Elaborado para: Landfill Methane Outreach Program 1200 Pennsylvania Ave., NW Washington, DC Elaborado por:

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1 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro Cali, Colombia Elaborado para: Agencia de Protecció n Ambiental de los Estados Unidos Landfill Methane Outreach Program 1200 Pennsylvania Ave., NW Washington, DC Elaborado por: Roger Bacon Drive Reston, Virginia Noviembre de 2008 Archivo Nº

2 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro Cali, Colombia Elaborado por Alex Stege y Jim Michelsen Director del Proyecto: Jim Michelsen SCS ENGINEERS Roger Bacon Drive Reston, Virginia Jefe del Proyecto: Victoria Ludwig Landfill Methane Outreach Program AGENCIA DE PROTECCIÓN AMBIENTAL DE LOS ESTADOS UNIDOS 1200 Pennsylvania Ave., NW Washington, DC Noviembre de 2008

3 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro Índice Sección Página RESUMEN EJECUTIVO INTRODUCCIÓN Objetivos y Enfoque Antecedentes Sobre La Utilización del biogás de Relleno Sanitario Limitaciones del Proyecto INFORMACIÓN SOBRE LOS ANTECEDENTES DEL PROYECTO Antecedentes del Relleno Sanitario Índices de Disposición de Residuos Composición de los Residuos Sistema de Extracción de Gas Existente EVALUACIÓN DEL RELLENO SANITARIO Operaciones de disposición de residuos Sistemas de Recubrimiento Inferior y Cobertura Sistemas de Manejo de Lixiviado y de Aguas Pluviales Mejoras Recomendadas Para el Relleno Sanitario PROYECCIONES DE LA RECUPERACIÓN DE BIOGÁS Introducción Modelo Internacional Para Biogás de LMOP-SCS Resultados del Modelo de Biogás SISTEMA DE EXTRACCIÓN DE BIOGÁS Y ALTERNATIVAS DE USO Introducción Sistema de Extracción Y Control Descripción Conceptual Opciones de Proyecto de Utilizacion de Biogás Descripción Conceptual COSTOS DEL PROYECTO Costos del Sistema de Extracción de Gas de Relleno y del Sistema de Combustión Costos del Proyecto de Generación Eléctrica Costos de la Clausura del Relleno Sanitario EL MERCADO DE LA ELECTRICIDAD EN COLOMBIA El Mercado de la Electricidad en Colombia EVALUACIÓN ECONÓMICA Resumen de Supuestos Gastos del Proyecto Ingresos del Proyecto Resumen de las Evaluaciones Económicas BENEFICIOS AMBIENTALES Reducciones de las Emisiones de los Gases de Efecto Invernadero i

4 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro 9.2 Beneficios Ambientales Provenientes de la Combustión del Biogás CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Lista de Figuras Nº Página 2-1 Relleno Sanitario Original Clausurado Nuevo Área (sin la Cobertura Final) Nueva Celda de Disposición Pozos de Venteo, Relleno Sanitario Original Pozos de Venteo, Nueva Área Estanques de Tratamiento de Lixiviado Sistema de Bombeo de Lixiviado y Pileta Canales de Recolección de Aguas Pluviales a lo Largo de la Calle de Acceso Acceso al Sitio y Balanza Pozo de Venteo Prueba de la Calidad del Biogás Diseño Conceptual del Sistema de Extracción y Control (GCCS) ii

5 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro Lista de Tablas RE-1 Resumen de la Evaluación Económica de un Proyecto de Energía...RE-4 RE-2 Resumen de la Evaluación Económica de un Proyecto de Combustión...RE Índices de Disposición de Residuos en el Relleno Sanitario El Navarro, Cali-Colombia Datos sobre la Composición de los Residuos Prueba de la Calidad del Biogás Relleno Sanitario Original Resumen de los Costos de la Clausura Comparación de la Composición de los Residuos (%) Cálculo del Valor L o Resumen de los Resultados del Modelo de Biogás en el Escenario de Recuperación Media Costos Presupuestarios para el Sistema Inicial de Extracción y Control del Biogás Costos Presupuestarios para una Planta de Energía con Motor de Combustión Interna Tarifas Mayoristas de Energía en el MEM Resumen de la Evaluación Económica de la Opción 1 Según el Escenario 1y Alternativa A Resumen de la Evaluación Económica de la Opción 1 Según el Escenario 1 y Alternativa B Resumen de la Evaluación Económica de la Opción 1 Según el Escenario 2 y Alternativa A Resumen de la Evaluación Económica de la Opción 1 Según el Escenario 2 y Alternativa B Resumen de la Evaluación Económica de la Opción 3 Según el Escenario 1 y Alternativa A Resumen de la Evaluación Económica de la Opción 3 Según el Escenario 1 y Alternativa B Resumen de la Evaluación Económica de la Opción 3 Según el Escenario 2 y Alternativa A Resumen de la Evaluación Económica de la Opción 3 Según el Escenario 2 y Alternativa B Resumen de las Reducciones Proyectadas de Emisiones de GEI Apéndices A Proyecciones de Recuperación de Biogás B Estimación de los Costos de Construcción C Evaluación Económica iii

