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Un estudio sobre la generación, recolección, transporte y disposición final de residuos sólidos en la ciudad de cali, colombia. Se analizan los parámetros clave de cada proceso y se determina su relación de sensibilidad en relación con los impactos ambientales, como la contaminación del agua, suelo y aire, la eutrofización y la acidificación. Además, se proporciona información sobre la composición fisicoquímica de los residuos sólidos municipales y se evalúan los procesos del relleno sanitario para cada categoría de impacto.
Tipo: Resúmenes
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Pasantía de investigación para optar por el título de Ingeniera Ambiental
Directora VERÓNICA MANZI TARAPUÉS Ingeniera Sanitaria Magister en Ingeniería Civil con énfasis en Ingeniería Ambiental
Gracias infinitas a mis padres por inculcarme siempre con amor el valor que tiene la disciplina, la perseverancia y la excelencia de manera coherente, mediante sus palabras y sus acciones, a mi hermana por guiarme, contribuir en forjar mi carácter y por ser un gran ejemplo a seguir, a mi familia por su amor incondicional; a mi novio por su comprensión y apoyo, a mis amigas de universidad por ser un gran complemento en toda mi carrera universitaria.
Gracias a la profesora Verónica Manzi Tarapués por guiarme en esta etapa de culminación de mi carrera y por transmitir sus conocimientos que serán útiles ahora y en mi desarrollo profesional, al profesor Mario Andrés Gandini por darme la oportunidad de participar en tan importante proyecto. Así mismo quiero darle gracias al Colegio Gimnasio los Farallones Valle del Lili por haberme formado autónoma, libre pensadora y con firmes valores, a la Universidad Autónoma de Occidente por formarme integralmente y brindarme diversos espacios y oportunidades para el desarrollo profesional, personal y trascendente.
Pág.
Cuadro 1. Descripción del Método ILCD Recommended-2013 empleado en el proyecto 56
Cuadro 2. Requerimientos de información del EASETECH para la modelación de la gestión actual de los biorresiduos municipales de Cali. 57
Cuadro 3. Composición física de los residuos sólidos residenciales (%) por estrato socioeconómico y global 60
Cuadro 4. Determinación del porcentaje de humedad para la masa degradable de los residuos sólidos de la zona urbana del municipio de Santiago de Cali. 61
Cuadro 5. Datos típicos sobre el análisis elemental de los biorresiduos de los RSM 61
Cuadro 6. Determinación teórica de la capacidad energética, el potencial de metano y el carbono biogénico de los biorresiduos residenciales de la ciudad de Cali. 63
Cuadro 7. Porcentaje de la materia orgánica compleja presente en la masa degradable de los residuos sólidos residenciales de Bogotá D.C 63
Cuadro 8. Distancia y consumo de combustible para el transporte y la recolección de los residuos sólidos municipales de la ciudad de Cali 65
Cuadro 9. Inventario de equipos empleados en la estación de transferencia 66
Cuadro 10. Capacidad y frecuencia de los vehículos en la estación de transferencia 67
Cuadro 11. Capacidad de disposición calculada para cada vaso en la Fase I del relleno sanitario Colomba- El Guabal 69
Cuadro 12. Volumen de material terreo empleado para las adecuaciones y operación de los vasos 70
Cuadro 13. Cantidad de material empleado para adecuar las zonas de vertido por cada kg dispuesto de residuos sólidos. 71
Cuadro 14. Recursos requeridos para la construcción y operación de un relleno sanitario 71
Cuadro 15. Tasas de degradación de las diferentes fracciones de material en EASETECH 72
Cuadro 16. Concentración de sustancias traza presentes en el LFG 73
Cuadro 17. Eficiencias del sistema de evacuación del LFG 73
Cuadro 18. Tasas de oxidación del metano y las sustancias traza presentes en el biogás para un relleno sanitario con cuidados limitado en las coberturas. 74
Cuadro 19. Composición de los lixiviados para diferentes periodos de tiempo. 76
Cuadro 20. Eficiencias de remoción de la POTW para los contaminantes presentes en el lixiviado. 78
Cuadro 21. Perfil de impactos del EICV 79
Cuadro 22. Análisis de contribución de los procesos del relleno sanitario para cada una de las categorías de impacto 83
Cuadro 23. Determinación del SR de los parámetros sobre los resultados de las categorías de impacto por procesos 85
Cuadro 24. Determinación del SR de los parámetros sobre los resultados de las categorías de impacto para el escenario 86
Pág.
Gráfica 1. Análisis de contribución por proceso sobre el Cambio Climático 82
Gráfica 2. Análisis de contribución por proceso sobre la Formación de oxidantes fotoquímicos 82
Gráfica 3. Análisis de contribución por proceso sobre la Eutrofización 82
Gráfica 4. Análisis de contribución por proceso sobre la Acidificación 83
Pág.
