EVALUACIÓN DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE LA GASIFICACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS EN COCHABAMBA-BOLIVIA

Autores/as

  • Sebastián Valentín Paniagua-Gutiérrez Universidad Privada Boliviana
  • Juan René Clavijo-Grandon Universidad Privada Boliviana
  • Renán Orellana Lafuente Universidad Privada Boliviana
  • Daniel Felipe Sempértegui-Tapia Universidad Privada Boliviana

DOI:

https://doi.org/10.23881/idupbo.022.1-3i

Palabras clave:

Generación de Energía, Cochabamba-Bolivia, Gasificación, Residuos Sólidos Urbanos

Resumen

El manejo de residuos sólidos es un problema crítico para muchas ciudades en Bolivia. En este sentido, este trabajo pretende evaluar la factibilidad de una planta de generación de energía a través de la gasificación de residuos sólidos urbanos en la ciudad de Cochabamba. Este proceso de gasificación se modeló usando el método estequiométrico y se analizó diferentes escenarios en cuanto al contenido de humedad de los residuos, se consideró residuos sin contenido de humedad, para lo cual se requeriría un proceso de secado previo, hasta un escenario donde los residuos sólidos entran con su contenido original de humedad, el cual fue estimado en 43,5%. Considerando un flujo másico de residuos sólidos aprovechable de toda la ciudad de Cochabamba de 624,4 Ton/día, valor estimado para el año 2022, se determinó que la potencia producida estaría en un rango de 8 a 22 MW, dependiendo del grado de humedad de los residuos sólidos. Por otro lado, los proyectos de generación de energía son viables económicamente sin importar la humedad. Sin embargo, con residuos sólidos totalmente secos se obtiene un periodo de retorno de la inversión de 4 años, generando a partir de ese momento aproximadamente 20 millones de dólares de ahorro. Finalmente, también se realizó una simulación para el caso de una posible planta piloto, con un flujo de residuos reducido de 1,68 ton/día (70 kg/h). Se determinó que la potencia producida de esta planta piloto estaría en un rango de 25,56 a 70,08 kW, dependiendo el contenido de humedad de los residuos sólidos.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Afiliación del autor/a

Sebastián Valentín Paniagua-Gutiérrez, Universidad Privada Boliviana

Centro de Investigaciones Ópticas y Energías (CIOE)

Juan René Clavijo-Grandon, Universidad Privada Boliviana

Centro de Investigaciones Ópticas y Energías (CIOE)

Renán Orellana Lafuente, Universidad Privada Boliviana

Centro de Investigaciones Ópticas y Energías (CIOE)

Daniel Felipe Sempértegui-Tapia, Universidad Privada Boliviana

Centro de Investigaciones Ópticas y Energías (CIOE)

Referencias

L. U. O. Sotomayor, «Efectos y riesgos ambientales generados por el botadero de residuos sólidos del distrito Paucarpata, Arequipa 2018», Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa, 2018.

Asamblea Legislativa Plurinacional, Ley De Gestión Integral De Residuos. 2015, p. 21.

O. Bolivia, «43 de los 47 botaderos operan en malas condiciones y sin licencia», Opinión Bolivia, 2019. https://www.opinion.com.bo/articulo/cochabamba/43-47-botaderos-operan-malas-condiciones-licencia/20190612002400652001.html

I. N. de Estadística y Ministerio de Planificación del Desarrollo, «Bolivia: Población estimada y proyectada por departamento, según años calendario, 2012-2025». 2020.

I. N. de Estadistica y Ministerio de Planificación del Desarrollo, «Bolivia: Recolección de residuos sólidos por ciudades capitales, segun año y mes, 2005 - 2021». 2021.

V. Delfin Espinoza, «Diseño y construcción de un prototipo para convertir residuos sólidos urbanos en gas de síntesis», UMSA, La Paz, 2019. [En línea]. Disponible en: https://repositorio.umsa.bo/handle/123456789/26056

H. T. Coaquira Cabrera y P. N. Cruz Ruelas, «Revisión sistemática: Gestión de los residuos sólidos urbanos y la contaminación en la salud comunitaria, 2021», Repos. Inst. - UCV, 2021, [En línea]. Disponible en: https://repositorio.ucv.edu.pe/handle/20.500.12692/73441

World Energy Council, «World Energy Resources: Waste to Energy 2016». 2016.

C. Á. Maciel, «Biocombustibles: Desarrollo histórico-tecnológico, mercados actuales y comercio internacional», Econ. Inf., n.o 359, p. 27, 2009.

Comite nacional de despacho de carga, «Inyecciones y Retiros de Energía año 2021». 2021. [En línea]. Disponible en: https://www.cndc.bo/media/archivos/estadistica_anual/inretkw_2021.zip

J. Franco Oyarbide, «Bioenergía en Bolivia». Oficina Económica y Comercial de España en La Paz, 24 de septiembre de 2020. [En línea]. Disponible en: https://www.icex.es/icex/es/navegacion-principal/todos-nuestros-servicios/informacion-de-mercados/paises/navegacion-principal/el-mercado/estudios-informes/DOC2020861926.html?idPais=BO

H. Farouk, A. Lang, F. Tahir, y S. G. Al-Ghamdi, «Municipal solid waste: A potential source of clean energy for Khartoum State in Sudan», Energy Rep., vol. 8, pp. 342-349, nov. 2022, doi: 10.1016/j.egyr.2022.05.145.

