Demostrar la reutilización de nuestra basura, y utilizarla como una fuente de energía, por medio de la gasificación por plasma.

Transcripción

1 LOS R.S.D. La basura es un problema global, pero nosotros nos referimos a nivel Comunal, con una mirada provincial ya que los costos de transporte y disposición final generan importantes déficit y este año se cierra los 2 últimos vertederos de basura en la provincia, recolectándose 70 toneladas por día y aquí damos una posible solución. Con la elaboración de dicho proyecto nuestro objetivo es crear conciencia en la población utilizando nuestros desechos para crear otra fuente de energía, libre de cualquier tipo de contaminante. OBJETIVO GENERAL Demostrar la reutilización de nuestra basura, y utilizarla como una fuente de energía, por medio de la gasificación por plasma. OBJETIVO ESPECIFICO I- Utilizar la basura que produce nuestro distrito y sacarle el máximo de provecho. II- Aprovechar los recursos que tenemos a mano, sin crearle problema o ningún tipo de contaminante a nuestro ambiente. III- Hacer notar una nueva fuente de energía para nuestro propio consumo, dependiendo menos de los hidrocarburos.

2 DESARROLLO PROYECTO Este proyecto de gasificación por plasma, se ejecutará en nuestra comunidad, para fomentar la reutilización de todo lo que tenemos y fabricamos, ya que la basura es un consecuente de todo lo que fabricamos. Como es de nuestro entero conocimiento, uno de los temas de mayor connotación de hoy en día, es la basura, ya que todos nos preguntamos o algún día nos preguntaremos: Que hacer con tanta basura que producimos? Aquí tenemos una alternativa: El plasma es el cuarto estado de la materia ya sea orgánica e inorgánica. Y esto en que nos ayuda el convertidor con nuestra basura? Y qué tipo de energía se puede aprovechar? Resulta que en un convertidor por plasma, lo que crea un es campo de energía extremadamente intensa capaz de desintegrar cualquier tipo de basura, desde pañales sucios hasta los residuos radioactivos. La electricidad circula entre medio de un gas estable (nitrógeno puro o el aire ordinario), de esta forma le quita electrones al aire, y los convierte en plasma. La corriente sigue corriendo de forma continua a través del plasma recién formado, lo que crea luego un campo de energía intensa muy parecido a un rayo. La energía radiante del plasma es tan poderosa, que desintegra la basura en sus elementos constitutivos, desarmando sus enlaces moleculares. Y lo más interesante de todo el proceso es que es auto sustentable. El Convertidor de Plasma toma electricidad de la corriente principal para poder empezar, pero luego genera una fuente de gases a presión que hace girar unas turbinas conectadas a dinamos que a su vez producen electricidad para poder mantener funcionando al Convertidor. Pero no termina allí el tema. Ya que el Convertidor genera gran cantidad de electricidad, mucha más de la que él mismo necesita, así que el excedente se utilizaría para la distribución y consumo en nuestra comunidad. Este proceso tiene productos derivados: un cristal, que puede ser utilizado en muchas aplicaciones, como por ejemplo: para baldosas de baño, o en el asfalto. Otro producto es un gas de síntesis formado primariamente por hidrógeno y monóxido de carbono, que puede ser convertido a una gran variedad de combustibles, como el etanol, gas natural, o hidrógeno. Todos conocemos los tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. El plasma es un cuarto estado que consiste en gas a altísima temperatura, como

