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Proyecto de teisis de ñla universidad nacinal del acallao
Tipo: Tesis de Bachillerato
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Subido el 13/07/2022
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Erick Alberto Cordero Santos Harold Daniel Huamán Pintado Kenny Álvaro Yance Flores ASESOR José Pablo Rivera Rodríguez LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: Callao, 2022 PERÚ
Producción de biogás: son residuos que se degradan rápida y naturalmente. De la descomposición de se generan gases de efecto invernadero como el dióxido de
Los residuos sólidos ocasionados por la sobrepoblación, el consumismo y la falta de cultura ambiental en la sociedad son una de las principales causas de contaminación ambiental ya que en su mayoría no tienen una disposición final adecuada, y terminan en un botadero. La importancia de una eficiente disposición final de los residuos sólidos permite mitigar los impactos negativos sobre el ambiente, la salud y reducir la presión sobre los recursos naturales. Al mismo tiempo, el reuso y reciclaje de materiales son necesarios para reducir el impacto sobre los ecosistemas [1] La adopción del sistema de biogás de WtE (Tecnología de Conversión de residuos en Energía) en la Unión Europea actualmente está aumentando. Incluso antes del 2020, había más de 10.000 digestores anaeróbicos en Europa, y algunas comunidades los han utilizado para prácticamente liberarse de los combustibles fósiles. La economía de WtE de Alemania fue el líder inicial de adopción de biogás en Europa. Asimismo, la Asociación Europea de Biogás (ABE) participa de manera activa en la promoción del biogás y predice que para el año 2050, el biometano y otros gases renovables ayudarán a iniciar un sistema de energía 100% renovable dentro y fuera de la red como parte de una bioeconomía circular. [2]. En América Latina y El Caribe se determina que ha predominado el manejo de los residuos bajo el esquema de recolección y disposición final, y no se han tomado aspectos como el aprovechamiento, reciclaje y tratamiento de los residuos. Por lo
tanto, no ha sido prioritaria la disposición final sanitaria y ambientalmente adecuada. Mientras que, en los países de la Unión Europea, se observan diferencias significativas en cuanto a la generación y la gestión de los residuos sólidos urbanos. [3] En Brasil, a más de diez años de la implementación de la Política Nacional de Residuos Sólidos, la elaboración y ejecución de políticas públicas con resultados positivos en la gestión de los residuos sólidos urbanos son precarias [4], el uso del gas generado por los vertederos para la generación de energía aún es incipiente. Existen vertederos con el fin de producir electricidad, pero no cuentan con unas buenas instalaciones. [5] En el Perú los altos índices de residuos sólidos y una pobre cultura de reciclaje nos coloca con unas 21 mil toneladas de residuos municipales al día, producidas por los 30 millones de habitantes; de lo cual, más de la mitad de estos desechos son materia orgánica como alimentos o vegetales, siendo el problema principal, pues producen metano que estaría mezclándose con el medio ambiente en cantidades exorbitantes. Solo el 1% de los residuos municipales que se generan en el país se están recuperando, se destaca que más del 50% del territorio nacional está cubierto por plantas de valoración o rellenos sanitarios que cumplen todos los requisitos en cuanto a estándares ambientales. [6] En Chimbote los residuos sólidos municipales son un grave problema de contaminación que afecta al medio ambiente y la vida humana debido a que su disposición final es un botadero a cielo abierto, que se ubica entre los límites urbanos de Chimbote y Coishco, por lo cual se realizó una caracterización de los
¿Cuál es el potencial de la producción de biogás a partir del aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos generados en el distrito de Olmos-Región de Lambayeque, 2022-2023?
● ¿Cuáles son los problemas existentes de contaminación en el distrito de Olmos, con respecto a los residuos sólidos orgánicos, 2022-2023? ● ¿Cuál es la efectividad de la producción de biogás generado por los residuos sólidos orgánicos en el distrito de Olmos-Región de Lambayeque, 2022- 2023?. ● ¿Cuál sería el impacto de la generación de biogás generado por los residuos sólidos orgánicos en el distrito de Olmos-Región de Lambayeque ,2022- 2023?.
