I- Planteamiento del Problema

En nuestro tiempo tenemos diversos retos, el suministro de las fuentes de

agua, superar crisis económicas, sequias, cambios climáticos, problemas sociales,

crisis energéticas, problemas con la basura, el problema de la sobrepoblación, entre

otros.

Este trabajo se abordara al problema de la basura que de cierta manera es la

consecuencia del sobre-población, que es la misma que genera una alta demanda

de recursos naturales, energéticos y así como la generación de residuos sólidos.

De tantos seres humanos que somos en el planeta, todos generamos basura

y la cantidad es inmensa. Como se puede sobre entender si hay gente hay basura,

pero si hay mucha gente hay mas basura. Si esta no se le dispone de forma

adecuada, entonces ocurre lo que estamos experimentando, basura en la calle,

contaminación en los cuerpos de agua, la quema clandestina de residuos,

enfermedades a causa de basura. Y cuando se le da un tratamiento generalmente

es el del relleno sanitario, soluciona un problema, que trae consigo otro que es el

mal olor, se vuelve un foco de infecciones cuando la mancha urbana prácticamente

llega al depósito.

Aparte se tiene una alta demanda energética, las fuentes de combustibles

fósiles ya no son suficientes y se están optando por fuentes alternas, la basura se

puede considerar como fuente alterna por medio de diversos procesos que la

aprovechan para la generación de energía, aquí se abordara a la gasificación de

plasma.

II- Justificación del problema

Los desechos generados por las grandes urbes son un problema mundial

debido al gran número de residuos, estos han desplazado al hombre de sus

hogares. Y, ha llegado el tiempo de entrar en acción, en diversos países se han

tomado distintos formas de atacar el problema, desgraciadamente algunas de esas

acciones tienen un impacto a veces mayor al ambiente.

EL aprovechamiento de la basura como materia prima, en lo que refiere a la

generación de energía eléctrica, es prácticamente un Tabú en México ya que se ve a

la basura como objetos a los cuales no se les puede sacar provecho y solo el único

tratamiento que se da es el de confinamiento en rellenos sanitarios o en otras

ocasiones solo se depositan en vertederos a la intemperie.

Actualmente en México el proceso utilizado es el de relleno sanitario, pero esto

como manera de contener los residuos, actualmente, en Monterrey se aplica el

método de obtención de Biogás a partir de residuos organicos para la obtención de

energia electrica basado en los residuos sólidos urbanos. [1]

En la ciudad de Tijuana se emplean dos rellenos sanitarios para disponer de los

residuos pero en esos básicamente no se aprovecha la basura solo se le da

tratamiento. Estos rellenos sanitarios están en los extremos de la ciudad, uno esta

ubicado en la colonia obrera y la otra esta en dirección a tecate; en tijuana se

generan cerca de 1500 toneladas [2].

En este trabajo se busca abordar el problema con una perspectiva por medio

de un proceso innovador, llamado gasificación de plasma. En este proceso se busca

aprovechar al máximo la energia que potencialmente pueda tener la basura.

Esta tecnologia ha sido demostrada recientemente como uno de los

métodosmás ambientalmente amigable para el tratamiento de residuos y para el

aprovechamiento de la energia.

Lo que se busca desmotrar es como este dicho proceso podría ser la

respuesta para los males que vienen aquejando a la ciudad en cuanto residuos

solidos de trata.

III- Antecedentes

3.1-Residuos en México

Se reporta que en México se generaron cerca de 34 millones 383 mil

toneladas en 2005 [3], estos desechos provienen de hogares, comercios, oficinas y

parques, estos reciben el nombre de residuos solidos urbanos (RSU).

El Instituto Nacional de Ecologia, clasifica los tipos de residuos generados, en

funcion de sus propiedades fisicas, los principales residuos solidos que se generan

en los hogares se presentaran en la tabla 1.

Materiales Inertes

MaterialesFermentables

MaterialesCombustibles

MaterialesPotencialmente

Peligrosos

VidrioResiduos

AlimenticiosAlgodón Llantas

PlásticoResiduos de

JardineríaPapel

Excremento Secreciones

EnseresDomésticos

Hueso Cartón Aceites y Grasas

MaterialFerroso

Flores TetrapackAnimalesMuertos

ChácharasTextiles naturales y

sintéticosAlimentosCaducos

Tabla 1. Clasificación de los residuos sólidos municipales. [6]

Los desechos orgánicos conforman el 50% de la generación total, seguida por

el papel y carton con un 15%. La generación de desechos toxicos o peligrosos esta

controlada por la normativa vigente que es la Ley General del Equilibrio Ecológico y

Protección al Ambiente (NOM-087-ECOL-1995) [4], esta define a este tipo de

residuos como:

“aquellos residuos que tengan como características la corrosión, reactivas,

explosivas, inflamables, toxicas y biológico-infeccionsas, que sean un peligro para el

ambiente.” [4]

Estos serán manejados en términos de esta ley establezca, asi como los

términos que declara la SEMARNAT. En el 2000, cerca de 27,000 empresas se

declararon como generadoras de residuos peligrosos, teniéndose un total en ese

año mas de 3.5 millones de toneladas [3]. Aproximadamente, solo un 50% de los

residuos solidos que se generan se destinan a los rellenos sanitarios. Mientras que

el resto se queda en vertederos no oficiales, que en estos se realiza la quema de

desechos en la intemperie y generando emisión de gases tóxicos a la atmósfera.

