacuten de Biogaacutes

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes estima generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de desechos en rellenos sanitarios La descomposicioacuten anaeroacutebica de los desechos en los rellenos sanitarios genera biogaacutes El modelo asume que la composicioacuten del biogaacutes es aproximadamente 50 por ciento metano (CH4) y 50 por ciento otros gases entre ellos dioacutexido de carbono (CO2) y trazos de otros componentes

1-2

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Este modelo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer grado y estima volumen de generacioacuten de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora (m3hr) y pies cuacutebicos por minuto (cfm) Tambieacuten estima el contenido de energiacutea en el biogaacutes generado en millones de unidades de calor britaacutenicas (mmBtuhr) y la capacidad maacutexima de una planta de energiacutea utilizando biogaacutes como combustible en megavatio (MW) La generacioacuten de biogaacutes es estimada multiplicando la generacioacuten de metano por dos (Se asume que el biogaacutes esta compuesto de 50 metano y 50 dioacutexido de carbono) La generacioacuten de metano es estimada usando dos paraacutemetros (1) L0 o Generacioacuten Potencial de Metano y (2) k o Iacutendice de Generacioacuten de Metano Se asume que el iacutendice de generacioacuten de metano esta a su maacuteximo al momento de clausura o al momento de colocar los residuos finales en el relleno sanitario A pesar de que el modelo permite la alimentacioacuten de los valores de L0 y k derivados con informacioacuten propia del relleno sanitario es recomendado que se utilicen los valores que el modelo calcula automaacuteticamente1

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k)

El iacutendice de generacioacuten de metano k determina el iacutendice de generacioacuten de metano producido por la degradacioacuten de los desechos en el relleno sanitario Las unidades de k son antildeoshy

1 y describe la generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de los residuos dispuestos en un relleno sanitario en un antildeo Conforme el valor de k incrementa la generacioacuten de metano en un relleno sanitario tambieacuten incrementa (siempre y cuando el relleno sanitario siga recibiendo residuos) y luego disminuye (despueacutes que el relleno sanitario es clausurado) a traveacutes del tiempo El valor de k esta en funcioacuten de los siguientes factores (1) contenido de humedad en los residuos (2) la disponibilidad de nutrientes para las bacterias generadoras de metano (3) pH y (4) temperatura

Los residuos tienen diferentes valores de k dado a las diferencias en los iacutendices de decaimiento Residuos alimenticios se descomponen maacutes raacutepido que el papel y la madera El Modelo Centroamericano de Biogaacutes asigna dos diferentes categoriacuteas de valores de k para materia orgaacutenica dependiendo del decaimiento (raacutepido o lento) Residuos de decaimiento raacutepido incluye comida y algunos desechos de jardineriacutea (ldquoresiduos verdes) Residuos de decaimiento lento incluye todos los demaacutes residuos orgaacutenicos como residuos de jardineriacutea papel textiles caucho cuero y huesos La proporcioacuten de valores de k para residuos de decaimiento raacutepido versus y los residuos de decaimiento lento depende de la composicioacuten de los desechos ya que existen distintos materiales en cada categoriacutea

Los valores de k dependen del clima especialmente de la precipitacioacuten Ya que la mayor parte de Centroameacuterica recibe grandes cantidades de precipitacioacuten los rellenos exhiben condiciones huacutemedas que maximizan los iacutendices de decaimiento y valores de k El Modelo Centroamericano de Biogaacutes no considera diferencias de valores de k en lugares que reciben sobre 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo Para aquellos lugares que reciben menos de 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo el modelo de biogaacutes asignar los valores de k correspondiente al clima local

1 Si existen datos reales de recuperacioacuten de biogaacutes se puede calibrar el modelo para desarrollar valores de L0 y k especiacuteficos a un relleno con sistema activo de recoleccioacuten

1-3

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Al menos que existen valores de k o datos sobre la composicioacuten de residuos especiacuteficos al relleno el Modelo Centroamericano de Biogaacutes utiliza los valores automaacuteticos ya incluidos Para cada uno de los siete paiacuteses se calcularon valores de k para decaimiento raacutepido y decaimiento lento El valor de k de 023 por antildeo se utiliza como el valor k de decaimiento raacutepido igual que le Meacutetodo MDL AM0025 (UNFCCC 2006) Los valores k de decaimiento lento dependen de la composicioacuten de residuos Las Tablas 1 a 3 sentildealan los valores k automaacuteticos utilizados por el modelo dependiendo de la cantidad de precipitacioacuten que recibe el relleno

TABLA 1 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA HUMEDO (Precipitacioacuten gt= 1000mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 023 0033 Costa Rica 023 0028 El Salvador 023 0027 Guatemala 023 0030 Honduras 023 0030 Nicaragua 023 0025 Panamaacute 023 0029

TABLA 2 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA MODERADO (Precipitacioacuten = 750-999 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 020 0029 Costa Rica 020 0024 El Salvador 020 0023 Guatemala 020 0026 Honduras 020 0026 Nicaragua 020 0022 Panamaacute 020 0025

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TABLA 3 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA SECO (Precipitacioacuten = 500-749 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 018 0026 Costa Rica 018 0022 El Salvador 018 0021 Guatemala 018 0024 Honduras 018 0023 Nicaragua 018 0020 Panamaacute 018 0022

112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0)

El valor de la generacioacuten potencial de metano en los residuos (L0) solo depende en el tipo de residuos presente en el relleno sanitario con excepcioacuten de los climas seco donde la falta de humedad limite la generacioacuten de metano La falta de humedad o muy poco humedad provoca la inhibicioacuten de las bacterias generadoras de metano Conforme el contenido de celulosa en los residuos aumenta el valor de L0 tambieacuten aumenta Las unidades de L0 estaacuten en metros cuacutebicos por tonelada de residuos lo cual significa que el valor de L0 describe la cantidad de gas metano producida por tonelada de residuos seguacuten se descomponen la materia Los valores teoacutericos L0 variacutean entre 62 y 270 m3Mg de residuos (EPA 1991) Al menos que se cuente con valores especiacuteficos de L0 para el relleno sanitario en cuestioacuten los valores de L0 seraacuten calculados automaacuteticamente por el modelo El modelo utiliza los datos sobre la composicioacuten de residuos para calcular los valores L0 de cada paiacutes incluyendo un valor L0 total un L0 para el decaimiento raacutepido y un L0 para el decaimiento lento Los siguientes valores de L0 seraacuten usados por el modelo para cada paiacutes

TABLA 4 GENERACIOacuteN POTENCIAL DE METANO (L0)

Paiacutes L0 total (m3Mg)

L0 de decaimiento raacutepido

(m3Mg)

L0 de decaimiento lento

(m3Mg) Belice 78 71 199

Costa Rica 96 70 200 El Salvador 91 68 189 Guatemala 89 71 198 Honduras 70 68 209 Nicaragua 82 72 183 Panamaacute 101 68 207

1-5

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1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

1-6

Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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GLOSARIO

Teacutermino Definicioacuten Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje de la generacioacuten del biogaacutes que se

estima que puede ser recuperado por el sistema de recoleccioacuten

Cobertura del Sistema de Recoleccioacuten El porcentaje estimado de la masa de residuos en el relleno sanitario que esta bajo la influencia de los pozos de extraccioacuten de biogaacutes La cobertura del sistema describe la fraccioacuten de gas recuperable y puede alcanzar el 100 si se cuenta con un sistema de recoleccioacuten excelente (al contrario de la eficiencia del sistema de recoleccioacuten que siempre esta por debajo del 100)

Capacidad del Relleno Sanitario La cantidad total de residuos que pueden ser depositados en el relleno sanitario

Biogaacutes Biogaacutes es el producto de la degradacioacuten de los residuos depositados en el relleno sanitario y consiste principalmente de metano y dioacutexido de carbono con cantidades muy pequentildeas de otros compuestos orgaacutenicos y contaminantes atmosfeacutericos

Iacutendice de Generacioacuten de Metano (k) k es la constante que determina el iacutendice de generacioacuten de biogaacutes estimado El modelo de degradacioacuten de primer orden asume que los valores de k antes y despueacutes de la generacioacuten maacutexima de biogaacutes son iguales El valor de k esta en funcioacuten del contenido de humedad y la disponibilidad de nutrientes pH y temperatura (Unidad = 1antildeo)

Generacioacuten Potencial de Metano (L0) L0 es la constante del modelo que representa la capacidad potencial para generar metano (componente principal del biogaacutes) del relleno sanitario L0 depende de la cantidad de celulosa disponible en los residuos (Unidad = m3Mg)

Antildeo de Clausura El antildeo en el que el relleno sanitario espera terminar las actividades de disposicioacuten

vi

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10 INTRODUCCION

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes (modelo) provee una herramienta automaacutetica para la estimacioacuten de la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios municipales en Belice Costa Rica El Salvador Guatemala Honduras Nicaragua y Panamaacute Este manual provee una introduccioacuten al modelo e instrucciones paso-a-paso para el uso del modelo

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito este modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

El biogaacutes es generado por la descomposicioacuten de residuos en un relleno sanitario y puede ser recuperado bajo la operacioacuten de un sistema de recuperacioacuten de biogaacutes construido en el mismo relleno sanitario La siguiente informacioacuten es necesaria para estimar la generacioacuten y recuperacioacuten del biogaacutes en un relleno sanitario (Ver Glosario para mayor informacioacuten)

bull Capacidad de disentildeo del relleno sanitario

bull La cantidad de residuos depositados en el relleno sanitario o el iacutendice de aceptacioacuten anual estimado

bull El iacutendice de generacioacuten de metano (k)

bull La generacioacuten potencial de metano (L0)

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten de biogaacutes y

bull Los antildeos de operacioacuten a la fecha y los antildeos que se planea operar