Determinar el potencial de la generación de biogás a partir del aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos del distrito de Olmos-Región de Lambayeque 2022-
● Identificar los problemas causados por los residuos sólidos orgánicos en el distrito de Olmos-Región de Lambayeque 2022-2023. ● Determinar la cantidad de biogás que se puede producir a partir de los residuos sólidos orgánicos en el distrito de Olmos-Región de Lambayeque 2022-2023. ● Determinar el impacto económico, social y ambiental del uso de la generación de biogás a partir de los residuos sólidos orgánicos en el distrito de Olmos- Región de Lambayeque 2022-2023.
La investigación surge a partir de la abundante información con respecto a los serios niveles de contaminación a la población que vive cerca de este botadero, el que a su vez se encuentra cerca del cauce del río Olmos, causado por una mala gestión de residuos sólidos en la región de Lambayeque. Se deben tomar acciones en los botaderos porque estos contaminan el ambiente y ponen en riesgo la salud.
La investigación surge debido a que los reportes del MINAM, SENAMI, SERNAM, entre otros, el problema de la contaminación ambiental en la zona tiende a complicarse aún más debido a que el municipio de Olmos instaló un portón (el cual
En este proyecto de investigación vamos a proponer un diseño de una planta productora de biogás a partir de los diversos residuos sólidos en la zona, complicado por la pandemia que actualmente estamos pasando ya que se necesitaría contar con muchas medidas en cuanto a la salud, pero se tratará de contar con las medidas necesarias y aplicar este proyecto en la zona elegida
En esta tesis doctoral de Rodrigo Clavero, realizado en 2020 titulado “Evaluación conjunta de la producción de lixiviados y biogás en vertederos de residuos sólidos urbanos” se presenta BIOLEACH, un nuevo modelo de soporte a la decisión para la gestión a tiempo real de vertederos de residuos sólidos urbanos que permite la simulación conjunta de la producción de lixiviados y biogás como procesos acoplados. La estimación de la producción de lixiviados se realiza utilizando una adaptación de la ecuación de balance hídrico que considera, además de todas las componentes hidrológicas, las cantidades de agua consumidas por la degradación en fase anaerobia de la materia orgánica presente en los residuos durante el proceso de generación del biogás. El modelo considera también los volúmenes de lixiviado recirculados desde la balsa de almacenamiento hacia la
superficie o el interior del vertedero, en el caso de realizar una gestión del mismo como biorreactor. La producción de biogás se estima considerando que este proceso es un proceso acoplado con el de la producción de lixiviados. BIOLEACH ha sido programado para calcular la producción de lixiviados a escala mensual, utilizando datos reales de los parámetros meteorológicos y de la producción y características de los residuos realmente depositados en el vertedero. La producción de biogás se obtiene simultáneamente, considerando el contenido en humedad realmente disponible para ajustar las reacciones estequiométricas de biodegradación de la materia orgánica. BIOLEACH es una valiosa herramienta de gestión de vertederos biorreactor y permite calcular los volúmenes de lixiviado a recircular que garantizan condiciones de humedad en el interior de la masa de residuos que maximizan la producción de biogás. [] Leyendo la tesis sobre producción de biometano a partir de los residuos sólidos orgánicos urbanos (RSOU) y residuos sólidos orgánicos agrícolas, realizado por Flores Zavala, Benjamín Ángel en el año 2018 titulado “Estudio de tecnologías de purificación de biogás para producción de energía eléctrica utilizando biometano en motores de combustión interna“ se presenta como una alternativa de gran interés, una vez que contribuye con la diversificación de la matriz energética del país y también en la fomentación al desarrollo de la Generación Distribuida basada en la biomasa, al mismo tiempo en que se promueve la inserción de tecnologías para mejorar la eficiencia energética en la industria. De esta manera, el presente trabajo tiene como objetivo principal estudiar las tecnologías de purificación de biogás para la producción de biometano a partir de sustratos como RSOU y Ensilado de maíz en co-digestión con el Estiércol de cerdo. Para este fin