Tabla 1. Mejores modelos de caracterización disponibles en el punto medio 41
ACB Análisis Ambiental de Costo-Beneficio
ACV Análisis de Ciclo de Vida
AFM Análisis Ambiental de Flujo de Materiales
AICV Análisis del Inventario de Ciclo de Vida
COVs Compuestos orgánicos volátiles
DANE Departamento Administrativo Nacional de Estadística
DBO Demanda Biológica de Oxígeno
DQO Demanda Química de Oxígeno
DTU Universidad Técnica de Dinamarca
EAE Evaluación Ambiental Estratégica
EASETECH Sistema de Evaluación Ambiental para las Tecnologías Ambientales
EIA Evaluación de Impacto Ambiental
EICV Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida
US.EPA Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos de Norteamérica
ERA Evaluación de Riesgo Ambiental
GEI Gases de Efecto Invernadero
GIRS Gestión Integral de Residuos Sólidos
GRS Gestión de Residuos Sólidos
GWP Potencial de calentamiento global
HC Hidrocarburos
HELP Evaluación Hidrológica de Rellenos Sanitarios
ILCD Sistema Internacional de Datos de Referencia del Ciclo de Vida
ISO Organización Internacional para la Normalización
JRC Centro Común de Investigación de la Comisión Europea
LFG Gas de relleno sanitario
MO Materia Orgánica
MP Material particulado
MRF Instalación de Recuperación de Materiales
PE Personas equivalentes
PPC Producción Per Cápita
PTL Planta de Tratamiento de Lixiviados
PGIRS Planes de gestión Integral de Residuos Sólidos
RSM Residuos Sólidos Municipales
RSU Residuos Sólidos Urbanos
SETAC Sociedad de Toxicología y Química Ambiental
SR Relación de Sensibilidad
SSPD Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios
VS Solidos Volátiles
La transformación económica, social y tecnológica que ha experimentado el mundo en los últimos tiempos, ha generado una explosión demográfica, incrementando así el consumo de los recursos naturales para satisfacer las nuevas y desequilibradas necesidades en bienes y servicios, lo que ha llevado a que se generen grandes volúmenes de residuos sólidos^1. Por tal motivo la problemática ambiental derivada de los residuos sólidos debe ser tratada de manera prioritaria, siendo de gran importancia la implementación de estrategias que tiendan a minimizar los impactos ambientales derivados de esta^2.
Una de las estrategias desarrolladas por los gobiernos locales para dar un manejo adecuado a los residuos sólidos y así proteger la salud humana, el ambiente y los recursos naturales, es la Gestión Integral de los Residuos Sólidos (GIRS)^3. Esta gestión es comprendida como un conjunto de actividades u operaciones las cuales están encaminadas a dar a los residuos producidos el destino más adecuado desde un punto de vista ambiental^4 ; estas operaciones están en el marco de diferentes etapas entre las cuales se encuentran la generación, la separación, el almacenamiento, la presentación, la recolección, el transporte, el aprovechamiento (teniendo en cuenta las características, volumen, procedencia de los residuos sólidos, etc.), el tratamiento, y la disposición final controlada, a esta última son dirigidos todos aquellos residuos que por sus características físicas y/o químicas no fueron recuperados en la etapa de aprovechamiento^5.
Los biorresiduos (residuos alimenticios y de jardines) son una de las fracciones con mayor contribución en el volumen de los residuos sólidos, ya que para la ciudad de Cali estos representan más del 65% del total de residuos sólidos residenciales generados. Por sus características fisicoquímicas se les puede atribuir una generación importante de impactos ambientales dentro de los
(^1) TCHOBANOGLOUS, George, et al. Gestión Integral de Residuos Sólidos. Vol 1. España: McGraw-Hill, 1994. p. 3-5. (^2) COLLAZOS PEÑALOZA, Héctor y DUQUE MUNOZ, Ramón. Vol 1. Colombia: Acodal, 1998. p.3. (^3) GALLARDO, A. et al. Methodology to design a municipal solid waste generation and composition map: a case study. 4 En:Waste Management. Noviembre de 2014. p. 1920. COLOMBIA. MINISTERIO DE VIVIENDA, CIUDAD Y TERRITORIO. Decreto 2981 de 2013 [en línea]. Bogotá, Diciembre 20 de 2013 [consultado 10 de Octubre de 2014]. Disponible en Internet: http://www.andi.com.co/Archivos/file/Vicepresidencia%20Desarrollo%20Sostenible/2014/DECRETO2981residuos.pdf 5 UN-HABITAT. Annual Report 2010 [PDF]. Nairobi: United Nations Human Settlements Programme, 2011. p. 17.
diferentes procesos que componen la gestión de los residuos sólidos municipales^6. Dentro de los aspectos ambientales más significativos de la gestion de los biorresiduos son la producción de lixiviados, la emisión de gases efecto invernadero y gases formadores de oxidantes fotoquimicos^7.