3.1.1- Residuos en Tijuana

La ciudad de Tijuana genera una cantidad aproximada de 1,500 toneladas

diarias de residuos solidos. La cantidad ha aumentado exponencialmente desde el

año 2000 a la fecha. En dicho año un ciudadano promedio de de esta entidad

generaba poco mas de 301 kg de basura por año, pero en tan solo 4 años esta

cantidad estimada aumento a 346 kg de basura per cápita. [2]

En un estudio realizado por el colegio de la frontera norte, tomo como muestra

a 5 colonias para representar niveles socieconomicos. A estas colonias las dividieron

en funcion de estos, en la tabla 2 se muestran asi como la cantidad de basura

generada promedio por gramo/día/habitante.

ColoniaNivel Socioeconomico

(Estrato)Cantidad de basura

generadaGuadalupe Victoria y el

chamizal(I) Bajo 818.52 gramo/dia/hab

Independencia (II) Medio 798.91 gramo/dia/habMadero y Madero Sur (III) Alto 824.66 gramo/dia/hab

Tabla 2.Colonias seleccionadas para el muestreo de RSU en la ciudad de Tijuana, Baja

California. [5]

La composicion en los tratos, se obtuvieron los resultados los siguientes

resultados representados en las Figuras 1.a, 1.b y 1.c.

a) b) c)

Carton 5% Vidrio

4%

Bolsas su-permercado

4%

Resi-duos de comida

41%

Resuidos sani-tarios 21%

Resuidos de jardin

8%

Textiles 6%

Plástico rígido 6% Papel

5%

ESTRATO I.-a jardín

4%

Resuidos de comida36%

Resuidos sanitarios 21%

Papel10%

Textiles7%

Plásti-cos rí-gidos

6%

Cartón6%

Vidrio6%

Bolsas del supermercado 4%

Estrato ll.-b papel otros 4%

resuidos de comida 35%

sanitarios 20%

papel 12%

vidrio7%

carton 7%

pla-sicos rigi-dos 5%

jardin5%

textiles 3 .2%4%

Estrato lll .-c

Figura 1. a) Estrato I, b) Estrato II y c) Estrato III. [5]

Bien como se puede apreciar por los graficos anteriores, se observa un cierto

patrón de consumo en base a los desechos generados. En la Tabla 3 se muestra un

desglose de los desechos que se generan en cada estrato socioeconómico.

Residuo Estrato 1 Estrato 2 Estrato 3Residuos de comida 29.91 27.00 27.91Residuos Sanitarios 15.00 16.04 15.40

plástico (bolsas, PET, empaques y embalajes)

10.68 11.40 11.43

Papel y cartón 7.34 12.41 15.46Residuos de jardín 5.80 2.67 3.77

Textiles 4.69 5.36 3.29Vidrio 3.09 4.32 5.91

Unicel 0.59 0.63 0.83Tetrapack 0.32 0.34 0.61

Tabla 3. Resultados de clasificación de residuos sólidos urbanos. [5]

Teniendo este desgloce se puede percibir que la generacion de basura entre

los estratos es practicamente la misma, solo en donde se generan distinciones es en

los residuos de papel y carton, fuera de los demas constituyentes son las mismas

cantidades. Asi se entiende que la generacion de residuos no depende del nivel

socieconomico.

Pero como Tijuana es una ciudad fronteriza, esta es atractiva para la

poblaciónforánea por las diversas oportunidades que presenta como mayor trabajo

y una mejor calidad de vida. Aunque esto provoca un mayor crecimiento en su

poblacion, asi afectando a la logistica de la distribucion de los servicios recolectores

de basura, el municipio aplica el relleno sanitario como método para tratar a los

residuos, existen diversas compañías que se encargan de estos por medio del

reciclaje pero la mayoría se encarga de metales principalmente el aluminio y de

algunos plásticos, teniendo así como una gran cantidad de basura sin posibilidad de

darle un aprovechamiento que no sea destinarla a los rellenos.

