Complejo Medioambiental de Gipuzkoa

El pasado 24 de abril, las instalaciones del Complejo Medioambiental de Gipuzkoa (CMG) recibieron sus primeros camiones de residuos en su planta de tratamiento mecánico biológico (TMB), que recibirá 200.000 Tn. anuales y dispone de una capacidad diseñada que alcanza las 240.000 Tn. Con el comienzo de la fase de pruebas de esta instalación, se iniciaba la puesta en marcha de un complejo ubicado en el barrio de Zubieta, en el término municipal de San Sebastián,  que se ha desarrollado en dos fases, CMG-1 y CMG-2. Las obras de construcción comenzaron hace dos años y la inversión realizada ha alcanzado los 260 millones de euros.

Las instalaciones del CMG-1 cuentan con una superficie de 32 hectáreas y, además de la TMB, alberga otra de las principales infraestructuras del complejo: la planta de valorización Energética (PVE). Además de estas dos áreas principales, cuenta con varias instalaciones auxiliares, comos son: planta de embalado y almacén temporal de balas, instalación de recepción y almacenamiento de lodos secos de EDAR y planta fotovoltaica. La instalación se completa con una serie de áreas y servicios comunes: control de accesos, edificio de servicios generales, etc.

La segunda fase (CMG-2), que está finalizando su construcción, cuenta con una planta de biometanización (PBM), con una capacidad de 40.000 Tn. anuales, para tratar la materia orgánica recogida selectivamente que no sea compostada. Esta instalación se completa con una planta de tratamiento de escorias (PTE), que fabricará áridos reciclados a partir de las escorias producidas por la PVE.

Está previsto que la las obras de ambas fases del CMG finalicen completamente a lo largo del verano y que, a continuación, vayan desarrollándose los correspondientes períodos de pruebas, para que todas sus instalaciones funcionen a pleno rendimiento antes de que finalice el presente año.

 

Planta de Pretratamiento Mecánico Biológico (TMB)

La planta de pretratamiento Mecánico-Biológico, ubicada en cabecera de la PVE, procesará la fracción resto de los residuos domiciliarios (RD).

La planta dispone de una primera etapa de pretratamiento mecánico para recuperar materiales reciclables aún presentes en la fracción resto (papel-cartón, envases plásticos, metales férricos, metales no férricos). En dicha etapa se prevé recuperar entre un 7% y un 8% del material entrante. La etapa de pretratamiento mecánico está completamente automatizada y cuenta con dos líneas gemelas lo que  permite una mayor flexibilidad en operación y una alta disponibilidad.

 

Proceso biológico

Tras el tratamiento mecánico y la recuperación de los materiales reciclables presentes en la basura en masa, se desarrolla el proceso biológico. Esta segunda etapa tiene el objetivo de descomponer aeróbicamente la fracción más biodegradable de los residuos y utilizar la energía desprendida en forma de calor para evaporar la humedad y, por lo tanto, secar el residuo. Con esta técnica, se consigue reducir la cantidad de residuo destinado a valorización energética (-25% de reducción en peso por evaporación de agua) e incrementar el poder calorífico del mismo.

El proceso comienza cuando las fracciones procedentes del pretratamiento mecánico se depositan, mediante cintas transportadoras, en un foso intermedio desde donde serán recogidas. La carga y descarga del material se realiza de manera automatizada mediante un puente grúa con cuchara bivalva. El pavimento del módulo de biosecado está formado por losas prefabricadas de hormigón, perforadas para permitir el paso de la corriente de aire, proporcionando el oxígeno necesario para las reacciones de oxidación aerobia, creando así las condiciones necesarias para que el proceso se lleve a cabo de forma adecuada.

Todas las operaciones relacionadas con el tratamiento de residuos en la TMB se producen en el interior de edificios cerrados, que se mantienen bajo presión de aire negativa en todo momento. Además, las puertas existentes son de acción rápida, con el fin de evitar la dispersión de olores.