6 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro RESUMEN EJECUTIVO El presente Informe sobre la Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad hace referencia a la implementación potencial de un proyecto de control, utilización y extracción de biogás en el Relleno Sanitario El Navarro, ubicado en Cali, Colombia. También evaluó las mejoras necesarias para hacer que el relleno sea más atractivo para la comunidad que desarrolla rellenos sanitarios para la utilización productiva del biogás. El Programa LMOP de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (United States Environmental Protection Agency, USEPA) encomendó la realización de este informe para la Ciudad de Cali. Para esta evaluación, se estimó que el proyecto de utilización consiste en la instalación de un sistema de extracción de biogás cuyo objetivo es extraer el gas para alimentar una planta de energía eléctrica por medio de generadores con motores de combustión interna. El proyecto también incluiría la combustión de todo biogás no utilizado. Igualmente, se evaluó un escenario alternativo de proyecto de no utilización, en el que se quemaría todo el biogás extraído. Los ingresos para el proyecto se generarían a partir de la venta de créditos por la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y, en el caso del proyecto de la planta de energía eléctrica, por la venta de energía, por medio de la exportación de la energía a la red o la venta de biogás a usuarios finales. Las reducciones de las emisiones se crean por la combustión del metano, que constituye alrededor del 50 por ciento del biogás. El metano tiene un potencial de calentamiento global aproximadamente 21 veces mayor al del dióxido de carbono (CO 2 ). A continuación, se detalla un resumen de la información del proyecto en cuestión: El Relleno Sanitario El Navarro (El Navarro) se ha utilizado, históricamente, como el sitio de disposición de la Ciudad de Cali, Colombia, cuya población es de alrededor de 2,7 millones de habitantes. El sitio comenzó a recibir residuos en 1970 y cerró en el mes de junio de 2008, después de recibir aproximadamente 19,6 millones de toneladas de residuos sólidos municipales (RSM). El sitio abarca un total aproximado de 35 hectáreas (ha), de las cuales se han utilizado 33 para operaciones de disposición de residuos. El nivel de la profundidad de los residuos alcanza un máximo de alrededor de 52 metros. El Navarro es propiedad de la Ciudad de Cali y lo opera la Empresa de Servicio Público de Aseo de Cali, E.S.P. (EMSIRVA), entidad pública responsable de la clausura, el mantenimiento y el desarrollo del relleno. El Navarro cuenta con algunos conductos de venteo de gas pasivos, pero no posee un sistema activo de extracción y control de biogás. Se encuentran disponibles registros históricos sobre la disposición de residuos para el período de 2001 hasta El nivel de disposición de residuos histórico se estimó a partir del volumen informado de residuos dispuestos, la densidad estimada de los residuos dispuestos y los años de operación. Proyecciones de recuperación de gas: RE-1

7 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro - La recuperación de gas proyectada para el año 2010, luego de haber completado el sistema de extracción y control de gas, se estima que será de aproximadamente metros cúbicos por hora (m 3 /hora), equivalente a pies cúbicos por minutos (cfm) según un escenario de rango medio. Se espera que la tasa de recuperación de biogás descienda rápidamente con el tiempo ya que ahora el relleno está cerrado, y alcanzará m 3 /hr (1.462 cfm) en 2012, m 3 /hr en 2015 y 650 m 3 /hr en Opciones del proyecto: - Planta de energía eléctrica: Suponiendo que se efectúa la puesta en funcionamiento de una planta de energía en enero de 2010, se estima que habrá suficiente gas disponible para alimentar una planta de 2.120kW (compuesta de dos motores de combustión interna que funcionan con biogás) hasta Desde 2017 hasta 2021, el descenso del flujo de gas alimentará una planta de energía de 1.060kW. - Uso directo: La utilización de biogás por parte de un establecimiento industrial cercano no fue considerada una opción factible del proyecto debido a la falta de un establecimiento industrial adecuado en las inmediaciones del relleno sanitario que pudiera servir como usuario final del biogás extraído. - Proyecto de quema solamente: Suponiendo que el inicio de un proyecto de quema solamente se produce en 2010, se estima que habrá disponible suficiente gas para quemar alrededor de 67 mmbtu por hora en 2010, 25 mmbtu por hora en 2015 y 12 mmbtu por hora en Proyección de la reducción de emisiones de metano: - Un proyecto para capturar y quemar biogás generado en el relleno produciría una reducción directa de emisiones de CO2 equivalentes (CO2e) que alcanzaría un total de alrededor de 1,24 millones de toneladas para el período , a través de la reducción de las emisiones de metano del relleno sanitario. - Un proyecto de generación de energía eléctrica a partir del aprovechamiento del biogás (proyecto de energía), produciría una cantidad estimada adicional de toneladas de reducción indirecta de emisiones de CO2e para el período comprendido entre 2010 y 2021 mediante el reemplazo de electricidad producida por otras fuentes. Se analizaron los aspectos económicos de cada una de las opciones del proyecto en el marco de escenarios distintos, incluyendo un porcentaje de los costos por la clausura del sitio (0 o 20 por ciento), nivel de financiamiento utilizado para la inversión (75 por ciento o 0 por ciento), tipo de proyecto, duración del proyecto, y fijación de precios por la reducción de emisiones (USD8 o USD10/tonelada de CO 2 e para el período hasta el año 2012 o hasta el 2019). Se estima que toda la electricidad generada por el proyecto de energía se venderá a la red a una tarifa de mercado mayorista de USD0,043 por kwh, sin ningún incentivo directo proveniente de tarifas preferenciales para energías renovables. Los precios de venta por reducción de emisiones de USD8 y USD10 por tonelada de CO 2 equivalente por reducción de metano del proyecto se utilizaron en el análisis económico tanto del proyecto de generación eléctrica como en el RE-2