tiene la función de procesar la información de los diferentes sensores implantados en el proceso y ejecutar las órdenes a las salidas de éste. [10] Leyendo la tesis sobre la producción de biogás en vertederos de residuos sólidos urbanos (RSU) realizados por Ferrer Martí, Ramón en el año 2021 titulado “Aplicación de modelos numéricos para la estimación de la producción de biogás en el vertedero de Lorca (Murcia)” , junto con la gestión de sus lixiviados, uno de los problemas medioambientales más relevantes. El biogás está formado principalmente por una mezcla de metano y dióxido de carbono, junto con otros gases en cantidades mucho menores. Estos gases pueden contribuir a aumentar el efecto invernadero en el caso en que no sean captados y gestionados de la forma adecuada y se producen a partir de la descomposición anaerobia de la fracción orgánica contenida en los residuos depositados en el vertedero. En este TFM se realiza una revisión de los modelos numéricos disponibles para estimar la producción de biogás en vertederos de RSU. Se han escogido dos de ellos y se han aplicado para evaluar la producción de biogás en el nuevo vertedero de Lorca (Región de Murcia) comparando sus resultados. [11] En este trabajo se plantea el aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos para la generación de energía, principalmente en Bogotá realizado por Rojas Avendaño, María Camila en el año 2020, titulado “Aprovechamiento de los residuos sólidos orgánicos para la generación energía en Bogotá”. En donde diariamente se producen grandes cantidades de desechos orgánicos y no tienen una correcta disposición. Generando contaminación en el ecosistema, generando afectaciones a la salud, etc. Debido a que la descomposición de los residuos estos
poseen microorganismos patógenos generadores de enfermedades y algunos que son descomponedores. Por otra parte, la descomposición de estos residuos generan gases que son liberados a la atmósfera, causando gases de efecto invernadero. Estos residuos tienen un gran potencial para la generación de energía, ya que serían de gran ayuda para el medio ambiente porque generan una fuente de producción energética con un gran potencial, que contribuye a una gestión de residuos más sostenible. Evitando así que los residuos liberen gases de efecto invernadero y que lleguen a la atmósfera. Primero se realiza una contextualización y consolidación de información sobre el aprovechamiento de residuos sólidos orgánicos para la generación de energía, descripción y generalidades de los residuos, los impactos ambientales que estos puede tener, el marco legal vigente para el manejo de los residuos y por último las técnicas de aprovechamiento de los residuos y cuales son utilizadas para la generación de energía. [12]
El presente trabajo de investigación realizado por Amambal Valdivia, Elvelina en el año 2017 titulado “Propuesta de un plan de gestión para mejorar el manejo de residuos sólidos de la Municipalidad Distrital de la Encañada, Cajamarca-perú 2017” permite contribuir de alguna forma con la disminución de la contaminación mediante la elaboración de un Plan Integral de Residuos Sólidos Urbanos en la Municipalidad Distrital de La Encañada, provincia de Cajamarca, con lo cual se contribuirá al cuidado del medio ambiente y de una comunidad saludable. El objetivo general fue el de contribuir a la calidad de vida y al medio ambiente del distrito de La
puede utilizarse como referencia para el diseño de biodigestores y aprovechamiento de otros tipos de biomasa en distintas regiones del Perú. [14] El objetivo de la investigación realizado por Tatiana Rene, Galvan Inga en el año 2017 titulado “Estimación de la producción de biogás para la generación energética a partir de los residuos sólidos orgánicos generados en el gran mercado mayorista de Lima” es determinar el potencial de generación de biogás de los residuos sólidos orgánicos, generados en el Gran Mercado Mayorista de Lima (GMML), a través del Batch test, para su posterior reaprovechamiento energético a partir de la generación de biogás producto de la digestión a anaerobia de dichos residuos. Del diagnóstico situacional del manejo de los residuos sólidos orgánicos generados en el Gran Mercado Mayorista de Lima, se pudo obtener información relevante para los cálculos posteriores de generación de biogás y energía, se determinó que la generación de residuos sólidos se ha incrementado en