3 mínimo, sobre los 1300 grados Celsius. En este estado las partículas están ionizadas, es decir que tienen una carga eléctrica y por lo tanto les falta o sobra uno o más electrones. La gasificación por arco de plasma es un sistema relativamente nuevo que utiliza energía eléctrica y altas temperaturas creadas por un gasificador de arco eléctrico. Este mecanismo divide la basura dentro de un dispositivo llamado convertidor de plasma entre gas elemental y desecho sólido. El proceso está diseñado para ser un generador de electricidad neto (generar más energía del que consume) y simultáneamente lograr reducir la cantidad de basura que terminaría en rellenos sanitarios. Es importante destacar que el reciclado sigue siendo la alternativa más sustentable y la idea no es justificar la generación de mayores cantidades de basura cuando estas plantas estén funcionando masivamente. La basura acumulada en la actualidad ya es inmensa y lograr transformarla en energía y materiales de construcción a gran escala sería muy positivo. Como toda nueva tecnología, la lista de desafíos a superar es larga. Lograr generar más energía de la que se consume no siempre es fácil y sobre todo es clave lograr rentabilidad con la venta de electricidad A diferencia de los incineradores que utilizan combustión para desintegrar la basura, el plasma no produce oxidación de los materiales (estos no se queman). El calor de los convertidores de plasma provoca pirolisis, un proceso a través del cual se descompone la materia orgánica y la reduce. Las antorchas de plasma operan en recintos cerrados y herméticos, evitando la combustión que requiere la presencia de oxígeno.. Un proceso de gasificación por plasma, convierte todo tipo de desecho (gaseoso, líquido o sólido) en un gas combustible compuesto fundamentalmente por monóxido de carbono, hidrógeno, nitrógeno y agua. Este gas combustible puede utilizarse para generar energía eléctrica o ser convertido en combustible líquido como etanol. El proceso es muy eficiente. Más del 99% de los desechos se convierten en energía u otros productos vendibles. Las plantas típicas de gasificación o incineración generan hasta un 30% de residuos que debe ser transportado hasta un área de relleno. El proceso de Transformación Térmica usa tecnología de arco de plasma de muy alta temperatura (hasta C) para Gasificar los materiales inorgánicos y convertirlos en un gas combustible cuya capacidad calorífica es aproximadamente 1/3 de la del gas natural. El gas combustible luego se limpia y enfría para poder ser utilizado en una turbina de gas para generar electricidad o usado en un proceso de conversión de etanol. Los materiales inorgánicos se convierten en material vítreo o metal reciclado.

4 La Gasificación por Plasma no es incineración y no quema los desechos. Es la transformación de materiales que contienen carbono en una atmósfera pobre en oxígeno usando una poderosa fuente externa de calor (plasma) para producir un gas combustible que puede ser utilizado en otras aplicaciones. Pese a que las temperaturas son muy superiores a las utilizadas en incineración, el material orgánico no se quema porque no hay suficiente oxígeno. El proceso controla la cantidad de oxígeno y permite que exista solamente el oxígeno suficiente para producir monóxido de carbono. La materia orgánica se transforma en un gas combustible compuesto por monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2). Solamente se libera una pequeña cantidad de energía cuando se combinan las moléculas de carbono y oxígeno. El monóxido de carbono aún contiene una energía química considerable y puede ser utilizado de muchas maneras. Proyecto Sirsel de la empresa Exal en la Comuna de La ligua Resumen por tópicos de Gasificación de RSU (residuos sólidos urbanos) y NFU (neumáticos fuera de uso) 1. Particularidades del sistema a. Temperatura de Operación. La principal diferencia es que en la segunda cámara los gases son quemados a NO MENOS de 1250 C siempre, y en general, por sobre los C. Otros sistemas de la familia como la incineración y la pirolisis y la carbonización lo hacen a temperaturas muy inferiores. b. Los gases deben ser enfriados antes de liberados a la atmósfera, donde se recupera el calor para generar agua caliente o energía eléctrica. c. El sistema favorece el reciclaje y recuperación de materiales en el mesón de recepción de los residuos. d. El sistema luego de encendido por primera vez utiliza el mismo residuo sólido como combustible alcanzando a hacerse absolutamente independiente del uso de combustible. Esta variable dependerá de la humedad del RSU. Las unidades pueden incluir un secador para llevar dicha humedad al mínimo y alcanzar la total independencia. El secador se alimentará de la misma energía generada por el gasificador. e. Los plásticos así como los NFU son ideales para elevar la temperatura del gasificador. f. El problema de los NFU es de carácter mundial. Las empresas no logran resolver de manera factible económicamente este problema. Sin embargo, este sistema podría recibir todos los NFU de las zonas cercanas para su alimentación eliminando este problema en gran