El meacutetodo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer orden que asume que la generacioacuten de biogaacutes llega a su maacuteximo despueacutes de un periodo de tiempo antes de la generacioacuten de metano El modelo asume que el periacuteodo es de seis meses desde la colocacioacuten de los residuos y el comienzo de la generacioacuten de biogaacutes El modelo asume que por cada unidad de residuos despueacutes de seis meses la generacioacuten disminuye exponencialmente mientras la fraccioacuten orgaacutenica de los residuos es consumida

Para sitios donde se conocen los iacutendices de disposicioacuten antildeo con antildeo el modelo estima la generacioacuten de biogaacutes en un antildeo dado usando la siguiente ecuacioacuten utilizada por el Modelo Landfill Gas Emissions (LandGEM) de la US EPA versioacuten 302 (EPA 2005)

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n 1

QM = sum sum 2 k Lo (Mi10) (e-ktij)i=1 j=01

Donde QM = Generacioacuten maacutexima anticipada de biogaacutes (m3antildeo) i = Incremento de 1 antildeo n = (antildeo del calculo) ndash (antildeo inicial en que se acepto residuos) j = Incremento de 01 antildeos k = iacutendice de generacioacuten de metano (1antildeo) Lo = Generacioacuten Potencial de metano (m3Mg) Mi = masa de residuos depositados en el antildeo ith (Mg) tij = Edad de la seccioacuten jth de masa de residuos depositados en el antildeo ith (antildeos

decimales)

La ecuacioacuten anterior estima la generacioacuten de biogaacutes usando cantidades de residuos dispuestos acumulados a traveacutes de un antildeo Proyecciones para antildeos muacuteltiples son desarrolladas variando la proyeccioacuten del anual y luego iterando la ecuacioacuten El antildeo de generacioacuten maacutexima normalmente ocurre en el antildeo de clausura o el antildeo siguiente (dependiendo del iacutendice de disposicioacuten en los antildeos finales)

Con la excepcioacuten de los valores de k y L0 el modelo centroamericano de biogaacutes requiere datos especiacuteficos del relleno en cuestioacuten para producir las proyecciones de generacioacuten El modelo provee los valores de k y L0 Los valores son calculados basaacutendose en la informacioacuten recolectada sobre el clima y composicioacuten de residuos de rellenos sanitarios representativos y ciudades en Centroameacuterica Los valores de k y L0 variacutean dependiendo del paiacutes composicioacuten de residuos y la precipitacioacuten anual y podraacuten ser usados para producir proyecciones de generacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios localizados en uno de los siete paiacuteses de Centroameacuterica

La EPA reconoce que es difiacutecil modelar la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en forma exacta debido a las limitaciones en la informacioacuten disponible para alimentar el modelo Sin embargo con la construccioacuten y operacioacuten de nuevos rellenos sanitarios la disponibilidad de nueva informacioacuten haraacute posible la calibracioacuten del modelo y el desarrollo de unos valores de k y L0 mejores

Cualquier pregunta yo comentario referente al Modelo Centroamericano de Biogaacutes deberaacuten ser dirigidas a Victoria Ludwig del Programa LMOP de la U S EPA viacutea telefoacutenica al (202) 343-9291 o viacutea correo electroacutenico a LudwigVictoriaepamailepagov

11 Generacioacuten de Biogaacutes

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes estima generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de desechos en rellenos sanitarios La descomposicioacuten anaeroacutebica de los desechos en los rellenos sanitarios genera biogaacutes El modelo asume que la composicioacuten del biogaacutes es aproximadamente 50 por ciento metano (CH4) y 50 por ciento otros gases entre ellos dioacutexido de carbono (CO2) y trazos de otros componentes

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

Este modelo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer grado y estima volumen de generacioacuten de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora (m3hr) y pies cuacutebicos por minuto (cfm) Tambieacuten estima el contenido de energiacutea en el biogaacutes generado en millones de unidades de calor britaacutenicas (mmBtuhr) y la capacidad maacutexima de una planta de energiacutea utilizando biogaacutes como combustible en megavatio (MW) La generacioacuten de biogaacutes es estimada multiplicando la generacioacuten de metano por dos (Se asume que el biogaacutes esta compuesto de 50 metano y 50 dioacutexido de carbono) La generacioacuten de metano es estimada usando dos paraacutemetros (1) L0 o Generacioacuten Potencial de Metano y (2) k o Iacutendice de Generacioacuten de Metano Se asume que el iacutendice de generacioacuten de metano esta a su maacuteximo al momento de clausura o al momento de colocar los residuos finales en el relleno sanitario A pesar de que el modelo permite la alimentacioacuten de los valores de L0 y k derivados con informacioacuten propia del relleno sanitario es recomendado que se utilicen los valores que el modelo calcula automaacuteticamente1

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k)

El iacutendice de generacioacuten de metano k determina el iacutendice de generacioacuten de metano producido por la degradacioacuten de los desechos en el relleno sanitario Las unidades de k son antildeoshy

1 y describe la generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de los residuos dispuestos en un relleno sanitario en un antildeo Conforme el valor de k incrementa la generacioacuten de metano en un relleno sanitario tambieacuten incrementa (siempre y cuando el relleno sanitario siga recibiendo residuos) y luego disminuye (despueacutes que el relleno sanitario es clausurado) a traveacutes del tiempo El valor de k esta en funcioacuten de los siguientes factores (1) contenido de humedad en los residuos (2) la disponibilidad de nutrientes para las bacterias generadoras de metano (3) pH y (4) temperatura

Los residuos tienen diferentes valores de k dado a las diferencias en los iacutendices de decaimiento Residuos alimenticios se descomponen maacutes raacutepido que el papel y la madera El Modelo Centroamericano de Biogaacutes asigna dos diferentes categoriacuteas de valores de k para materia orgaacutenica dependiendo del decaimiento (raacutepido o lento) Residuos de decaimiento raacutepido incluye comida y algunos desechos de jardineriacutea (ldquoresiduos verdes) Residuos de decaimiento lento incluye todos los demaacutes residuos orgaacutenicos como residuos de jardineriacutea papel textiles caucho cuero y huesos La proporcioacuten de valores de k para residuos de decaimiento raacutepido versus y los residuos de decaimiento lento depende de la composicioacuten de los desechos ya que existen distintos materiales en cada categoriacutea

Los valores de k dependen del clima especialmente de la precipitacioacuten Ya que la mayor parte de Centroameacuterica recibe grandes cantidades de precipitacioacuten los rellenos exhiben condiciones huacutemedas que maximizan los iacutendices de decaimiento y valores de k El Modelo Centroamericano de Biogaacutes no considera diferencias de valores de k en lugares que reciben sobre 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo Para aquellos lugares que reciben menos de 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo el modelo de biogaacutes asignar los valores de k correspondiente al clima local

1 Si existen datos reales de recuperacioacuten de biogaacutes se puede calibrar el modelo para desarrollar valores de L0 y k especiacuteficos a un relleno con sistema activo de recoleccioacuten

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Al menos que existen valores de k o datos sobre la composicioacuten de residuos especiacuteficos al relleno el Modelo Centroamericano de Biogaacutes utiliza los valores automaacuteticos ya incluidos Para cada uno de los siete paiacuteses se calcularon valores de k para decaimiento raacutepido y decaimiento lento El valor de k de 023 por antildeo se utiliza como el valor k de decaimiento raacutepido igual que le Meacutetodo MDL AM0025 (UNFCCC 2006) Los valores k de decaimiento lento dependen de la composicioacuten de residuos Las Tablas 1 a 3 sentildealan los valores k automaacuteticos utilizados por el modelo dependiendo de la cantidad de precipitacioacuten que recibe el relleno

TABLA 1 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA HUMEDO (Precipitacioacuten gt= 1000mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 023 0033 Costa Rica 023 0028 El Salvador 023 0027 Guatemala 023 0030 Honduras 023 0030 Nicaragua 023 0025 Panamaacute 023 0029

TABLA 2 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA MODERADO (Precipitacioacuten = 750-999 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 020 0029 Costa Rica 020 0024 El Salvador 020 0023 Guatemala 020 0026 Honduras 020 0026 Nicaragua 020 0022 Panamaacute 020 0025

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TABLA 3 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA SECO (Precipitacioacuten = 500-749 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 018 0026 Costa Rica 018 0022 El Salvador 018 0021 Guatemala 018 0024 Honduras 018 0023 Nicaragua 018 0020 Panamaacute 018 0022

112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0)

El valor de la generacioacuten potencial de metano en los residuos (L0) solo depende en el tipo de residuos presente en el relleno sanitario con excepcioacuten de los climas seco donde la falta de humedad limite la generacioacuten de metano La falta de humedad o muy poco humedad provoca la inhibicioacuten de las bacterias generadoras de metano Conforme el contenido de celulosa en los residuos aumenta el valor de L0 tambieacuten aumenta Las unidades de L0 estaacuten en metros cuacutebicos por tonelada de residuos lo cual significa que el valor de L0 describe la cantidad de gas metano producida por tonelada de residuos seguacuten se descomponen la materia Los valores teoacutericos L0 variacutean entre 62 y 270 m3Mg de residuos (EPA 1991) Al menos que se cuente con valores especiacuteficos de L0 para el relleno sanitario en cuestioacuten los valores de L0 seraacuten calculados automaacuteticamente por el modelo El modelo utiliza los datos sobre la composicioacuten de residuos para calcular los valores L0 de cada paiacutes incluyendo un valor L0 total un L0 para el decaimiento raacutepido y un L0 para el decaimiento lento Los siguientes valores de L0 seraacuten usados por el modelo para cada paiacutes

TABLA 4 GENERACIOacuteN POTENCIAL DE METANO (L0)

Paiacutes L0 total (m3Mg)

L0 de decaimiento raacutepido

(m3Mg)

L0 de decaimiento lento

(m3Mg) Belice 78 71 199

Costa Rica 96 70 200 El Salvador 91 68 189 Guatemala 89 71 198 Honduras 70 68 209 Nicaragua 82 72 183 Panamaacute 101 68 207

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1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