8 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro proyecto de quema solamente. Esos precios de venta por reducción de emisiones se basan en la tendencia reciente de los mercados de reducción de emisiones. Los resultados del análisis indican que la factibilidad económica de un proyecto de quema presenta ser lo suficientemente favorable como para que sea probable que atraiga a desarrolladores y/o inversores a cualquiera de los dos precios de reducción de emisiones (USD8 o USD10 por tonelada), siempre que los costos por la clausura del sitio no estén subsidiados por el proyecto de quema de biogás. Si los ingresos por reducción de emisiones continúan hasta 2019 al precio por reducción de emisiones más alto de USD10 por tonelada, un proyecto de quema podría asumir hasta el 20 por ciento del costo estimado por la clausura del sitio y seguir siendo factible desde el punto de vista económico. Un proyecto de generación de energía eléctrica no parece ser económicamente factible con la tarifa del mercado mayorista y en el nivel actual de incentivos para energías renovables, excepto en el caso del escenario evaluado más favorable (sin la inclusión de los costos por la clausura, financiamiento del proyecto e ingresos por reducción de emisiones hasta 2019 a un precio de USD10 por tonelada). Sin embargo, un proyecto de energía podría tornarse factible si continúa la tendencia reciente que apunta a tarifas de electricidad más altas, que quizás refleja costos de suministro de gas natural más altos en el país o si el incentivo directo de tarifas preferenciales paras energías renovables se adopta en el país. A continuación, se presenta un resumen de indicadores económicos en las Tablas RE-1 y RE-2. RE-3

9 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro TABLA RE-1: RESUMEN DE LA EVALUACIÓN ECONÓMICA DE UN PROYECTO DE PLANTA DE ENERGÍA ELECTRICA (Período del Proyecto = ) Período de Ingresos Recibidos por Reducción de Emisiones Precio por Reducción de Emisiones (USD/tonelada) Inversión Patrimonial (%) Porción de los Costos por Clausura del Sitio (%) Valor Presente Neto al 14% (x1.000 USD) Tasa Interna de Retorno (%) ($2.784) -13,3% ($2.172) -7,8% ($2.001) Negativa ($1.357) Negativa ($3.902) -18,4% ($3.290) -13,9% ($2.992) Negativa ($2.348) Negativa ($1.298) 5,9% ($292) 12,2% ($640) Negativa $366 36,1% ($2.416) 1,1% ($1.410) 6,7% ($1.631) Negativa ($625) Negativa RE-4

10 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro TABLA RE-2: RESUMEN DE LA EVALUACIÓN ECONÓMICA DE UN PROYECTO DE QUEMA (Período del Proyecto = Período de ingresos recibidos por reducción de emisiones) Período de Ingresos Recibidos por Reducción de Emisiones Precio por Reducción de Emisiones (USD/tonelada) Inversión Patrimonial (%) Porción de los Costos por Clausura del sitio (%) Valor Presente Neto al 14% (x1.000 USD) Tasa Interna de Retorno (%) ($64) 12,0% $535 30,3% $40 20,7% $639 99,9% ($1.182) (11,4%) ($583) 1,9% ($1.022) Negativa ($424) Negativa $642 27,0% $ ,6% $ ,2% $ ,9% ($476) 7,5% $439 19,6% ($113) Negativa $802 90,1 RE-5

11 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro 1.0 INTRODUCCIÓN El Programa Landfill Methane Outreach Program (LMOP) de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (Environmental Protection Agency, EPA) se complace en presentar el presente Informe sobre la Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio Preliminar de Factibilidad para la implementación de un proyecto de extracción, control y utilización de biogás en el Relleno Sanitario El Navarro (El Navarro) en la ciudad de Cali, Colombia. El Navarro es un vertedero controlado a cielo abierto, que cuenta con algunos elementos de un relleno sanitario. Originalmente, el presente estudio tuvo la intención de incluir un elemento nuevo, en el cual se debían identificar las mejoras operativas del relleno con el objeto de hacerlo más atractivo para la comunidad que desarrolla rellenos sanitarios para la utilización productiva del biogás. Sin embargo, después de la visita efectuada al sitio en el mes de agosto de 2007, se hizo evidente que el relleno no contaba con capacidad adicional para disposición y que era necesario cerrarlo de inmediato. Por consiguiente, la revisión operativa se centró en las recomendaciones para cumplir con las actividades de clausura. Este estudio de prefactibilidad fue preparado por la empresa SCS Engineers (SCS) y el Programa LMOP (Equipo de Proyecto) en el marco de la Asociación de Metano a los Mercados de la US EPA, una iniciativa internacional destinada a ayudar a los países asociados en la reducción de las emisiones de metano y la utilización del metano como recurso energético en todo el mundo. Se identificó al El Navarro como candidato para un proyecto de captura y utilización de biogás debido a una serie de razones, entre las que se incluyen: El tamaño del relleno (volumen), la profundidad del material de relleno y la antigüedad. La utilización de biogás como combustible para un proyecto de energía en el relleno posiblemente produciría una reducción neta de las emisiones de carbono provenientes directamente de la combustión del metano y, también indirectamente, del reemplazo por otros combustibles de carbono. 1.1 OBJETIVOS Y ENFOQUE Los objetivos de esta evaluación son los siguientes: Identificar acciones con el fin de mejorar las operaciones en el relleno sanitario y comenzar con las actividades de clausura destinadas a: Mejorar la producción y la extracción de biogás. Hacer que el relleno sanitario sea un entorno más seguro y saludable. Mejorar la gestión de las aguas pluviales y el líquido lixiviado. Hacer que el relleno sea más atractivo para la comunidad que desarrolla rellenos sanitarios para la utilización productiva del gas. 1-1

