Optimización y diversificación de matriz energética en vehículos recolectores de residuos sólidos urbanos (RSU) mediante el uso de biometano

Abstract

Las plantas de tratamiento de aguas residuales y centros de residuos del tamaño del de Barranquilla, se encargan de quemar a la atmósfera aproximadamente 500 (Nm^3)/h de gases producto de la descomposición que permitiría, en teoría, suplir la totalidad o gran parte de la energía consumida por los camiones compactadores de basura. Con el fin de aumentar la oferta de energéticos disponibles en el mercado vehicular, se decide usar este gas como combustible para los recolectores, luego de un proceso de refinación. Por lo que, con los patrones de conducción propios de camiones recolectores se realizan simulaciones para estimar el consumo energético; también se usaron fichas técnicas, consultas a entidades reconocidas e información de fuentes primarias. Todo esto con el objetivo de plantear una alternativa innovadora, amigable medioambientalmente, y con los gastos operacionales menores a los que se poseen actualmente. Para la toma de decisión, los factores ambientales y económicos fueron primordiales, de las alternativas expuestas se encontró adecuado una configuración eléctrica. Se contará con una microturbina a bordo encargada de generar energía para cargar el banco de baterías durante el trayecto de operación, alterando el diseño actual del camión, lo cual supone modificaciones en los sistemas del camión: Un motor eléctrico, cuya masa representa un quinto de la masa del motor diésel actual, será dispuesto únicamente para el sistema de tracción; los sistemas de refrigeración, dirección y frenos contarán con otro más y, así mismo para el sistema compactador de basura que, hasta ahora, era accionado por una toma de fuerza provista por el motor de tracción en un principio. De igual manera fueron adaptados reservorios de combustible para el Biometano resultante del proceso de refinamiento, las limitaciones para tomar todas las medidas exactas del chasis del vehículo hacen que el diseño en detalle para la disposición final de las modificaciones sea aproximada.

Wastewater treatments plants and municipal solid waste landfills (MSWLF) at Barranquilla are responsible for burning an average of 500 (Nm^3)/h of gases product of the decomposition of garbage into the atmosphere. This amount of gases could theoretically generate a huge part of the total energy demanded by refuse trucks. In order to increase the variety of fuels used in automotive sector, this gas is choose as a fuel for this kind of trucks, after been refining. Thus computational simulations that enclosed special driving schedules, leave a complete study of energy consumption in the vehicle. All this with one purpose: establish an innovational alternative that is environmental friendly and also less expensive than the current diesel vehicle in terms of operational costs. According to major decision criteria, such as environmental and economic issues, an electrical configuration has been found accurate from the exposed alternatives. Thus a microturbine will be on board to generates energy in order to charge battery bank throughout operation. Above mentioned will lead to major changes in the current design, setting up modifications in truck’s subsystems like the new electric motor that will be used for the traction system instead of the heavier today-diesel engine. Also the conditioning, steering, braking and the trash compactor systems will be remodel. Additionally, there will be a reservoir destined to the appropriate storage of biomethane previously obtained in refinement process. Technical sheets, and other primary sources info of recognized entities have been used in this project. Shortage of measurements on field chassis still makes the final solution achieved here, a valuable reaching.