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metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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Page 7: Manual de Usuario Modelo Centroamericano de Biogás · 2020. 12. 13. · Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogás 29 Marzo 2007 LIMITACIONES DE RESPONSABILIDAD Este

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10 INTRODUCCION

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes (modelo) provee una herramienta automaacutetica para la estimacioacuten de la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios municipales en Belice Costa Rica El Salvador Guatemala Honduras Nicaragua y Panamaacute Este manual provee una introduccioacuten al modelo e instrucciones paso-a-paso para el uso del modelo

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito este modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

El biogaacutes es generado por la descomposicioacuten de residuos en un relleno sanitario y puede ser recuperado bajo la operacioacuten de un sistema de recuperacioacuten de biogaacutes construido en el mismo relleno sanitario La siguiente informacioacuten es necesaria para estimar la generacioacuten y recuperacioacuten del biogaacutes en un relleno sanitario (Ver Glosario para mayor informacioacuten)

bull Capacidad de disentildeo del relleno sanitario

bull La cantidad de residuos depositados en el relleno sanitario o el iacutendice de aceptacioacuten anual estimado

bull El iacutendice de generacioacuten de metano (k)

bull La generacioacuten potencial de metano (L0)

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten de biogaacutes y

bull Los antildeos de operacioacuten a la fecha y los antildeos que se planea operar

El meacutetodo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer orden que asume que la generacioacuten de biogaacutes llega a su maacuteximo despueacutes de un periodo de tiempo antes de la generacioacuten de metano El modelo asume que el periacuteodo es de seis meses desde la colocacioacuten de los residuos y el comienzo de la generacioacuten de biogaacutes El modelo asume que por cada unidad de residuos despueacutes de seis meses la generacioacuten disminuye exponencialmente mientras la fraccioacuten orgaacutenica de los residuos es consumida

Para sitios donde se conocen los iacutendices de disposicioacuten antildeo con antildeo el modelo estima la generacioacuten de biogaacutes en un antildeo dado usando la siguiente ecuacioacuten utilizada por el Modelo Landfill Gas Emissions (LandGEM) de la US EPA versioacuten 302 (EPA 2005)

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n 1

QM = sum sum 2 k Lo (Mi10) (e-ktij)i=1 j=01

Donde QM = Generacioacuten maacutexima anticipada de biogaacutes (m3antildeo) i = Incremento de 1 antildeo n = (antildeo del calculo) ndash (antildeo inicial en que se acepto residuos) j = Incremento de 01 antildeos k = iacutendice de generacioacuten de metano (1antildeo) Lo = Generacioacuten Potencial de metano (m3Mg) Mi = masa de residuos depositados en el antildeo ith (Mg) tij = Edad de la seccioacuten jth de masa de residuos depositados en el antildeo ith (antildeos

decimales)

La ecuacioacuten anterior estima la generacioacuten de biogaacutes usando cantidades de residuos dispuestos acumulados a traveacutes de un antildeo Proyecciones para antildeos muacuteltiples son desarrolladas variando la proyeccioacuten del anual y luego iterando la ecuacioacuten El antildeo de generacioacuten maacutexima normalmente ocurre en el antildeo de clausura o el antildeo siguiente (dependiendo del iacutendice de disposicioacuten en los antildeos finales)

Con la excepcioacuten de los valores de k y L0 el modelo centroamericano de biogaacutes requiere datos especiacuteficos del relleno en cuestioacuten para producir las proyecciones de generacioacuten El modelo provee los valores de k y L0 Los valores son calculados basaacutendose en la informacioacuten recolectada sobre el clima y composicioacuten de residuos de rellenos sanitarios representativos y ciudades en Centroameacuterica Los valores de k y L0 variacutean dependiendo del paiacutes composicioacuten de residuos y la precipitacioacuten anual y podraacuten ser usados para producir proyecciones de generacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios localizados en uno de los siete paiacuteses de Centroameacuterica

La EPA reconoce que es difiacutecil modelar la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en forma exacta debido a las limitaciones en la informacioacuten disponible para alimentar el modelo Sin embargo con la construccioacuten y operacioacuten de nuevos rellenos sanitarios la disponibilidad de nueva informacioacuten haraacute posible la calibracioacuten del modelo y el desarrollo de unos valores de k y L0 mejores

Cualquier pregunta yo comentario referente al Modelo Centroamericano de Biogaacutes deberaacuten ser dirigidas a Victoria Ludwig del Programa LMOP de la U S EPA viacutea telefoacutenica al (202) 343-9291 o viacutea correo electroacutenico a LudwigVictoriaepamailepagov

11 Generacioacuten de Biogaacutes

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes estima generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de desechos en rellenos sanitarios La descomposicioacuten anaeroacutebica de los desechos en los rellenos sanitarios genera biogaacutes El modelo asume que la composicioacuten del biogaacutes es aproximadamente 50 por ciento metano (CH4) y 50 por ciento otros gases entre ellos dioacutexido de carbono (CO2) y trazos de otros componentes

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Este modelo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer grado y estima volumen de generacioacuten de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora (m3hr) y pies cuacutebicos por minuto (cfm) Tambieacuten estima el contenido de energiacutea en el biogaacutes generado en millones de unidades de calor britaacutenicas (mmBtuhr) y la capacidad maacutexima de una planta de energiacutea utilizando biogaacutes como combustible en megavatio (MW) La generacioacuten de biogaacutes es estimada multiplicando la generacioacuten de metano por dos (Se asume que el biogaacutes esta compuesto de 50 metano y 50 dioacutexido de carbono) La generacioacuten de metano es estimada usando dos paraacutemetros (1) L0 o Generacioacuten Potencial de Metano y (2) k o Iacutendice de Generacioacuten de Metano Se asume que el iacutendice de generacioacuten de metano esta a su maacuteximo al momento de clausura o al momento de colocar los residuos finales en el relleno sanitario A pesar de que el modelo permite la alimentacioacuten de los valores de L0 y k derivados con informacioacuten propia del relleno sanitario es recomendado que se utilicen los valores que el modelo calcula automaacuteticamente1

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k)

El iacutendice de generacioacuten de metano k determina el iacutendice de generacioacuten de metano producido por la degradacioacuten de los desechos en el relleno sanitario Las unidades de k son antildeoshy

1 y describe la generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de los residuos dispuestos en un relleno sanitario en un antildeo Conforme el valor de k incrementa la generacioacuten de metano en un relleno sanitario tambieacuten incrementa (siempre y cuando el relleno sanitario siga recibiendo residuos) y luego disminuye (despueacutes que el relleno sanitario es clausurado) a traveacutes del tiempo El valor de k esta en funcioacuten de los siguientes factores (1) contenido de humedad en los residuos (2) la disponibilidad de nutrientes para las bacterias generadoras de metano (3) pH y (4) temperatura

Los residuos tienen diferentes valores de k dado a las diferencias en los iacutendices de decaimiento Residuos alimenticios se descomponen maacutes raacutepido que el papel y la madera El Modelo Centroamericano de Biogaacutes asigna dos diferentes categoriacuteas de valores de k para materia orgaacutenica dependiendo del decaimiento (raacutepido o lento) Residuos de decaimiento raacutepido incluye comida y algunos desechos de jardineriacutea (ldquoresiduos verdes) Residuos de decaimiento lento incluye todos los demaacutes residuos orgaacutenicos como residuos de jardineriacutea papel textiles caucho cuero y huesos La proporcioacuten de valores de k para residuos de decaimiento raacutepido versus y los residuos de decaimiento lento depende de la composicioacuten de los desechos ya que existen distintos materiales en cada categoriacutea

Los valores de k dependen del clima especialmente de la precipitacioacuten Ya que la mayor parte de Centroameacuterica recibe grandes cantidades de precipitacioacuten los rellenos exhiben condiciones huacutemedas que maximizan los iacutendices de decaimiento y valores de k El Modelo Centroamericano de Biogaacutes no considera diferencias de valores de k en lugares que reciben sobre 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo Para aquellos lugares que reciben menos de 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo el modelo de biogaacutes asignar los valores de k correspondiente al clima local

1 Si existen datos reales de recuperacioacuten de biogaacutes se puede calibrar el modelo para desarrollar valores de L0 y k especiacuteficos a un relleno con sistema activo de recoleccioacuten

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Al menos que existen valores de k o datos sobre la composicioacuten de residuos especiacuteficos al relleno el Modelo Centroamericano de Biogaacutes utiliza los valores automaacuteticos ya incluidos Para cada uno de los siete paiacuteses se calcularon valores de k para decaimiento raacutepido y decaimiento lento El valor de k de 023 por antildeo se utiliza como el valor k de decaimiento raacutepido igual que le Meacutetodo MDL AM0025 (UNFCCC 2006) Los valores k de decaimiento lento dependen de la composicioacuten de residuos Las Tablas 1 a 3 sentildealan los valores k automaacuteticos utilizados por el modelo dependiendo de la cantidad de precipitacioacuten que recibe el relleno

TABLA 1 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA HUMEDO (Precipitacioacuten gt= 1000mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 023 0033 Costa Rica 023 0028 El Salvador 023 0027 Guatemala 023 0030 Honduras 023 0030 Nicaragua 023 0025 Panamaacute 023 0029

TABLA 2 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA MODERADO (Precipitacioacuten = 750-999 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 020 0029 Costa Rica 020 0024 El Salvador 020 0023 Guatemala 020 0026 Honduras 020 0026 Nicaragua 020 0022 Panamaacute 020 0025

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TABLA 3 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA SECO (Precipitacioacuten = 500-749 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 018 0026 Costa Rica 018 0022 El Salvador 018 0021 Guatemala 018 0024 Honduras 018 0023 Nicaragua 018 0020 Panamaacute 018 0022

112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0)