los últimos 4 años con una tasa promedio de 12%, teniendo así que la generación promedio diaria, varía según lo identificado, en dos (02) temporadas semestrales de generación, ya que entre junio y noviembre el promedio de generación asciende a 37,76 TM/día, mientras que de diciembre a mayo el promedio resulta 54,65 TM/día, asimismo según el último Estudio de Caracterización de Residuos Sólidos, realizado por VEOLIA (2016), el 81,2 % ± 2,4 % de los residuos es de naturaleza orgánica. Así también, del Batch test realizado para 03 substratos orgánicos generados en el Gran Mercado Mayorista de Lima, se pudo estimar el rendimiento de generación de gas metano (CH 4 ) de cada sustrato analizado, con lo cual se pudo determinar que el sustrato 3, compuesto por residuos orgánicos en general, a través de un proceso de
digestión anaerobia podría generar hasta 1 600,35 m^3 CH4 /día según la cantidad de residuos generados por día, con lo cual se obtiene una disponibilidad energética de 4 405,31 kWh a partir de la generación diaria de residuos en la temporada 1(junio
descriptiva complementadas con la información secundaria para determinar la capacidad de generación de residuos urbanos contrastado con proyecciones por 10 años. Los resultados, referidos a la generación, clasificación y venta de compost e insumos de residuos inorgánicos indujeron rentabilidad positiva para el año 2017, como consecuencia de generación de 75000 tm anuales de residuos sólidos municipales; de los cuales un 72% fueron aprovechables y el 28% no. Se concluye que la transformación de los residuos sólidos orgánicos a partir de papel-cartón, plásticos, vidrios metales incluido la producción de compost puede contribuir a la sustentabilidad, mejorar los ingresos equitativos de los beneficios resultantes de la utilización responsable de los recursos municipales. [17] La presente investigación realizado por Jhonatan David Basauri Rabanal; Jeysson Fredy Terrones Linares realizado el año 2018 titulado “Producción de Biogás utilizando contenido ruminal, como alternativa de plan de manejo ambiental de los residuos orgánicos generados en el camal municipal de Cajamarca” habla sobre la producción de biogás utilizando contenido ruminal, como alternativa de plan de manejo ambiental de los residuos orgánicos generados en el Camal Municipal de Cajamarca; tiene por objetivo determinar si la producción de biogás utilizando contenido ruminal es una alternativa efectiva para el plan de manejo ambiental de los residuos orgánicos generados en el Camal Municipal de Cajamarca, planteándose una hipótesis afirmativa. Para comprobar la hipótesis se instaló y operó del biodigestor tubular anaeróbico con una carga de 20 Kg diarios por un periodo de 30 días. Al finalizar el periodo de tiempo, se obtuvo un resultado de 0.000336 𝑚3 (0.336 litros) de biogás, por lo que se concluyó que, si es una alternativa altamente eficiente para ser considerada en los planes de manejo
ambiental, de los residuos orgánicos generados en el Camal Municipal de Cajamarca, pero Económicamente no es rentable su producción por su alto costo de producción y la cantidad de biogás producido. Se deben considerar otros aspectos (Climáticos, tecnológicos, técnicos, entre otros) para optimizar los resultados. [18]
La producción de biogás es un proceso complejo que requiere de la acción coordinada de un grupo de microorganismos especializados en la degradación de una amplia variedad de sustratos orgánicos (restos de comida, desperdicios orgánicos de industrias, subproductos orgánicos de bajo valor comercial, cultivos energéticos, residuos cloacales, estiércol de animales, etc.) [19] El biogás es una mezcla gaseosa formada principalmente de metano y dióxido de carbono, pero también contiene diversas impurezas. La composición del biogás depende del material digerido y del funcionamiento del proceso. Cuando el biogás tiene un contenido de metano superior al 45% es inflamable. El biogás tiene propiedades específicas. [20] El biogás se encuentra compuesto principalmente por dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4), y en menor medida otros gases, entre los que se destaca el sulfuro de hidrógeno (H2S), un gas altamente tóxico, responsable del olor fuerte y desagradable que se percibe en los ambientes naturales donde se genera biogás por la degradación anaeróbica de la materia orgánica. (manual de biogás,2011) [21]