12 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro Evaluar la viabilidad técnica y económica del desarrollo de un proyecto de control y utilización de biogás en el relleno sanitario. Cuantificar la reducción potencial de las emisiones de los gases de efecto invernadero (GEI) a partir de la implementación de un proyecto. Proporcionar a la Ciudad de Cali una herramienta para ayudar a los potenciales desarrolladores del proyecto en la toma de decisiones informadas sobre investigaciones adicionales o sobre cómo avanzar con un proyecto en el relleno. El enfoque tomado para el presente estudio es el siguiente: Examinar las condiciones del sitio y los antecedentes disponibles, incluso la cantidad de residuos y su composición, el tipo y la configuración del relleno, así como los datos meteorológicos. Realizar visitas al sitio con el fin de observar las características del relleno y las operaciones que se llevan a cabo y reunirse con el propietario y el operador del relleno sanitario. Representantes de LMOP y de la empresa SCS visitaron el relleno sanitario en el mes de agosto de 2007, se reunieron con representantes de la Ciudad y con el administrador del sitio, EMSIRVA, y obtuvieron datos adicionales sobre el proyecto. Identificar acciones para mejorar las operaciones en el relleno y comenzar con las actividades vinculadas a la clausura. Estimar el potencial de recuperación de biogás del relleno mediante el uso de un modelo informático elaborado a partir de la información disponible y la experiencia en ingeniería en rellenos sanitarios similares. Cuantificar el potencial para la generación de electricidad en el sitio utilizando el biogás como combustible o para la venta del biogás a los establecimientos industriales que se encuentran fuera del sitio. Estimar los elementos necesarios para el sistema de extracción y utilización de gas (cantidad y profundidad de los pozos, tamaño y longitud de las tuberías, capacidades de las antorchas, etc.) con el fin de evaluar los costos de capital y de operación necesarios para la implementación de la extracción del gas y la combustión en el relleno sanitario. Estimar los costos de capital y de operación que representa la implementación de un proyecto de recuperación de energía. Evaluar el proyecto desde el punto de vista económico mediante la cuantificación de los costos de capital y de operación, así como las fuentes de ingresos, y calcular el valor presente actual y la tasa interna de retorno. 1-2

13 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro 1.2 ANTECEDENTES SOBRE LA UTILIZACIÓN DEL BIOGÁS DE RELLENO SANITARIO Los rellenos sanitarios producen biogás a medida que los materiales orgánicos se descomponen bajo condiciones anaeróbicas (sin oxígeno). El biogás se compone de partes aproximadamente equivalentes de metano y dióxido de carbono, con rastros de concentraciones de compuestos orgánicos volátiles (COV), contaminantes atmosféricos peligrosos (Hazardous Air Pollutants, HAP) y otros componentes. Los dos componentes principales del biogás, el metano y el dióxido de carbono, se consideran gases de efecto invernadero (GEI) que contribuyen al calentamiento global, aunque el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (PICC) no considera que el dióxido de carbono que se encuentra específicamente presente en el biogás crudo sea un GEI (se lo considera biogénico y, por lo tanto, una parte natural del ciclo del carbono). Sin embargo, se considera que el metano presente en el biogás crudo es un GEI. De hecho, el metano es un GEI mucho más potente que el dióxido de carbono (CO 2 ), con un potencial de calentamiento global de aproximadamente 21 veces mayor al del CO 2. Por lo tanto, la captura y la combustión del metano (su transformación en dióxido de carbono y agua) por medio de una antorcha, de un motor generador o de algún otro mecanismo generan una reducción neta sustancial de emisiones de GEI. Entre otros beneficios adicionales más allá de la reducción de las emisiones de GEI, se incluyen el potencial para el mejoramiento de la calidad del aire local a través de la destrucción de los HAP y COV durante la combustión del biogás. El biogás puede salir del relleno sanitario a través de dos vías naturales: la migración hacia un sector del subsuelo contiguo y el venteo a través del sistema de cobertura del relleno. En ambos casos, sin captura ni control el biogás (y el metano), eventualmente logrará salir a la atmósfera. El volumen y el índice de las emisiones de metano de un relleno es una función de la cantidad total de material orgánico enterrado en el sitio, de su antigüedad y contenido de humedad, de las técnicas de compactación, de la temperatura, así como del tipo de residuo y del tamaño de las partículas. Mientras que los índices de las emisiones de metano disminuirán una vez que se cierre el relleno (a medida que la fracción orgánica se agota), habitualmente un relleno sanitario continuará emitiendo metano por muchos años (20 o más) después de su clausura. Un método común utilizado para el control de las emisiones de biogás es la instalación de un sistema de extracción y control de biogás. Los sistemas de control de biogás normalmente están equipados con un dispositivo para la combustión (o para otro tratamiento) diseñado con el fin de destruir el metano, los COV, y los HAP antes de su emisión a la atmósfera. El biogás de buena calidad (alto contenido de metano con niveles bajos de oxígeno y nitrógeno) puede utilizarse como combustible para sustituir el uso de combustibles convencionales o de otros tipos de combustible. Típicamente, el valor calorífico varía de 400 a 600 Btus (British thermal units, unidad térmica británica) por cada scf (Standard cubic foot, pie cúbico estándar), que es aproximadamente la mitad del valor calorífico del gas natural. En general, los usos existentes y potenciales del biogás corresponden a alguna de las siguientes categorías: generación de energía eléctrica, uso directo para calefacción/combustible para caldera (Btumedio), aumento a gas de Btu alto y otros usos como por ejemplo combustible para vehículos. El presente estudio se centra en la evaluación de un proyecto potencial de generación de energía eléctrica y un proyecto de uso directo. 1-3