3.2- Procesos de tratamiento de residuos

Los residuos sólidos urbanos están comprendidos por basura, muebles,

electrodomésticos viejos, desperdicios de actividades comerciales, etc. Esta

generación de desperdicios esta presente en la formación de una edificación. Para

una construcción de un lugar con buenos ahorros de energía, emisiones de carbono,

reducción de desperdicios y una de las más importantes el agua, es importante una

gran consideración acerca de la selección de la tierra, ahorro con respecto al agua y

la energía. Estos dan como resultado lugares más saludables y aprovechamiento de

los recursos. La generación de RSU esta aumentando conforme mediante como la

gente compra productos. Y es importante gestionar de una manera adecuada,

innovadora, ecológica y sustentable los RSU, ya que es uno de los principales

problemas que tienen los municipios en los últimos años. [8] Entonces la pregunta

que uno se hace es ¿cómo podríamos hacer para que disminuyan los RSU? Aquí se

presentan uno de los tratamientos mas modernos que se utilizan en la actualidad:

Recogida selectiva: Este método se trata exclusivamente la separación de ciertos

materiales como vidrio, metal, plástico, papel, etc. Donde se trata de la reutilización

de estos materiales y se podría definir como a la segregación de ciertos materiales

que tienen un cierto valor y que estos se estos están ubicados en los desechos. [8]

Recogida general: Este método es donde no hay recogida selectiva, esta contiene

de todo o tiene lo que no se puso en la recogida selectiva, esta es depositada en

contenedores o generalmente se pone afuera de los hogares para que el servicio a

la comunidad de sanidad pase por estos, de ahí se llevan a vertederos o a plantas

de tratamientos. [8]

Plantas de selección: Aquí lo que se hace es que después del recogido general se

separan en una zona de selección ya sea manual o mecánicamente. [8]

Reciclaje y recuperación de materiales: La idea del reciclaje es el recuperar y

reutilizar la mayor cantidad posible de los RSU. [8]

Compostaje: El compostaje se trata de que la materia orgánica que esta

fermentada se pueda utilizar para abonar suelos, alimentar ganado, construir

carreteras etc. Esto es posible a que lo fermentado de la materia orgánica forma el

“compost”. [8]

Vertido: aquí es donde toda o la mayoría de la basura que desechamos en nuestros

hogares, empresas, escuelas etc. se depositan, sin ningún control ni mantenimiento,

debido a esto no tienen ningún tipo de medida sanitaria y se llena de animales que

contraen enfermedades malos olores y seguido de esto muchas veces se quemaba,

contaminando el aire y los mantos acuíferos. Pero existe otro tipo de vertedero que

es el vertedero controlado que es lo mismo solo que se hace un agujero en ese

mismo se deposita la basura, se impermeabiliza y se recubre con una delgada capa

de tierra. [8]

Todos y cada uno de los puntos mencionados tienen sus ventajas pero tienen

en mayor parte desventajas ya que se podrá decir, bueno en el reciclaje no se

contamina pero con lo que se sabe es que al querer reciclar se necesita mas energía

para reciclarlo y volverlo a reutilizar que hacer uno nuevo y en el proceso de reciclaje

también hay contaminación. Dado el alto índice de desperdicios de RSU se necesita

encontrar formas que sean sustentables. A partir de los RSU, se es posible la

producción de gas. Esto gracias a la gasificación de plasma donde se logra que

estos residuos consigan su eliminación de una forma limpia y segura. Generalizando

este método de plasma genera un campo de energía que logra una disociación

molecular de los líquidos, gases y sólidos. [8]

3.2.1-Gasificación por plasma

A continuación de describirá de que trata y como esta formado el proceso de

la gasificación por plasma.

Como antes mencionado se dijo que el convertidor de plasma genera energía donde

esta provoca una disociación molecular de los líquidos, solidos y gases. Esto se

logra a una temperatura de 5000ºC donde el sistema es irreversible. [9]

En el sistema convertidor por plasma se tienen cuatro etapas: Alimentación,

disociación, enfriamiento, postratamiento.

Primera etapa: Alimentación

Esta etapa consta de 4 partes.

1.- Reducción de tamaño: Aquí se realiza una reducción en forma volumétrica lo

RSU y a su vez se logra una uniformidad con los compuestos con los mas finos y los

más gruesos. [9]

2.- Separación:Debido a que en la reducción de tamaño nos e logro una uniformidad

al 100%, en esta etapa se optimiza el proceso y se logra una mejor uniformidad y así

se logra que la composición del gas no varié. [9]

3.- Compactación:En esta etapa se lograra aumentar la densidad de los residuos,

así el flujo de entrada de los RSU será mayor. [9]

4.- Alimentación: mediante una línea se llevara a cabo la alimentación.

Segunda etapa: Gasificación por plasma

En esta etapa se distingue por tres características.

1.- Disociación: Esto se hace dentro de una vasija, donde el plasma deshace los

materiales separándose en CO y H2 y en materia orgánica. En la misma vasija por la

pasta del fondo se introduce arena donde esta se funde debido alas grandes

temperaturas. En esta etapa se logra una reducción volumétrica de 300:1, debido a

que si en el material que se introdujo a la vasija contiene metales pesados estos

pasaran con la aren fundida y se quedaran impregnados en la arena. [9]

Debido a las altas temperaturas en la vasija, se producen los siguientes procesos:

Craqueado térmico: en este proceso las moléculas más complejas se disocian

en moléculas mas simples, de esta manera se forman gases hidrocarburos e

hidrogeno.

Oxidación parcial: En este proceso se forma el CO el cual se favorece y el

agua en porciones pequeñas y CO2.

