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Pre-Feasibility Nbsp Study Nbsp - Nbsp Pichacay Nbsp Final Nbsp Spanish

Date post:13-Aug-2015
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Estudio de Prefactibilidad del Potencial del Biogs: Relleno Pichacay Cuenca, Ecuador

Preparado para: Empresa Municipal de Aseo de Cuenca (EMAC)

Preparado bajo: Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos -USEPAPrograma de Acercamiento de Metano de Rellenos -LMOPContrato: EP-W-06-22 TO 006

Por:

Eastern Research Group, Inc.y

Carbon Trade, Ltd7 de Octubre, 2007

TABLA DE CONTENIDORESUMEN EJECUTIVO .......................................................................................................................................................1 INTRODUCCCIN ................................................................................................................................................................2 1. 2. 3. LIMITACIONES DEL PROYECTO...........................................................................................................................3 BIOGS DE RELLENO ...............................................................................................................................................3 INFORMACIN DEL RELLENO ..............................................................................................................................4 3.1. 3.2. 4. 5. 6. Ubicacin y Operacin del sitio............................................................................................................................4 Ingreso de Desechos ..............................................................................................................................................5

COMPOSICION DEL DESECHO...............................................................................................................................6 ACTIVIDADES DE RECICLAJE ...............................................................................................................................6 CONSTRUCCIN DEL SITIO....................................................................................................................................7 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 Observaciones Generales.......................................................................................................................................7 Informacin Ambiental .........................................................................................................................................7 Profundidad del Desecho ......................................................................................................................................7 Colocacin del Desecho.........................................................................................................................................8 Impermeabilizacin de la Base..............................................................................................................................8 Capa de Cobertura .................................................................................................................................................8

7.

GAS Y LIXIVIADOS ....................................................................................................................................................9 7.1. 7.2. 7.3. Lixiviados ...............................................................................................................................................................9 Gas .........................................................................................................................................................................9 Incendios ..............................................................................................................................................................10

8.

MODELO DE GAS ......................................................................................................................................................10 8.1. 8.2. Modelo de Emisiones ...........................................................................................................................................10 Parmetros del Modelo. .......................................................................................................................................11

9. 10. 11.

RESULTADOS DE LINEA BASE PARA MODELO DE GAS ..............................................................................12 EFICIENCIA ANTICIPADA EN LA CAPTACIN DE GAS ...........................................................................13 ENSAYO DE BOMBEO DE GAS ESPECIFICACIONES TCNICAS ........................................................13 Ubicacin del Ensayo ..........................................................................................................................................14 Objetivos del Ensayo ............................................................................................................................................14 Perforaciones .......................................................................................................................................................15 Tuberas ...............................................................................................................................................................15 Puntos de Monitoreo de Presin .........................................................................................................................15 Quemador Mvil ..................................................................................................................................................15 ENSAYO DE BOMBEO DE GAS PROTOCOLO DE CONTROL ................................................................16 ENSAYO DE BOMBEO DE GAS PROTOCOLO DE MONITOREO ..........................................................16 ENSAYO DE BOMBEO DE GAS INSTALACIN DE POZOS ....................................................................18 Perforacin de los Pozos de Gas .........................................................................................................................18 Conversin de Chimenea Pasiva. ........................................................................................................................19 Sondas de Monitoreo ...........................................................................................................................................19 ENSAYO DE BOMBEO DE GAS - RESULTADOS ...........................................................................................20 Salida del Quemador de Gas ...............................................................................................................................20 Pozo 1 ...................................................................................................................................................................21 Pozo 2 ...................................................................................................................................................................23 Pozo 3 ...................................................................................................................................................................25

11.1. 11.2. 11.3. 11.4. 11.5. 11.6. 12. 13. 14. 14.1. 14.2. 14.3. 15. 15.1. 15.2. 15.3. 15.4.

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16. 16.1. 16.2. 16.3. 16.4. 16.5. 17. 17.1. 17.2. 17.3. 18. 19. 19.1. 19.2. 19.3. 19.4. 19.5. 19.6. 19.7. 20. 21.

DISPONIBILIDAD DE BIOGAS DE RELLENOS .............................................................................................26 rea Disponible ...................................................................................................................................................26 Entrada de Oxigeno .............................................................................................................................................26 Radio de Influencia .............................................................................................................................................27 Disponibilidad del Gas Especfico .......................................................................................................................28 Disponibilidad del Gas en el Sitio ......................................................................................................................28 OPCIONES DE USO ..............................................................................................................................................30 Energa Trmica ..................................................................................................................................................30 Energa Elctrica .................................................................................................................................................31 Conexin a la Red................................................................................................................................................33 COMERCIO DE EMISIONES ..............................................................................................................................33 ESPECIFICACIONES GENERALES DE UN SISTEMA DE EXTRACCION DE GAS................................36 Perforacin ..........................................................................................................................................................36 Pozos de Gas ........................................................................................................................................................37 Control de Lixiviados...........................................................................................................................................37 Red de Tubera .....................................................................................................................................................38 Quemador y Bomba de Gas .................................................................................................................................38 Cuadro de Cantidades..........................................................................................................................................39 Costos del Sistema de Evaporacin de Lixiviados ..............................................................................................41 MODELO FINANCIERO ......................................................................................................................................42 CONCLUSIONES ...................................................................................................................................................44

REFERENCIAS ....................................................................................................................................................................46

LISTA DE TABLAS Y FIGURASTABLA 1 INGRESO DE DESECHO 2001-2006 (ACTUAL) Y 2007 A 2021 (PROYECCIN) ............................................................5 TABLA 2 COMPOSICIN DE DESECHO ESTIMADO ....................................................................................................................6 TABLA 3 PROMEDIO DE LLUVIA (MM) (FUENTE: WWW.WORLDCLIMATE.COM) ........................................................................7 TABLA 4 PARAMETROS DE MODELO ......................................................................................................................................11 TABLA 5 RESULTADOS DEL MODELO DE BIOGS ..................................................................................................................13 TABLA 6 RESOLUCION DEL ANALISIS ....................................................................................................................................17 TABLA 7 POZOS DE GAS ........................................................................................................................................................18 TABLA 8 PROFUNDIDAD DE LAS PERFORACIONES..................................................................................................................19 TABLA 9 ANLISIS DE SENSIBILIDAD DEL RADIO DE INFLUENCIA .........................................................................................28 TABLE 10 ESTIMADO DE ENERGA TERMAL DISPONIBLE.......................................................................................................29 TABLE 11 COSTO TIPICO DE EQUIPO DE GENERACIN ELCTRICA ........................................................................................31 TABLE 12 CAPACIDAD ESTIMADA DE GENERACIN ELCTRICA ...........................................................................................32 TABLE 13 ESTIMADO DE REDUCCIN DE EMISIONES DISPONIBLES .......................................................................................36 TABLA 14 CUADRO DE CANTIDADES PARA UN SISTEMA DE EXTRACCIN DE GAS ................................................................39 TABLA 15 COSTOS DEL EQUIPO GENERADOR ........................................................................................................................41 TABLA 16 COSTO CAPITAL ESTIMADO PARA MODELO FINANCIERO .....................................................................................42 TABLA 17 ESTIMADO INDICATIVO DE COSTOS DE OPERACIN PARA PRODUCCIN DE ENERGA ELCTRICA ........................42 TABLA 18 SUPOSICIONES DEL MODELO FINANCIERO ............................................................................................................42 TABLA 19 SUPOSICIONES DE INGRESOS DEL MODELO FINANCIERO.......................................................................................43 TABLE 20 - RESULTADOS DEL MODELO FINANCIERO PRODUCCIN DE ENERGA ELCTRICA ...............................................43 TABLA 21 - RESULTADOS DEL MODELO FINANCIERO SOLO QUEMA .....................................................................................44

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FIGURA 1 LNEA BASE DE EMISIONES DE BIOGS ..................................................................................................................12 FIGURE 2 RESULTADOS DEL QUEMADOR ...............................................................................................................................20 FIGURA 3 RESULTADOS DEL POZO 1 ......................................................................................................................................21 FIGURE 4 RESULTADOS DE SONDAS EN POZO 1 .....................................................................................................................22 FIGURA 5 RESULTADO DEL POZO 2 ........................................................................................................................................23 FIGURA 6 RESULTADOS DE SONDAS DEL POZO 2 ...................................................................................................................24 FIGURA 7 RESULTADOS DEL POZO 3 ......................................................................................................................................25 ECUACION 1 MODELO DE DECAIMIENTO DE PRIMER ORDEN.................................................................................................10 ECUACION 2 LINEA BASE GHG EMISIONES ...........................................................................................................................11 ECUACIN 3 REDUCCIN DE EMISIONES DISPONIBLES ..........................................................................................................35 ECUACIN 4 REDUCCIN DE EMISIN DE INTERCAMBIO DE USO DE COMBUSTIBLE FOSIL ...................................................35

APPENDICESAPENDICE I Registro de Monitoreo de Gas APENDICE II Ubicacin de Ensayo de Bombeo de Gas APENDICE III Bitcora de Perforacin APENDICE IV Registros de Monitoreo de Ensayo de Bombeo de Gas APENDICE V Dibujos de Conversin de Chimenea Pasiva y Colector Horizontal APENDICE VI reas disponibles para un Sistema de Coleccin de Gas APENDICE VII Diagrama de Sistema de Coleccin de Gas APENDICE VIII Ejemplo de Modelo Financiero APENDICE IX Certificado de Calibracin de Analisador de Gas APENDICE X Fotos