B. J. Clark y M. J. Rogoff, «Economic Feasibility of a Plasma Arc Gasification Plant, City of Marion, Iowa», en 18th Annual North American Waste-to-Energy Conference, Orlando, Florida, USA, ene. 2010, pp. 121-130. doi: 10.1115/NAWTEC18-3502.

N. D. Montiel-Bohórquez, J. D. Saldarriaga-Loaiza, y J. F. Pérez, «Analysis of investment incentives for power generation based on an integrated plasma gasification combined cycle power plant using municipal solid waste», Case Stud. Therm. Eng., vol. 30, p. 101748, feb. 2022, doi: 10.1016/j.csite.2021.101748.

I. Khan, S. Chowdhury, y K. Techato, «Waste to Energy in Developing Countries—A Rapid Review: Opportunities, Challenges, and Policies in Selected Countries of Sub-Saharan Africa and South Asia towards Sustainability», Sustainability, vol. 14, n.o 7, p. 3740, mar. 2022, doi: 10.3390/su14073740.

CEUPE, «¿Qué es la gasificación?», Ceupe, 2019. https://www.ceupe.com/blog/que-es-la-gasificacion.html

Y. A. Cengel y M. A. Boles, Termodinámica, Octava ed. 2015.

A. Melgar, J. F. Pérez, H. Laget, y A. Horillo, «Thermochemical equilibrium modelling of a gasifying process», Energy Convers. Manag., vol. 48, n.o 1, pp. 59-67, ene. 2007, doi: 10.1016/j.enconman.2006.05.004.

W. D. N. Abril, «Diseño de un gasificador dual para biomasa residual agropecuaria a nivel laboratorio», Fundación Universidad de América, 2016. [En línea]. Disponible en: http://repository.uamerica.edu.co/handle/20.500.11839/103.

C. D. M. Gómez, «La eficiencia energética en el uso de la biomasa para la generación de energía eléctrica: Optimización Energética y Exergética», Universidad Complutense de Madrid, Madrid, 2013. [En línea]. Disponible en: https://dialnet.unirioja.es/servlet/cittes?codigo=95418

Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, El gas de madera como combustible para motores. Roma. [En línea]. Disponible en: https://www.fao.org/3/T0512S/t0512s00.htm#Contents

C. A. Forero Nuñez, C. A. Guerrero Fajardo, y F. E. Sierra Vargas, «Producción y uso de pellets de biomasa para la generación de energía térmica: una revisión a los modelos del proceso de gasificación», ITECKNE, vol. 9, n.o 1, jul. 2012, doi: 10.15332/iteckne.v9i1.57.

N. D. Montiel-Bohórquez, J. F. Pérez, N. D. Montiel-Bohórquez, y J. F. Pérez, «Generación de Energía a partir de Residuos Sólidos Urbanos. Estrategias Termodinámicas para Optimizar el Desempeño de Centrales Térmicas», Inf. Tecnológica, vol. 30, n.o 1, pp. 273-284, feb. 2019, doi: 10.4067/S0718-07642019000100273.

J. A. Poletto y C. L. da Silva, «Influencia de la Separación de Residuos Sólidos Urbanos para Reciclaje en el Proceso de Incineración con Generación de Energía», Inf. Tecnológica, vol. 20, n.o 2, pp. 105-112, 2009, doi: 10.4067/S0718-07642009000200013.

C. L. Toledo Medrano y M. Luján Pérez, «Caracterización de residuos sólidos urbanos y análisis de opciones de revalorización de materiales en el municipio de Cercado, Cochabamba, Bolivia», Acta Nova, vol. 4, n.o 1, pp. 3-21, dic. 2008.

R. Chandrappa y D. B. Das, Solid Waste Management: Principles and Practice. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2012. doi: 10.1007/978-3-642-28681-0.

H. Shi, N. Mahinpey, A. Aqsha, y R. Silbermann, «Characterization, thermochemical conversion studies, and heating value modeling of municipal solid waste», Waste Manag., vol. 48, pp. 34-47, feb. 2016, doi: 10.1016/j.wasman.2015.09.036.

S. A. Vidaurre, J. B. Beorlegui, y R. Roca, «Proyecto piloto de generación de energía eléctrica mediante gasificación en comunidades amazónicas aisladas», Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación, España. [En línea]. Disponible en: https://academica-e.unavarra.es/xmlui/bitstream/handle/2454/4243/577621.pdf?sequence=1&isAllowed=y

I. Cepeda González, Economía para ingenieros. Madrid: Thomson, 2011.

Comité nacional de despacho de carga, «Reglamento de precios y tarifas». 2021.

Autoridad de Fiscalización de Electricidad y Tecnología Nuclear, «Resolución AETN N° 343/2021». 2021. [En línea]. Disponible en: https://www.cre.com.bo/wp-content/uploads/2022/01/AETN_R-0343-2021_Procedimiento-Retribuci%C3%B3n.pdf

Archivos adicionales

Publicado

31-07-2022

Cómo citar

Paniagua-Gutiérrez, S. V., Clavijo-Grandon, J. R., Orellana Lafuente, R., & Sempértegui-Tapia, D. F. (2022). EVALUACIÓN DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA A PARTIR DE LA GASIFICACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS EN COCHABAMBA-BOLIVIA. Revista Investigación &Amp; Desarrollo, 22(1). https://doi.org/10.23881/idupbo.022.1-3i

Número

Sección

Ingenierías