APUNTES RESIDUOS 2011

Transcripción

CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL
RESIDUOS SÓLIDOS INDUSTRIALES
Y URBANOS
Pontifica Universidad Católica Argentina
Santa María de los Buenos Aires
Av. Alicia M. de Justo 1300 (1107), Buenos Aires, Argentina
APUNTES SOBRE RSU
Ing. Alvaro Sánchez Granel - 2011
CAPITULO VI
TRANSFERENCIA Y TRANSPORTE
1.
1.1. TRANSFERENCIA
Las grandes distancias que se deben vencer hasta el punto de destino final de los
residuos, recomiendan el uso de estaciones de transferencia, que acorten el
recorrido de los vehículos recolectores; de este modo se economiza, y se permite
un más efectivo transporte de los residuos sólidos en vehículos con capacidad entre
40 y 60 m3, en general con costos unitarios de transporte menores.
1.1.1. Objetivos de una Transferencia
•
Disminuir
considerablemente
el
tiempo
de
transporte
de
camiones
recolectores.
•
Costo menor de recolección por concepto de transporte a las Municipalidades
usuarias del sistema.
•
Permite una reestructuración de los servicios de recolección producto del
margen de tiempo adicional disponible.
•
Disminución significativa en el flujo vehicular hacia el sitio de Disposición
Final.
1.1.2. Estaciones de transferencia
Las estaciones, pueden clasificarse en:
•
•
•
en cuanto al medio de transporte luego de la transferencia.
-
viales;
-
ferroviarias;
-
fluviales;
en cuanto al modo de almacenamiento:
-
con foso de acumulación
-
sin foso
en cuanto al tratamiento físico previo:
-
Capitulo VI
con sistema de compactación de volumen
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Y URBANOS
APUNTES SOBRE RSU
-
de simple transferencia.
Consideraciones prácticas indican que puede haber ventajas económicas en la
implantación de estaciones de transferencia, a partir de una distancia límite de 6
Km
para
camiones convencionales, y entre 12
y 25
Km para
camiones
compactadores.
Los principales beneficios derivados del uso de las Estaciones de Transferencia
pueden resumirse en los siguientes:
•
1.- Economía de transporte
•
2.- Ahorro de Trabajo
•
3.- Ahorro de Energía
•
4.- Reducción de costos por desgaste y/o roturas de equipos
•
5.- Versatilidad
•
6.- Reducción del frente de descarga en los rellenos.
1.1.3. Justificación de una Estación de transferencia
•
En base a la Distancia de transporte
•
En base al tiempo de ida y vuelta
En base a la Distancia de transporte
Capitulo VI
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En base al tiempo de ida y vuelta
Ecuación del costo en $/ton:
Y = Co + B * X
(Estación de Transferencia)
Donde:
Co: Costos de instalación y operación de la E.T. en $/ton
X: Tiempo en minutos de ida y vuelta al sitio de D.F.
B: Constante de transporte en $/ton-minuto
Ecuación del Costo en $/ton: Y = D * X
(Camión Recolector)
D: Constante camión recolector en $/ton-minuto
1.1.4. Ubicación de Estaciones de transferencia
Método de Centro de Gravedad
XET = Σ X (Km) * Q (Tn/dia)
Capitulo VI
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Σ Q (Tn/dia)
YET= Σ Y (Km) * Q (Tn/dia)
Σ Q (Tn/dia)
1.1.5. Componentes mínimos de una estación de transferencia
•
Entrada con zona buffer (circulación y maniobras)
•
Balanza
•
Plataforma de recepción
•
Pozo de almacenamiento
•
Equipo para mover residuos a los transfers
•
Equipos de compactación, generalmente compactadores estacionarios
•
Sistema de captación y tratamiento de aguas
•
Oficinas, etc.
Esquema de una Estación de Transferencia:
•
Con compactación
Capitulo VI
4
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•
Sin compactación
1.1.6. Estaciones de transferencia viales terrestres
Estación de Transferencia Colegiales (CEAMSE)
Capitulo VI
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Y URBANOS
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Interior de una Estación de Transferencia Terrestre
1.1.7. Estaciones de transferencia ferroviarias
Vemos como ejemplo la Estación de Transferencia Quilicura, en Santiago de Chile,
que sirve de transferencia de residuos para un relleno sanitario ubicado a 73 Km.