14 Evaluación del Relleno Sanitario y Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro 1.3 LIMITACIONES DEL PROYECTO Durante la presente evaluación, el Equipo del Proyecto se basó en la información brindada y en varios supuestos con el objeto de completar la evaluación económica y el modelo de recuperación de biogás. Los juicios y análisis se realizaron a partir de la información mencionada y de la experiencia del Equipo del Proyecto en los sistemas de recuperación y utilización de biogás. Entre las limitaciones específicas, se incluyen: Las estimaciones de producción de biogás se basan en un análisis teórico y en las observaciones directas del relleno sanitario y sus operaciones. Dado que, en la actualidad, el relleno no posee un sistema de recuperación de biogás, el análisis económico se basó en los costos típicos de capital y de operación de sistemas similares más que en información específica del proyecto. Las proyecciones de recuperación de biogás se elaboraron conforme al cuidado y a la competencia que usualmente ejercen reconocidos profesionales especializados en este tema, bajo circunstancias similares, en esta o en localidades similares. No se ofrece ninguna otra garantía, expresa o implícita, en relación a las opiniones profesionales presentadas en este documento. Ciertos cambios vinculados al uso del predio del relleno sanitario y sus condiciones (por ejemplo, variaciones de las precipitaciones, niveles de agua, operaciones del relleno, sistemas de cobertura final u otros factores) pueden afectar la recuperación futura de biogás. El programa LMOP no garantiza la cantidad ni la calidad de biogás disponible. En el presente estudio de prefactibilidad se elaboraron supuestos vinculados a la disponibilidad y la accesibilidad futuras de las zonas del relleno sanitario para la instalación de un sistema de extracción de gas, a partir de información que se encontraba disponible al momento de elaborar el presente estudio. Esos supuestos se formularon debido a la ausencia de información específica sobre las fechas en que muchas porciones del relleno estarán accesibles para el desarrollo de campos de pozos y sobre la antigüedad de los residuos en cada zona. Debido a que dichos supuestos se utilizaron con el fin de elaborar un cronograma tentativo para la construcción de un sistema de captura de gas y la colocación de cobertura de la masa de residuos que genere biogás, esos supuestos pueden provocar impactos de consideración sobre la recuperación futura de biogás proyectada y las estimaciones resultantes del proyecto de prefactibilidad. Este Estudio de Prefactibilidad se ha llevado a cabo para el uso exclusivo por parte de la Ciudad de Cali. Ninguna otra particular, conocida o desconocida para el programa LMOP ni para la empresa SCS Engineers, será beneficiaria del presente informe o de la información que éste contiene. Los terceros utilizarán el presente informe a su propio riesgo. El Equipo de Trabajo del programa LMOP y la empresa SCS Engineers no asumen responsabilidad alguna por la precisión de la información obtenida o suministrada por terceros. 1-4

15 Evaluación del Relleno Sanitarioy Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro 2.0 INFORMACIÓN SOBRE LOS ANTECEDENTES DEL PROYECTO 2.1 ANTECEDENTES DEL RELLENO SANITARIO El Navarro está ubicado en el Valle del Cauca, a alrededor de metros sobre el nivel del mar, próximo al límite sudoeste de la Ciudad de Cali, Colombia, que tiene una población de alrededor de 2,1 millones de habitantes. El Navarro ha servido como el sitio de disposición principal de la Ciudad de Cali y el área circundante. El sitio es de propiedad de la Ciudad de Cali y es operado por la Empresa de Servicio Público de Aseo de Cali, E.S.P. (EMSIRVA). 1 Desde 1998 hasta 2002, EMSIRVA contrato a Serviambiental SA ESP para que desarrollara y operara El Navarro. En julio de 2002, el contrato de Serviambiental SA ESP para desarrollar y operar el relleno venció y se le puso término, y EMSIRVA se hizo cargo de las operaciones. El relleno dejó de recibir residuos y cerró las operaciones el 25 de junio de El clima de la región es tropical y moderadamente húmedo. La temperatura anual promedio es de 24ºC (75º Farenheit) y el promedio anual de precipitaciones es de milímetros (40 pulgadas). 2 Características Físicas del Relleno La propiedad del relleno sanitario existente incluye un total de alrededor de 35 hectáreas (ha), de las cuales aproximadamente 33 ha están destinadas a disposición, las cuales incluyen un área de 16 ha más antigua cerrada (Relleno Sanitario Original), un área más nueva de 16 ha donde los residuos se disponían hasta hace poco tiempo (Área Nueva) y un área de expansión de 0,9 ha que recibió residuos en 2008 (Área de Expansión). El área que rodea el relleno se compone de terrenos grandes y llanos dedicados al cultivo de la caña de azúcar. Construcciones residenciales y comerciales se han desarrollado cerca del relleno en los últimos años. En esta sección, se ofrece una descripción general del relleno sanitario. En la Sección 3, se proporcionan detalles adicionales sobre las condiciones y las características físicas del relleno en el año 2007 cuando aún recibía residuos. El Relleno Sanitario Original operó entre 1970 y Estaba dividido en tres celdas: la colina principal, un área de disposición de residuos hospitalarios o médicos y una celda triangular sobre el límite sudeste del sitio. Ninguna de las celdas del relleno original cuenta con revestimiento. La colina principal se relleno hasta una altura aproximada de metros por encima del nivel del mar (aproximadamente 52 metros de profundidad total). En el año 2000, se instaló la cubierta final sobre la colina principal y el área de disposición de residuos hospitalarios. La cobertura final parece estar bastante estable en la actualidad, aunque anteriormente se han producido fallas en los taludes. El área favorece el crecimiento de pasto, de árboles pequeños y otra clase de vegetación que ayuda a minimizar la erosión (ver Figura 2-1). 1 EMSIRVA es agencia pública que se creó el 29 de octubre de El objetivo primario de EMSIRVA es la recolección y la disposición de residuos sólidos. EMSIRVA también ofrece el servicio de limpieza de calles en al Ciudad de Cali. 2 Fuente: 2-1