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RESUMEN EJECUTIVO El relleno Pichacay, propiedad de la Municipalidad de Cuenca Ecuador y operado por la Empresa Municipal de Aseo de Cuenca (EMAC), recibe desecho domestico y comercial de la ciudad de Cuenca y sus alrededores. Este sitio recibe aproximadamente 120,000 toneladas de desecho domestico anual. Con un plan de extensin para el ao 2021, se espera que el sitio contenga aproximadamente 2.68 millones de toneladas de desecho para cuando alcance la fecha de clausura propuesta. Bajo contrato con la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos (U.S. EPA, por sus siglas en ingles), las empresas Eastern Research Group, Inc. (ERG), y Carbon Trade Ltd (Carbon Trade). completaron una evaluacin inicial del potencial del Relleno Pichacay para generar metano. Un anlisis de informacin proporcionada por la Municipalidad de Cuenca, indica que el sitio podra estar emitiendo actualmente 638 m3/hr de biogs, conteniendo aproximadamente un 50 por ciento de metano. Esta tasa podra alcanzar un tope de aproximadamente 1,800 m3/hr en el ao 2022. Siguiendo las evaluaciones iniciales del sitio, el Relleno Pichacay fue seleccionado para posteriores estudios de prefactibilidad, incluyendo ensayos de bombeo. Los informes provedos por los ensayos de bombeo, incluyen informacin recabada de las operaciones de perforacin, as como flujo de gas y tasas de calidad que permiten un anlisis ms exacto de la cantidad y calidad del gas que puede ser recuperado del relleno. Los ensayos de bombeo se llevaron a cabo entre el 11 y 29 de Marzo del 2007 y operando con dos pozos perforados para captacin de gases y una conversin de las chimeneas de gas pasivo existentes. El rea seleccionada para los ensayos de gas fue sobre desechos con aproximadamente 4 aos de antigedad y fue considerada representativa del rea total del sitio. Los resultados de los ensayos de bombeo indican que se puede captar una buena calidad de biogs tanto de nuevos pozos perforados, como de la conversin de sistemas de chimeneas de gas pasivo existentes. Los datos de los ensayos de bombeo fueron extrapolados al rea disponible en el relleno Pichacay, lo cul indica que actualmente hay disponibilidad de 504 m3/hr de biogs. El estudio indica que el relleno Pichacay contiene altos niveles de lixiviados, a pesar del sistema de drenaje existente. Este nivel de lixiviados en el sitio es una restriccin significativa en la recoleccin eficiente de biogs y mayores rangos de recuperacin serian posibles con la instalacin de equipo de control de lixiviados (bombeo) como parte de cualquier diseo de sistema de captacin de gas permanente. El relleno Pichacay ofrece buena cantidad de energa disponible del biogs, por lo tanto ofrece la oportunidad de desarrollar un proyecto de biogs a energa. Sin embargo, la ubicacin del sitio puede resultar en un costo relativamente alto para la conexin de electricidad a la red para la exportacin de energa. Adicionalmente la altura a la que se encuentra el sitio podra resultar en un bajo rendimiento de los motores tradicionales de ignicin con buja y por lo tanto un alto costo capital. A pesar de estas restricciones, el sitio ofrece un buen potencial para un proyecto de biogs a energa. Aunque hay poca oportunidad para proyectos de uso directo, la implementacin de tecnologa para la evaporacin de lixiviados representa una posibilidad.

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INTRODUCCCIN La Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos (U.S. EPA), esta trabajando conjuntamente con el Ministerio de Ambiente de la Republica del Ecuador, en un programa de cooperacin para promover los beneficios que trae el uso de metano, mientras reduce tambin las emisiones de metano a la atmsfera. Algunas de las actividades clave para este programa de cooperacin incluyen las siguientes: (1) Identificar rellenos aptos con cantidades suficientes de gas de alta calidad que pueda ser usado para abastecer la necesidad de energa local. (2) Conducir un taller para capacitar a propietarios de rellenos, oficiales municipales y organizaciones locales, con el fin de desarrollar proyectos de extraccin de metano (3) Llevar a cabo talleres para reunir a propietarios de rellenos, desarrolladores de proyectos, e instituciones financieras para que ayuden a promover el desarrollo de proyectos de metano en Ecuador. Para apoyar estas actividades la U.S. EPA ha contratado a dos empresas, Eastern Research Group, Inc. (ERG) y Carbon Trade, Ltd. (Carbon Trade). Algo importante en la identificacin de rellenos aptos para proyectos de energa, involucra realizar visitas al sitio de relleno que han sido identificados por El Ministerio de Ambiente de Ecuador como sitios potenciales para desarrollar un proyecto. La mayora de visitas a los sitios fueron completadas entre el 23 y el 27 de Octubre del 2006, En estas visitas, las empresas ERG y Carbon Trade recolectaron informacin acerca del diseo de cada relleno, volumen y composicin del desecho y del gas que fue usado para evaluar el potencial del biogs. Tambin se recolect informacin con los usuarios locales de energa, que podran estar interesados en utilizar energa producida por un relleno de desechos. Este informe de prefactibilidad resume lo encontrado en el sitio durante la visita y los ensayos de bombeo realizados en el Relleno Pichacay en Cuenca, Ecuador. Este reporte incluye un anlisis de potencial del biogs y examina las oportunidades que puedan existir para usarlo para abastecer las necesidades de energa de los usuarios e industrias locales. Este reporte, adems incluye informacin tcnica que puede ser de gran utilidad para potenciales desarrolladores de proyectos ya que ellos evalan la tecnologa y potencial del proyecto de energa, mediante el aprovechamiento del metano producido por el relleno. La visita inicial al sitio, incluy un anlisis no invasivo del relleno, as tambin una inspeccin a las medidas de control de lixiviados, tecnologa de contencin, topografa y una operacin general del relleno. Los ensayos de bombeo incluyeron la instalacin de un sistema mvil de quema de biogs con capacidad de 300 m3/hr , que fue conectado con dos nuevos pozos perforados de captacin de gases en el sitio y una conversin de chimenea de gas pasivo. Los ensayos de bombeo midieron la cantidad y calidad del biogs recolectado en un periodo de 19 das, durante el cual se tomaron medidas dos veces al da. La succin aplicada a los puntos de extraccin fue ajustada constantemente para maximizar la eficiencia de recoleccin del biogs.

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1. LIMITACIONES DEL PROYECTO La informacin y predicciones contenidas en este reporte de valoracin, se basaron en datos suministrados por los dueos del sitio, los operadores y los resultados de ensayos de bombeo de gas. Ni la U.S. EPA, ni sus contratistas pueden tomar responsabilidad por la exactitud de los datos dados por terceras personas. Mediciones, valores y predicciones presentadas en este informe se basan en datos y condiciones fsicas observadas durante las visitas y los ensayos de bombeo en el sitio. Se debe notar que las condiciones del relleno pueden variar debido a cambios en el ingreso de desechos, prcticas de manejo, prcticas de ingeniera y condiciones ambientales (especialmente lluvia y temperatura). Por lo tanto, la cantidad y calidad del biogs extrado del relleno, puede variar en un futuro debido a los valores pronosticados en este reporte, los cuales estn basados en condiciones observadas durante las vistas y los ensayos de bombeo en el sitio. El Relleno Pichacay no tiene actualmente un sistema de captacin de gas, quemado o utilizacin. Sin embargo, el sitio quema una porcin pequea del biogs emitido por las chimeneas de gas pasivo. El capital estimado, costo operacional y el rendimiento de inversin, resultado por instalar tal sistema en el Relleno Pichacay, se basan en costos actuales y tpicos de Amrica Latina, pero no garantiza exactitud de los datos. Para el desarrollo de este informe se presto toda atencin y cuidado, a potenciales inversionistas de proyectos de uso de biogs en el Relleno Pichacay se les aconseja que se satisfagan con la exactitud de los datos y los pronsticos contenidos en este informe. Este informe ha sido preparado para la Asociacin de Metano a Mercados de U.S. EPA y es informacin pblica. 2. BIOGS DE RELLENO Los rellenos producen biogs (normalmente llamado biogs de relleno) mediante la descomposicin de materiales orgnicos bajo condiciones anaerbicas (sin oxigeno). El biogs de relleno esta compuesto aproximadamente de partes iguales de metano y dixido de carbono, con un pequeo porcentaje de oxigeno, nitrgeno y vapor de agua, como tambin un rastro de concentraciones de compuestos voltiles orgnicos (VOCs) y contaminantes del aire dainos (HAPs). Ambos de los componentes primarios del biogs de relleno (metano y dixido de carbono) son considerados gases de efecto invernadero (GHG), lo cual contribuye al calentamiento global. Sin embargo, el Panel Intergubernamental en Cambio Climtico (IPCC, por sus siglas en ingles) no considera al dixido de carbono un biognico sino una parte del ciclo natural del carbono. La IPCC no considera al dixido de carbono de relleno un GHG porque, solo el contenido del metano es incluido en clculos de emisiones a la atmsfera. El metano es un GHG mas potente que el dixido de carbono (CO2), con un potencial de calentamiento global 20 veces mayor a del CO2. Por lo tanto, la captura y combustin del metano (trasformndolo a dixido de carbono y agua) en quemadores, y motores generadores u otro dispositivo, resulta en una reduccin sustancial de emisiones GHG. Beneficios adicionales de la combustin del biogs, mayores que la reduccin de emisiones de GHG, incluye el potencial de mejorar la calidad del aire local a travs de la destruccin de HAPs y VOCs.3

Existen dos caminos naturales por los cuales el biogs puede dejar el relleno: por migracin subterrnea adyacente y por las chimeneas en el sistema de cobertura del relleno. En ambos casos, sin captura o control, el biogs (conteniendo metano) llegara de alguna manera a la atmsfera. El volumen y tasa de emisiones de metano de rellenos son funcin de la cantidad total de material orgnico enterrado en el relleno, la edad y humedad del material, tcnicas de compactacin, temperatura y tipo de desecho y tamao de partculas. Mientras la tasa de emisiones de metano decrece debido a que un relleno se cierra (cuando la fraccin orgnica esta agotada), el relleno continua emitiendo metano por muchos aos (20 o mas) despus de su clausura. Un mtodo comn para controlar emisiones de biogs es instalar un sistema de recoleccin de biogs, que extraiga biogs bajo la influencia de una pequea aspiradora. Sistemas de control de biogs estn equipados con dispositivos de combustin (u otros tratamientos) diseados para destruir metano, VOCs, y HAPs, antes de su emisin a la atmsfera. Una buena calidad de biogs (alto contenido de metano con bajos niveles de oxigeno y nitrgeno) puede ser utilizada como combustible para compensar el uso de combustible fsil convencional. El valor calorfico se extiende tpicamente de 15 a 18 Mega joules (MJ) por metro cbico, lo cual es aproximadamente la mitad de valor calorfico del gas natural. El uso potencial del biogs generalmente cae en uno de las siguientes categoras: Generacin elctrica, uso directo para calefaccin/combustible de caldera (medio-Btu), mejorar a gas de alto Btu, y otros usos tales como combustible para vehculos. Este estudio se enfoca en evaluar el potencial de generacin elctrica, uso directo de calor o proyecto de quema en el Relleno Pichacay.