El valor de la generacioacuten potencial de metano en los residuos (L0) solo depende en el tipo de residuos presente en el relleno sanitario con excepcioacuten de los climas seco donde la falta de humedad limite la generacioacuten de metano La falta de humedad o muy poco humedad provoca la inhibicioacuten de las bacterias generadoras de metano Conforme el contenido de celulosa en los residuos aumenta el valor de L0 tambieacuten aumenta Las unidades de L0 estaacuten en metros cuacutebicos por tonelada de residuos lo cual significa que el valor de L0 describe la cantidad de gas metano producida por tonelada de residuos seguacuten se descomponen la materia Los valores teoacutericos L0 variacutean entre 62 y 270 m3Mg de residuos (EPA 1991) Al menos que se cuente con valores especiacuteficos de L0 para el relleno sanitario en cuestioacuten los valores de L0 seraacuten calculados automaacuteticamente por el modelo El modelo utiliza los datos sobre la composicioacuten de residuos para calcular los valores L0 de cada paiacutes incluyendo un valor L0 total un L0 para el decaimiento raacutepido y un L0 para el decaimiento lento Los siguientes valores de L0 seraacuten usados por el modelo para cada paiacutes

TABLA 4 GENERACIOacuteN POTENCIAL DE METANO (L0)

Paiacutes L0 total (m3Mg)

L0 de decaimiento raacutepido

(m3Mg)

L0 de decaimiento lento

(m3Mg) Belice 78 71 199

Costa Rica 96 70 200 El Salvador 91 68 189 Guatemala 89 71 198 Honduras 70 68 209 Nicaragua 82 72 183 Panamaacute 101 68 207

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1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

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metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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n 1

QM = sum sum 2 k Lo (Mi10) (e-ktij)i=1 j=01

Donde QM = Generacioacuten maacutexima anticipada de biogaacutes (m3antildeo) i = Incremento de 1 antildeo n = (antildeo del calculo) ndash (antildeo inicial en que se acepto residuos) j = Incremento de 01 antildeos k = iacutendice de generacioacuten de metano (1antildeo) Lo = Generacioacuten Potencial de metano (m3Mg) Mi = masa de residuos depositados en el antildeo ith (Mg) tij = Edad de la seccioacuten jth de masa de residuos depositados en el antildeo ith (antildeos

decimales)

La ecuacioacuten anterior estima la generacioacuten de biogaacutes usando cantidades de residuos dispuestos acumulados a traveacutes de un antildeo Proyecciones para antildeos muacuteltiples son desarrolladas variando la proyeccioacuten del anual y luego iterando la ecuacioacuten El antildeo de generacioacuten maacutexima normalmente ocurre en el antildeo de clausura o el antildeo siguiente (dependiendo del iacutendice de disposicioacuten en los antildeos finales)

Con la excepcioacuten de los valores de k y L0 el modelo centroamericano de biogaacutes requiere datos especiacuteficos del relleno en cuestioacuten para producir las proyecciones de generacioacuten El modelo provee los valores de k y L0 Los valores son calculados basaacutendose en la informacioacuten recolectada sobre el clima y composicioacuten de residuos de rellenos sanitarios representativos y ciudades en Centroameacuterica Los valores de k y L0 variacutean dependiendo del paiacutes composicioacuten de residuos y la precipitacioacuten anual y podraacuten ser usados para producir proyecciones de generacioacuten de biogaacutes en rellenos sanitarios localizados en uno de los siete paiacuteses de Centroameacuterica

La EPA reconoce que es difiacutecil modelar la generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes en forma exacta debido a las limitaciones en la informacioacuten disponible para alimentar el modelo Sin embargo con la construccioacuten y operacioacuten de nuevos rellenos sanitarios la disponibilidad de nueva informacioacuten haraacute posible la calibracioacuten del modelo y el desarrollo de unos valores de k y L0 mejores

Cualquier pregunta yo comentario referente al Modelo Centroamericano de Biogaacutes deberaacuten ser dirigidas a Victoria Ludwig del Programa LMOP de la U S EPA viacutea telefoacutenica al (202) 343-9291 o viacutea correo electroacutenico a LudwigVictoriaepamailepagov

11 Generacioacuten de Biogaacutes

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes estima generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de desechos en rellenos sanitarios La descomposicioacuten anaeroacutebica de los desechos en los rellenos sanitarios genera biogaacutes El modelo asume que la composicioacuten del biogaacutes es aproximadamente 50 por ciento metano (CH4) y 50 por ciento otros gases entre ellos dioacutexido de carbono (CO2) y trazos de otros componentes

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Este modelo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer grado y estima volumen de generacioacuten de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora (m3hr) y pies cuacutebicos por minuto (cfm) Tambieacuten estima el contenido de energiacutea en el biogaacutes generado en millones de unidades de calor britaacutenicas (mmBtuhr) y la capacidad maacutexima de una planta de energiacutea utilizando biogaacutes como combustible en megavatio (MW) La generacioacuten de biogaacutes es estimada multiplicando la generacioacuten de metano por dos (Se asume que el biogaacutes esta compuesto de 50 metano y 50 dioacutexido de carbono) La generacioacuten de metano es estimada usando dos paraacutemetros (1) L0 o Generacioacuten Potencial de Metano y (2) k o Iacutendice de Generacioacuten de Metano Se asume que el iacutendice de generacioacuten de metano esta a su maacuteximo al momento de clausura o al momento de colocar los residuos finales en el relleno sanitario A pesar de que el modelo permite la alimentacioacuten de los valores de L0 y k derivados con informacioacuten propia del relleno sanitario es recomendado que se utilicen los valores que el modelo calcula automaacuteticamente1

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k)

El iacutendice de generacioacuten de metano k determina el iacutendice de generacioacuten de metano producido por la degradacioacuten de los desechos en el relleno sanitario Las unidades de k son antildeoshy

1 y describe la generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de los residuos dispuestos en un relleno sanitario en un antildeo Conforme el valor de k incrementa la generacioacuten de metano en un relleno sanitario tambieacuten incrementa (siempre y cuando el relleno sanitario siga recibiendo residuos) y luego disminuye (despueacutes que el relleno sanitario es clausurado) a traveacutes del tiempo El valor de k esta en funcioacuten de los siguientes factores (1) contenido de humedad en los residuos (2) la disponibilidad de nutrientes para las bacterias generadoras de metano (3) pH y (4) temperatura

Los residuos tienen diferentes valores de k dado a las diferencias en los iacutendices de decaimiento Residuos alimenticios se descomponen maacutes raacutepido que el papel y la madera El Modelo Centroamericano de Biogaacutes asigna dos diferentes categoriacuteas de valores de k para materia orgaacutenica dependiendo del decaimiento (raacutepido o lento) Residuos de decaimiento raacutepido incluye comida y algunos desechos de jardineriacutea (ldquoresiduos verdes) Residuos de decaimiento lento incluye todos los demaacutes residuos orgaacutenicos como residuos de jardineriacutea papel textiles caucho cuero y huesos La proporcioacuten de valores de k para residuos de decaimiento raacutepido versus y los residuos de decaimiento lento depende de la composicioacuten de los desechos ya que existen distintos materiales en cada categoriacutea

Los valores de k dependen del clima especialmente de la precipitacioacuten Ya que la mayor parte de Centroameacuterica recibe grandes cantidades de precipitacioacuten los rellenos exhiben condiciones huacutemedas que maximizan los iacutendices de decaimiento y valores de k El Modelo Centroamericano de Biogaacutes no considera diferencias de valores de k en lugares que reciben sobre 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo Para aquellos lugares que reciben menos de 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo el modelo de biogaacutes asignar los valores de k correspondiente al clima local

1 Si existen datos reales de recuperacioacuten de biogaacutes se puede calibrar el modelo para desarrollar valores de L0 y k especiacuteficos a un relleno con sistema activo de recoleccioacuten

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Al menos que existen valores de k o datos sobre la composicioacuten de residuos especiacuteficos al relleno el Modelo Centroamericano de Biogaacutes utiliza los valores automaacuteticos ya incluidos Para cada uno de los siete paiacuteses se calcularon valores de k para decaimiento raacutepido y decaimiento lento El valor de k de 023 por antildeo se utiliza como el valor k de decaimiento raacutepido igual que le Meacutetodo MDL AM0025 (UNFCCC 2006) Los valores k de decaimiento lento dependen de la composicioacuten de residuos Las Tablas 1 a 3 sentildealan los valores k automaacuteticos utilizados por el modelo dependiendo de la cantidad de precipitacioacuten que recibe el relleno

TABLA 1 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA HUMEDO (Precipitacioacuten gt= 1000mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 023 0033 Costa Rica 023 0028 El Salvador 023 0027 Guatemala 023 0030 Honduras 023 0030 Nicaragua 023 0025 Panamaacute 023 0029

TABLA 2 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA MODERADO (Precipitacioacuten = 750-999 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 020 0029 Costa Rica 020 0024 El Salvador 020 0023 Guatemala 020 0026 Honduras 020 0026 Nicaragua 020 0022 Panamaacute 020 0025

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TABLA 3 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA SECO (Precipitacioacuten = 500-749 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 018 0026 Costa Rica 018 0022 El Salvador 018 0021 Guatemala 018 0024 Honduras 018 0023 Nicaragua 018 0020 Panamaacute 018 0022

112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0)

El valor de la generacioacuten potencial de metano en los residuos (L0) solo depende en el tipo de residuos presente en el relleno sanitario con excepcioacuten de los climas seco donde la falta de humedad limite la generacioacuten de metano La falta de humedad o muy poco humedad provoca la inhibicioacuten de las bacterias generadoras de metano Conforme el contenido de celulosa en los residuos aumenta el valor de L0 tambieacuten aumenta Las unidades de L0 estaacuten en metros cuacutebicos por tonelada de residuos lo cual significa que el valor de L0 describe la cantidad de gas metano producida por tonelada de residuos seguacuten se descomponen la materia Los valores teoacutericos L0 variacutean entre 62 y 270 m3Mg de residuos (EPA 1991) Al menos que se cuente con valores especiacuteficos de L0 para el relleno sanitario en cuestioacuten los valores de L0 seraacuten calculados automaacuteticamente por el modelo El modelo utiliza los datos sobre la composicioacuten de residuos para calcular los valores L0 de cada paiacutes incluyendo un valor L0 total un L0 para el decaimiento raacutepido y un L0 para el decaimiento lento Los siguientes valores de L0 seraacuten usados por el modelo para cada paiacutes

