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dc.contributor.advisorDíaz González, Carlos Aliriospa
dc.contributor.advisorPacheco Sandoval, Leonardo Estebanspa
dc.contributor.authorSánchez Quiroga, Karen Yanethspa
dc.coverage.spatialBucaramanga (Santander, Colombia)spa
dc.date.accessioned2020-06-26T19:39:10Z
dc.date.available2020-06-26T19:39:10Z
dc.date.issued2016-10-26
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/1458
dc.description.abstractEl presente trabajo de investigación estudió un sistema de incineración de residuos orgánicos con generación de energía eléctrica y térmica para el Área Metropolitana de Bucaramanga, como alternativa a la problemática de disposición final de desechos que representa actualmente el relleno sanitario El Carrasco. En primer lugar, por medio del historial de residuos sólidos recolectados por la EMAB, el software MATLAB ® y los métodos numéricos mínimos cuadrados y series de Fourier, se encontró el modelo matemático que describe el comportamiento de la cantidad de residuos orgánicos producidos en el Área Metropolitana de Bucaramanga, y se proyectó la cantidad que se prevé será arrojada durante los próximos seis años. Se encontró que la producción de residuos sólidos orgánicos en el AMB se incrementará 22,5 toneladas diarias en promedio cada año. Con el poder calorífico inferior calculado de los residuos (20660) y las cantidades diarias de los mismos proyectadas a arrojar, se encontró la potencia eléctrica y térmica que podría ser entregada por un sistema de incineración con la configuración propuesta de relación trabajo/calor =1,66. Los valores de energía útil generada (descontando la potencia requerida para el auto sostenimiento de la misma) corresponden a 17,5 MW eléctricos y 35 MW térmicos en 2016, y 23 MW eléctricos y 46 MW térmicos en 2022. Se determinaron y analizaron las variables de temperatura y presión de mayor sensibilidad e influencia respecto a la eficiencia global del ciclo y cantidad de residuos sólidos en toneladas que deberían ingresar a la planta por segundo. Se asumieron, parametrizaron y modificaron las propiedades termodinámicas en cada estado del sistema logrando aumentar la eficiencia general del ciclo basada en PCI de 55,6% a 68,3% y disminuir el consumo de residuos orgánicos de 4,79 a 3,9 kg/s para generar la misma potencia. Se definieron los flujos de aire, vapor, humos, cenizas y residuos y sus condiciones de presión y temperatura. Se realizó un balance exergético del sistema de incineración propuesto en el cual se encontró altas irreversibilidades que llevaron a baja eficiencia exergética de 29,3%, situación atribuida a la alta temperatura calculada a la salida de los humos de la caldera (749,3 K).spa
dc.description.tableofcontentsJUSTIFICACIÓN 10 OBJETIVO DEL PROYECTO 12 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 12 RESUMEN 13 INTRODUCCIÓN 14 ANTECEDENTES 16 1. MARCO TEÓRICO 17 1.1. ASPECTOS GENERALES DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS 17 1.1.1. DESCRIPCIÓN DE RESIDUO SÓLIDO URBANO 17 1.1.2. CLASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS 17 1.1.3. CARACTERIZACIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS DEL AMB. 17 1.2. SISTEMAS DE DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS SÓLIDOS 19 1.2.1. VERTIDO SIN CONTROL 19 1.2.2. VERTIDO CONTROLADO O RELLENO SANITARIO 20 1.2.3. PRODUCCIÓN DE ABONO O COMPOST 21 1.2.4. INCINERACIÓN 22 1.3. PROBLEMÁTICA AMBIENTAL DE LA INCINERACIÓN 24 1.3.1. SISTEMAS DE CONTROL DE CONTAMINANTES 25 1.4. MARCO LEGAL 27 1.5. DIAGNÓSTICO DE MANEJO DE RSU EN EL AMB 30 2. METODOLOGÍA 33 2.1. FASE I 33 2.2. FASE II 33 2.3. FASE III 34 3. RESULTADOS 36 3.1. FASE I. SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA 36 3.2. FASE II. DETERMINACIÓN DEL PERFIL DE PRODUCCIÓN DE RSU EN EL AMB 41 3.3. FASE III. POTENCIAL ENERGÉTICO E INDICADORES DE DESEMPEÑO 50 CONCLUSIONES 79 RECOMENDACIONES 81 ANEXOS 86spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleEstudio de factibilidad de un sistema de incineración de residuos sólidos urbanos para la generación de energía en el área metropolitana de Bucaramangaspa
dc.title.translatedFeasibility study of an urban solid waste incineration system for power generation in the metropolitan area of Bucaramangaeng
dc.degree.nameIngeniero en Energíaspa
dc.coverageBucaramanga (Colombia)spa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería en Energíaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsEnergy engineeringeng
dc.subject.keywordsSolid wasteeng
dc.subject.keywordsPower generationeng
dc.subject.keywordsInvestigationseng
dc.subject.keywordsAnalysiseng
dc.subject.keywordsIncinerationeng
dc.subject.keywordsIrreversibilityeng
dc.subject.keywordsCalorific valueeng
dc.subject.keywordsSolid wasteeng
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.relation.referencesSánchez Quiroga, Karen Yaneth (2016). Estudio de factibilidad técnica de un sistema de incineración de residuos sólidos urbanos para la generación de energía en el área metropolitana de Bucaramanga. Bucaramanga (Santander, Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.relation.referencesPacific Heat and Power, Heat Recovery, disponible en http://www.pacificheatandpower.com/index.php/organic_rankine_cycle_turbines, último acceso en mayo 2016.