16 Evaluación del Relleno Sanitarioy Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro Figura 2-1. Relleno Sanitario Original Clausurado Figura 2-2. Nueva Área (sin la Cobertura Final) El Área Nueva de 16 ha se construyó con una recubrimiento inferior de geomembrana de HDPE impermeable y se desarrolló como una serie de celdas (1, 2, 3, 4, 6, 6C y F) que han recibido residuos desde el año La profundidad de residuos promedio es de alrededor de 30 metros. El Área Nueva aún no ha recibido la cobertura final y gran parte del área no se ha nivelado en forma adecuada como para permitir la colocación de la cobertura final. No recibió cobertura de tierra diaria o intermedia debido a la falta de tierra en el relleno que pudiera utilizarse como material de cobertura (ver Figura 2-2). Algunas porciones del Área Nueva recibieron una cobertura diaria antes del año 2003 pero la mayoría de las áreas con cubierta diaria han sido cubiertas con capas de residuos y será necesario re-nivelarlas y cubrirlas como parte del proceso de clausura del sitio. Una nueva celda pequeña, denominada Área de Expansión, se desarrolló en 2007 a fin de ofrecer una capacidad de disposición adicional al relleno. La nueva celda cubre alrededor de metros cuadrados. La capacidad máxima de esa celda es de metros cúbicos aproximadamente. Suponiendo una densidad de disposición de 0,6 toneladas métricas por metro cúbico, la celda tenía una capacidad aproximada de toneladas métricas de residuos, lo cual es menor a un mes de capacidad a la tasa de vertido de Es posible que EMSIRVA haya desarrollado dos celdas de disposición adicionales adyacentes al Área de Expansión existente con el objeto de ofrecer capacidad de relleno hacia fines del mes de junio de El relleno sanitario no cuenta con un cerco de seguridad perimetral. Una gran cantidad de recolectores informales de residuos se encontraban operando en la sección activa del relleno sanitario. La entrada del establecimiento servía como control de seguridad del sitio pero no se observaron procedimientos de seguridad durante las visitas efectuadas. Si bien EMSIRVA tiene un contrato de seguridad con la organización de recolectores informales, sus esfuerzos parecen estar orientados al control de los recolectores informales que trabajan en el relleno más que al acceso del relleno sanitario. El sitio está rodeado por campos de caña de azúcar y una carretera de acceso rodea todo el sitio. No parece haber ninguna clase de cerco alrededor del relleno sanitario. A continuación, en la Figura 2-3, se muestra el área de disposición activa al momento de realizar las visitas en el año

17 Evaluación del Relleno Sanitarioy Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro Figura 2-3. Nueva Celda de Disposición El relleno utilizó la siguiente maquinaria pesada para diseminar y compactar los residuos, y construir canales: Topadora D6, topadora D5, compactador tipo oruga de 40 toneladas y excavadora hidráulica. Una vez que los vehículos recolectores entregaban los residuos al frente de trabajo, los recolectores informales recolectaban el material reciclable y el personal del relleno sanitario diseminaba y compactaba los residuos con maquinaria pesada. La actividad de los recolectores informales de residuos dificultaba la tarea de los operadores de los equipos, lo cual limitaba la cantidad de residuos compactados que podía alcanzarse y evitaba la formación de celdas y terrazas homogéneas. Otras características incluyen una bascula para los camiones en la entrada del relleno (ver Figura 2-4) y una instalación de reciclaje abandonada que tiene una plataforma cubierta y equipos para seleccionar y clasificar material reciclable. En la actualidad, la Universidad del Valle monitorea las aguas subterráneas por medio de pozos y piezómetros. Figura 2-4. Entrada y Báscula del Relleno 2-3

18 Evaluación del Relleno Sanitarioy Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro 2.2 ÍNDICES DE DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Las operaciones de relleno de residuos comenzaron en El Navarro en 1970 y finalizaron el 25 de junio de EMSIRVA suministró los registros históricos de los índices de disposición de residuos del Navarro para el período comprendido entre 2002 y julio de No se encuentran disponibles datos relativos a la disposición anual de los años anteriores. EMSIRVA estima que se dispusieron toneladas desde 1970 hasta Los índices de disposición anual durante ese período histórico se estimaron a partir de las toneladas totales dispuestas reportadas a fines de 2001 y una tasa de crecimiento de 1,5 por ciento por año. La disposición de 2007 se estimó tomando como base la disposición reportada entre los meses de enero y julio. La disposición de 2008 se estimó igual a la mitad del total de Se estima que el total de residuos dispuestos al momento de la clausura a fines de junio de 2008 es de aproximadamente 19,56 millones de toneladas. La Tabla 2-1 resume las estimaciones relacionadas con la disposición de residuos. TABLA 2-1: INDICES DE DISPOSICION DE RESIDUOS EN EL RELLENO SANITARIO EL NAVARRO, CALI, COLOMBIA Año Disposición de residuos (toneladas/año) Año Disposición de residuos (toneladas/año)