TABLA 4 GENERACIOacuteN POTENCIAL DE METANO (L0)

Paiacutes L0 total (m3Mg)

L0 de decaimiento raacutepido

(m3Mg)

L0 de decaimiento lento

(m3Mg) Belice 78 71 199

Costa Rica 96 70 200 El Salvador 91 68 189 Guatemala 89 71 198 Honduras 70 68 209 Nicaragua 82 72 183 Panamaacute 101 68 207

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1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

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metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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Este modelo utiliza una ecuacioacuten de degradacioacuten de primer grado y estima volumen de generacioacuten de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora (m3hr) y pies cuacutebicos por minuto (cfm) Tambieacuten estima el contenido de energiacutea en el biogaacutes generado en millones de unidades de calor britaacutenicas (mmBtuhr) y la capacidad maacutexima de una planta de energiacutea utilizando biogaacutes como combustible en megavatio (MW) La generacioacuten de biogaacutes es estimada multiplicando la generacioacuten de metano por dos (Se asume que el biogaacutes esta compuesto de 50 metano y 50 dioacutexido de carbono) La generacioacuten de metano es estimada usando dos paraacutemetros (1) L0 o Generacioacuten Potencial de Metano y (2) k o Iacutendice de Generacioacuten de Metano Se asume que el iacutendice de generacioacuten de metano esta a su maacuteximo al momento de clausura o al momento de colocar los residuos finales en el relleno sanitario A pesar de que el modelo permite la alimentacioacuten de los valores de L0 y k derivados con informacioacuten propia del relleno sanitario es recomendado que se utilicen los valores que el modelo calcula automaacuteticamente1

111 Iacutendice de Generacioacuten de Biogaacutes (k)

El iacutendice de generacioacuten de metano k determina el iacutendice de generacioacuten de metano producido por la degradacioacuten de los desechos en el relleno sanitario Las unidades de k son antildeoshy

1 y describe la generacioacuten de biogaacutes producida por la degradacioacuten de los residuos dispuestos en un relleno sanitario en un antildeo Conforme el valor de k incrementa la generacioacuten de metano en un relleno sanitario tambieacuten incrementa (siempre y cuando el relleno sanitario siga recibiendo residuos) y luego disminuye (despueacutes que el relleno sanitario es clausurado) a traveacutes del tiempo El valor de k esta en funcioacuten de los siguientes factores (1) contenido de humedad en los residuos (2) la disponibilidad de nutrientes para las bacterias generadoras de metano (3) pH y (4) temperatura

Los residuos tienen diferentes valores de k dado a las diferencias en los iacutendices de decaimiento Residuos alimenticios se descomponen maacutes raacutepido que el papel y la madera El Modelo Centroamericano de Biogaacutes asigna dos diferentes categoriacuteas de valores de k para materia orgaacutenica dependiendo del decaimiento (raacutepido o lento) Residuos de decaimiento raacutepido incluye comida y algunos desechos de jardineriacutea (ldquoresiduos verdes) Residuos de decaimiento lento incluye todos los demaacutes residuos orgaacutenicos como residuos de jardineriacutea papel textiles caucho cuero y huesos La proporcioacuten de valores de k para residuos de decaimiento raacutepido versus y los residuos de decaimiento lento depende de la composicioacuten de los desechos ya que existen distintos materiales en cada categoriacutea

Los valores de k dependen del clima especialmente de la precipitacioacuten Ya que la mayor parte de Centroameacuterica recibe grandes cantidades de precipitacioacuten los rellenos exhiben condiciones huacutemedas que maximizan los iacutendices de decaimiento y valores de k El Modelo Centroamericano de Biogaacutes no considera diferencias de valores de k en lugares que reciben sobre 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo Para aquellos lugares que reciben menos de 1000 mm de precipitacioacuten al antildeo el modelo de biogaacutes asignar los valores de k correspondiente al clima local

1 Si existen datos reales de recuperacioacuten de biogaacutes se puede calibrar el modelo para desarrollar valores de L0 y k especiacuteficos a un relleno con sistema activo de recoleccioacuten

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Al menos que existen valores de k o datos sobre la composicioacuten de residuos especiacuteficos al relleno el Modelo Centroamericano de Biogaacutes utiliza los valores automaacuteticos ya incluidos Para cada uno de los siete paiacuteses se calcularon valores de k para decaimiento raacutepido y decaimiento lento El valor de k de 023 por antildeo se utiliza como el valor k de decaimiento raacutepido igual que le Meacutetodo MDL AM0025 (UNFCCC 2006) Los valores k de decaimiento lento dependen de la composicioacuten de residuos Las Tablas 1 a 3 sentildealan los valores k automaacuteticos utilizados por el modelo dependiendo de la cantidad de precipitacioacuten que recibe el relleno

TABLA 1 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA HUMEDO (Precipitacioacuten gt= 1000mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 023 0033 Costa Rica 023 0028 El Salvador 023 0027 Guatemala 023 0030 Honduras 023 0030 Nicaragua 023 0025 Panamaacute 023 0029

TABLA 2 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA MODERADO (Precipitacioacuten = 750-999 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 020 0029 Costa Rica 020 0024 El Salvador 020 0023 Guatemala 020 0026 Honduras 020 0026 Nicaragua 020 0022 Panamaacute 020 0025

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TABLA 3 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA SECO (Precipitacioacuten = 500-749 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 018 0026 Costa Rica 018 0022 El Salvador 018 0021 Guatemala 018 0024 Honduras 018 0023 Nicaragua 018 0020 Panamaacute 018 0022

112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0)

El valor de la generacioacuten potencial de metano en los residuos (L0) solo depende en el tipo de residuos presente en el relleno sanitario con excepcioacuten de los climas seco donde la falta de humedad limite la generacioacuten de metano La falta de humedad o muy poco humedad provoca la inhibicioacuten de las bacterias generadoras de metano Conforme el contenido de celulosa en los residuos aumenta el valor de L0 tambieacuten aumenta Las unidades de L0 estaacuten en metros cuacutebicos por tonelada de residuos lo cual significa que el valor de L0 describe la cantidad de gas metano producida por tonelada de residuos seguacuten se descomponen la materia Los valores teoacutericos L0 variacutean entre 62 y 270 m3Mg de residuos (EPA 1991) Al menos que se cuente con valores especiacuteficos de L0 para el relleno sanitario en cuestioacuten los valores de L0 seraacuten calculados automaacuteticamente por el modelo El modelo utiliza los datos sobre la composicioacuten de residuos para calcular los valores L0 de cada paiacutes incluyendo un valor L0 total un L0 para el decaimiento raacutepido y un L0 para el decaimiento lento Los siguientes valores de L0 seraacuten usados por el modelo para cada paiacutes

TABLA 4 GENERACIOacuteN POTENCIAL DE METANO (L0)

Paiacutes L0 total (m3Mg)

L0 de decaimiento raacutepido

(m3Mg)

L0 de decaimiento lento

(m3Mg) Belice 78 71 199

Costa Rica 96 70 200 El Salvador 91 68 189 Guatemala 89 71 198 Honduras 70 68 209 Nicaragua 82 72 183 Panamaacute 101 68 207

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1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

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metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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Al menos que existen valores de k o datos sobre la composicioacuten de residuos especiacuteficos al relleno el Modelo Centroamericano de Biogaacutes utiliza los valores automaacuteticos ya incluidos Para cada uno de los siete paiacuteses se calcularon valores de k para decaimiento raacutepido y decaimiento lento El valor de k de 023 por antildeo se utiliza como el valor k de decaimiento raacutepido igual que le Meacutetodo MDL AM0025 (UNFCCC 2006) Los valores k de decaimiento lento dependen de la composicioacuten de residuos Las Tablas 1 a 3 sentildealan los valores k automaacuteticos utilizados por el modelo dependiendo de la cantidad de precipitacioacuten que recibe el relleno

TABLA 1 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA HUMEDO (Precipitacioacuten gt= 1000mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 023 0033 Costa Rica 023 0028 El Salvador 023 0027 Guatemala 023 0030 Honduras 023 0030 Nicaragua 023 0025 Panamaacute 023 0029

TABLA 2 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA MODERADO (Precipitacioacuten = 750-999 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 020 0029 Costa Rica 020 0024 El Salvador 020 0023 Guatemala 020 0026 Honduras 020 0026 Nicaragua 020 0022 Panamaacute 020 0025

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TABLA 3 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA SECO (Precipitacioacuten = 500-749 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 018 0026 Costa Rica 018 0022 El Salvador 018 0021 Guatemala 018 0024 Honduras 018 0023 Nicaragua 018 0020 Panamaacute 018 0022

112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0)

El valor de la generacioacuten potencial de metano en los residuos (L0) solo depende en el tipo de residuos presente en el relleno sanitario con excepcioacuten de los climas seco donde la falta de humedad limite la generacioacuten de metano La falta de humedad o muy poco humedad provoca la inhibicioacuten de las bacterias generadoras de metano Conforme el contenido de celulosa en los residuos aumenta el valor de L0 tambieacuten aumenta Las unidades de L0 estaacuten en metros cuacutebicos por tonelada de residuos lo cual significa que el valor de L0 describe la cantidad de gas metano producida por tonelada de residuos seguacuten se descomponen la materia Los valores teoacutericos L0 variacutean entre 62 y 270 m3Mg de residuos (EPA 1991) Al menos que se cuente con valores especiacuteficos de L0 para el relleno sanitario en cuestioacuten los valores de L0 seraacuten calculados automaacuteticamente por el modelo El modelo utiliza los datos sobre la composicioacuten de residuos para calcular los valores L0 de cada paiacutes incluyendo un valor L0 total un L0 para el decaimiento raacutepido y un L0 para el decaimiento lento Los siguientes valores de L0 seraacuten usados por el modelo para cada paiacutes