Reformación: Los elementos obtenidos se fusionan formando nuevas

moléculas. Y dan las siguientes reacciones

C(g )+H2O(v)→CO(g )+H 2(g )

CO2(g )+C (v)→CO(g )[9]

2.- Destrucción: En esta característica se hace la destrucción de compuestos tóxicos

de todo tipo. La disociación molecular empieza a partir de los 2700 0C y debido al

plasma dentro de la vasija ya mencionada se logra una temperatura media de 5000 0C.

3.-Fusión: Como se suponía en este proceso las moléculas inorgánicas se fusionan,

formando un tipo lava que al enfriarse se hace en un vidrio basáltico inerte

completamente inocuo.

Tercera etapa: enfriamiento

Para evitar que se combinen el CO y el H2 es necesario enfriar la temperatura

que sale a 1000 0C del proceso de gas.

Cuarta etapa: Postratamiento

Seguido del enfriamiento el gas tiene que ser purificado para eliminar ciertos

componentes que pueden provocar la contaminación inmediata del catalizador. Esta

etapa consta de 4:

Filtro de mangas: se instala un filtro para la eliminación de partículas. Los

solidos son retenidos en la tela en forma de manga y el gas pasa.

Torre de eliminación H2S: El gas es introducido a un scrubber para eliminar el

H2S y se forma el Na2S.

Proceso WGS (water-gas shift): aquí solamente se usa un catalizador de

hierro que nos da CO2 y agua.

Eliminación del CO2: Debido a que hay una proporción de más del 10% de

CO2 en volumen, no es aceptable debido a que reducirá el rendimiento de la síntesis

por ello se eliminara. Para lograr esto el gas se pasara por un baño solvente de

aminas, donde estas capturaran el CO2 (este CO2 se podrá vender).[9]

3.3- Aplicaciones de la obtención de energía por Gasificación por plasma

Debido al aumento en la demanda requerida para abastecer las necesidades

energéticas del estilo de vida del cual hoy disponemos, se ha tenido que recurrir a

métodos de abastecimiento alternativos y muy distintos a los tradicionales obtenido

por medio de los combustibles fósiles que además ofrecen mayores ventajas a éstos

últimos, tales como; El uso de materiales de desecho, limpieza en emisiones,

sustentabilidad, renovabilidad, etc. Esto puede asegurarse del alto consumismo que

produce un incremento cada vez mayor en desechos día con día y por otro lado la

imperante necesidad de métodos de producción energética amigables con el medio

ambiente.[9]

En el caso del aprovechamiento de la gasificación por plasma las opciones

son prácticamente ilimitadas en relación a la cantidad de aplicaciones o usos que

puedan beneficiar a la sociedad. Con el solo hecho de eliminar los desechos

carentes de confinamiento en zonas densamente pobladas tales como la ciudad de

Nueva York, hasta la obtención de bienes energéticos distintos a los fósiles que para

grandes urbes asiáticas o europeas resultan de costos estratosféricos, e incluso en

los países en vías de desarrollo puede derivar en mayores ingresos a la población

mediante la creación de nuevas compañías y ayudando a la creación de nuevos

empleos. Por ejemplo en la ciudad de Nueva York se podría crear una planta

energética para abastecer su alto consumo de electricidad y el material metálico

vitrificado podría transportarse fácilmente a las grandes fundidoras de Pennsylvania.

[9] En ciudades europeas o asiáticas además de las plantas generadoras de energía

con las que cuentan esa energía se ha utilizado para el transporte público por medio

de trenes de cero emisión alentando a la población a evitar de manera desmedida el

uso de automóviles mismos que contaminan, son cada vez menos accesibles los

costos de combustibles en dichas zonas y además reduciendo el tráfico ya que

muchas de estas ciudades fueron diseñadas mucho antes que el automóvil y el

trazado de sus calles no resulta muy cómodo para utilizarlos. La situación también

resulta muy promisoria para los países en vías de desarrollo ejemplo de ello es el

caso de Brasil que mediante el aprovechamiento de sus residuos que han convertido

sus residuos en energía su auge económico ha sido notorio en los últimos años

entre los países de américa latina siendo pionero en estas tecnologías. [9]

IV- Hipótesis

Sabemos que la basura es un problema general, también tenemos en cuenta

que existen diversos métodos para tratar con este problema, aunque lo que más se

aplican son los rellenos sanitarios, incineradores, vertederos, entre otros. En todos

estos no se busca sacar algún provecho de la basura, si no simplemente se busca

deshacer del problema por un lapso de tiempo también durante su aplicación

representa un gran precio aplicarlos debido al sacrifico de suelos, del aire y demás

recursos naturales, como la obtención de terrenos para los sólidos, la generación de

gases contaminantes que en el futuro serán un problema de salud, representando un

gran gasto económico para los sistemas de salud o en el seno familiar. En contraste

la gasificación de plasma ofrece una solución aunque eventualmente controversial

debido a la rentabilidad de los proyectos, representa una alternativa a largo plazo.

V- Objetivo General

El objetivo general de este trabajo consta, en la búsqueda de la

implementación de la Gasificación de Plasma en el relleno sanitario ¨Benito Juárez¨,

ubicado en la colonia Obrera, en la ciudad de Tijuana, Baja California.