dc.relation.referencesBANCO MUNDIAL. “Dos planetas más para poder vivir en este” agosto, 2016.
dc.relation.referencesSABALZA, Otoniel., VILLAMIZAR, Oscar. Evaluación del potencial energético de los residuos sólidos orgánicos urbanos provenientes de las plazas de mercado y diseño conceptual de una planta de digestión anaerobia para su aprovechamiento industrial en Colombia, Ingeniería química, 2009.
dc.relation.referencesBANCO MUNDIAL. “Los residuos sólidos en el epicentro del Desarrollo Sostenible”. Marzo, 2016.
dc.relation.referencesAVENDAÑO ACOSTA, Edwin; “Panorama actual de la situación mundial, nacional y distrital de los residuos sólidos. Análisis del caso Bogotá D.C. Programa basura Cero” Bogotá, 2015
dc.relation.referencesSSPD. Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios. Disposición final de Residuos Sólidos. Informe Nacional 2015
dc.relation.referencesEL CARRASCO. Problemática ambiental El Carrasco Bucaramanga. Disponible en: http://carrascobucaramanga.blogspot.mx
dc.relation.referencesCARVALHO PARO, André de. Estudo comparativo para o tratamento de residuos sólidos urbanos: aterros sanitarios x incineração. Revista Brasileira de Energia, Vol. 14, No. 2, 2o Sem. 2008.
dc.relation.referencesSOUZA-SANTOS. Marcio. Technical evaluation of a power generation process consuming municipal solid waste. Campinas 2013.
dc.relation.referencesMORATORIO, Diego. ROCCO, Ignacio. CASTELLI, Marcelo. Converting Municipal Solid Waste into energy. 2012
dc.relation.referencesHONG KUO, Jia. Emission of carbon dioxide in municipal solid waste incineration in Taiwan: A comparison with thermal power plants. 2011
dc.relation.referencesTHEMELIS, N.J.; Díaz Barriga, M.E. Estudio De Pre-Factibilidad Técnica Y Económica Para La Instalación De Capacidad De Generación De Energía A Partir De Residuos (WTE) en Uruguay, Themelis Associates, Enero 2012.
dc.relation.referencesRESTREPO, Álvaro. Exergetic and environmental analysis of a pulverized coal power plant.2012
dc.relation.referencesOCDE Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos.Disponible en: http://www.oecd.org/centrodemexico/laocde/
dc.relation.referencesCheng, H.; Hu, Y. Municipal Solid Waste (MSW) as a renewable source of energy: Current and future practices in China, Bioresource Technology, 2010. 101: 3816-3824.
dc.relation.referencesSANCHEZ, Laura. Formulación para el manejo integral de los residuos sólidos urbanos generados en el departamento de Santander. Universidad Industrial de Santander. 2007.
dc.relation.referencesFERNÁNDEZ, J. La Basura como recurso energético. Situación actual y prospectiva en México, Boletín del Instituto de Investigaciones, Enero – Marzo 2011.
dc.relation.referencesPlan de Gestión Integral de Residuos sólidos del área Metropolitana de Bucaramanga. UIS. http://www.bucaramanga.gov.co/documents/dependencias
dc.relation.referencesSANCHEZ, Karen. Determinación del perfil de producción de residuos incinerables para la ciudad de Bucaramanga y su capacidad energética. UG. Jóvenes en la ciencia. México, 2016.
dc.relation.referencesCOGERSA. Vertedero de residuos no peligrosos. Disponible en: http://www.cogersa.es/metaspace/portal/14498/19172. 2011
dc.relation.referencesDEFINICION.DE. Definición de relleno sanitario. Disponible en: http://definicion.de/relleno-sanitario/
dc.relation.referencesBIOFUTURA. Gestión de biomasa y residuos, octubre, 2011. Disponible en: http://biofuturacr.com/%C2%BFque-es-el-em-compost/
dc.relation.referencesENT. Innovación ambiental al servicio de la sociedad. Gestión de residuos. 2016
dc.relation.referencesLund, H.; Muenster, M. Comparing Waste-to-Energy technologies by applying energy system analysis, Waste Management, 2010. 30: 1251-1263.
dc.relation.referencesNIESSEN, Walter, R. Combustion and incineration processes. Applications in environmental engineering. 4th Edition. 2010.