TABLA 4 GENERACIOacuteN POTENCIAL DE METANO (L0)

Paiacutes L0 total (m3Mg)

L0 de decaimiento raacutepido

(m3Mg)

L0 de decaimiento lento

(m3Mg) Belice 78 71 199

Costa Rica 96 70 200 El Salvador 91 68 189 Guatemala 89 71 198 Honduras 70 68 209 Nicaragua 82 72 183 Panamaacute 101 68 207

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1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

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metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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TABLA 3 INDICE DE GENERACION DE BIOGAS (k) - CLIMA SECO (Precipitacioacuten = 500-749 mm antildeo)

Paiacutes k raacutepida (por antildeo)

k lenta (por antildeo)

Belice 018 0026 Costa Rica 018 0022 El Salvador 018 0021 Guatemala 018 0024 Honduras 018 0023 Nicaragua 018 0020 Panamaacute 018 0022

112 Generacioacuten Potencial de Metano (L0)

El valor de la generacioacuten potencial de metano en los residuos (L0) solo depende en el tipo de residuos presente en el relleno sanitario con excepcioacuten de los climas seco donde la falta de humedad limite la generacioacuten de metano La falta de humedad o muy poco humedad provoca la inhibicioacuten de las bacterias generadoras de metano Conforme el contenido de celulosa en los residuos aumenta el valor de L0 tambieacuten aumenta Las unidades de L0 estaacuten en metros cuacutebicos por tonelada de residuos lo cual significa que el valor de L0 describe la cantidad de gas metano producida por tonelada de residuos seguacuten se descomponen la materia Los valores teoacutericos L0 variacutean entre 62 y 270 m3Mg de residuos (EPA 1991) Al menos que se cuente con valores especiacuteficos de L0 para el relleno sanitario en cuestioacuten los valores de L0 seraacuten calculados automaacuteticamente por el modelo El modelo utiliza los datos sobre la composicioacuten de residuos para calcular los valores L0 de cada paiacutes incluyendo un valor L0 total un L0 para el decaimiento raacutepido y un L0 para el decaimiento lento Los siguientes valores de L0 seraacuten usados por el modelo para cada paiacutes

TABLA 4 GENERACIOacuteN POTENCIAL DE METANO (L0)

Paiacutes L0 total (m3Mg)

L0 de decaimiento raacutepido

(m3Mg)

L0 de decaimiento lento

(m3Mg) Belice 78 71 199

Costa Rica 96 70 200 El Salvador 91 68 189 Guatemala 89 71 198 Honduras 70 68 209 Nicaragua 82 72 183 Panamaacute 101 68 207

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1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

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metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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1121 Factor de Correccioacuten de Metano

El Factor de Correccioacuten de Metano (MCF) es un ajuste final a los estimados del modelo que considera el grado de descomposicioacuten anaeroacutebicos de los residuos El MCF cambia dependiendo de la profundidad y tipo de relleno sanitario y se define seguacuten el manejo del lugar En rellenos controlados se asume que toda la descomposicioacuten de los residuos seraacute anaeroacutebica (MCF de 1) En rellenos semi-controlados o botaderos donde las condiciones son menos propicias al decaimiento anaeroacutebico el MCF debe ser menos para reflejar los condiciones aeroacutebicas del lugar La Tabla 5 presenta los valores MCF recomendados

TABLA 5 FACTOR DE CORRECCION DE METANO (MCF)

Manejo de Lugar Profundidad lt 5 m Profundidad gt = 5m

Botadero 04 08 Relleno controlado 08 10

Relleno semi-aeroacutebico 03 05 Desconocido 04 08

El decaimiento anaeroacutebico es mayor a profundidades mayores de cinco metros en lugares llanos el decaimiento es principalmente aeroacutebico Un relleno controlado se define como un lugar con disposicioacuten controlado de residuos (residuos depositados en las aacutereas especiacuteficas medidas de control para pepenadores e incendios) y una o maacutes de las siguientes cubierta compactacioacuten o nivelacioacuten de residuos (IPCC 2006) El relleno semi-aeroacutebico tiene disposicioacuten controlada de residuos y la siguiente infraestructura para introducir aire a la capa de residuos cubierta permeable sistema de drenaje de lixiviados almacenamiento de agua y un sistema de ventilacioacuten (IPCC 2006)

12 Recuperacioacuten de Biogaacutes

El biogaacutes generado en rellenos sanitarios puede ser capturado utilizando un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes que usualmente quema el gas por medio de quemadores Alternativamente el gas recuperado puede usarse de diferentes maneras Por ejemplo Produccioacuten de energiacutea eleacutectrica a traveacutes del uso de generadores de combustioacuten interna turbinas o microturbinas o puede utilizarse como combustible en calentadores de agua u otras instalaciones

Ademaacutes de los beneficios energeacuteticos en el uso del biogaacutes la recoleccioacuten y control del biogaacutes generado ayuda a reducir emisiones atmosfeacutericas contaminantes La U S EPA ha determinado que las emisiones de biogaacutes provenientes de los rellenos sanitarios causan o contribuyen significantemente a la anticipada contaminacioacuten atmosfeacuterica que puede causar problemas de salud y bienestar Algunas de estas emisiones son consideradas carcinogeacutenicas o con la posibilidad de que produzcan caacutencer y otros efectos adversos a la salud Algunas de las preocupaciones en el bienestar puacuteblico son el mal olor y la posible migracioacuten del metano en el relleno sanitario y sus alrededores esto podriacutea contribuir a explosiones o fuegos Tambieacuten el

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metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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Page 13: Manual de Usuario Modelo Centroamericano de Biogás · 2020. 12. 13. · Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogás 29 Marzo 2007 LIMITACIONES DE RESPONSABILIDAD Este

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metano emitido por los rellenos sanitarios es considerado un gas invernadero que contribuye al problema del cambio climaacutetico global

El principal propoacutesito del Modelo Centroamericano de Biogaacutes es proveer a propietarios u operadores de rellenos sanitarios con una herramienta para evaluar la factibilidad y beneficios de recuperar y usar el biogaacutes generado Para lograr este propoacutesito el modelo provee proyecciones de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes Las proyecciones de recuperacioacuten de biogaacutes son obtenidas multiplicando las proyecciones de generacioacuten por la eficiencia del sistema de recoleccioacuten

13 El Modelo

El Modelo Centroamericano de Biogaacutes puede ser operado en los siguientes sistemas operativos Windows 98reg Windows 2000reg Windows XPreg o Vista El programa es una hoja de caacutelculo en Microsoft Excelreg la cual permite al usuario considerable control en los caacutelculos y la apariencia de los resultados El programa Excelreg deberaacute estar abierto antes de poder utilizar el modelo Una vez que Excel este listo abrir el archivo llamado ldquoModelo Centroamericano de Biogaacutes V1xlsrdquo siguiendo el siguiente procedimiento

Seleccionar ldquoFile o Archivordquo del menuacute principal y luego ldquoopen o abrirrdquo y finalmente ldquoopen o abrirrdquo cuando el archivo correcto ha sido seleccionado El modelo tiene siete hojas que pueden ser vistas seleccionando el tabulador en la parte inferior correspondiente a la paacutegina que se quiere ver Las siete paacuteginas son las siguientes

ldquoHoja de Alimentacioacutenrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoComposicioacuten de Residuosrdquo es una hoja de alimentacioacuten ldquoResultados-Tablardquo es la hoja de resultados en forma tabular ldquoResultados-Graacuteficardquo es la hoja de resultados en forma graacutefica y ldquoamounts- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs1- NO CAMBIOSrdquo ldquocalcs2- NO CAMBIOSrdquo son las hojas que el modelo utiliza para hacer los caacutelculos

Cuando se utilice el modelo la mayor parte de la alimentacioacuten y edicioacuten tomaraacute lugar en la Hoja de Alimentacioacuten Algunas ediciones seraacuten necesarias en las hojas de resultados Tambieacuten algunas celdas en la Hoja de Composicioacuten de Residuos permiten que el usuario alimente datos de composicioacuten particulares al lugar si estaacuten disponibles Las demaacutes celdas de la Hoja de Composicioacuten de Residuos y todas las Hojas de Caacutelculo no deberaacuten sufrir ninguacuten tipo de cambios y esta protegida con una clave para prevenirlos

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20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

3-1

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

20 ESTIMACION DE GENERACION Y RECUPERACION DE BIOGAS

21 Alimentacioacuten del Modelo

Con excepcioacuten de los datos de composicioacuten de residuos la alimentacioacuten del modelo se efectuaraacute en la Hoja de Alimentacioacuten Las celdas en texto rojo requieren ser alimentadas con valores especiacuteficos Las celdas en amarillo no deberaacuten ser modificadas Los siguientes valores deberaacuten ser alimentados para obtener resultados aceptables

Paso 1 Nombre y lugar del relleno sanitario (Celda A4) La informacioacuten de esta celda apareceraacute automaacuteticamente en el encabezado de la hoja de resultados en forma tabular

Paso 2 Seleccione el paiacutes de relleno (Celda B5) El paiacutes seleccionado le indicara el modelo que datos de composicioacuten de residuos de la Hoja de Composicioacuten de Residuos a utilizar en los caacutelculos

Paso 3 Seleccioacuten lsquoSiacutersquo para sentildealar que existen datos especiacuteficos al relleno sobre la composicioacuten o lsquoNorsquo para que el modelo utiliza los valores de composicioacuten automaacuteticos (Celda B6) Si selecciono lsquoSiacutersquo el modelo utilizara los porcentajes alimentados en la Hoja de Composicioacuten de Residuos (Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 de la hoja) Alimente la composicioacuten especiacutefica del lugar en las Celdas B4 a la B10 y B14 a la B17 en la mencionada hoja El programa automaacuteticamente le pediraacute un clave para modificar las celdas La clave es ldquolmoprdquo todo en letras minuacutesculas