3. INFORMACIN DEL RELLENO Antes de las visitas al sitio, se le solicito al dueo del relleno, la Municipalidad de Cuenca, que suministrara la informacin en relacin al ingreso de desechos, detalles de la ingeniera y las condiciones ambientales del sitio del relleno. La informacin a continuacin fue obtenida para el Relleno Pichacay y fue editada a un formato estndar. La informacin fue actualizada durante las visitas al sitio. 3.1. Ubicacin y Operacin del sitio El relleno Pichacay se localiza aproximadamente a 21 km al sur de la ciudad de Cuenca en la Parroquia Santa Ana. El rea es generalmente rural y tiene poco desarrollo industrial. El acceso al sitio es mediante un camino de subida del cual 4 km estaban siendo asfaltados durante el tiempo de los ensayos. El sitio ocupa un rea de cuatro hectreas (Ha), el cual esta rodeado por tierra agrcola. A la Municipalidad le pertenecen 12 Ha ms de tierra agrcola que esta asignada para el desarrollo futuro del sitio. El sitio le pertenece a la Municipalidad de Cuenca y es operado por la Empresa Municipal de Aseo de Cuenca, EMAC.4

3.2. Ingreso de Desechos El sitio empez a funcionar en el 2001 debido a la clausura del relleno El Valle. En base a tasas actuales de disposicin de desechos, se espera que el sitio alcance su capacidad para el ao 2021, aunque una expansin es posible ms all de esta fecha. Datos suministrados por el sitio indican que actualmente hay aproximadamente 522,000 toneladas de desecho en el lugar hasta junio de 2006. El desecho esta siendo depositado actualmente con un tasa aproximada de 104.250 toneladas por ao (ao 2006) y esto se espera incremente en un promedio de 2.4 por ciento por ao. Una bscula esta instalada en el sitio, por lo tanto, se pude asumir que la informacin acerca de la cantidad de desecho en su lugar y la tasa de ingreso de desecho es razonablemente exacta. El ingreso anual de desecho (actual y pronosticado) se observa en la Tabla 1 La Municipalidad ha suministrado informacin acerca de la composicin del desecho. El ingreso de desecho contiene 85.3% de desecho domestico municipal, 6.7% de desecho industrial y 8.0% de desecho inerte. Tabla 1 Ingreso de Desecho 2001-2006 (Actual) y 2007 a 2021 (Proyeccin) Ao 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 Total5

Ingreso Anual (toneladas) 33,262 103,636 106,542 109,247 112,005 114,781 117,600 121,039 123,975 126,963 129,942 132,960 136,658 139,785 142,958 146,129 149,344 153,300 156,625 159,995 163,400 2,680,147

4. COMPOSICION DEL DESECHO Datos acerca de la composicin del desecho fueron suministrados por el operador. Esta composicin es presentada en la Tabla 2 Tabla 2 Composicin de Desecho Estimado Composicin (%) Comida 66.0% Papel y Cartn 12.5% Plsticos 4.6% Metal 1.5% Vidrio 1.7% Recortes de vidrio, abono 0.0% Desecho de jardinera 0.0% Madera (Lea y troncos de rboles) 0.8% Goma, neumticos, textiles 0.3% Desecho orgnico, Incluye lodo no toxico, desecho de tanques 0.0% spticos, paales y animales muertos. Otro desecho inerte 12.6% Categora de Desecho Consecuente con otras publicaciones en la composicin de desechos en Ecuador (Referencia 5), El porcentaje de desecho orgnico es relativamente alto y ms del 60% del desecho puede ser categorizado de rpido decaimiento o pudricin.

5. ACTIVIDADES DE RECICLAJE La Municipalidad de Cuenca opera un esquema de reciclaje en banqueta. El desecho apropiado para reciclaje es recolectado al mismo tiempo que el desecho domstico y transportado a un sitio separado del desecho del relleno. Los materiales reciclables son depositados en una instalacin de coleccin ubicada en el relleno, donde diferentes tipos de desechos son segregados dentro de cubos de recoleccin. Parte de los desechos de los Mercados no son llevados al sitio Pichacay, ya que son transportados a las instalaciones de lombricultura, aun operadas en el relleno de El Valle. En el relleno Pichacay no hay actividad de separacin en sitio, ni recogedores de desechos.

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6. CONSTRUCCIN DEL SITIO Una visita se complet el 24 de octubre, 2006 para examinar la ingeniera del relleno y obtener datos de monitoreo donde fuera disponible. Los puntos siguientes describen las caractersticas propias del sitio. 6.1 Observaciones Generales El Sitio de Relleno de Pichacay esta construido en un valle natural a un lado del Valle Principal que contiene al Ro Quingeo. Los contornos originales han sido excavados para formar celdas de confinamiento para el desecho. El sitio esta rodeado por tierra agrcola a los tres lados y una colina relativamente empinada al Este. El sitio tiene acceso vial por una carretera recientemente construida de aproximadamente 4 Km. de longitud. No hay industria local y el rea a los alrededores es completamente para agricultura. No hay viviendas colindantes al sitio. Sin embargo, hay un nmero de edificios asociados con la bscula y las operaciones del sitio, en la base del relleno. 6.2 Informacin Ambiental El sitio se encuentra a una altitud de 2,607 m, un poco ms alta que la Ciudad de Cuenca, con lecturas Baromtricas de 744 mB, lo que equivale a 2,657 m bajo condiciones atmosfricas estndares. El promedio de lluvia para la Ciudad de Cuenca esta mostrado en la Tabla 3,. Debe tomarse en cuenta que las condiciones climticas en esta rea son variables, Debido particularmente a cambios en la altitud. Los operadores del sitio tienen equipo completo de medicin del clima e informacin atmosfrica ms exacta esta disponible. Tabla 3 Promedio de Lluvia (mm) (fuente: www.worldclimate.com)Ene 62.2 Feb 84.8 Mar 99.0 Abri 115.2 May 64.0 Jun 50.7 Jul 40.3 Ago 36.2 Sep 59.8 Oct 96.2 Nov 96.0 Dic 78.4 Total 887.2mm

El sitio esta categorizado como moderadamente hmedo, con lluvias parciales durante el ao que rocan constantemente, humedeciendo el contenido en el desecho mantenindolo a un nivel donde no se restringe la descomposicin anaerbica. Informacin acerca del agua contenida en el desecho, fue obtenida durante el bombeo en el periodo de prueba. Esto ndica que la mayora del desecho esta completamente saturado con agua. 6.3 Profundidad del Desecho Planos exactos de la ingeniera del sitio estn disponibles. Estos planos muestran que la profundidad planificada de colocacin de desecho es de un mximo de 35.0 m en el centro de la ltima plataforma y espacios con un mnimo de 5 m en los bordes extremos. El desecho es depositado en siete (7) distintas plataformas con 5m de profundidad total cada una. Operaciones actuales se llevan a cabo en las plataformas 6 y 7, siendo la 7 el rea final a ser llenada antes que las nuevas celdas sean construidas. Cada plataforma esta construida encima de la capa anterior formando terrazas aproximadamente de 10 m de ancho. Cada plataforma esta clasificada7

aproximadamente a 35 en todos los lados creando gradientes que son empinados para el acceso de equipo de perforacin. Los caminos de acceso han sido construidos sobre muchas (pero no todas) de las plataformas de terrazas. 6.4 Colocacin del Desecho El desecho es depositado directamente desde los vehculos de recoleccin dentro del sitio. Materiales reciclables, los cuales son llevados separadamente en los techos de los camiones de desechos, son depositados dentro de un nmero de contenedores a la entrada del sitio. No existe equipo de compactacin tipo pata de cabra aunque un excavador y un tractor de oruga son usados para distribuir y compactar los desechos, como tambin para colocar una cobertura diaria y material de cobertura. El sitio reporta que las tcnicas recientes alcanzan una compactacin de 0.75 T/m3. El desecho es colocado en Capas de 2.30 m y es cubierto con 0.2 m de cubrimiento diario. Cada plataforma por lo tanto consiste en dos capas de desecho, separadas por arcilla/suelo mezcla de cobertura diaria. Medidas de inclinacin en los desechos son realizadas rutinariamente con el inclinmetro. Esto indica que hay poco movimiento horizontal en la masa de desecho, pero se asienta de manera normal verticalmente. 6.5 Impermeabilizacin de la Base El relleno Pichacay esta construido sobre una capa de arcilla de 20 cm de espesor con una geomembrana de 0.75 mm HDPE colocada por los operadores del sitio sobre la arcilla. La arcilla utilizada esta disponible en la localidad y excavaciones que fueron inspeccionadas en Marzo 2007 indican que la permeabilidad es relativamente baja y que las arcillas estn libres de arena y rocas. Ninguna cubierta protectora es instalada sobre la geomembrana sin embargo la primera capa de desecho ha sido seleccionada para asegurar que no hayan objetos punzo cortantes que puedan perforar el revestimiento. Revestimiento de esta especificacin no es requerido por las leyes de Ecuador. 6.6 Capa de Cobertura La actual capa de cobertura de desecho esta construida de arcilla y suelos que se han obtenido desde los sitios de excavaciones. Diariamente una cubierta es colocada sobre los desechos, por la maquinaria del sitio. Algunas de las plataformas bajas han sido permanentemente cubiertas y selladas con aproximadamente 0.30m de arcilla local. Una proporcin del rea final (alrededor de 0.5 Ha) Tiene tambin suelo vegetal y una diversa vegetacin, en su mayora rboles de Eucalipto y grama. El material usado para la cubierta diaria es localmente excavado, compone de arcilla y suelo. Se ha visto que cuando este material se seca se pulveriza fcilmente a un polvo fino, sin embargo cuando se moja forma arcilla de baja permeabilidad Solamente celdas de desecho activas han expuesto el desecho y no existe evidencia de rompimiento de capas por desecho, ms que, en pequeas reas asociadas con movimiento de trfico en los caminos de acceso.8

7. GAS Y LIXIVIADOS 7.1. Lixiviados Lixiviado es el lquido producido por agua contaminada dentro del relleno por una gran variedad de solutos, provenientes de la disposicin y descomposicin de desecho (incluyendo componentes orgnicos e inorgnicos) en rellenos. El agua en los rellenos resulta del drenaje de humedad del desecho mientras se descompone, el agua es el resultado de la biodegradacin y lluvia que entra al sitio. Los lixiviados son altamente contaminantes y usualmente tienen una baja concentracin de oxigeno disuelto. Un sistema de recoleccin de lixiviados, hecho de zanjas llenas de piedras drenaje francs fue instalado en el sitio antes de que se depositaran los desechos. Estos drenajes consisten de zanjas de 1.0 m de ancho llenas con grandes rocas (100 mm+), las cuales luego son cubiertas con un geotextil. Los drenajes de lixiviados han sido instalados en la base del sitio y sobre la Plataforma 4. Cmaras de inspeccin han sido construidas en la salida de cada drenaje de lixiviados para monitorear el nivel y el flujo. Los drenajes de lixiviados descargan su contenido en sistemas de lagunas en la base del sitio (en el lado opuesto al camino de acceso al sitio), donde es trasladada a una planta de tratamiento de aguas residuales. El operador del sitio noto que hay bajas concentraciones de metales en los lixiviados, permitiendo un tratamiento en un proceso de lagunas de bioestabilizacin tradicional para aguas negras. Un numero de chimeneas verticales fueron construidas de Tubera MDPE corrugada doble pared. en varias ubicaciones en el sitio. La profundidad de los lixiviados no fue medida en estas cmaras, sin embargo una inspeccin visual ndico que haba liquido en la base. 7.2. Gas Actualmente el biogs se escapa del sitio por medio de columnas de chimeneas de gas pasivo (10 aproximadamente). Estas chimeneas de gas pasivo estn construidas con gaviones de malla hexagonal rellenos con piedra bola y generalmente no contienen tubos. Estas columnas estn construidas desde la base del sitio. Aproximadamente seis de estas chimeneas tienen tubos de hierro galvanizado perforado de pequea longitud con un quemador de encendido manual en la parte superior. Collares de concreto han sido construidos en la superficie para soportar los quemadores y varios de estos quemaban gas. Las chimeneas se intersectan con el sistema de drenaje de lixiviados. Medidas de la concentracin de gas fueron tomadas en varias ubicaciones durante la visita inicial al sitio. El record mximo de concentraciones de metano fue de 54.4 % v/v y el mas bajo de 25.7% v/v, tomada en una chimenea de gas pasivo de 5.0 m de profundidad. Tambin se tomaron mediciones del flujo en las chimeneas de gas pasivo, la cuales tenan puntos apropiados de medida. Sin embargo, se noto que el dimetro de la mayora de las chimeneas de gas pasivo era grande, dando como resultado una velocidad del gas baja, incrementando cualquier error en las mediciones. El ritmo ms alto del flujo pasivo (correcto para la altitud) era de 5.2 Nm3/hr a 54.5% v/v metano, con un promedio de 2.85 Nm3/hr.9

Datos completos del anlisis de gas, durante la visita inicial al sitio, se adjuntan en este informe en el Apndice I.