Lograr este objetivo sería muy importante desde diversos puntos de vista

pasando desde lo energético para una maximización de recursos, tanto su

confinamiento ya que requerirá un espacio exponencialmente menor y también en

cuanto al tratamiento del suelo requerido para los rellenos.

5.1- Objetivos específicos

Verificar la normativa existente acerca de los rellenos sanitarios en el país.

Identificar y clasificar la basura generada en el municipio de Tijuana, Baja

California, en un periodo de tiempo.

Estudio e identificación del tipo de suelo localizado en el relleno sanitario

¨Benito Juárez¨ en la ciudad de Tijuana, Baja California.

Estudio del presupuesto necesario para la construcción de una planta de

Gasificación por Plasma en la ciudad de Tijuana Baja California.

VI-Metodología

6.1- Normativa

La norma en la que se establecen las condiciones y especificaciones de un

relleno sanitario, es la NOM-083-SEMARNAT-2003, que establece las

especificaciones de protección ambiental para la selección del sitio, diseño,

construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias [10] de un

relleno.

Esta norma especifica que los RSU, que no sean aprovechados o tratados, se

les deben disponer un lugar final. Las categorías de los sitios de disposición final

están en función de la cantidad de toneladas que ingresan por día en la Tabla 4.

Tabla 4. Categorías de los sitios de disposición final

Fuente: NOM-083-SEMARNAT-2003, “5.Diposiciones generales, Tabla No.1” [10]

TipoTonelaje Recibido

TON/DIAA Mayor a 100B 50 hasta 100C 10 y menor a 50D Menor a 10

En esta norma solo detalla los requisitos mínimos que deben de cumplir estos

rellenos, pero solo especifica del tipo D (menos de 10 toneladas) [10].

1. Garantizar un coeficiente de conductividad hidráulica de 1X10-5 cm/seg, con

un espesor mínimo de un metro, o su equivalente, por condiciones naturales

del terreno, o bien, mediante la impermeabilización del sitio con barreras

naturales o artificiales.

2. Una compactación mínima de la basura, de 300 kg/m3.

3. Cobertura de los residuos, por lo menos cada semana.

4. Evitar el ingreso de residuos peligrosos en general.

5. Control de fauna nociva y evitar el ingreso de animales.

6. Cercar en su totalidad el sitio de disposición final.

Actualmente no existen normas equivalentes a nivel internacional, debido a

que los procedimientos técnicos y jurídicos no se comparan a los integrados en esta.

Ya que en esta norma se complementan de forma lógica siguiendo los fundamentos

teóricos y científicos reconocidos internacionalmente [10].

El cumplimiento de la NOM-083-SEMARNAT-2003, se realizara la gran parte

durante la construcción de la planta, posteriormente se evaluaran periódicamente los

requisitos establecidos en función de la identificación de la categoría del relleno

sanitario. Como los controles de la fauna, la prevención del ingreso de los residuos

peligrosos, la aseguración de la compactación de la basura y por plazos seria cercar

el terreno ocupado por el relleno, así como la impermeabilización.

Otra norma que nos será útil considerar la NOM-098-SEMARNAT-2002 [11], esta

considera todo lo relacionado acerca de la incineración de residuos. Esta la

necesitamos considerar por las emisiones de gases.

Esta norma la NOM-098-SEMARNAT-2002, establece los límites máximos

permisibles en las emisiones, así como la frecuencia de medición y métodos de

evaluación, que son aplicados todo el tiempo en las instalaciones de incineración,

menos cuando son periodos de arranque o en paro de equipos. Los límites máximos

están en la tabla 5 [11].

Tabla 5. Limites máximos Permisibles de emisiones para instalaciones de

incineración de residuos.

ContaminanteLimite de emisión

Frecuencia de medición

Norma que aplica o que método

CO(mg/m3)

63 ContinuoInfrarrojo no dispersivo y

celda electroquímicasCl.

(mg/m3)15 Trimestral NMX-AA-070-1980

NOx

(mg/m3)300 Semestral

Quimioluminiscencia

SO2

(mg/m3)80 Semestral NMX-AA-55-1979

Partículas(mg/m3)

50 Semestral NMX-AA-10-SCFI-2001

ArsénicoSelenioCobaltoNíquel

ManganesoEstaño(mg/m3)

0.7* Semestral

Espectrometría de absorción atómica

Cadmio(mg/m3)

0.07 SemestralEspectrometría de absorción atómica

PlomoCromo total

CobreZinc

(mg/m3)

0.7* SemestralEspectrometría de absorción atómica

Mercurio(mg/m3)

0.07 SemestralEspectrometría de

absorción atómica con vapor frio

Dioxinas y Foranos EQT (ng/m3)

Instalaciones de incineración nuevas

0.02 Anual

Cromatografía de gases acoplado a

espectrometría de masas de alta resolución

Dioxinas y Furanos EQT (ng/m3)

Instalaciones de incineración existentes

antes de la publicación de esta norma

0.5 Anual

Cromatografía de gases acoplado a

espectrometría de masas de baja

resolución.