dc.relation.referencesGidarakos, E.; Havas, G.; Ntzamilis, P. Municipal solid waste composition determination supportingthe integrated solid waste management system in the island of Cretes, Waste Management, 2006. 26: 668-679.
dc.relation.referencesMORATORIO, Diego. Converting Municipal Solid Waste into energy. Memoria de Trabajos de Difusión Científica y Técnica. ISSN 1510-7450 • ISSN (en línea) 1688-9584. 2012.
dc.relation.referencesXavier Castells, «CAPITULO: LOS RESIDUOS COMO COMBUSTIBLE, Tratamiento y valorización energética de los residuos», Madrid, 2012.
dc.relation.referencesSaidur, R.et al. A review on biomass as a fuel for boilers, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2011, 15(5): 2262-2289.
dc.relation.referencesEBOH, Francis. Estimating the specific chemical exergy of municipal solid waste. Article in Energy Science and Engineering · May 2016
dc.relation.referencesJara millar, Hector. BIOMASA Y SUS PROPIEDADES COMO COMBUSTIBLE ATCP. Chile.
dc.relation.referencesKOTAS T J. The exergy method of thermal plant analysis. London 2012.
dc.relation.referencesDEPARTMENT OF ENERGY AND CLIMATE CHANGE - UK. Combined Heat and Power Focus - What is Combined heat and power?, http://chp.decc.gov.uk/cms/what-is-chp
dc.relation.referencesCENGEL, Yinus. Termodinamica. 2010.
dc.relation.referencesGreenenergy Solutions, inc., Sistema cBOS, disponible en http://www.greenergyph.com/cbos.html, último acceso en mayo 20126.
dc.relation.referencesSheepbridge Resource Park Limited. Determination of an application for an environmental permit under the environmental permitting (England & Wales) regulations 2010. http://www.againstincineration.org.uk/wp-content/uploads/2010/09/Sheepbridge-FINAL-DD-09-September-10.pdf
dc.relation.referencesPrograma de las Naciones Unidas para el Desarrollo, Recursos movilizados por el PNUD para la ejecución de proyectos de desarrolloPeríodo 2007 – 2011, disponible en http://www.undp.org.uy/pnudUruguay.asp, último acceso en mayo 2016.
dc.relation.referencesVELÁZQUEZ DE CASTRO, Federico; Educación ambiental en las ciencias de la vida. Narcea Ediciones, 1998. 86p.
dc.contributor.cvlacDíaz González, Carlos Alirio [0000785806]spa
dc.contributor.googlescholarDíaz González, Carlos Alirio [nqw4a5gAAAAJ]spa
dc.subject.lembIngeniería en energíaspa
dc.subject.lembResiduos sólidosspa
dc.subject.lembGeneración de energíaspa
dc.subject.lembInvestigacionesspa
dc.subject.lembAnálisisspa
dc.description.abstractenglishThis research work studied an organic waste incineration system with generation of electrical and thermal energy for the Bucaramanga Metropolitan Area, as an alternative to the problem of final waste disposal currently represented by the El Carrasco landfill. In the first place, through the history of solid waste collected by EMAB, the MATLAB ® software and the least squares and Fourier series numerical methods, the mathematical model that describes the behavior of the amount of organic waste produced in the Area was found. Metropolitana de Bucaramanga, and the amount that is expected to be released during the next six years was projected. It was found that the production of organic solid waste in the AMB will increase by 22.5 tons per day on average each year. With the calculated lower calorific value of the waste (20660) and the daily quantities of the same projected to be thrown, the electrical and thermal power that could be delivered by an incineration system with the proposed configuration of work / heat ratio = 1 was found , 66. The values ​​of useful energy generated (discounting the power required for its self-sustaining) correspond to 17.5 MW electric and 35 MW thermal in 2016, and 23 MW electric and 46 MW thermal in 2022. The temperature and pressure variables with the greatest sensitivity and influence regarding the overall efficiency of the cycle and the amount of solid waste in tons that should enter the plant per second were determined and analyzed. The thermodynamic properties were assumed, parameterized and modified in each state of the system, achieving an increase in the general efficiency of the cycle based on PCI from 55.6% to 68.3% and reducing the consumption of organic waste from 4.79 to 3.9 kg. / s to generate the same power. The air, steam, smoke, ash and residue flows and their pressure and temperature conditions were defined. An exergy balance of the proposed incineration system was carried out in which high irreversibilities were found that led to a low exergetic efficiency of 29.3%, a situation attributed to the high temperature calculated at the exit of the fumes from the boiler (749.3 K ).eng
dc.subject.proposalIncineraciónspa
dc.subject.proposalIrreversibilidadspa
dc.subject.proposalPoder caloríficospa
dc.subject.proposalResiduos sólidosspa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.contributor.researchgroupGrupo de Investigación Recursos, Energía, Sostenibilidad - GIRESspa


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