7.3. Incendios No hay evidencia de que se haya dado un incendio en el sitio.

8. MODELO DE GAS 8.1. Modelo de Emisiones Las emisiones estimadas de biogs indican el potencial total de emisiones de biogs del sitio. Estos clculos no deberan de ser confundidos con las estimaciones del biogs recuperable que puede estar disponible para utilizacin. Biogs recuperable se estima en la Seccin 16 de este informe. La lnea base para estimar la cantidad de metano generado en el sitio se ha calculado con el uso de dos modelos de gas, que se basan en matemticas de decaimiento de primer orden: El modelo de biogs de Carbon Trade y el Modelo LFG U.S. EPA Mxico. Ambos modelos se basan en la siguiente ecuacin (Ecuacin 1) Ecuacin 1 Modelo de Decaimiento de Primer Orden n 1 k ( t t lag ) 0 0 % vol

Q

kML e

Donde: Q n t tlag %vol L0 k M cantidad total del biogs generado (metros cbicos normales) numero total de aos modelado tiempo en aos, desde el inicio de la disposicin de desechos. tiempo estimado entre el deposito del desecho y la generacin de metano. porcentaje volumtrico estimado de metano en el biogs del relleno volumen estimado de metano generado por tonelada de desecho slido. tasa estimada de descomposicin del desecho orgnico. masa de desecho en el lugar por ao t (toneladas)

Cuando la cantidad de biogs generado por el sitio ha sido determinada tericamente, la ecuacin siguiente (Ecuacin 2) puede ser usada para estimar el nmero efectivo de toneladas equivalente a dixido de carbono emitido por el sitio. Este factor de 21(Referencia 1) es usado para estimar el potencial del gas invernadero, en toneladas equivalentes de dixido de carbono, resultado de la emisin de metano a la atmsfera.

10

Ecuacin 2 Lnea base GHG Emisiones

TCO2 eq .Donde: TCO2eq. %vol Q CH4

% vol u 21 u Q u U CH 4Toneladas totales generadas de dixido de carbono equivalente. Porcentaje volumtrico estimado de metano en biogs de relleno. Cantidad total de biogs de la Ecuacin 1 (metros cbicos normales) Densidad del metano = 0.0007168 toneladas/metro cbico.

8.2. Parmetros del Modelo. El valor de los parmetros modelo Lo y k depende de la fraccin orgnica disponible, la temperatura, y el contenido de humedad del desecho. Para este anlisis, tres potenciales conjuntos de valor fueron desarrollados para estas variables, basado en tres referencias. Uno de los conjuntos de valores para estas variables fue desarrollado por las recomendaciones de SCS Engineers. Inc. a travs del desarrollo del Modelo de Biogs U.S. EPA Mxico (Referencia 3). Un segundo conjunto de valores para estas variables viene de las recomendaciones del actual Gua IPCC para Inventarios Nacionales de Gases de Efecto Invernadero (Referencia 4) basadas en los datos de descomposicin del desecho, suministrados por la Municipalidad de Cuenca y la disponibilidad de informacin meteorolgica de Pichacay. El tercer conjunto de valores para estas variables viene del modelo de Carbon Trade. La tabla 4 demuestra los tres conjuntos de parmetros de modelos utilizados en los modelos de gas, para desarrollar tres conjuntos de emisiones comparativas estimadas. Debe notarse que las recomendaciones de U.S. EPA Mxico y las de la Gua IPCC han sido utilizadas en el modelo EPA Mxico. El modelo de Carbon Trade incluye una funcin para suavizar la produccin de gas as como tambin clasifica cuatro diferentes valores de k en, domestico, industrial, comercial y desechos inertes. Tabla 4 Parmetros de Modelo Parmetro Lo(potencial de generacin de metano estimado)

FuenteCarbon Trade U.S. EPA Mxico Gua IPCC

Valor90 m3 84 m3 70.8 m3

FundamentoOrgnicos altos con lluvias moderadas Lluvias moderadas Calculado del contenido de carbono disponible, promedio para otros sitios en Ecuador. Calibrado para sitios similares Lluvias moderadas Lluvias moderadas Norma aceptada para concentracin promedio de metano en biogs de relleno bajo condiciones de extraccin.

Carbon Trade

K(Constante tasa de generacin de Metano)

U.S. EPA Mxico Gua IPCC Carbon Trade

promedio 0.062 0.08 0.05 50% v/v 50% v/v 50% v/v

%vol(Porcentaje en volumen de Metano)

U.S. EPA Mxico Gua IPCC

11

9. RESULTADOS DE LINEA BASE PARA MODELO DE GAS La figura 1 y tabla 5 comparan emisiones de biogs emitidas por el modelo de Carbon Trade y el Modelo de Biogs U.S. EPA Mxico (llevado acabo con ambos valores para k y Lo, de los modelos de Mxico y IPCC) Los diferentes modelos de gas tienen un acuerdo razonable en la forma general de la curva de gas generado, sin embargo, no concuerdan con un 40 por ciento de la tasa actual de generacin de biogs en el Relleno de Pichacay, siendo mas optimista el Modelo U.S. EPA Mxico LFG. Tomando un promedio de los modelos, se estima que el sitio debera estar produciendo actualmente 638 m3/hr de biogs con metano al 50 por ciento y elevando las tasas de emisin aproximadamente 1,820 m3/hr para el 2022. Este sitio podra operar mas all del 2022, en ese caso la cantidad de biogs continuara elevndose.Pichacay, Cuenca2500

2000 Gas Production Rate m 3/hr

1500

1000

500

0 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 Time CTL Model LMOP Mexico Model IPCC Model 2027 2029 2031 2033 2035 2037 2039 2041 2043 2045

Figura 1 Lnea base de Emisiones de Biogs

12

Tabla 5 Resultados del Modelo de Biogs Modelo CTL m3/hr 737 836 929 1,015 1,097 1,175 1,250 1,322 1,393 1,462 1,529 1,595 1,661 1,726 1,790 1,756 1,638 1,446 1,287 1,153 1,040 Modelo LMOP Mxico m3/hr 756 878 996 1,109 1,219 1,324 1,427 1,526 1,623 1,718 1,810 1,900 1,989 2,076 2,162 2,246 2,074 1,914 1,767 1,631 1,506 Modelo IPCC m3/hr 423 497 571 643 715 785 854 923 991 1,058 1,125 1,191 1,257 1,322 1,387 1,452 1,381 1,314 1,249 1,189 1,131 Promedio m3/hr @ 50% CH4 638 737 832 923 1,010 1,095 1,177 1,257 1,336 1,413 1,488 1,562 1,635 1,708 1,780 1,818 1,698 1,558 1,434 1,324 1,225

Ao 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027

10. EFICIENCIA ANTICIPADA EN LA CAPTACIN DE GAS La estimacin de generacin de biogs por el sitio, no implica que el gas pueda ser captado o colectado para combustin o quema. Existe muchos asuntos de ingeniera y el continuo manejo de desechos y operacin en el Relleno de Pichacay deben ser tomados en cuenta para medir la cantidad actual de gas que puede ser recolectada del sitio. Un ensayo de bombeo de gas se llevo acabo en el sitio Pichacay, para mejorar la exactitud de estimados para determinar la cantidad de biogs que esta realmente disponible para entrega en un sistema de quema o uso de biogs. 11. ENSAYO DE BOMBEO DE GAS Especificaciones Tcnicas El propsito de los ensayos de bombeo de gas es para determinar la cantidad y calidad del biogs disponible de los desechos existentes con fin de desarrollar un proyecto de generacin de energa o quema. Los ensayos de bombeo generalmente simulan a gran escala un sistema de extraccin de gas y

13

sus resultados pueden ser computados a escala para poder ver la capacidad del sitio para generacin de energa y/o acreditacin de carbono. Debido a que no hay un sistema de captacin de gas en el sitio Pichacay, nuevos pozos de gas han sido instalados. Estos pozos de gas fueron diseados para ser instalaciones permanentes y son apropiados para futuras conexiones con un sistema de extraccin de gas completo. Se extrajo y quemo gas de los nuevos pozos con el objetivo de determinar la velocidad en estado estable del flujo de metano a concentraciones simulando los requerimientos para proyectos de quema o generacin de energa, utilizando motores de combustin interna. Se recolectaron datos diariamente, incluyendo datos en las caractersticas de ingeniera del relleno. 11.1. Ubicacin del Ensayo

Un rea del Relleno Pichacay se selecciono basndose en accesibilidad para el equipo de perforacin y equipo de quema y que tuviera desecho con edad promedio para el sitio. Para la ubicacin del ensayo se selecciono el lado Este del sitio en la Plataforma 6. La plataforma 7 se estaba construyendo al oeste de la ubicacin del ensayo y actividades de operacin se estaban llevando a cabo en esta rea. La edad del desecho en la Plataforma 6 se reporto ser de tres a cuatro aos, plataformas mas bajas para desecho mas viejo. Esta rea puede ser considerada razonablemente como promedio para el sitio Pichacay, lo cual empez en 2001. Un dibujo de la ubicacin del ensayo es dado en el Apndice II, Figuras 1 y 2. Los dibujos del sitio suministrados por el operador, tienen fecha de Julio 2001, por lo tanto no son dibujos exactos del sitio en el momento que se llevo acabo el ensayo de bombeo de gas. 11.2. Objetivos del Ensayo

El objetivo del ensayo de bombeo de gas fue determinar el ptimo estado de produccin de gas y su capacidad para generar energa. Un nmero de objetivos secundarios fueron considerados, incluyendo los siguientes; x Temas de Ingeniera del Sitio: o Profundidad de capas de cobertura o Requerimiento para perforar o Contenido de humedad del desecho o Profundidad a la que encuentra lixiviado o agua dentro del desecho Produccin de Gas: o Concentraciones sustentables de metano o Radio de influencia de los pozos de gas o Concentraciones contaminantes o Temperatura del gas o Produccin estimada de condensados Temas de Ingeniera: o Sellado de los pozos de gas

x

x

14

11.3.