Paso 4 El antildeo de apertura (Celda B7) Este valor seraacute usado para establecer los antildeos de disposicioacuten en las hojas de resultados

Paso 5 Crecimiento estimado de disposicioacuten anual () (Celda B8 ndash para mas detalle ver Figura 1) Este porcentaje seraacute alimentado en la hoja de resultados

Paso 6 Precipitacioacuten promedio anual en mmantildeo en la regioacuten donde se ubica el relleno sanitario (Celda B9 ndash para maacutes detalle ver Figura 1) Este valor puede ser obtenido investigando datos de precipitacioacuten del pueblo o cuidad maacutes cercana al relleno sanitario o en el siguiente sitio web wwwworldclimatecom Este valor seraacute usado para seleccionar automaacuteticamente los valores de k si el lugar recibe menos de 1000 mmantildeo de precipitacioacuten

Paso 7 Profundidad de las aacutereas con depoacutesitos del relleno (Celda B10) Este valor seraacute utilizado para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano (MCF)

Paso 8 Tipo de Relleno seguacuten las definiciones basadas en el disentildeo y manejo del lugar (Celda B11) Instrucciones en la Celda C11 tiene un listado de los nuacutemeros para utilizarse seguacuten el tipo de lugar (Vea la Tabla 5 para mas detalles) La informacioacuten seraacute utilizada para calcular el Factor de Correccioacuten de Metano

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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FIGURA 1 HOJA DE ALIMENTACION

Paso 9 Toneladas dispuestas por antildeo en toneladas meacutetricas (Celda B25 ndash B125) Ver Figura 2 Los estimados de disposicioacuten deberaacuten ser basados en el historial de disposicioacuten del lugar y ser consistente con los datos de depoacutesitos ya en el lugar capacidad total del relleno y antildeo de clausura Si el relleno ha tenido varios incendios se debe descontar un por ciento o cantidad de residuos de los datos histoacutericos yo calculados de residuos

bull Alimentar los iacutendices de disposicioacuten para antildeos con datos histoacutericos bull Si el historial de disposicioacuten es desconocido ajuste la cantidad de residuos en el antildeo de

apertura hasta que la cantidad calculadas de toneladas en el lugar sea igual a la cantidad estimada de toneladas en el lugar (que la cantidad del antildeo maacutes reciente con datos histoacutericos) El iacutendice de crecimiento (Celda B8) se utiliza para calcular la cantidad de residuos para los antildeos sin datos histoacutericos

bull El modelo utiliza el crecimiento anual para calcular los iacutendices de disposicioacuten futuros El valor alimentado en la Celda B16 seraacute automaacuteticamente copiado a las celdas inferiores hasta la Celda B76 la cual tiene el valor de cero ldquo0rdquo

bull Alimentar ldquo0rdquo en las celdas que corresponden a los antildeos despueacutes del antildeo de clausura El modelo acepta hasta 101 antildeos de historial de disposicioacuten

Paso 10 Eficiencia del sistema recoleccioacuten por cada antildeo despueacutes de que el sistema ha sido o planea ser instalado (Celda D25 ndash D125) Ver Figura 2

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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Page 16: Manual de Usuario Modelo Centroamericano de Biogás · 2020. 12. 13. · Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogás 29 Marzo 2007 LIMITACIONES DE RESPONSABILIDAD Este

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bull La Hoja de Alimentacioacuten presenta 0 de eficiencia del sistema de recoleccioacuten por los primeros 30 antildeos de operacioacuten del relleno sanitario y 60 para los antildeos restantes

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos pasados deberaacute mostrar el estado del sistema de recoleccioacuten en esos antildeos

bull La eficiencia del sistema de recoleccioacuten en los antildeos futuros deberaacute mostrar las estimaciones del sistema de recoleccioacuten por construir en el futuro

bull La Seccioacuten 211 provee informacioacuten adicional para estimar la eficiencia del sistema

Paso 11 Recuperacioacuten actual en metros cuacutebicos por hora (para rellenos sanitarios con sistemas de recoleccioacuten activos) Alimentar en Celda E16 ndash E115 (ver Figura 2 para mas detalle) El flujo promedio anual total en la estacioacuten de quemado yo la planta de energiacutea (Este dato no es la suma de los flujos individuales de cada pozo) Ajustar todos los flujos a 50 de metano multiplicando el flujo medido por el contenido de metano medido en el biogaacutes y luego dividiendo el resultado por 50 Los nuacutemeros alimentados en estas celdas seraacuten presentados en la hoja de resultados en forma graacutefica Se dejara la celda en blanco para los antildeos en que el flujo fue cero ldquo0rdquo

Ecuacioacuten para ajustar el contenido de metano a 50

Flujo X Contenido de CH4 Medido () = Flujo a Medido Metano 50 50 de metano

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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FIGURA 2 ALIMENTACIOacuteN DEL MODELO (Continuacioacuten)

A B C D E

15 Antildeo

Toneladas M eacutetricas

Depositadas

Toneladas M eacutetricas

Acumuladas

Eficiencia del Sistema de

Recoleccioacuten Recuperacioacuten

Actual 16 1991 5 0 0 0 0 50000 0 17 1992 5 0 0 0 0 100000 0 18 1993 5 0 0 0 0 150000 0 19 1994 5 0 0 0 0 200000 0 20 1995 5 0 0 0 0 250000 0 21 1996 5 0 0 0 0 300000 0 22 1997 5 0 0 0 0 350000 0 23 1998 5 0 0 0 0 400000 0 24 1999 5 0 0 0 0 450000 0 25 2000 5 0 0 0 0 500000 0 26 2001 5 0 0 0 0 550000 6 0 2 8 0 27 2002 5 0 0 0 0 600000 6 0 3 0 0 28 2003 5 0 0 0 0 650000 6 0 3 2 0 29 2004 5 0 0 0 0 700000 6 0 30 2005 5 0 0 0 0 750000 6 0 31 2006 5 0 0 0 0 800000 6 0 32 2007 5 0 0 0 0 850000 6 0 33 2008 5 0 0 0 0 900000 6 0 34 2009 5 0 0 0 0 950000 6 0 35 2010 5 0 0 0 0 1000000 6 0 36 2011 5 0 0 0 0 1050000 6 0 37 2012 5 0 0 0 0 1100000 6 0 38 2013 5 0 0 0 0 1150000 6 0

211 Estimacioacuten de la Eficiencia del Sistema de Recoleccioacuten

La eficiencia del sistema de recoleccioacuten es medida de la habilidad que tiene el sistema para capturar el gas generado por el relleno sanitario La eficiencia es el porcentaje aplicado a la proyeccioacuten de generacioacuten de biogaacutes para calcular la cantidad de biogaacutes que puede ser capturado para despueacutes ser quemado o utilizado para uso beneficial A pesar de que la captura de biogaacutes en los rellenos sanitarios puede ser medida la generacioacuten de biogaacutes actual en el relleno no puede ser medida (esta es la razoacuten por la que este modelo para estimar generacioacuten existe) debido a esto existe una incertidumbre considerable en cual puede ser la eficiencia de recoleccioacuten que un sistema puede alcanzar

En respuesta a la incertidumbre concerniente a la eficiencia del sistema de recoleccioacuten la U S EPA (EPA 1998) ha publicado lo que cree son eficiencias razonables para sistemas de recoleccioacuten instalados en rellenos de los Estados Unidos y que cumplen con los estaacutendares americanos de disentildeo De acuerdo con la U S EPA la eficiencia de recoleccioacuten en estos rellenos tiacutepicamente variacutea entre 60 y 85 con un promedio de 75 Un sistema de recoleccioacuten extenso se define como un sistema de pozos verticales yo recolectadores

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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horizontales proveyendo un 100 de cobertura del sistema de recoleccioacuten en todas las aacutereas con residuos despueacutes de un antildeo de los residuos hayan sido depositados La mayoriacutea de los rellenos particularmente los que aun reciben material tiene menos del 100 de cobertura y requisen un ajuste de ldquofactor de correccioacutenrdquo al estimado de la eficiencia de recoleccioacuten Lugares con problemas de seguridad o gran volumen de pepenadores no podraacuten instalar equipos ni alcanzar una cobertura extensa con el sistema de recoleccioacuten

La Tabla 6 ndash Eficiencia de Recoleccioacuten en Rellenos Sanitarios muestra un ejemplo demostrando como determinar la eficiencia de recoleccioacuten usando las caracteriacutesticas del relleno sanitario y deduciendo porcentajes en rellenos sanitarios que no cuenten con estas caracteriacutesticas Por ejemplo si un relleno sanitario cuenta con todas las caracteriacutesticas listadas la eficiencia estimada seriacutea 85

TABLA 6 EFICIENCIAS DE RECOLECCION EN RELLENOS SANITARIOS

No Caracteriacutestica del Relleno Sanitario

Descuento de Eficiencia de Recoleccioacuten Rellenos que cumple

con algunas caracteriacutesticas

Rellenos que no cumplen con ninguna

caracteriacutestica

1 Disposicioacuten controlada de residuos compactacioacuten de material y nivelacioacuten 8 15

2 Profundidades de al menos 8 m preferiblemente gt 15 m 5 10

3

Cubierta diaria aplicada al los residuos dispuestos Rellenos sanitarios clausurados deberaacuten tener una cubierta final construida en los primeros antildeos de clausura

5 10

4 Cubierta de la plantilla (base) consistiendo de material sinteacutetico (plaacutestico) sobre 06 metros (2 pies) de arcilla o un material similar