Con el fin de optimizar estudios posteriores, en este proyecto se llevó a cabo la determinación de los parámetros claves para la aplicación del modelo de Análisis de Ciclo de Vida EASETECH en la evaluación ambiental de la gestión actual de los biorresiduos municipales de la ciudad de Cali por medio de un análisis de sensibilidad de todos los parámetros que componen cada uno de los procesos involucrados en dicha gestión. Esto se llevó a cabo por medio de la herramienta informática basada en el Análisis de Ciclo de Vida (ACV) EASETECH, teniendo en cuenta para la evaluación ambiental cuatro categorías de impacto entre las cuales se encuentra cambio climático, formación de oxidantes fotoquímicos, eutrofización y acidificación, ya que estas son las más representativas de la gestión actual de los biorresiduos tal como sugirió Zuluaga^8.
En este documento se presentan los resultados del análisis de sensibilidad del ACV aplicado a la evaluación de los impactos ambientales de la gestión actual de los biorresiduos municipales de la ciudad de Cali, la cual se realizó siguiendo las etapas propias de la metodología ACV, según lo establecido en las normas ISO- 14040 e ISO-14044, lo que permitió identificar los asuntos significativos del sistema producto planteado.
Este tipo de estudios se realizan con el fin de apoyar procesos de toma de decisiones en cuanto a la adecuación y ajustes a la gestión de los biorresiduos y la adopción de tecnologías para su aprovechamiento y disposición, minimizando así los impactos ambientales y los riesgos en la salud de los habitantes derivados de dicha práctica^9. Es importante mencionar que este proyecto se enmarca en la tesis
(^6) LAURENT, Alexis, et al. Review of LCA studies of solid waste management systems- Part I: Lessons learned and perspectives. 7 En: Waste Management, Diciembre 25 de 2013.p. 574. NOGUERA, Katia y OLIVERO, Jesús. Los rellenos sanitarios en Latinoamérica: caso colombiano. En: Revista Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Septiembre de 2010. Vol. 34. p.1. 8 ZULUAGA PARRA, Ana Carolina. Evaluación de la aplicabilidad de la metodología ACV en la cuantificación de los impactos ambientales de la Gestión de los biorresiduos municipales de la ciudad de Cali. Proyecto de grado Ingeniera Ambiental. Santiago de Cali.: Universidad Autónoma de Occidente. Facultad de Ingeniería. Departamento de Energética y Mecánica. Programa de Ingeniería Ambiental, 2014. p. 95. 9 AZEVEDO,M.A y OLIVEIRA, M.D. Evaluation of environmental impact and health effects caused by municipal solid waste disposal in Minas Gerais State, Brazil [PDF]. Viçosa: Universidade Federal de Viçosa, 2011. p. 4.
Determinar los parámetros para la aplicación del modelo de Análisis de Ciclo de Vida EASETECH en la evaluación ambiental de la gestión actual de los biorresiduos municipales de la ciudad de Cali.
Representar los procesos y tecnologías empleados en la gestión de los residuos sólidos en la ciudad de Cali en el modelo EASETECH, considerando la información propia disponible del contexto evaluado. Seleccionar los parámetros claves para la aplicabilidad del EASETECH en la valoración ambiental de la gestión actual de los biorresiduos municipales de la ciudad de Cali, a partir de un análisis de sensibilidad paramétrica del modelo. Identificar los requerimientos de información para estimar los parámetros claves seleccionados.
El presente proyecto de grado consiste en la determinación de los parámetros claves para la aplicación del modelo EASETECH, en la evaluación ambiental de la gestión actual de los biorresiduos municipales de la ciudad de Cali, implementando la técnica de análisis de ciclo de vida ACV, para las categorías de impacto y metodologías de cálculo seleccionados. El proyecto se ajusta a los requerimientos de un análisis de ciclo de vida siguiendo los aspectos metodológicos establecidos en las normas ISO 14040 y 14044 en lo que corresponde a los aspectos obligatorios de las siguientes fases: 1) definición de objetivo y alcance; 2) Análisis de Inventario de Ciclo de Vida AICV y 3) Evaluación de Impacto de Ciclo de Vida EICV. Siendo importante mencionar, que la
información a utilizar para el AICV corresponde a la información disponible más precisa y acorde para el contexto evaluado.
Por su parte, la fase de interpretación, se centra en el análisis de los resultados de las fases anteriores y de la sensibilidad de los mismos, debiendo ser objeto de investigaciones posteriores, el respectivo análisis de incertidumbre y otros que se consideren pertinentes para confirmar el nivel de certeza de los resultados obtenidos, considerando las incertidumbres de las fuentes de información utilizada.
Los parámetros claves que se identifiquen en este proyecto, se relacionan con los asuntos ambientales significativos expresados en las normas ISO citadas.