Perforaciones

Los pozos de gas fueron perforados en el sitio utilizando una perforadora de rotacin. Las perforaciones fueron planificadas con una profundidad mxima de 20m. Las ubicaciones de los pozos fueron elegidos para que una muestra representativa del relleno fuera seleccionada y para que el ensayo no interfiera con las operaciones del sitio. Adicionalmente a las perforaciones, varios puntos de monitoreo fueron insertados alrededor del campo de gas para determinar el radio de influencia de la extraccin de gas. Tubos de acero perforados fueron insertados en un patrn predeterminado, permitiendo que la presin de aspiradora sea medida alrededor, de al menos, uno de los pozos de gas.

11.4.

Tuberas

Los pozos de gas fueron conectados al quemador con una conexin de tubera temporal. La tubera seleccionada para el ensayo era de PVC, slida de 4 pulgadas (100 mm) de dimetro, ya que estaba disponible a nivel local. 11.5. Puntos de Monitoreo de Presin

Sondas perforadas para monitorear la presin (de 20 mm de dimetro y 1.0 m de largo aproximadamente) fueron colocados en un radio de incremento alrededor de dos de las perforaciones. Debido a que la capa de cobertura en Pichacay se reporto ser de 30 cm, los puntos de monitoreo fueron perforados aproximadamente a un 70% de su largo con la parte de arriba sin perforar. Los puntos de monitoreo fueron integrados con una vlvula que permita la medicin de la presin de gas (succin). 11.6. Quemador Mvil

Un pequeo quemador de gas mvil, con capacidad de 300 Nm3/hr, fue utilizada para el proyecto. El quemador de gas esta especficamente diseada para ensayos de bombeo de gas y tiene una frecuencia variable del soplador de gas, que es controlada por la seal del sensor de la aspirador en la conexin de entrada. En la conexin de salida se utilizo una turbina medidora de flujo tipo ATEX operando continuamente. El medidor del flujo tienen un ritmo y visual total calibrad en m3/hr. Una temperatura estimada es suministrada para monitorear la temperatura del gas y el equipo de anlisis de gas porttil es utilizado para medir la presin del gas. Esto permite la normalizacin de la medida del ritmo del flujo de acuerdo a la formula: Vgas Normal [Nm/hr] = Vgas [m3/hr medido] x ___Pgas absoluto x 273,15 [K]_____ 1013, 25[mBar] x (273,15 [K] + Tgas)

El quemador tiene una ignicin automtica y esta equipado con un ajuste de aire primario manual, para maximizar la oxidacin del metano, controlando la mezcla del gas con el aire, antes de la ignicin

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El equipo opera con energa monofasica 220/240V 60/50Hz, que fue obtenida por la conexin al suministro de electricidad local de bajo voltaje.

12. ENSAYO DE BOMBEO DE GAS Protocolo de Control Una bomba de gas con aspiradora controlada es utilizada para mantener una presin constante en el cabezal. Esto permite que pozos individuales de gas se ajusten sin cambiar el ritmo del flujo de otros pozos conectados al sistema porque la presin dentro de las tuberas se mantiene constante por el bombeo de gas y por lo tanto es independiente al ritmo del flujo.

Las principales operaciones incluyen lo siguiente: x x Ajustes de presin en la aspiradora para cambiar (en porcentaje) el flujo de todos los pozos de gas conocido como ajuste de Modo Comn. Ajustes en la vlvulas en cada apozo para cambiar el flujo de pozos individuales de gas conocido como ajuste de Modo Relativo.

Medidas de succin, son hechas en ambos, el quemador y cada pozo de gas, las decisiones de ajuste se hacen en base a las concentraciones de ambos, metano y oxigeno. La aspiradora se ajusta basndose en las concentraciones de metano y oxigeno. El punto de concentracin vara basado en el tipo de proyecto: x x x Proyectos para la Generacin de Energa: 45% a 50% v/v Metano, Menos de 1% v/v Oxigeno. Proyectos de Quema MDL / Proyectos Anti-Migracin: 30% a 40% v/v Metano, menos de 3% v/v Oxigeno. Proyectos de Uso Directo: 40% a 50% v/v Metano, Menos de 2% v/v Oxigeno.

Los ajustes fueron hechos basndose en las mediciones de la succin aplicada a los pozos de gas. Un periodo no menor de 8 horas fue permitido despus de cada ajuste para permitir la estabilizacin en la concentracin del gas y resultado de ritmo de flujo antes de posteriores ajustes (excepto en circunstancias extremas). Las succin puede ajustarse individualmente en cada cabezal de pozo de gas (Modo Relativo) en casos donde hay diferencia significativa entre las concentraciones de los diferentes pozos, o en el quemador (Modo Comn) en casos donde todos los pozos varan, uniformemente en las concentraciones.

13. ENSAYO DE BOMBEO DE GAS Protocolo de Monitoreo Los parmetros siguientes fueron medidos durante las operaciones de los ensayos: En los pozos y quemador/chimeneas de gas:16

x

Ritmo del flujo de gas m3/hr

Solo en el quemador/chimeneas de gas: x x x Volumen total del flujo en m3 Presin relativa en el lado de ingreso (en la ubicacin del medidor de flujo) en mB Temperatura del gas en el lado de ingreso.

Solo en los pozos de gas: x x Profundidad para nivel de lixiviados en m (Nota: medir infrecuentemente para evitar la entrada de oxigeno al pozo)

Solo en los sondas de gas: x Presin Relativa (succin) en mB

Los siguientes parmetros ambintales fueron grabados: x x x x Presin atmosfrica diaria en mB Evento (donde fuera posible) la cantidad de lluvia en mm Temperatura mxima del aire diaria Temperatura mnima del aire diaria

El monitoreo de las concentraciones de gas, presin y ritmo de flujo fue realizado dos veces en cada periodo de 24 horas. El monitoreo de los otros parmetros, excepto profundidad de lixiviados, se hicieron diariamente. El monitoreo de profundidad de lixiviados se hizo semanalmente, o cuando las condiciones ambientales alteraban las lecturas. El equipo de anlisis de gas consiste de un analizador manual Geotechnical Instruments GA2000, con la exactitud demostrada en la Tabla 6 Tabla 6 Resolucin del Anlisis Parmetro Metano Dixido de carbono Oxigeno Monxido de carbono Sulfuro de hidrgeno Presin relativa Alcance 0% a 100% por volumen 0% a 100% por volumen 0% a 25% por volumen 0 ppm a 500ppm 0 pmm a 200ppm -250 mB a +250mB17

Exactitud +/- 3% (en rango de 15% a gran escala) +/- 3% (en rango de 15% a gran escala) +/- 1% +/- 10% +/-10% +/- 5 mB

14. ENSAYO DE BOMBEO DE GAS Instalacin de Pozos Tres conexiones de gas fueron utilizadas para el ensayo de bombeo. De estas, dos fueron perforadas en el sitio y una fue construida por la conversin de una chimenea de gas pasivo existente. Un dibujo de la ubicacin del ensayo es dado en el Apndice II, Figura 1 y 2. La distancia entre cada pozo de gas fue seleccionada a ser 30.0 m, lo cual es tpico de un sistema de biogs y permite la instalacin de pozos de gas donde es representativo del sitio como demostrado en la tabla 7. Tabla 7 Pozos de Gas Pozo Nmero (Tipo) 1 (Perforado) Ubicacin Plataforma No. 6 Criterio para su seleccin Ubicado aproximadamente a 10m de la cara de la plataforma. Ubicada a la orilla de la cara de la plataforma. Ubicada en el centro del sitio

2 (Conversin de chimeneas de Plataforma No. 6 gas pasivo) 3 (Perforado) Plataforma No. 6

La siguiente informacin tcnica y operacional se obtuvo durante el establecimiento y operacin del ensayo de bombeo de gas. 14.1. Perforacin de los Pozos de Gas

El establecimiento de operaciones de perforacin en el Relleno Pichacay fue atrasado debido a que el equipo de perforacin se arruino. Este atraso no afecto las condiciones o el desecho encontrado en el sitio Pichacay. El atraso en las instalaciones de los pozos de gas fue en resultado de la falta de experiencia del contratista en perforacin. El contratista de perforacin que estuvo disponible para la instalacin de los pozos de gas en el sitio Pichacay, no estaba equipado con barrenas perforadoras diseadas especficamente para instalaciones en desecho. Por lo tanto, una barrena de suelos existente fue modificada a propsito. Mientras esto demostr operar exitosamente, requiere de ms tiempo para perforar y mantenimiento cuando se opera con desechos. Debido a restricciones en la disponibilidad de tiempo para llevar a cabo el ensayo de bombeo de gas, solo dos perforaciones fueron hechas en el sitio. Un tercer punto de extraccin consisti en una conversin de una chimenea de gas pasivo existente. (Seccin 14.2) En amabas perforaciones la profundidad especifica de 20 m no pudo alcanzarse debido a que se encontr con lixiviados. Debido al alto nivel de contenido orgnico del desecho y el alto nivel de lixiviados, desechos en las secciones mas bajas de ambas perforaciones era relativamente homognea y fluida. En la ausencia de perforacin encajonada, las perforaciones se cerraban rpidamente, despus de la extraccin del equipo para perforar y antes de la instalacin del equipo de pozo. En adicin, la barrena continua utilizada para las operaciones de perforacin fue modificada con una jaula para permitir que el desecho saturado fuera retirado de los pozos. La perforacin se continuo en ambos pozos a un mximo de 2 m bajo el nivel de liquido, despus de lo cual, el equipo del pozo fue instalado. La tabla 8 indica la profundidad alcanzada en cada pozo.18

Tabla 8 Profundidad de las Perforaciones Numero de pozo 1 2 Profundidad de perforacin 7.5 m 11.0 m Profundidad Instalada 7.5 m 8.2 m Nivel Final de Lixiviados 5.5 m 6.5 m

La bitcora de perforacin proporcionada por el contratista se adjunta en el Apndice III. La velocidad de la perforacin se vio limitada debido a llantas y otros obstculos que se encontraron dentro de los desechos. 14.2. Conversin de Chimenea Pasiva.