Todos los valores están referidos a condiciones estándar: 1 atmosfera, base seca, 250C y 7% de

Oxigeno O2, de acuerdo a la NOM-085-SEMARNAT-1994

*Suma total de metales pesados.

Fuente: NOM-098-SEMARNAT-2002, “9. Emisiones al ambiente, Tabla No.1” [11]

Esta norma no concuerda con ninguna norma o lineamiento internacional, ni

siquiera existen normas mexicanas que hayan servido de base para esta. [11]

Para asegurarnos del cumplimiento de la NOM-098-SEMARNAT-2002, se

realizara por medio de un monitoreo semanal de las emisiones a la salida del

proceso de gasificación por plasma. Los métodos para la determinación serán los

que están detallados en la norma.

6.2-Clasificación de basura Generada.

En base a un estudio realizado por la Universidad de los Andes, la

composición de la basura de una ciudad vecina como lo es Ensenada Baja California

debido a la similitud existente en hábitos de consumo en general entre sus

habitantes, es un muy buen punto de partida para conocer su composición

cualitativa y cuantitativamente. Se considera que la producción de la ciudad en

toneladas semanalmente es de 643.67 toneladas de residuos alimenticios para

composta (46.8%), 389.45 toneladas de papel y cartón (28.32%), 217.55 toneladas

de plástico (15.82%), 78.81 toneladas de vidrio (5.73%), 37.20 toneladas de metales

(2.70%) y 8.11 toneladas de aluminio (0.6%) [12].

Teniendo en cuenta que todo este tipo de residuos producidos pueden ser

tratados sin problema alguno mediante la gasificación por plasma la cual alcanza los

5000°C, temperatura a la cual se puede eliminar a cualquier microorganismo que

pueda resultar nocivo para los seres humanos o animales de crianza, por otra parte

también se podrán fundir metales pesados a esas temperaturas y poderlos extraer

en fragmentos solidificados característicos de dicho proceso alcanzando de esta

forma un alto porcentaje de inocuidad en la realización de este procedimiento,

aunado a ello la ventaja que ofrece la reducción del espacio en el medio ambiente

destinado para el confinamiento de la basura e incluso el hecho de eliminarla en un

lapso de tiempo muy corto en relación a los procesos de biodegradación que

además favorece la producción de metano y dióxido de carbono durante toso este

periodo y teniendo en cuenta que es muy lento o nulo en el caso de la degradación a

metales pesados.

Dicho lo anterior es una gran alternativa el uso de este proceso en el

tratamiento de los desechos, desde luego debemos tener en cuenta que existen

productos que pueden rehusarse y que además tienen un valor económico

importante, seria únicamente cuestión de crear una un programa que permita el

aprovechamiento de todos los recursos que se puedan obtener de un buen

tratamiento de los residuos sólidos de una manera sustentable para el medio

ambiente y ¿por qué no decirlo? También sustentable económicamente.

6.3-Identificación del tipo de suelo

En el muestreo de suelos básicamente se usa para la obtención de una o más

muestras en un terreno. Este muestreo por consiguiente se hará con base a

parámetros ya dados. Se presentara lo siguiente donde el estudio de los suelos se

tiene que estar en buenas condiciones, esto nos dice que tienen que estar libres de

residuos. La finalidad de este estudio es la caracterización física, así como las

propiedades de filtración y en cuanto a la capacidad que tiene el suelo que va a ser

utilizado para verter los residuos. [14]

Para la realización del estudio del suelo en sus características físicas se

tendrá que realizar a partir de un ensayo llamado ensayos in-situ. Se utilizara este

ensayo debido a que los ensayos que se realizan en los laboratorios presentan

algunos problemas. [13]

El ensayo in – situ, se trata de obtener muestras del terreno y mantenerlas en

las mismas condiciones, esto debido a que las arcillas contenidas pueden tener una

disminución en su resistencia. [13]

Estratigrafía

Después de la excavación por medio del antes mencionado es obtener de un

suelo más profundo las propiedades físicas del suelo, esto simplemente se hará

visual. [13]

Infiltración PORCHET

Este estudio nos da a conocer cuánto es el coeficiente de permeabilidad en el suelo

estudiado.Ya una vez que se hizo la estratigrafía, como antes mencionada en las

zonas donde no hay residuos sólidos se realizara el estudio de la infiltración. [13]

Para su estudio la superficie donde se va a realizar ensayo se deberá

preparar, quitando todo material de relleno.

Se para a la parte de una excavación con los métodos antes mencionados

como con el ensayo in-situ del cual tiene varias formas de excavación en esta será

en forma cilíndrica el cual tendrá que tener un diámetro especificado y una cierta

profundidad (el diámetro y la profundidad no los dará el estudio de estratigrafía).

Para asegurarnos del diámetro que se está utilizando promedio se deberán de hacer

tres mediciones. Del mismo modo se debe de lograr en la excavación una

verticalidad nivelada de las paredes.

Para finalizar el estudio, se deberá llenar de agua el agujero ya antes hecho

hasta que el agua llegue a un tope con y haga ras con la superficie del terreno. El

agua deberá bajar de ciertos metros dependiendo de la profundidad y se medirá el

descenso de la misma al igual que el tiempo transcurrido.