Vista de la Estación de Transferencia Ferroviaria de Quilicura
Capitulo VI
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Vista del interior y del exterior de la Estación de Transferencia de Quilicura
1.1.8. Estaciones de transferencia fluviales o marítimas
Vemos como ejemplo las Estaciones de Transferencia Fluviales de la ciudad de
Nueva York, que sirve de transferencia de residuos para un relleno sanitario
ubicado en una isla.
Las 13.000 toneladas de residuos sólidos acumulados a diario en la ciudad de
Nueva York son recogidas por camiones recolectores y llevados a una serie de
estaciones de transferencia marina (MTS) a lo largo de la costa de la ciudad sobre
el río Hudson. Los camiones suben por una rampa a un nivel superior donde
descargan los residuos sobre las barcazas que se encuentran esperando abajo.
Capitulo VI
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Vista de las Estaciones de Transferencia Marítimas de Nueva york
Vista de las Estaciones de Transferencia Marítimas de Nueva york
Transferencias fluviales en volquetes
Capitulo VI
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1.2. TRANSPORTE
1.2.1. Transporte vial
Transporte de RSU por camiones trailers operados por el CEAMSE desde las
Estaciones de Transferencia de Flores, Pompeya y Colegiales hasta el Centro de
Disposición Final Norte III sobre el Camino del Buen Ayre.
Camiones de Transferencia del CEAMSE
1.2.2. Transporte ferroviario
Transporte
de
RSU
por
ferrocarril
desde
Santiago
de
Chile
(Estación
Transferencia Quilicura) hasta el Relleno Sanitario Lomas Los Colorados (73 km)
Puente-grua para levantar los silo-vagón
Capitulo VI
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de
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Recorrido de la Formación Ferroviaria
Descarga de los silos en la base del relleno
Carga y descarga de silos en el tractocamión
Capitulo VI
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Beneficios Ambientales
Disminución de la contaminación ambiental, producida por el flujo de
camiones que realizan diariamente los recorridos.
Menor congestión en carreteras.
Menor deterioro de la infraestructura vial.
Disminución de accidentes.
Menor riesgo sanitario en el transporte de residuos.
Relleno Sanitario Loma Los Colorados
Capitulo VI
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1.2.3. Transporte fluvial o marítimo
Las barcazas llenas, navegan hacia el Atlántico, arrastradas por remolcadores a un
gran relleno sanitario en Staten Island. Este vertedero actualmente ha colmado su
capacidad, por lo tanto las barcazas son remolcadas a lugares alternativos.
Barcazas transportadas por remolcador
Transporte en embarcaciones porta-volquetes
Capitulo VI
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TRABAJO PRÁCTICO NO 4
TEMA: TRANSFERENCIA Y TRANSPORTE
1.3. PRÁCTICA SUBTEMA: TRANSFERENCIA
1.3.1. Ejercicio No 22
JUSTIFICACION DE UNA ESTACION DE TRANSFERENCIA
Para una toma de decisión en la inclusión de una estación de Transferencia en un
Sistema de Gestión de Residuos, se ha tomado como referencia la variación del
costo por tonelada en función de los minutos de viaje del trayecto (ida y vuelta
al sitio de disposición final), según lo realice un trailer de gran porte o bien los
camiones recolectores y su cuadrilla (incluyendo chofer)
Ecuación del Costo en $/ton: Y = Co + B* X = 19 + 0,39 X
Donde Co = costos asociados a instalación y operación de E.T en $/ton
X= tiempo en minutos de ida y vuelta al sitio de disposición final
B= expresado en $/ton- minuto
Ecuación del Costo (camión recolector) Y = 0,60 X
Hallar analítica y gráficamente el tiempo de ida y vuelta en minutos al sitio de
disposición final por encima del cual se justificaría una estación de transferencia
en el sistema
Capitulo VI
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LOCALIZACION DE ESTACION DE TRANSFERENCIA.