19 Evaluación del Relleno Sanitarioy Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro 2.3 COMPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS La composición de los residuos debe considerarse detenidamente cuando se evalúa un proyecto de recuperación de biogás. Particularmente, se debe considerar el contenido orgánico, el contenido de humedad y la degradabilidad de las diversas fracciones de los residuos. Por ejemplo, los rellenos que contienen grandes cantidades de residuos de alimentos, que son altamente degradables, tenderán a producir biogás con mayor rapidez, pero durante un período de tiempo más breve. El efecto que produce la composición de los residuos sobre la producción de biogás se analiza con mayor profundidad en la Sección 4. Los datos sobre la composición de los residuos dispuestos en El Navarro fueron suministrados por EMSIRVA. La Tabla 2-2 describe un resumen de los datos sobre la composición estimada de los residuos del relleno. TABLA 2-2: DATOS SOBRE LA COMPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS Componente Fracción de la corriente de residuos (%) Residuos de alimentos 75,0 Residuos de jardinería 7,0 Residuos de maderas 1,5 Papel y cartón 6,4 Plástico 1,8 Caucho, Cuero 1,0 Material textil 0,5 Otros materiales orgánicos 0,0 Metales 1,0 Vidrio y cerámica 1,0 Otros materiales inorgánicos 4,8 TOTAL 100,0 2.4 SISTEMA DE EXTRACCIÓN DE GAS EXISTENTE No existe un sistema activo de extracción de biogás en El Navarro. Existen varios pozos de venteo pasivos tanto en el Relleno Sanitario Original como en algunas secciones inactivas del Área Nueva. Los pozos de venteo se componen de columnas de gavión (1m x 1m) con un tubo perforado de HDPE de 6 pulgadas de diámetro. La sección que se encuentra por encima del nivel del suelo de los pozos de venteo tienen una tapa con una campana de metal y una antorcha para quemar el biogás. Gran parte de los tubos de venteo de gas ubicados en la celda cerrada se perforaron y construyeron durante el proceso de clausura del relleno sanitario en el año En algunas áreas específicas, hay una gran cantidad de tubos de venteo, mientras que en otras áreas 2-5

20 Evaluación del Relleno Sanitarioy Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro hay muy pocos. La distribución de los tubos de venteo quizá son el resultado de la necesidad de estabilizar algunas áreas donde había bolsones de biogás y grandes volúmenes de líquido lixiviado. Los pozos de venteo del Área Nueva se han construido en forma progresiva, a medida que se expandía el relleno. Se desconoce la cantidad total y la distribución de los pozos de venteo que se encuentran en el relleno sanitario. Mediciones de la Calidad del Gas en los Pozos de Venteo Existentes En el transcurso de la visita realizada en el mes de febrero de 2007, se tomaron mediciones de la calidad del gas en tres pozos de venteo del Relleno Sanitario Original cerrado (ver Figura 2-5). La Tabla 2-3 presenta un resumen de los datos obtenidos durante el muestreo de biogás. No se tomaron mediciones en el Área Nueva ya que los pozos no reunían las condiciones necesarias para efectuar el muestreo (ver Figura 2-6). Si bien no se pudo medir el biogás en el Área nueva, los olores presentes indicaban la presencia de biogás en toda el área.. Figura 2-5. Pozos de Venteo, Relleno Sanitario Original Figura 2-6. Pozos de Venteo, Nueva Área TABLA 2-3: PRUEBA DE LA CALIDAD DEL BIOGÁS RELLENO SANITARIO ORIGINAL Pozo CH 4 (%) CO 2 (%) O 2 (%) Equilibrio (%) Temperatura (ºF) Antigüedad de los residuos (años) ,6 16,2 11,7 50, ,2 6,5 16,2 68, ,0 8,8 14,9 63, Los datos presentados en la Tabla 2-3 muestran que el biogás tiene un bajo contenido de metano y un alto porcentaje de oxígeno y gas de balance. Esos valores no son habituales y parecen estar causados por la infiltración de aire en la muestra como consecuencia de las condiciones de los 2-6

21 Evaluación del Relleno Sanitarioy Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro pozos de venteo. Los pozos se han cubierto con barriles de acero comúnmente tiene rajaduras por donde puede producirse la infiltración de aire. 2-7

22 Evaluación del Relleno Sanitarioy Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro 3.0 EVALUACIÓN DEL RELLENO SANITARIO Se efectuó una evaluación de las operaciones en el relleno sanitario y de su clausura basada en una visita al sitio y en entrevistas con el personal del relleno realizadas por un ingeniero especialista en rellenos sanitarios en el mes de agosto de 2007, cuando aún se llevaban a cabo operaciones vinculadas con la disposición. El objetivo de la evaluación del relleno fue evaluar las condiciones y las operaciones del relleno e identificar las acciones necesarias para mejorar las operaciones y comenzar con las actividades de clausura con el objetivo de: Mejorar la producción y extracción de biogás. Hacer que el relleno sanitario sea un entorno más seguro y saludable. Mejorar la gestión de las aguas pluviales y el líquido lixiviado. Hacer que el relleno sea más atractivo para la comunidad que desarrolla rellenos sanitarios para la utilización productiva del gas. 3.1 OPERACIONES DE DISPOSICIÓN DE RESIDUOS Los camiones cargados de residuos para disposición en El Navarro ingresaban al relleno desde el extremo sudoeste del sitio a través de un puesto de pesaje compuesto por una báscula de camiones y una oficina. La báscula estaba conectada a un lector electrónico. Si bien el establecimiento estaba equipado con una computadora a fin de hacer el seguimiento de las entregas al relleno, el lector de la báscula no estaba conectado directamente a la computadora y era necesario realizar el ingreso de los pesos en forma manual. De ahí, los camiones de entrega de residuos proceden a la zona de descarga activa en las áreas Nueva y de Expansión. Contratistas privados estaban a cargo de las operaciones de relleno, quienes proporcionaban al sitio topadoras y demás equipos de operaciones bajo la dirección de un supervisor del sitio y de un ingeniero del sitio, empleados de EMSIRVA. En la actualidad, la descarga, la diseminación y la compactación de residuos se llevo a cabo con dos a tres topadoras modelos Caterpillar D-5 o D-6. Se necesitaron las topadoras para operar en medio de un grupo grande de recolectores informales en la sección que estaba en funcionamiento. Se estima que entre 500 y 900 personas participaban de las actividades relacionadas con la recolección informal de residuos dentro del relleno sanitario. Los recolectores informales recogían distintos materiales (esencialmente plástico) de la corriente de residuos para su reventa. Debido a la interferencia de esos recolectores, los operadores de las topadoras solamente podían diseminar los residuos fuera del área de descarga. La presencia de recolectores informales de residuos no permitía que los operadores de las topadoras compactaran los residuos mediante múltiples pasadas, una práctica habitual en los rellenos. Antes de 2003, cuando Serviambiental SA ESP operaba el sitio, las operaciones vinculadas con la disposición se completaban conforme a las prácticas aceptadas para los rellenos sanitarios y el contorno de la clausura final determinado para el sitio. En ese tiempo, las rampas finales del sitio 3-1