5 medida. En chile se estima se generan sobre toneladas de NFU. La mayor parte concentrados en la V, RM y VI regiones. 2. Gases de Salida a. Dioxinas y furanos (organoclorados en general). La temida generación de estos elementos se da en base a precursores como anillos bencénicos o fenílicos quienes favorecen sus reacciones con las moléculas de cloro a diferentes temperaturas entre 200 y 500 C. En general, hay pocos estudios concluyentes de modo que USACH está interesada en demostrar la hipótesis estudiando la cinética de estos elementos en el piloto. La tesis es: que los incineradores actuales de quema a bajas temperaturas liberan muchos precursores, de modo que en las etapas de enfriamiento de los gases se favorece la formación de dioxinas y furanos; mientras que el gasificador tomará estos gases resultantes de la quema a 850 C y los vuelve a quemar en una segunda etapa por sobre los C, asegurando la destrucción total de los precursores bencénicos, de modo que durante el enfriamiento de los gases no existirá los elementos necesarios para la formación de estos organoclorados. Los análisis realizados a la fecha así lo demuestran. b. CO 2 versus CH 4. El gran desarrollo de soluciones para residuos sólidos domiciliarios asociadas a rellenos sanitarios poseen el gran problema de la eficiencia en la recolección del biogás. Las eficiencias de esta recolección son más bien bajas de modo que grandes cantidades de CH 4 son emitidas a la atmósfera. Si consideramos que el CH 4 tiene un poder de Gas de Efecto Invernadero 20 veces más alto que el de CO 2, podemos ver que el efecto es más dañino, como balance global de carbono. Si del carbono de la basura un 5% se escapa como metano a la atmósfera el efecto invernadero ya es mayor que haber reducido todo ese carbono en CO 2 inmediatamente. En general las eficiencias en la recolección de biogás en los rellenos es del orden del 50%. c. Usos del CO 2 del gasificador. 2 principales usos del CO 2 a emitir son su lavado y compresión a CO 2 -Líquido el cual tiene valor comercial para su uso en bebidas o como refrigerante. A partir de él se puede generar un segundo producto conocido como hielo seco que se utiliza en el lavado de instalaciones mineras y camiones de la gran minería, reduciendo el consumo de agua de las empresas mineras y resultando en un balance global favorable ya que baja el uso de combustibles fósiles en procesos de desalinización y bombeo de las aguas hacia las faenas mineras. La energía para este proceso se

6 puede obtener del mismo calor que se le retira al gasificador, completando el ciclo. d. Usos del CH 4. El proceso de gasificación puede perfectamente incluir posterior a sus etapas de recuperación y reciclaje, el retiro de aquella materia orgánica de buena calidad para no ser gasificada sino que ingresada a un reactor anaerobio para la generación de biogás (incluso dicha separación podría ser derivada a la generación de bioetanol), el cual poseerá un 60% de metano. Con este es posible generar energía para otros usos como la purificación de agua o desalinización de agua de mar, entre otros. Los balances de masa y energía deben ser realizados a partir, idealmente, de pilotajes a buena escala, debido a que las eficiencias resultan siempre mucho menores que en el papel, y de ellas dependen directamente los costos reales de los procesos y sus inversiones. 3. Sistemas de control a. La primera restricción y análisis de fondo se desarrollará durante el proceso del SEA para cada proyecto y localidad de maneras puntual y específica. En este proceso se demostrarán las seguridades que el sistema aporta. Ya en Brasil estamos en este proceso en el estado de San Pablo, que posee restricciones ambientales asimilables a las del medio Chile, incluido Santiago. b. Los sistemas de control y monitoreo son obligatorios de modo que se contará con todos los elementos de análisis en línea de los gases para todos los parámetros exigidos y para aquellos que se consideren importantes y no estén incluidos aún en la legislación nacional. c. La USACH será el elemento contraparte técnica para estudiar el sistema y sus procesos y monitorear y analizar los resultados de interés: eficiencias, gases, energía generada, cinéticas de organoclorados, etc.