Con base a los resultados se podrá comparar con otros resultados de otros

vertederos para comparar el nivel de impermeabilidad del suelo.Para esto también

existe una clasificación de suelos según SOIL CONSERVATION SERVICE, EEUU.

K (cm/hr)< 0.1 Muy lenta0.1-.5 Lenta0.5-2.0 Moderadamente lenta2.0-6.5 Moderada

6.5-12.5 Moderadamente elevada12.5-25 Elevada

<25 Muy elevadaTabla 1. Fuente ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS SUELO VERTEDERO CHONCHI, ANEXO

Nº 2: ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS

6.4-Aspecto Económico de Implementación del Problema.

A simple vista el proceso de gasificación de plasma parece ser un proceso

caro e inseguro, pero, después de la investigación realizada se ha aprendió que este

es un proceso seguro, ambientalmente viable y altamente eficiente.

Si bien la inversión necesaria para la creación de una planta puede

considerarse elevada, el proceso en si genera opciones para paulatinamente

recuperarse económicamente tales como:

1. El proceso genera electricidad la cual puede venderse como se hace en 2 plantas

existentes en Utashinai, Japon y en Ottawa, Canadá, las cuales generan casi 8 MWh

y venden aproximadamente la mitad cada una. [15]

2. Proveniente del mismo proceso se obtiene gas sintético, el cual se pude vender

como combustible. [15]

3. El no tener que separar los residuos que se reciben en las plantas implica un

ahorro dentro del mismo proceso. [16]

Consideraciones Económicas

El costo de inversión para una planta de gasificación por plasma esta en el

orden de $3.75 millones de dólares para una planta que procesa 750 libras/hora

siendo este el costo del equipo principal, para procesar 3000 libras/hora el costo

estimado es de $8.78 millones de dólares. [17]

El costo para operar y mantener la planta (electricidad necesaria, productos

químicos, agua, etc.) es aproximadamente $0.36 centavos de dólar/libra tratada

(aproximadamente $6,480 por día para una planta de 750 libras/hora). [17]

Si bien parecen precios muy elevados, la efectividad y eficiencia del proceso

son sorprendentes, a 5,000°C y a una atmosfera de presión el 99% de los residuos

orgánicos son incinerados, probando así su efectividad.Por otra parte las ventajas

económicas de este proceso de tratamiento se podrían observar a largo plazo como

se puede entender en la declaración siguiente:

"La ciudad de Nueva York ya está pagando una cifra astronómica ($90/Ton)

por librarse de la basura. De acuerdo a Startech, unas pocas plantas de gasificación

transformando 2.000 toneladas diarias, podrían hacer lo mismo por unos $36. Tras

vender el gas sintético y el excedente eléctrico, el precio real por tratamiento de

tonelada de residuos bajaría a los $15. La gasificación no es solo respetuosa con el

medio ambiente, también es una buena decisión como negocio.” [18][19]Dicha

declaración fue dada por los precursores de este proceso en el año 2007.

VII- Programa de actividades.

Andrade Torres Francisco (FAT)

Cabezas Lares Santiago (SCL)

Garcia Lozano Jonathan Eduardo (JEGL)

Ornelas Sanchez Rodrigo Yael (RYOS)

Actividades Ejecutor 2013 2014

Permisos de operacion RYOS-JEGLSemana del 5 al 10 de

febrero---

Selección del terreno. FAT-SCLSemana del 16 al 20 de

enero--

Adaptacion del terreno. JEGL-RYOS Del 1 al 15 de marzo --Construccion de la planta FAT-JEGL-SCL-RYOS Mayo-Junio --Selección de operadores FAT-RYOS Junio 4 al 8 --

Capacitacion del personal SCL-JEGLJunio semanas del 16 al 20

y 23 al 27Trimestral

Verificación de los conocimientos de los

operadoresFAT-JEGL-SCL-RYOS

A partir del inicio de operaciones

Bimestral

Selección de equipos FAT-RYOS Abril 9-10

Instalacion de equipos. RYOS-JEGLDepende de la fecha de

entrega del equipo--

Calibracion de equipo RYOS-JEGLMensual a partir de la

instalaciónMensual

Muestreo FAT-SCLQuincenal a partir del inicio

de operaciones Quincenal

Testeo de operación de la planta

FAT-RYOS 10 de septiembre Trimestral

Verificacion de la NOM-083-SEMARNAT-2003

JEGL-SCL Anual Anual

Verificacion de la NOM-098-SEMARNAT-2002

JEGL-SCL Anual Anual

VIII- Presupuesto

Tipo de Gasto Actividad Monto (Dólares)