El aire extraído de la nave del proceso biológico es tratado mediante un sistema de depuración de olores ubicado en la cubierta del edificio de biosecado.

 

Planta de Valorización Energética (PVE)

La planta de valorización energética procesa los residuos provenientes de la TMB, de los que previamente se han separado las fracciones reciclables. Además, se tratan los rechazos procedentes de otras plantas de residuos, residuos RICIA (residuos industriales, comerciales e institucionales asimilables a urbanos). El volumen medio previsto en la PVE es de 160.000 t/año. 

La operativa comienza con la recepción de los residuos en un foso de hormigón con capacidad de almacenamiento para 10 días. Las líneas de hornos son alimentadas con residuos conducidos mediante dos sistemas de puente grúa que pueden operar en automático, semiautomático o manual.

La PVE cuenta con dos líneas idénticas con una capacidad térmica de 41 MWt. El diseño de las líneas de hornos y caldera es tal que la combustión se realiza por encima de los 900 °C, asegurando sobradamente el mantenimiento de la temperatura de los gases de combustión por encima de 850 °C durante más de 2 segundos para la eliminación de las dioxinas y furanos, tal y como se requiere en la legislación vigente. 

Los componentes principales de cada una de las líneas de valorización energética son: 

• Horno – parrilla

• Caldera

• Turbina y aercondensador (elementos comunes a las dos líneas)

• Tratamiento de gases

 

Horno - parrilla

La parrilla utilizada en el CMG1 tiene un diseño ampliamente contrastado y lleva siendo utilizada durante muchos años en plantas de valorización energética de residuos en todo el mundo. Este tipo de tecnología permite una gran flexibilidad en la composición y tipo de residuos a tratar. Con el fin de garantizar una combustión óptima en la parrilla, los residuos son sometidos a un movimiento continuo y se realiza la inyección de aire por la parte inferior. La combustión de los residuos en la parrilla se produce a temperaturas entre 900 °C y 1000 °C. 

Los residuos restantes después de la combustión se denominan escorias y representan un 20% de lo introducido en el horno. Las escorias caen al final de la parrilla a un transportador totalmente cerrado, que contiene un nivel de agua regulado automáticamente. Este proceso enfría las escorias, que son depositadas en un foso de hormigón donde se almacenan para su posterior traslado a la planta de tratamiento de escorias (PTE) con la que cuenta el Complejo Medioambiental de Gipuzkoa. En esta instalación, las escorias se someten a un tratamiento mecánico para extraer metales, clasificarlas por tamaños,  madurarlas y producir áridos reciclados que se reaprovecharán para obras públicas.

 

Caldera

Los componentes gaseosos generados durante la combustión ascienden a través del horno hacia la zona de caldera, que está compuesta por multitud de tubos a través de los cuales circula agua y vapor. Los gases de combustión circulan a través de las diferentes zonas de la caldera calentando el agua y produciendo vapor para la producción de electricidad en la turbina. La caldera o generador de vapor está diseñado como una caldera de cuatro pasos con tres pasos de radiación vertical. El cuarto paso está dispuesto como un paso de convección horizontal.

El vapor generado en cada caldera se lleva a unas condiciones de presión y temperatura elevadas con el fin de conseguir una alta eficiencia energética.

 

Turbina y aerocondensador

El vapor en condiciones de alta presión y temperatura se conduce a una turbina con capacidad para procesar el vapor generado por ambas líneas de horno - caldera. El vapor que entra en la turbina empuja los álabes y hacen girar el rotor a alta velocidad (entre 5000 y 6000 rpm). El rotor está acoplado a una caja reductora que a su vez está acoplado con el rotor de un generador. El movimiento de este último es el que permite la producción de energía eléctrica. 