Para comparar pozos de gas perforados a otros mtodos de extraccin de biogs del sitio Pichacay, se convirti una de las chimeneas (que se encontraba en el rea de ensayo pero haba quedado sellada), para permitir la conexin al sistema de extraccin de gas. La capa de cobertura y los desechos excavados del rea de aproximadamente 4 m2 alrededor de la ubicacin de la chimenea hasta una profundidad de 3.0 metros. La columna de piedras grandes utilizada en construccin de las chimeneas fue localizada y se removieron los desechos de la superficie inmediata. Una hoja delgada de polietileno fue utilizada para cubrir el rea, a la cual se le corto un agujero en el centro, directamente sobre la chimenea. Una seccin de tubera de presin PVC slida de cuatro pulgadas fue insertada al agujero y la hoja de polietileno quedo temporalmente pegada al tubo usando cinta autoadhesiva. Deteniendo el tubo de PVC verticalmente, una masa de bentonita hidratada fue colocada en al unin de la hoja y el tubo, proveyendo un sello. La excavacin despus fue llenada alrededor con desechos hasta un 0.5 m de la superficie. Una hoja de MDPE de 0.75 mm fue colocada sobre los desechos, los cuales fueron cubiertos con material de arcilla. Un cabezal de gas se conecto a la tubera PVC que quedo en pie. Se reconoce que esta instalacin fue temporal y fue construida solamente con materiales encontrados en el sitio. Deben hacerse mejoras respecto a la conversin de chimeneas pasivas existentes con materiales selectos para este propsito. No se encontr agua en las excavaciones. La construccin del pozo de gas pasivo usado en esta conversin no permitira la medicin de profundidad de lixiviados. 14.3. Sondas de Monitoreo

Sondas de monitoreo de Presin fueron insertadas a intervalos de 5.0 m desde Pozo 1 y Pozo 2. Ambos conjuntos de sondas de monitoreo fueron instalados a radios con incremento hacia el centro del sitio.

19

15. ENSAYO DE BOMBEO DE GAS - Resultados El ensayo de bombeo fue operado del 11 al 29 de marzo, 2007, iniciando con el monitoreo de un solo pozo (pozo 1) hasta el 14 de marzo, siguiendo con la terminacin de la conversin de la chimenea (pozo 2) y el segundo pozo perforado (pozo 3). 15.1. Salida del Quemador de Gas

El flujo de gas combinado para los tres pozos fue monitoreado tanto en el ingreso como egreso del quemador mvil, o sea pre y post filtrado y tratamiento, de acuerdo con el protocolo de monitoreo. Se realizo una medicin de la tasa de flujo y flujo total con el medidor de flujo fijo en el quemador. Durante el ensayo se quemo un total de 16,241 m3 de biogs, conteniendo un promedio de 50.54 por ciento de metano. Se realizaron ajustes aplicados a la succin en el quemador (ajuste de modo comn), basados en el protocolo de control (seccin 12) y un incremento gradual en la succin aplicada a los tres pozos resultantes. La figura 2 muestra una representacin grafica de los resultados de monitoreo tomados en el quemador.

Date AM/PM11/03 AM 11/03 PM 12/03 AM 12/03 PM 13/03 AM 13/03 PM 14/03 AM 14/03 PM 15/03 AM 15/03 PM 16/03 AM 16/03 PM

Pichacay Landfill Gas Pumping Trial Flare Stack results17/03 AM 17/03 PM 18/03 AM 18/03 PM 19/03 AM 19/03 PM 20/03 AM 20/03 PM 22/03 AM 22/03 PM 23/03 AM 23/03 PM 24/03 AM 24/03 PM 25/03 AM 25/03 PM 26/03 AM 26/03 PM 27/03 AM 27/03 PM 28/03 AM 28/03 PM 29/03 AM

70Borehole 1 Only

14

12 60 10 Methane % / Flow Rate m3/hr 50 Oxygen % / Vacuum mB 8 40

6

30

4

2 20 0 10 -2

0Dry Dry Dry Cloudy Cloudy Cloudy Wet Cloudy Rain Rain Rain Rain Rain Dry Rain Rain Cloudy Cloudy Dry Dry Rain Dry Cloudy Rain Rain Dry Rain Dry Dry Dry Dry Dry

-4Weather

CH4

Flow m3/hr

O2

Vacuum

Figure 2 Resultados del Quemador Durante el ensayo, la concentracin de metano se estabilizo a aproximadamente 51 por ciento por volumen y la concentracin de oxigeno a 1 por ciento por volumen. El flujo se incremento a un promedio de 51.2 m3/hr (descontando la medicin final, la cual es ms baja que el promedio anterior y se considera falsa). Registros completes del monitoreo en el quemador se adjuntan en el Apndice IV, pagina 1.20

Debido a que no se encontr una diferencia significativa en la concentracin de oxigeno entre el quemador y los tres pozos de gas, se puede asumir que la tubera estaba intacta y no haba dilucin de gas de los pozos. Se obtuvo una concentracin consistente de bajo oxigeno, aunado al incremento de la tasa de flujo, mediante el ajuste del flujo en cada pozo (modo relativo de ajuste). La concentracin de sulfuro de hidrogeno promedio 25.5 partculas por milln (ppm) con relativamente poca variacin a lo largo del ensayo. La concentracin del monxido de carbono promedi 206 ppm y mostr un valor mximo de 365 ppm al inicio del ensayo, con un declive gradual a alrededor de 150 ppm al finalizar el ensayo. 15.2. Pozo 1

La calidad y cantidad de gas producido por el pozo 1 se midi dos veces al da. La medicin de la concentracin de gas y presin se realiz con un analizador de gas manual, mientras que la medicin de la tasa de flujo se realizo con un medidor de flujo de turbina manual. La medicin se llevo a cabo mediante la insercin del medidor de flujo al cabezal de pozo. La medicin manual de la tasa de flujo en este sentido puede estar inexacta y por ende las mediciones tomadas en los pozos no se consideran tan exactas como las muestras en el quemador. La figura 3 muestra una presentacin grfica de los resultados de monitoreo del pozo 1.

Date AM/PM11/03 AM 11/03 PM 12/03 AM 12/03 PM 13/03 AM 13/03 PM 14/03 AM 14/03 PM 15/03 AM 15/03 PM 16/03 AM 16/03 PM

Pichacay Landfill Gas Pumping Trial Borehole 1 results17/03 AM 17/03 PM 18/03 AM 18/03 PM 19/03 AM 19/03 PM 20/03 AM 20/03 PM 22/03 AM 22/03 PM 23/03 AM 23/03 PM 24/03 AM 24/03 PM 25/03 AM 25/03 PM 26/03 AM 26/03 PM 27/03 AM 27/03 PM 28/03 AM 28/03 PM 29/03 AM

70

14

60

12

Methane % / Flow Rate m3/hr

50

10 Oxygen % / Vacuum mB

40

8

30

6

20

4

10

2

0Dry Dry Dry Cloudy Cloudy Cloudy Wet Cloudy Rain Rain Rain Rain Rain Dry Rain Rain Cloudy Cloudy Dry Dry Rain Dry Cloudy Rain Rain Dry Rain Dry Dry Dry Dry Dry

0Weather

CH4

Flow m3/hr

O2

Vacuum

Figura 3 Resultados del Pozo 121

Despus de un periodo inicial de estabilizacin de los niveles de metano en el pozo reducido, en respuesta a la succin en incremento aplicada al quemador, que fue estabilizado alrededor del 38 por ciento por volumen, se mantuvo muy constante la tasa de flujo del pozo Registros de monitoreo completos del Pozo 1 se adjuntan en el Apndice IV, pagina 2. La concentracin de sulfuro de hidrogeno se promedio en 2 ppm con una variacin relativamente baja a lo largo del ensayo, mientras que la concentracin de monxido de carbono promedi 252 ppm y fue bastante constante durante el ensayo. El monitoreo de la succin en las tres sondas asociadas al Pozo 1 se llevo a cabo durante el ensayo. En la figura 4 se muestra el resultado de la medicin de succin en las sondas 1, 2 y 3, las cuales fueron colocadas dentro de la masa de desechos a distancias del pozo de 5.0 m, 10.0 m y 15.0 m respectivamente.

Date AM/PM11/03 AM 11/03 PM 12/03 AM 12/03 PM 13/03 AM 13/03 PM 14/03 AM 14/03 PM 15/03 AM 15/03 PM 16/03 AM 16/03 PM

Pichacay Landfill Gas Pumping Trial Borehole 1 Probe Results17/03 AM 17/03 PM 18/03 AM 18/03 PM 19/03 AM 19/03 PM 20/03 AM 20/03 PM 22/03 AM 22/03 PM 23/03 AM 23/03 PM 24/03 AM 24/03 PM 25/03 AM 25/03 PM 26/03 AM 26/03 PM 27/03 AM 27/03 PM 28/03 AM 28/03 PM 29/03 AM

25

25

20

20

15 Pressure mB

15

10

10

5

5

0

0

-5Dry Dry Dry Cloudy Cloudy Cloudy Wet Cloudy Rain Rain Rain Rain Rain Dry Rain Rain Cloudy Cloudy Dry Dry Rain Dry Cloudy Rain Rain Dry Rain Dry Dry Dry Dry Dry

-5Weather

Probe 1 (5.0m)

Probe 3 (15.0m)

Probe 2 (10.0m)

Figure 4 Resultados de Sondas en Pozo 1 Las tres sondas indicaron una presin positiva, lo cual indica que las tres sondas fueron insertadas en la basura que estaba activamente generando biogs. Adicionalmente, la presencia de dicha presin constante indica que las sondas fueron selladas adecuadamente por la capa de cobertura. Las tres sondas mostraron un incremento simultneo en la presin en la parte inicial del ensayo (14 de marzo) cuando la superficie del sitio fue saturado por la lluvia. Esta es una indicacin clara que la permeabilidad de la capa de cobertura fue mejorada por la saturacin.

22

La Sonda 1, siendo la ms cercana al Pozo 1, mostr un inusual incremento en la presin del gas al inicio del ensayo, la cual decremento conforme el ensayo avanz, lo cual se considera como un resultado directo de encontrarse dentro del radio de influencia del Pozo 1. Similarmente fue el caso de la Sonda 2, a 10.0 m de distancia del Pozo 1. Sin embargo, ambas sondas mostraron un presin positiva durante el periodo. En cuanto a la Sonda 3, esta no mostr cambios en presin y por ende se considera que se encontraba fuera del radio de influencia del Pozo 1. 15.3. Pozo 2

El pozo 2, que se formo de la conversin de una chimenea de gas pasivo existente. La calidad y cantidad del gas producido por el Pozo 2 fue medido dos veces al da. La medicin de la concentracin de gas y presin se realiz con un analizador de gas manual, mientras que la medicin de la tasa de flujo se realizo con un medidor de flujo de turbina manual. La medicin se llevo a cabo mediante la insercin del medidor de flujo al cabezal de pozo. La medicin manual de la tasa de flujo en este sentido puede estar inexacta y por ende las mediciones tomadas en los pozos no se consideran tan exactas como las muestras en el quemador. En la Figura 5 se muestra una representacin grafica de los resultados de monitoreo del Pozo 2.