Gasto de InversiónGasto de inversión

Gasto de inversiónGasto de inversión

Gasto corriente

Equipo de oficina5 Computadoras

5 Impresoras-multifuncionalesMuebles de oficina:

-Escritorios, silla-Decoración y acabados

Papelería

$1,500$500

$1,000$1,000$500

Gasto corriente Obtención de Permisos $25,000Gasto de inversión Obtención de la licitación del

terreno$320,000

Gasto corriente Adaptación del terreno y Construcción de Planta

$450,000

Gasto de inversión Reclutamiento de personal

Oficina de Recursos humanos h$1000

Gasto corriente Gasto corriente

Sueldo de personal16 empleados:4-Ingenieros

$200,000$65,000

Gasto corrienteGasto corrienteGasto corrienteGasto corriente

8-Operarios2-Personal de laboratorio

1-Secretarias1-Asistente

$100,000$15,000$10,000

Gasto de inversión Equipo de operación $10,000,000Gasto corriente Capacitación del Personal $5,000

Gasto de inversión Renta Laboratorio $50,000

Gasto de inversión Equipo de Laboratorio $350,000

Gasto de inversiónGasto de inversión

Equipo PesadoRetro-excavadoraCamión de volteo

$125,000$125,000

Gasto de inversiónGasto de inversión

Gasto corrienteGasto corrienteGasto corriente

Gasto de inversión

Gastos de comunicación y transporte

2 Autos de 4 cilindros1 moto 1000cc

GasolinaRefaccionesChequeos

Equipo y servicio de radiocomunicación

$20,000$1,500$3,500$800$200

$2,000

Gasto corrienteOtros Servicios

(Teléfono, agua, etc.)$1,500

TOTAL $11,865,000

IX- Referencias

1. José L. Arvizu F. y Jorge M. Huacuz V. “Biogás de rellenos sanitarios para producción de electricidad”. P.1, año 2003.

2. S.n. “Foro de Residuos Sólidos”. Año 2010. URL: http://pfea.org/residuos/?page_id=2

3. Taboada-Gonzales, Aguilar-virgen y Armijo-de-Vega. “La tecnología de plasma y residuos sólidos”, pagina 52.Año 2009.

4. “Norma Oficial Mexicana NOM-087-ECOL-SSA1-2002, Protección ambiental- Salud ambiental- Residuos peligrosos biológico- infecciosos- Clasificación y especificaciones de manejo”. SEMARNAT. URL: http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/087ecolssa.html

5. Colegio de la Frontera Norte, "Diagnostico de los residuos sólidos urbanos en Tijuana, Baja California". Octubre 2010.

6. Instituto Nacional de Ecología, SEMARNAT, “Parte III: La situación de los residuos sólidos en México”. Año 2007. URL: http://www2.ine.gob.mx/publicaciones/libros/133/situacion%20en%20mexico.html#top

7. "CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL MEDIOAMBIENTE". (s.n), (s.f). URL: http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/13Residu/110ReSolUrb.htm

8. "Tratamientos de Residuos Sólidos Urbanos".(s.n), (s.f) URL: https://www.estrucplan.com.ar/Producciones/entrega.asp?IdEntrega=1850

9. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA (ICAI). "PRODUCCIÓNDEBIODIESELPORSÍNTESISA PARTIR DE LOS GASES

OBTENIDOS POR LA DESCOMPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS POR PLASMA."

10. “Norma Oficial Mexicana NOM-083-SEMARNAT-2003, Especificaciones de protección ambiental para la selección del sitio, diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial”. URL:http://www.profepa.gob.mx/innovaportal/file/1306/1/nom-083-semarnat-2003.pdf

11. “Norma Oficial Mexicana NOM-098-SEMARNAT-2002, protección ambiental-incineración de residuos, especificaciones de operación y límites de emisión de contaminantes”. URL: http://www.profepa.gob.mx/innovaportal/file/1309/1/nom-098-semarnat-2002.pdf

12. Q Aguilar-Virgen, C Armijo-de Vega… - scielo.org.co13. “Norma Oficial Mexicana NOM-021-SEMARNAT-2000 que establece las

especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos, estudio, muestreo, análisis” URL:http://www.profepa.gob.mx/innovaportal/file/3335/1/nom-021-semarnat-2000.pdf

14. “Estudio de mecánica de suelos suelo vertedero chonchi: Anexo No.2: Estudio de Mecánica de Suelos”.S.n., s.f URL: https://www.e-seia.cl/archivos/EST_MEC_SUELOS_VERTEDERO_CHONCHI.pdf

15. Andrea Castillo “Gasificación con arco de plasma". Julio 201016. "La tecnología de plasma y residuos sólidosIngeniería" Revista Académica, Vol. 13,

Núm. 2, mayo-agosto, 2009, pp. 51-56 Universidad Autónoma de YucatánMéxico.17. Nilangely Arzon, Roberto C. Callarotti. "Gasificación por Plasma para Tratar

Residuos Sólidos en Puerto Rico". Diciembre 2008.18. S.n. “El procesamiento con plasma convierte la basura en energía

limpia”.2007.URL:http://maikelnai.elcomercio.es/2007/02/25/el-procesamiento-con-plasma-convierte-la-basura-en-energia-limpia/

19. John B.Carnett “The prophet of garbage”. 2011, Recuperado el 27 de octubre. URL:http://www.popsci.com/scitech/article/2007-03/prophet-garbage