El vapor que sale de la turbina ya a baja presión y temperatura se conduce a un sistema de refrigeración por aire (aerocondensador) que permite llevar el vapor a estado líquido y volver a conducirlo a la caldera para obtener un circuito cerrado de agua-vapor. La energía generada a 11 kV será utilizada en parte para los consumos auxiliares de generación de la planta

El excedente de energía se elevará a la tensión de interconexión (30 kV) por medio de un transformador elevador de 11/30 kV y se conectará al cable de exportación para verter este excedente a la red eléctrica. 

La PVE prevé generar 160.000 Mwh/año, energía suficiente para abastecer el consumo eléctrico de 45.000 hogares.

 

Tratamiento de gases

Los componentes gaseosos generados durante la combustión de los residuos, y que se han conducido a través de la caldera para aprovechar la energía contenida en ellos, se someten a un tratamiento de gases para reducir al máximo el contenido de componentes contaminantes.

El sistema de tratamiento de gases de la PVE está dotado de tecnologías de última generación y está diseñado para garantizar niveles de emisiones considerablemente más bajos que los contemplados en la legislación vigente y en las autorizaciones ambientales.

Los sistemas de neutralización de gases ácidos y eliminación de materia particulada del tratamiento de gases están duplicados en cada una de las líneas de la PVE. Este diseño garantiza que los gases se someten a un doble proceso de lavado en el que, tras completar la fase convencional de tratamiento, el procedimiento se repite para realizar un segundo lavado que reduce las emisiones al máximo.

Para ello el sistema cuenta de las siguientes etapas:

• Sistema de absorción con bicarbonato seco (primer lavado de gases ácidos y eliminación de materia particulada):

  • Reactor con inyección de bicarbonato

  • Filtro de mangas

  • SCR de “alta temperatura”: Inyección de amoniaco diluido

  • Catalizador

• Sistema de absorción con cal (segundo lavado de gases ácidos y eliminación de materia particulada):

  • Reactor con inyección de cal hidratada y carbón activado

  • Filtro de mangas con recirculación de los residuos

Varios de los beneficios de esta disposición del tratamiento de gases son:

• La más alta disponibilidad, al disponer de 2 etapas en serie de absorción.

• Facilidad para operar el proceso con una alta flexibilidad en lo que respecta a la adaptación de la composición de los gases de combustión y valores de los gases limpios

• Bajo consumo de reactivos y, por tanto, bajas cantidades de residuos generadas

• Límites de emisión muy por debajo de lo exigido para una protección máxima del medio ambiente

En el gráfico superior se reflejan las emisiones máximas permitidas por la legislación vigente (100%), los requisitos establecidos por el Consorcio de Residuos de Gipuzkoa –GHK (azul) y los garantizados por la PVE (verde). Como puede observarse, las emisiones mejoran de manera muy significativa los requisitos de la legislación, logrando reducciones que se sitúan entre el 50 y el 80%.

 

Planta de Biometanización

El Complejo Medioambiental cuenta, asimismo, con una segunda fase (CMG-2), cuya construcción finalizará antes del próximo otoño. En ella se ubican otras dos infraestructuras: una planta de biometanización (PBM) y una planta de tratamiento de escorias (PTE).

La PBM está destinada al tratamiento del biorresiduo procedente de la recogida selectiva y es una instalación de digestión anaerobia con 40.000 t/año de capacidad de diseño, y con posibilidad de ampliación en 20.000 t/año, en función de las necesidades futuras. La nave donde se realiza el tratamiento tiene 2.500 m2 de superficie y 11 metros de altura y está situada al oeste de la parcela del CMG-2. 

 

Proceso y tratamiento del bioresiduo

El proceso comienza con la descarga del bioresiduo en un foso (un tanque de hormigón estanco) con capacidad suficiente para almacenar la materia orgánica durante más de tres días. En la línea de pre-tratamiento, se abren las bolsas de forma mecánica, se clasifica el residuo por tamaño, se recuperan los metales, se separan los objetos no orgánicos, como las bolsas de plástico, y finalmente se tritura.