2 10

5

Sistema completo y bien disentildeado de recoleccioacuten de biogaacutes con pozos verticales o recolectores horizontales que tengan una cobertura del 100 e instalado despueacutes de algunos antildeos de haberse depositado los residuos

de aacuterea de disposicioacuten sin pozos

6

Un sistema de recoleccioacuten de biogaacutes operando eficientemente con todos los pozos de extraccioacuten operables y en buen funcionamiento (ejemplo relativamente libre de liacutequidos que afecten la extraccioacuten del biogaacutes)

de pozos con mal funcionamiento o con altos niveles de lixiviados

Notar que el meacutetodo recomendado para estimar las eficiencias de recoleccioacuten implican que siempre una porcioacuten (miacutenimo 15) del biogaacutes generado que se escapara de ser recolectado independientemente del lo bien disentildeado que este el sistema En seguida se presentan los pasos recomendados para ajustar la eficiencia de recoleccioacuten

bull La evaluacioacuten comienza asumiendo 85 como eficiencia de recoleccioacuten si el relleno sanitario cumple con las cinco (5) caracteriacutesticas listadas en la Tabla No6 y descontando un porcentaje si el relleno no cumple con alguna de las caracteriacutesticas

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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bull Se sugiere 15 si el relleno no cumple con la caracteriacutestica No 1 10 o menos si no cumple con la caracteriacutestica Nos 2 y 3 y 5 o menos por no cumplir con la caracteriacutestica No 4 (por ejemplo se descontaraacute 40 si el relleno sanitario no cumple ninguna de las primeras cuatro caracteriacutesticas ni aunque sea en parte)

bull Para tomar en cuenta la No 5 el descuento estimado deberaacute multiplicarse por la cobertura del sistema en la masa de residuos (ver la definicioacuten de cobertura del sistema de recoleccioacuten en el glosario) Algunas sugerencias a considerar para evaluar la cobertura del sistema de recoleccioacuten son presentadas mas adelante

bull El descuento final (Caracteriacutestica No 6) involucra la evaluacioacuten de la operacioacuten del sistema de recoleccioacuten tomando en cuenta el nuacutemero de pozos en operacioacuten Esta evaluacioacuten deberaacute considerar el efecto de altos niveles de lixiviados limitando la extraccioacuten de biogaacutes Para determinar si un pozo es o no operable tendraacute que ser basada en los datos de monitoreo de los pozos incluyendo la presioacuten en la cabeza del pozo (la presioacuten deberaacute ser negativa) los contenidos de metano y oxiacutegeno (contenido de metano por debajo de 40 y contenido de oxiacutegeno mayor de 5 son indicacioacuten de que el aire se esta infiltrando en el pozo) Despueacutes de tomar en cuenta el funcionamiento de los pozos (ver abajo) se multiplica el porcentaje de pozos en operacioacuten por el valor calculado en los pasos anteriores para obtener la eficiencia de recoleccioacuten

La importancia de un pozo que no este funcionando bien deberaacute tomarse en cuenta para estimar el porcentaje de pozos en operacioacuten Por ejemplo un relleno sanitario con un pozo con problemas en la vecindad de otros pozos que funcionan bien causaraacute un descuento menor que un pozo con problemas que no tenga pozos a su alrededor que ayuden a compensar la falta de este pozo

La evaluacioacuten de la cobertura del sistema de recoleccioacuten requiere un muy buen grado de familiaridad con el disentildeo del sistema El espaciamiento y profundidad son factores muy importantes A continuacioacuten se describen varios escenarios que deben ser considerados

bull Pozos profundos pueden extraer maacutes biogaacutes de voluacutemenes grandes de residuos comparado con pozos menos profundos esto es debido a que se les puede aplicar maacutes succioacuten sin que el aire de la superficie se infiltre al sistema

bull Rellenos sanitarios con pozos verticales profundos (mas de 20 metros) pueden recolectar biogaacutes de aacutereas con una densidad de pozos igual o menor a dos pozos por hectaacuterea

bull Rellenos Sanitarios con pozos menos profundos requeriraacuten mayor densidad de pozos probablemente mayor a 2 pozos por hectaacuterea para lograr una buena cobertura

bull A pesar de que rellenos sanitarios con una red de pozos densa pueden colectar maacutes biogaacutes que rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados los rellenos sanitarios con redes de pozos mas espaciados tiacutepicamente colectan maacutes biogaacutes por pozo (debido a la influencia que estos ejercen al volumen de residuos)

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

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2500

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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22 Resultados del Modelo ndash Tabla

Los resultados del modelo en forma tabular aparecen en la Hoja de Caacutelculo llamada ldquoResultados - Tablardquo que con pocos cambios estaraacute lista para impresioacuten (ver Figura 3 en la siguiente paacutegina) El tiacutetulo de la tabla se ajusta al momento que el usuario alimenta la Hoja de Alimentacioacuten La tabla provee la siguiente informacioacuten

bull Los antildeos de proyeccioacuten empiezan con el antildeo de apertura del relleno y terminan con el antildeo que el usuario escoja

bull Iacutendices de disposicioacuten anuales bull Toneladas acumuladas de residuos dispuestas por cada antildeo de proyeccioacuten bull Generacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos por hora (mmBtuhr) bull Eficiencia del sistema de recoleccioacuten por antildeo de proyeccioacuten bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora pies

cuacutebicos por minuto y millones de unidades de calor britaacutenicos (mmBtuhr) bull Capacidad maacutexima de una planta de energiacutea en megavatio (MW) bull Iacutendice de recuperacioacuten liacutenea base de flujo de biogaacutes en metros cuacutebicos por hora bull Reduccioacuten estimada de emisiones de metano en tonnes CH4antildeo y en tonne CO2antildeo bull El contenido de metano utilizado en el modelo (in la mayoriacutea de los casos seraacute 50) bull El valor de k utilizado por el modelo bull El Valor de L0 utilizado por el modelo

La tabla esta programada para presentar hasta 100 antildeos de generacioacuten y recuperacioacuten de biogaacutes La tabla muestra 53 antildeos de informacioacuten los 47 antildeos restantes estaacuten ocultos Dependiendo de la edad del relleno sanitario y de los antildeos que le quedan de vida uacutetil el usuario querraacute cambiar el nuacutemero de antildeo de la informacioacuten mostrada Usualmente las proyecciones hechas hasta el antildeo 2030 seraacuten adecuadas para la mayoriacutea de los casos Para ocultar renglones no necesarios El usuario deberaacute seleccionar los renglones por ocultar seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoOcultar o Hiderdquo Para mostrar los reglones ocultos el usuario deberaacute seleccionar los renglones inmediatos arriba y debajo de los renglones ocultos seleccionar del menuacute principal ldquoFormato o Formatrdquo luego ldquoRengloacuten-Rowrdquo y finalmente ldquoMostrar o Unhiderdquo

Para imprimir la tabla seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo-Filerdquo y luego ldquoImprimir o Printrdquo La tabla deberaacute imprimir correctamente

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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FIGURA 3 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - TABLA

23 Hoja de Resultados ndash Graacutefica

El Modelo provee resultados en forma graacutefica en la Hoja de Resultados ndash Graacutefica (ver Figura 4) Los datos mostrados en la graacutefica son los siguientes

bull Generacioacuten de biogaacutes para cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Recuperacioacuten de biogaacutes por cada antildeo de proyeccioacuten en metros cuacutebicos por hora bull Datos actuales de recuperacioacuten (historial) en metros cuacutebicos por hora

El tiacutetulo de la graacutefica necesitaraacute ser editado tal y como se expresa en la nota que se encuentra debajo de la graacutefica Si el usuario no quiere mostrar la proyeccioacuten hasta el 2030 el eje ldquoxrdquo necesitara edicioacuten Para editarlo el usuario deberaacute seleccionar el eje ldquoxrdquo en la graacutefica y luego seleccionar ldquoFormatear o Formatrdquo y luego ldquoeje-x o x-axisrdquo Una vez la ventana de Formato este abierta Seleccionar el tabulador de ldquoEscala o Scalerdquo para modificar los limites del eje x Tambieacuten debido a que la graacutefica esta enlazada a la tabla la graacutefica mostraraacute los antildeos de

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

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2500

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EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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proyeccioacuten que la tabla muestre (dados los limites del eje x) No mostraraacute ninguno de los renglones ocultos Si la tabla muestra antildeos fuera del rango del eje x la liacutenea de la graacutefica se extenderaacute fuera de los liacutemites de la graacutefica Para corregir esto el usuario deberaacute ocultar los renglones extras o editar el rango del eje x para mostrar los antildeos adicionales

Para imprimir la graacutefica seleccionar la graacutefica y luego seleccionar del menuacute principal ldquoArchivo o Filerdquo luego Imprimir o Printrdquo Si el usuario no selecciona la graacutefica antes de imprimir la nota debajo de la graacutefica tambieacuten apareceraacute en la impresioacuten

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Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

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EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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Manual de Usuario del Modelo Centroamericano de Biogaacutes 29 Marzo 2007

FIGURA 4 EJEMPLO DE LA HOJA DE RESULTADOS - GRAFICA

Figura 1 Proyeccion de Generacioacuten y Recuperacioacuten de Biogas Nombre del Relleno Ciudad Paiacutes

1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

Generacion de Biogas Recuperacioacuten proyectada de Biogas Recuperacioacuten real de Biogas

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Fluj

o de

Bio

gas c

on 5

0 d

e m

etan

o (m

3hr

)

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

3-1

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30 REFERENCIAS

EPA 1991 Regulatory Package for New Source Performance Standards and III(d) Guidelines for Municipal Solid Waste Air Emissions Public Docket No A-88-09 (proposed May 1991) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 1998 Compilation of Air Pollutant Emission Factors AP-42 Volume 1 Stationary Point and Area Sources 5th ed Chapter 24 Office of Air Quality Planning and Standards Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

EPA 2005 Landfill Gas Emissions Model (LandGEM) Version 302 Userrsquos Guide EPA-600Rshy05047 (May 2005) Research Triangle Park NC US Environmental Protection Agency

IPCC 2006 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Volume 5 (Waste) Chapter 3 (Solid Waste Disposal) Table 31

UNFCCC 2006 Revision to the approved baseline methodology AM0025rdquoAvoided from organic waste through alternative waste treatment processesrdquo United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) 03 March 2006

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