Date AM/PM11/03 AM 11/03 PM 12/03 AM 12/03 PM 13/03 AM 13/03 PM 14/03 AM 14/03 PM 15/03 AM 15/03 PM 16/03 AM 16/03 PM

Pichacay Landfill Gas Pumping Trial Borehole 2 results17/03 AM 17/03 PM 18/03 AM 18/03 PM 19/03 AM 19/03 PM 20/03 AM 20/03 PM 22/03 AM 22/03 PM 23/03 AM 23/03 PM 24/03 AM 24/03 PM 25/03 AM 25/03 PM 26/03 AM 26/03 PM 27/03 AM 27/03 PM 28/03 AM 28/03 PM 29/03 AM

60

7

50

6

Methane % / Flow Rate m3/hr

5 Oxygen % / Vacuum mB 40 4 30 3 20 2

10

1

0Dry Dry Dry Cloudy Cloudy Cloudy Wet Cloudy Rain Rain Rain Rain Rain Dry Rain Rain Cloudy Cloudy Dry Dry Rain Dry Cloudy Rain Rain Dry Rain Dry Dry Dry Dry Dry

0Weather

CH4

Flow m3/hr

O2

Vacuum

Figura 5 Resultado del Pozo 2 Concentraciones de metano en el Pozo 2 muestran una relacin inversa a la succin aplicada, mientras que la tasa de flujo permaneci a un nivel muy bajo, promediando 2.0 m3/hr. Cualquier incremento en la succin resulto en un declive rpido de la concentracin del metano con solamente un pequeo incremento en la tasa de flujo. De tal manera que se puede deducir, en esta instancia, que exista fuga directa de la atmsfera entre el pozo y la extraccin del biogs era reemplazado con ingreso de aire al incrementar la succin.23

Los registros de monitoreo completos del Pozo 2 se adjuntan en el Apndice IV, pagina 3. Consideramos que mucha de la fuga asociada con la conversin de la chimenea pasiva puede evitarse con excavaciones ms profundas y la instalacin de geomembrana sobre una mayor rea alrededor del pozo. El monitoreo de la succin en las tres sondas de presin asociadas al Pozo 2 se llevo a cabo durante el ensayo. En la figura 6 podemos observar el resultado de la medicin de succin en las sondas 3, 4 y 5, las cuales fueron colocadas del pozo a 5, 10 y 15 metros respectivamente.

Date AM/PM11/03 AM 11/03 PM 12/03 AM 12/03 PM 13/03 AM 13/03 PM 14/03 AM 14/03 PM 15/03 AM 15/03 PM 16/03 AM 16/03 PM

Pichacay Landfill Gas Pumping Trial Borehole 2 Probe Results17/03 AM 17/03 PM 18/03 AM 18/03 PM 19/03 AM 19/03 PM 20/03 AM 20/03 PM 22/03 AM 22/03 PM 23/03 AM 23/03 PM 24/03 AM 24/03 PM 25/03 AM 25/03 PM 26/03 AM 26/03 PM 27/03 AM 27/03 PM 28/03 AM 28/03 PM 29/03 AM

3

3

2.5

2.5

2

2

Pressure mB

1.5

1.5

1

1

0.5

0.5

0

0

-0.5Dry Dry Dry Cloudy Cloudy Cloudy Wet Cloudy Rain Rain Rain Rain Rain Dry Rain Rain Cloudy Cloudy Dry Dry Rain Dry Cloudy Rain Rain Dry Rain Dry Dry Dry Dry Dry

-0.5Weather

Probe 4 (5.0m)

Probe 5 (10.0m)

Probe 6 (15.0m)

Figura 6 Resultados de Sondas del Pozo 2 La presin que se muestra en la Sonda 4 (5.0 m de distancia del Pozo 2) cambio de poca (presin) positiva a poca presin negativa (succin) durante el ensayo. A pesar del pequeo cambio de este valor, esta claro que la sonda 4 se encuentra dentro del radio de influencia del pozo 2. La sonda de presin 5 (10 m. de distancia del Pozo 2) mostr relativamente poco cambio y no se encontr una relacin aparente a la succin aplicada al Pozo 2. De tal manera que se considera que la sonda estaba afuera del radio de influencia del Pozo 2 Mientras que la sonda 6 mostr cambios al azar durante el ensayo. Esta sonda sufri daos causados por movimiento vehicular asociados a las operaciones de perforacin en el Pozo 3, de tal manera que estos resultados se consideran inefectivos. Sin embargo, dejando a un lado la naturaleza temporal de la conversin de la chimenea, es claro que cierta cantidad de biogs puede obtenerse aun de una conversin muy simple de una chimenea existente.24

Se recomienda que cualquier chimenea que se construya en el futuro, en el relleno Pichacay, cuente con tubera perforada de PVC o MDPE desde la base del sitio. Esta tubera debera terminar 5 metros por encima del nivel plano del ultimo nivel y deber conectarse a tubera slida del mismo dimetro a la superficie. La capa de cobertura final alrededor de cada chimenea deber tener ms espesor. Un dibujo que muestra este ensamble se muestra en el Apndice V. 15.4. Pozo 3

La calidad y cantidad del gas producido por el Pozo 3 fue medido dos veces al da. La medicin de la concentracin de gas y presin se realiz con un analizador de gas manual, mientras que la medicin de la tasa de flujo se realizo con un medidor de flujo de turbina manual. La medicin se llevo a cabo mediante la insercin del medidor de flujo al cabezal de pozo. La medicin manual de la tasa de flujo en este sentido puede estar inexacta y por ende las mediciones tomadas en los pozos no se consideran tan exactas como las muestras en el quemador. La figura 7 muestra un representacin grfica de los resultados del Pozo 3.

Date AM/PM11/03 AM 11/03 PM 12/03 AM 12/03 PM 13/03 AM 13/03 PM 14/03 AM 14/03 PM 15/03 AM 15/03 PM 16/03 AM 16/03 PM

Pichacay Landfill Gas Pumping Trial Borehole 3 results17/03 AM 17/03 PM 18/03 AM 18/03 PM 19/03 AM 19/03 PM 20/03 AM 20/03 PM 22/03 AM 22/03 PM 23/03 AM 23/03 PM 24/03 AM 24/03 PM 25/03 AM 25/03 PM 26/03 AM 26/03 PM 27/03 AM 27/03 PM 28/03 AM 28/03 PM 29/03 AM

70

14

60

12

Methane % / Flow Rate m3/hr

50

10 Oxygen % / Vacuum mB

40

8

30

6

20

4

10

2

0Dry Dry Dry Cloudy Cloudy Cloudy Wet Cloudy Rain Rain Rain Rain Rain Dry Rain Rain Cloudy Cloudy Dry Dry Rain Dry Cloudy Rain Rain Dry Rain Dry Dry Dry Dry Dry

0Weather

CH4

Flow m3/hr

O2

Vacuum

Figura 7 Resultados del Pozo 3 La concentracin de metano del Pozo 3 fue muy consistente, sobre 55 por ciento por volumen con concentraciones bajas de oxigeno. El pozo produjo tasas de flujo inusualmente altas, promediando 24.6 m3/hr en la ultima semana del ensayo. Registros de monitoreo completos del Pozo 3, se adjuntan en el Apndice IV, pagina 4.

25

Debido a que las concentraciones de oxigeno no cambiaron con el incremento de la succin y la tasa de flujo, se considera que la reserva de gas no fue agotada en esta rea y que la tasa de flujo puede ser incrementada con tiempo adicional. La suma de metano, oxigeno y dixido de carbono medido en el Pozo 3 tuvo ms del 100 por ciento en algunos momentos. Esto puede ocurrir cuando existe la presencia de otros hidrocarburos, aparte del metano, dentro del biogs, debido a la interferencia que se da con la calibracin del analizador infrarrojo. No se asociaron sondas de monitoreo de presin al Pozo 3. 16. DISPONIBILIDAD DE BIOGAS DE RELLENOS Los clculos para la cantidad de gas disponible para un Proyecto de Uso del Biogs en un Relleno, se basa en la extrapolacin de los resultados del ensayo con el rea total del relleno. 16.1. rea Disponible

EMAC, ha estimado que gran mayora del rea del relleno se encuentra actualmente disponible para la instalacin del sistema de extraccin de gas. Las reas de disposicin actuales cubren con aproximadamente un 15% del sitio, por esto, la instalacin de sistemas de extraccin de gas por medio de perforacin no sera posible. Sin embargo, hay opciones para la instalacin del sistema de extraccin horizontal, la cual puede ser operada durante las actividades de descarga de desechos. Algunas reas a las orillas del sitio, tienen una profundidad para el desecho de 5.0m, lo cual es probablemente muy bajo para la recuperacin econmica del gas. Por lo tanto, basndose en la extensin del relleno, nos permite cubrir un 2.05Ha de la superficie total con un sistema de gas, ocupando un 75.2% del rea de disposicin actual. Un dibujo del rea estimada disponible es dado en el Apndice VI. 16.2. Entrada de Oxigeno

El biogs del relleno que es generado por las masa de desecho resulta con una presin positiva dentro del desecho. Si el biogs del relleno no es controlado, esta presin enva al gas fuera de la masa de desecho, por una ruta con poca resistencia. Comnmente, se tiene como resultado que el biogs se escape de la superficie del sitio. Aunque la presin tambin puede cuasar que el gas se mueva lateralmente. Por ejemplo, el gas puede moverse por los poros de la tierra o por el suelo movido por excavaciones si la capa de arriba ofrece mayor resistencia. En casos extremos, se conoce que el biogs del relleno puede viajar en miles de metros de tubos y ductos, ubicados cerca del desecho. La diferencia entre la presin del sitio y la atmosfrica, es la fuerza que mueve al gas a migrar en estos trminos. Los Sistemas de Coleccin de Biogs en Rellenos operan por medio del uso de pequeos espacios vacos en la masa de desechos (comnmente entre 5 mB y 50 mB) e induciendo un gradiente de presin. El gradiente de presin hace que el biogs del relleno fluya hacia los pozos de gas, en lugar de que tome su ruta de migracin normal. Sin embargo la presencia de espacios vacos dentro del desechos, puede causar que el aire (conteniendo oxigeno) migre hacia el sitio, particularmente si el techo de la base o la capa selladora es pobre.26

La entrada de oxigeno a la masa de desecho, altera las condiciones anaerbicas en el desechos a aerbicas, reduciendo as la cantidad de metano generado. Para evadir llevar oxigeno al relleno, el biogs se extrae a una distancia bajo la superficie del sitio. Buena calidad en el sellado de las capas de arcilla, permite la extraccin mas cercana a la superficie. En el Sitio Pichacay, la experimentacin con las propiedades y el grosor de la capa de arcilla indican que la permeabilidad es moderadamente alta. Esta permeabilidad limita los espacios vacos que pueden ejercerse en el desecho y la eficiencia en la recoleccin del metano. La cantidad de metano recolectado, puede incrementar si se usan capas de arcillas con menor porosidad y si se aumenta el grosor de las capas. Los resultados del ensayo para el bombeo de gas, confirman que se requiere de menores espacios vacos para la operacin del sistema de extraccin de gas, particularmente para los pozos de gas, que son construidos por la adaptacin de las chimeneas de gas ya existentes. 16.3. Radio de Influencia