La digestión anaerobia, descompone la materia orgánica produciendo un gas combustible y una enmienda orgánica utilizada como abono para la tierra agrícola y/o para jardinería. A diferencia de un proceso aeróbico de compostaje, que se suelen llevar a cabo en naves ventiladas, la digestión anaerobia se realiza en tanques cerrados por lo que son plantas más compactas y con un mejor control de emisiones a la atmósfera.

En el caso del CMG-2, el residuo orgánico se envía al proceso de digestión anaerobia del tipo termófilo por vía-seca, proceso DRANCO. Este proceso se lleva a cabo en dos digestores cilíndricos verticales metálicos de más de 30 metros de altura y con una capacidad total de 4.000 m3 y 2.000 m3, respectivamente. 

La descomposición del residuo genera biogás, gas combustible con aproximadamente un 60% de metano y un 40% de dióxido de carbono, que se utiliza para producir energía eléctrica y agua caliente, en dos moto-generadores de 1 MW eléctrico de potencia cada uno. Para poder ajustar las variaciones de producción y de consumo de biogás, se utiliza un depósito inflable de gas, denominado gasómetro, con una capacidad aproximada de 1.000 m3.

El material digerido es un fango que se deshidrata y centrifuga, para enviarlo a su maduración en una planta externa. Durante la maduración se producen procesos biológicos aeróbicos que finalizan con la degradación de la materia orgánica. En el caso del CMG-2 esta etapa final se va a realizar mediante una planta de vermicompostaje (compostaje realizado utilizando lombrices), las cuales producen una enmienda biológica llamada humus muy apreciada para jardinería y agricultura.

Los lixiviados generados en el foso de entrada, en los biofiltros, así como las aguas de limpieza de las naves y los condensados del biogas se llevan a una depuradora de alta carga orgánica, que depura las aguas con un proceso de nitrificación-desnitrificación y finalmente con ultrafiltración.

El aire de las distintas naves se recoge y se trata en un biofiltro mixto orgánico-inorgánico de doble piso realizado con una estructura de hormigón, devolviendo a la atmósfera el aire depurado.

 

Planta de reciclado de escorias

La planta de reciclado o tratamiento de escorias (PTE) del Complejo Medioambiental de Gipuzkoa (Fase 2) es una instalación destinada al tratamiento y maduración de las escorias generadas en la planta de valorización energética (PVE) del CMG-1, en el proceso de incineración de los residuos. La instalación cuenta con una capacidad de diseño de 52.000 t/año. Su objetivo es recuperar los materiales no combustibles en forma de escorias y someterlos a su reciclaje para producir áridos que puedan ser reutilizados como material de construcción. La planta está situada en una nave cerrada de 5.500 m2 de superficie y 12 metros de altura.

 

Proceso de reciclado

El proceso comienza con el secado de las escorias durante dos semanas. Para ello, se emplean unos boxes o compartimentos realizados dentro de la nave con muros de hormigón de más de 4 metros de altura.

Tras el secado las escorias se someten a un tratamiento mecánico, para clasificarlas por tamaños. Asimismo, se recuperan los metales férricos y no férricos, se trituran los materiales de mayor tamaño y se separan posibles materiales inquemados. Finalmente las escorias clasificadas se maduran también en boxes de hormigón durante dos meses antes de su expedición para reutilización como áridos en obra civil.

El transporte, entre la zona de secado y la planta de proceso y entre la planta y la zona de maduración, se realiza mediante grandes grúas que, de forma automática, recogen el material con cucharas hidráulicas, lo pesan y lo clasifican en las distintas zonas, permitiendo un seguimiento exhaustivo de la producción.

El aire de la nave se renueva de forma que es aspirada hacia unos filtros que retienen el polvo que pudieran arrastrar antes de ser liberado a la atmosfera. Las escasas aguas que pudieran escurrirse de las escorias, se recogen y tratan mediante un sistema de decantación.

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