Un conjunto de localidades desea instalar una estación de transferencia de
residuos. Le dan los siguientes datos de ubicación y producción de residuos de cada
localidad:
Localidad
X
Y
Ton/dia
A
500
600
50
B
400
800
60
C
100
300
20
D
200
700
60
E
300
450
5
F
400
500
40
G
200
500
10
900
B
800
700
D
600
A
500
G
E
F
400
C
300
200
100
0
0
100
200
300
400
500
600
Se le solicita que determine por el método de centro de gravedad la ubicación
óptima para la instalación de la estación de transferencia.
Capitulo VI
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Y URBANOS
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LOCALIZACION DE ESTACIONES DE TRANSFERENCIA.
Un conjunto de localidades le solicita la implementación de un sistema de
estaciones de transferencia de residuos. Le dan los siguientes datos de ubicación y
producción de residuos de cada localidad:
Localidad
X
Y
Ton/dia
A
500
750
50
B
450
800
60
C
100
300
20
D
50
250
60
E
450
700
5
F
50
100
40
G
100
200
10
900
B
800
A
700
E
600
500
400
C
300
D
200
G
100
F
0
0
100
200
300
400
500
600
Se le solicita que determine por el método de centro de gravedad la ubicación
óptima de una única estación de transferencia. De la misma forma se le solicita que
presente la ubicación de 2 estaciones de transferencia teniendo en cuenta una
zonificación previa.
Capitulo VI
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En el caso de las 2 estaciones de transferencia calcule finalmente la ubicación
óptima de un relleno sanitario empleando la metodología de centro de gravedad.
Compare los resultados y obtenga una conclusión.
Capitulo VI
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Y URBANOS
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COSTOS DE ESTACIONES DE TRANSFERENCIA.
Tomando como base las ubicaciones de las 2 estaciones de transferencia y el
Relleno Sanitario determinados en el ejercicio anterior, realice una comparación
económica de las 2 alternativas de gestión de residuos que se exponen a
continuación:
1) Todos los camiones recolectores de cada localidad, transportan el residuo
directamente al Relleno Sanitario.
2) Los camiones recolectores de cada localidad transportan sus residuos a la
estación de transferencia que le corresponda según su ubicación. Desde la
estación de transferencia, los residuos se transportan en camiones de gran
porte hasta el relleno sanitario.
Considere las siguientes premisas:
a) Los camiones recolectores transportan una carga máxima de 5 ton/viaje.
b) Los camiones de gran porte transportan una carga máxima de 20 ton/viaje.
c) Considere que los recorridos entre localidades, estaciones de transferencia y
rellenos sanitarios son líneas rectas.
d) Considere que los costos de transporte son de 0,58 $/km para los camiones
recolectores y de 0,44 $/km para los camiones de gran escala.
Metodología de cálculo:
•
Determine las distancias de: localidades-relleno sanitario; localidadesestación de transferencia y estaciones de transferencia-relleno sanitario.
•
Calcule para ambas alternativas el número de viajes por día necesarios.
•
Calcule para ambas alternativas la cantidad de kms por día (ida y vuelta)
que se recorrerán.
•
Estime los costos de transporte para ambas alternativas.
•
Compare los resultados y obtenga una conclusión.
Capitulo VI
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Y URBANOS
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COSTOS DE ESTACIONES DE TRANSFERENCIA.
A partir de los resultados del ejercicio anterior y considerando que la producción de
residuos es constante durante los 365 días del año en un horizonte de 10 años,
determine cuál de las 2 alternativas tiene mayor viabilidad económica teniendo en
cuenta que cada estación de transferencia requiere una inversión inicial de
6.000.000,00 de $ y un costo operativo de 100.000,00 $/año.
EQUIPAMIENTO DE ESTACIONES DE TRANSFERENCIA.
Una población de 500.000 hab requiere la instalación de una estación de
transferencia. Considerando que la población tiene una tasa de generación de RSU
de 1,2 kg/hab/día en el día punta del año, y que el sistema de recolección
permitiría hacer ingresar la totalidad de los residuos de forma distribuida en 5 horas
del día. Determine que cantidad de tolvas serán necesarias instalar sabiendo que
cada una permite transferir 40 ton/h.