23 Evaluación del Relleno Sanitarioy Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro parecen haberse planificado para pendientes 1:3. Aparentemente, desde 2003, el relleno se ha sobrecargado y al momento de la visita al sitio, excedía las pendientes 1:3 planificadas y contaba con áreas importantes rellenadas con pendientes que excedían 1:1.5. Las paredes casi verticales de residuos del Área Nueva no pueden cubrirse con tierras como es necesario para efectuar la clausura sin que se realice una re-nivelación significativa. Todo ello ha conducido a una acumulación importante de líquido lixiviado, riesgo de incendio y fallas en las pendientes (deslizamientos). 3.2 SISTEMAS DE RECUBRIMIENTO INFERIOR Y COBERTURA Revestimiento El Relleno Sanitario Original no tiene recubrimiento inferior. De acuerdo con los planos de su construcción, el Área Nueva cuenta con un recubrimiento inferior en el fondo que se compone de una capa gruesa de 50 cm de tierra re-compactada, un revestimiento de geomembrana y una capa gruesa de grava para drenaje de 30 cm. Ese revestimiento se instaló por etapas, a medida que se desarrolló el Área Nueva. Cobertura Intermedia En la actualidad, el área Nueva no ha recibido una cobertura de tierra diaria o intermedia debido a las pendientes pronunciadas y a la falta de tierra dentro del sitio en el relleno que pudiera utilizarse como material de cobertura. No parece haber ninguna otra fuente de material de cobertura en las proximidades. Toda la tierra disponible en el área se utilizó antes del año 2003, podría ser posible que algunas secciones del Área Nueva hayan recibido una cobertura diaria. Desde 2003, todas las áreas que recibieron cobertura de tierra se han rellenado con residuos. Cubierta Final En el año 2000, se instaló una cobertura final en el Relleno Sanitario Original. El sistema de cobertura final propuesto para el Área Nueva se compone de las siguientes capas (del extremo superior al inferior): 30 cm de capa vegetal. 30 cm de capa de grava para drenaje. 40 cm de capa de arcilla compacta. Sin embargo, como se ha observado antes, las pendientes pronunciadas del Área Nueva evitan la aplicación de una cobertura final, si no se efectúan actividades significativas relativas a la renivelación de la superficie, con anticipación. 3.3 SISTEMAS DE MANEJO DE LIXIVIADO Y DE AGUAS PLUVIALES En El Navarro, el sistema de recolección de lixiviado instalado en el Área Nueva se compone de una capa de 30 cm de grava para drenaje y tuberías colectoras de HDPE de 20 cm de diámetro, 3-2

24 Evaluación del Relleno Sanitarioy Estudio de Prefactibilidad para la Recuperación y la Utilización del Biogás en el Relleno Sanitario El Navarro ubicadas en zanjas a lo largo de ambos lados de cada celda del relleno. Las tuberías colectoras de líquido lixiviado están conectadas a tres tanques de captura de lixiviado ubicados a lo largo de límite sudeste del Área de Expansión. El líquido lixiviado extraído en los tanques de captura se bombea fuera del relleno a un estanque de evaporación. El sistema de control del lixiviado actual se compone del sistema de revestimiento para drenaje, los tanques de captura de lixiviado y el sistema de bombeo. Aparentemente, el sistema de control de lixiviado funciona pero hay áreas donde parece que se acumula el lixiviado en charcos sobre la superficie de residuos y se escurre pendiente abajo y sobre las calles perimetrales. En varios lugares, el lixiviado sin tratamiento sale del sitio y se escurre hacia los cursos de agua circundantes. Se han instalado drenajes de roca y grava complementarios, los cuales parecen ayudar a tratar los problemas de drenaje del líquido lixiviado. Los tres tanques de captura de lixiviados originales estaban equipados con bombas eléctricas y sistemas de flotación con el fin de permitir la operación automática. Como resultado de fallas en los equipos y la disponibilidad de electricidad esporádica, se ha reemplazado las bombas por bombas de combustible que se operan manualmente 24 horas por día, los siete días de la semana. Si bien el sistema parece estar funcionando en dos de las estaciones de los tanques de captura de lixiviado, hay pruebas de que los volúmenes de lixiviado han excedido la capacidad de la tercera estación de pozos sépticos y se han derramado en los cursos de agua circundantes. El sistema de disposición de lixiviado incluye cuatro estanques formales de evaporación de lixiviado que se construyeron adecuadamente (ver Figura 3-1), una cantidad de piletas o estanques irregulares y una bomba de lixiviado ubicada en el sector noreste de la zona de disposición actual (ver Figura 3-2). El sistema de bombeo transporta el lixiviado hasta los estanques formales. Recientemente, se ha agregado el cuarto estanque y tenía alrededor de un tercio de su capacidad colmada hacia fines del mes de agosto de Además de los estanques de evaporación, se han probado varios sistemas de tratamiento de lixiviado en el relleno. A la fecha, ninguno de los sistemas de tratamiento de lixiviado han funcionado en forma adecuada. Al momento de la visita, ninguno de los sistemas de tratamiento se encontraba en funcionamiento. Figura 3-1. Estanques de Evaporación de Lixiviado Figura 3-2. Sistema de Bombeo de Lixiviado y Pileta 3-3