Radio de Influencia (ROI, por sus siglas en ingles) es conocido como la distancia a la que los pozos de extraccin de gas atraen al biogs del relleno, de la masa de desecho. Es generalmente encontrado, que la profundidad de la extraccin de las perforaciones, es aproximadamente igual al ROI. Por ejemplo, una perforacin con 20 m de profundidad, puede extraer gas de cualquier direccin a 20 m alrededor del pozo. Sin embargo, las condiciones del desecho, implican que el ROI, no es igual en cualquier direccin, particularmente donde las cmaras de desecho estn divididas por arcilla o en las reas donde no hay una capa selladora. Los resultados del ensayo para el bombeo de gas indican que el espacio usado en las tres perforacin utilizadas en el ensayo, pueden haber sido mas ancho que el radio de influencia. Esto es probable, al menos en una parte, que el resultado de una profundidad baja en la perforacin, es consecuencia de los altos niveles de lixiviados presentes en el sitio La presin encontrada alrededor de la perforacin 1 indica que el ROI se extiende al menos 10m ms all del pozo. La presin encontrada que rodea la perforacin 2 indica que los espacios pueden ser detectados a 5 m del radio, pero no a 10 m o 15 m (aunque sellando la perforacin 2 pudo haber sido mejorado). Sin embargo, la presin sonda a 15m (sonda No. 6) de la perforacin 2 fue daada durante los movimientos del equipo de excavacin, ocasionando un funcionamiento incorrecto. Durante el ensayo de bombeo de gas, fue evidente que no hubo burbujas de gas en el rea; en una visita al sito aproximadamente tres semanas despus de la terminacin del ensayo, se encontr evidencia de burbujas de gas en la superficie dentro del rea de ensayo. Si bien no es concluyente, esto es evidencia de que el ROI de los pozos de gas, se extendi por toda el rea de ensayo (con una distancia entre los pozo de 30m). Entonces, consideramos que el ROI en las perforaciones de ensayo exceda los 10m. Con pozos mas profundos, lo cual puede incorporar la extraccin de lixiviados, el ROI es probablemente mas alto. Para el propsito del anlisis de la viabilidad del gas, un ROI de 15.0 m, puede ser usado razonablemente para calcular el flujo de gas en el sitio entero.

27

16.4.

Disponibilidad del Gas Especfico

Basado en la estimacin del ROI de los pozos de gas y el flujo del gas en la pila quemada, durante el ensayo, el rea que puede ser considerada a ser colectada de 2,120 m2 (3 x 15 m x 15 m x Pi ). La estabilizacin del flujo del gas, durante la ultima semana del ensayo de bombeo de gas, es 51.2 Nm3/hr a 51.0 por ciento metano. Corrigiendo el ritmo del flujo a 50 por ciento metano (para comparacin con la lnea base del gas modelo) nos da un ritmo de flujo de 52.2 Nm3/hr. La disponibilidad especifica del gas, es entonces la siguiente: 52.2 m3/hr / 2,120 m2 = 0.0246 Nm3/hr/m2 Este costo de disponibilidad del gas especfico, toma en cuenta las conversiones de las chimeneas de gas pasivo existente, asumiendo que habr dos (2) pozos de gas excavados por cada una (1) de las conversiones de las chimeneas de gas pasivo. La mayora de las chimeneas de gas pasivo en el Sitio Pichacay, estn localizados a orillas de la masa de desechos y no producirn tanto gas como las perforaciones excavadas en el centro del sitio. Asumir la efectividad del ROI de los pozos de gas, tiene un efecto marcado en la cosecha de gas especifico. Un pequeo error en el ROI, tiene como resultado un gran cambio en la cosecha de gas especfico y por esta razn, una disponibilidad total de la cosecha de gas para el sitio del relleno. La tabla 9 muestra un anlisis de sensibilidad en pequeas variaciones del ROI estimado Tabla 9 Anlisis de sensibilidad del Radio de Influencia ROI 14.0 m 15.0 m 16.0 m Cambio en % del ROI -6.7% 0% +6.6% Cosecha de gas especifico 0.02826 Nm3/hr/m2 0.02462 Nm3/hr/m2 0.02164 Nm3/hr/m2 Cambio en el % de la cosecha de Gas especifico +14.7% 0% -12.2%

Una gran coleccin de gas extrado por perforacin usado en el ensayo de bombeo de gas, puede dar como resultado un estimado diferente de ROI. La informacin obtenida del monitoreo de presin de sondas, es considerado para demostrar alguna indicacin del ROI, aunque no sea exacto. 16.5. Disponibilidad del Gas en el Sitio

El rea seleccionada para los ensayos de bombeo de gas, representa en Pichacay, una profundidad y edad del desecho promedio (de 3 a 4 aos y de 20 m a 25 m de profundidad). reas ms viejas y menos profundas del sitio tendrn menor disponibilidad de gas especfico, en lo contrario, reas nuevas y profundas tendrn mayor disponibilidad de gas. Entonces, la disponibilidad del gas especfico estimado puede ser aplicada a toda el rea disponible del relleno y tendr, en promedio, resultados en flujo de gas representativo del sitio.28

En base al rea estimada del sitio de relleno disponible para la instalacin y operacin del sistema de coleccin de gas (2.05 Ha), el relleno de biogs disponible del Relleno de Pichacay es el siguiente: 0.0246 m3/hr/m2 x 20,500m2 = 504 m3/hr @ 50% metano. La lnea base modelo estimada (seccin 9) de Pichacay para el 2007, indica una produccin de gas a un ritmo de 638 Nm3/hr del sector A del sitio. El gas de ensayo indica un ritmo de flujo disponible de 78.9 por ciento de lo actual (promedio) predicho por el modelo de lnea base. Entonces esta figura podra se considerada una recoleccin eficiente, tomando en cuenta las reas que no estn disponibles para la recoleccin de gas. Si el rea total estuviera disponible para la recoleccin de gas, entonces el sistema de recoleccin de gas ocupara 2.45Ha y la disponibilidad del gas seria la siguiente; 0.0246 m3/hr/m2 x 27,200m2 = 669 m3/hr @ 50% metano. Esto implica que el sitio podra estar generando 4.8 por ciento ms gas que el modelo de lnea base. Informacin obtenida del ensayo de gas en Pichacay, ser usado para mejorar los valores estimados de Lo y k, los cuales podran aplicarse en el relleno de biogs generndose en Ecuador. Esto ser incluido en un reporte por separado, para ser producido dentro del Programa de Metano a Mercados en Ecuador de la U.S. EPA. Aplica esta informacin a la Tabla 5 y proporciona un estimado disponible del flujo de gas, como se muestra en la Tabla 10 El metano tienen un valor calorfico de aproximadamente 35.5 MJ/m3, sin embargo, porque el relleno de biogs contiene 50 por ciento de metano aproximadamente, la energa termal resultante contenida en el relleno de biogs es de 17.75 MJ/m3. La tabla 10 muestra tambin un estimado de la energa termal disponible. Tabla 10 Estimado de Energa Termal Disponible Promedio m3/hr disponible @ 50% CH4 504 562 618 671 721 770 817 862 907

Ao

Energa Energa Trmica Trmica MJ/hr mmBTU/hr 8,946.0 9,975.5 10,969.5 11,910.3 12,797.8 13,667.5 14,501.8 15,300.5 16,099.329

Energa Trmica kW 2,485.0 2,771.0 3,047.1 3,308.4 3,554.9 3,796.5 4,028.3 4,250.1 4,472.0

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

8,473 9,448 10,389 11,280 12,121 12,944 13,734 14,491 15,247

Ao

2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027

Promedio m3/hr disponible @ 50% CH4 950 992 1,033 1,074 1,115 1,154 1,168 1,092 999 919 848 786

Energa Energa Trmica Trmica MJ/hr mmBTU/hr 16,862.5 17,608.0 18,335.8 19,063.5 19,791.3 20,483.5 20,732.0 19,383.0 17,732.3 16,312.3 15,052.0 13,951.5 15,970 16,676 17,366 18,055 18,744 19,400 19,635 18,357 16,794 15,449 14,256 13,213

Energa Trmica kW 4,684.0 4,891.1 5,093.3 5,295.4 5,497.6 5,689.9 5,758.9 5,384.2 4,925.6 4,531.2 4,181.1 3,875.4

17. OPCIONES DE USO Varias opciones existen para la utilizacin del biogs de relleno, para la industria y los procesos de agricultura, como tambin para la generacin de energa elctrica. El metano contenido en el biogs, puede adems ser separado de sus componentes y ser utilizado como suplemento natural de gas, o en algunas circunstancias, puede ser comprimido para ser utilizado como combustible para vehculos. En adicin a esto, la disposicin del metano en forma slida en la tierra, es uno de las principales fuentes de emisin de gas, para el Efecto Invernadero, su captura y oxidacin a dixido de carbono, resulta ser beneficioso para el ambiente. Este beneficio puede ser medido e intercambiado a travs de varios esquemas de comercio de reduccin de emisiones a nivel mundial. 17.1. Energa Trmica

El biogs del relleno ha sido utilizado en un sinnmero de procesos industriales y de agricultura que requieren de energa termal. En circunstancias donde el uso de calor es directo, dentro de distancias razonables del sitio de relleno, existe un potencial para reducir el costo de utilizacin del biogs del relleno. El biogs del relleno ha sido utilizado en proyectos, incluyendo la quema de ladrillos en horno, como otras manufactureras de cermica, calentando invernaderos y en otras industrias con espacios de calor. Los productos de la combustin del biogs del relleno, sin pre-tratamiento alguno, pueden contener compuestos que son peligrosos para la salud, incluyendo dioxinas y furanos. Por lo tanto, el uso directo del biogs del relleno, en procesos de agricultura deber ser controlado. El actual estimado de energa termal disponible para el Relleno Pichacay, indica que el transporte del biogs del relleno en distancias largas del relleno, no es econmico. Sin embargo, fue notorio que actualmente la EMAC transporta lixiviados del relleno fuera del sitio de tratamiento de agua residual (aguas negras) tradicional. Existe una opcin de utilizar la energa termal en el biogs del relleno, para la evaporacin de lixiviados, reduciendo as el costo en transporte y reteniendo cualquier contaminacin dentro del sitio Pichacay.30

Un nmero de tecnologas reservadas, existen para la evaporacin de lixiviados utilizando calor generado por la combustin del biogs del relleno. Mientras no ampliamente utilizadas, las tecnologas permiten la evaporacin del agua contenida dentro de los lixiviados, teniendo como resultado una concentracin de sales y otros contaminantes que pueden ser devueltos al sitio de relleno para contencin. Ha

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