Capitulo VI
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Y URBANOS
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EQUIPAMIENTO DE ESTACIONES DE TRANSFERENCIA.
Una
estación
de
transferencia
cuenta
con
2
tolvas
de
transferencia
por
compactación de 40 ton/h de capacidad máxima. Suponiendo que cada camión que
ingresa al predio transporta 10 ton/camión de residuos y teniendo el siguiente
diagrama de ingresos horarios de camiones:
Hora
Mes Mínimo
Mes Medio
Mes Punta
1
2
8
10
2
4
7
9
3
2
3
8
4
0
0
0
5
0
0
0
6
0
0
0
7
0
0
0
8
0
0
0
9
5
6
6
10
5
7
8
11
7
7
9
12
4
8
9
13
2
6
6
14
0
0
0
15
0
0
0
16
0
0
0
17
0
0
0
18
2
3
5
19
3
3
5
20
0
0
0
21
0
1
3
22
6
3
8
23
6
8
11
24
5
8
11
Capitulo VI
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Y URBANOS
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Enero, febrero y mayo se consideran meses de mínima
Diciembre y Junio se consideran meses punta.
Marzo, abril, julio, agosto, septiembre, octubre y noviembre se consideran meses
de media.
Se solicita:
1. Calcular el % de horas en un año que la planta trabajará a carga 0.
2. Calcular el % de horas en un año que la planta trabajará a sobre carga.
3. Calcular el % de horas en un año que la planta trabajará dentro de su
capacidad de transferencia (incluyendo horas de carga 0).
4. Cuantas tolvas de igual capacidad de transferencia a las anteriores será
necesario agregar para que la planta trabaje el 100% del tiempo dentro de
su capacidad de transferencia.
Capitulo VI
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Y URBANOS
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1.4. PRÁCTICA SUBTEMA: TRANSPORTE
COMPARACION DE SISTEMAS DE TRANSPORTE
Se desea implementar un sistema de transporte desde una futura Estación de
Transferencia a un Relleno Sanitario distante unos 60 Km. Para esto se analiza la
conveniencia de diseñar un sistema de transporte ferroviario y compararlo con el
vial.
1. Estación de Transferencia y Transporte vial
•
Cada posición de descarga procesa 7 camiones recolectores de 17,15 m3 por
hora.
•
La Estación de Transferencia tiene 5 posiciones de descarga.
•
El límite de carga de residuos máximos a transportar por camiones de gran
porte es de 30 Tn.
•
La densidad de compactación del residuo en el camión de gran porte es de
500 kg/m3.
•
El tiempo de espera, carga y descarga en la ET y el CDF es de 45 minutos.
•
El camión de gran porte va a una velocidad promedio de 70 Km/h.
•
Se considera 1 jornada de 8 horas.
•
Se considera una inversión total (ET + Camiones) de $ 33.500.000.-
•
Se considera un costo operativo de la E.T. de 100.000,00 $/año.
•
Se considera un costo operativo por camión de gran porte de $ 25/hora.
2. Estación de Transferencia y Transporte ferroviario
•
Cada posición de descarga procesa 8 camiones recolectores de 17,15 m3 por
hora.
•
La Estación de Transferencia tiene 5 posiciones de descarga.
•
Cada vagón-silo transporta 26,5 Ton y la formación ferroviaria lleva hasta
53 vagones-silos.
•
La densidad de compactación del residuo en los silos es de 500 kg/m3.
Capitulo VI
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•
Se considera 1 jornada de 8 horas.
•
Se considera una inversión total (ET + Ferrocarril + Transfer) de $
35.000.000.-
•
Se considera un costo operativo de la E.T. de 130.000,00 $/año.
•
Se considera un costo operativo de $ 1.400/viaje.
Considerando que la producción de residuos es constante durante los 365 días del
año en un horizonte de 10 años, determine cuál de las 2 alternativas tiene mayor
viabilidad económica.
Capitulo VI
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