Recibido: 24/febrero/2025 Aceptado:
12 de junio de 2025
Modelo de economía circular: Oportunidades de desarrollo mediante el
manejo de Residuos Sólidos Urbanos (Revisión)
Circular Economy Model: Development Opportunities
Through MSW Management (Review)
Luis Stefano Romero Feijoo. Estudiante
de la carrera de Economía en la Facultad de Ciencias Empresariales de la Universidad
Técnica de Machala. Ecuador. [ lromero17@utmachala.edu.ec ]
[ https://orcid.org/0009-0007-6103-2603 ]
Leonardo Andrés Delgado Martínez. Estudiante de la carrera de Economía en la Facultad de Ciencias
Empresariales de la Universidad Técnica de Machala. Ecuador.
[ ldelgado4@utmachala.edu.ec ] [ https://orcid.org/0009-0002-8853-5415 ]
Virgilio Eduardo Salcedo Muñoz. PhD. Profesor Universidad Técnica de Machala. Ecuador.
[ vsalcedo@utmachala.edu.ec ] [ https://orcid.org/0000-0001-9821-3722 ]
Graciela Maribel Fajardo Aguilar. Ingeniera. Profesora
Universidad Técnica de Machala. Ecuador. [ gfajardo@utmachala.edu.ec ] [ https://orcid.org/0000-0003-1152-6414 ]
Resumen
El presente trabajo recoge
la creciente preocupación sobre uno de los fallos del actual modelo de
producción global. Debido al creciente ritmo de consumo, los residuos urbanos
están alcanzando niveles peligrosos que amenazan con poner en riesgo las
condiciones de vida de la población. Esta es la razón de ser de este trabajo
que analiza los volúmenes de biogás generado dentro del relleno sanitario de la
ciudad de Machala, mediante la recopilación de información clave que permite
determinar el potencial energético disponible dentro del complejo, presentando
así, a la sociedad machaleña las oportunidades de desarrollo que un modelo
circular podría presentar para la ciudad aportando nuevos enfoques a la manera
en que se gestionan los residuos.
Palabras clave: Economía circular; Relleno sanitario: Residuos
sólidos urbano; Biogás; Potencial energético.
Abstract
This
work addresses the growing concern about one of the failures of the current
global production model. Due to the increasing pace of consumption, urban waste
is reaching dangerous levels that threaten to jeopardize the living conditions
of the population. This is the purpose of this study, which analyzes the
volumes of biogas generated within the sanitary landfill of the city of
Machala. By collecting key information, it seeks to determine the energy
potential available within the complex, thus presenting the Machala society
with the development opportunities that a circular model could offer to the
city, providing new approaches to waste management.
Keywords: Circular economy; Landfill;
Urban; Solid waste; Biogas; Energy potential
Introducción
Frente al ritmo de la economía
mundial y los desafíos presentados por la crisis ambiental que amenaza la
calidad de vida de la población, es crucial realizar la transición hacia
modelos más sostenibles. Para ello se deben establecer procesos productivos más
sustentables, que mejoren las condiciones de vida de la población restaurando
el ambiente y generando nuevas plazas de trabajo. El modelo actual de la
economía somete a las fuentes de recursos naturales a un estrés preocupante
debido al ritmo con el que consume recursos, que no permite a estas fuentes
tener un ciclo estable de renovación, por otro lado, está la velocidad con la
que se generan desechos.
La contaminación por desechos está
avanzando a niveles preocupantes, según el informe Perspectiva Mundial de la
Gestión de Residuos de la Organización de Naciones Unidas (ONU) elaborado por
Lenkiewicz (2024) la generación de residuos sólidos urbanos en América Latina y
el Caribe en el año 2014 había alcanzado las 541 mil toneladas/día. Sumado a
esto, están las proyecciones del Banco Mundial que indican que para el año 2050
esta cifra alcanzaría los 369 millones de toneladas/año.
Como respuesta a las falencias del
modelo lineal nace la economía circular. Tal como mencionan Marcet et al.
(2018) la motivación de la economía circular se sustenta por un lado en
maximizar el aprovechamiento de los recursos y por otro minimizar la generación
de residuos. Es debido a este principio que el modelo de economía circular debe
ser el camino a seguir si se busca un futuro próspero y duradero para la
población y dentro de este camino la gestión de los residuos es un punto clave
donde la economía circular debe prestar mucha atención. Con esta premisa nace
este trabajo, que analiza el potencial de producción de energía a partir del
biogás generado en el relleno sanitario de la ciudad de Machala, mediante el
estudio de las tecnologías aplicadas e iniciativas realizadas con características
similares al entorno, con el fin de desarrollar un modelo de crecimiento más
sostenible para la ciudad.
Desarrollo
Residuos Sólidos
Urbanos (RSU) y su tratamiento alrededor
del mundo
El constante crecimiento
poblacional, la movilización de la ruralidad a las grandes ciudades y la
expansión de la urbanización son factores que aceleran el ritmo con el que se
generan los residuos sólidos, estos se presentan comúnmente en países en vías
de desarrollo. Es por ello que regiones como América latina deben prestar
particular importancia a esta problemática. Cuando se observa esta región se ve
que su situación está agravándose, como lo explica Junqueira et al. (2022) al
referir que la gestión de residuos se reduce al uso de vertederos a cielo
abierto, los cuales no terminan cumpliendo con las normas de uso, por otro
lado, la recolección se realiza sin la correcta clasificación desde su origen.
Como se ve en el gráfico 1 centrándonos en el sur de América se observa que la
presencia de procesos de transformación de residuo a energía es prácticamente
nula.
Gráfico 1.
Distribución regional del destino de los residuos sólidos urbanos (2020)
Fuente: Programa de
las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (2024)
Contexto de Ecuador y sus particularidades
La República del Ecuador es un país
de características únicas, mega diverso, debido a la exorbitante presencia de
flora y fauna endémica. Esta cercanía con la naturaleza es identidad de los
ecuatorianos, la misma que se ha traducido en su constitución al ser la única
del mundo en otorgarle derecho a la naturaleza en la Constitución de la República
del Ecuador (2008) dentro de su capítulo séptimo, en los artículos del 71 al
74. Aunque aún enfrenta varios desafíos para materializarse, de los cuales la
gestión de los residuos ha ido incrementando su nivel de urgencia. Organismos
como la Plataforma Acción Plásticos del Foro Económico Mundial (World Economic Forum, 2024)
dan fe de ello, según sus proyecciones la generación de residuos tendrá un incremento
del 82% para el año 2040 en comparación con el 2022.
En la actualidad como lo indica el
Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC, 2023) bajo la metodología de
la Organización Panamericana de Salud, en el año 2022 los ecuatorianos producían
un total de 0,9 kg de residuos sólidos al día. Segmentando por provincia,
Guayas presenta el valor más alto con 1,3 kg/hab/día le siguen las provincias
de El Oro, Pichincha, Santa Elena con 0,9 kg/hab/día, en contraste están Napo y
Azuay con el valor más bajo de 0,5 kg/hab/día.
Dentro del país el Código Orgánico
de Organización Territorial Autonomía Descentralización (2019) en sus artículos
55 y 137, determinan que la gestión de los residuos sólidos urbanos es
competencia exclusiva de los Gobiernos Autónomos Descentralizados Municipales (GADM).
Además, en el Código Orgánico del Ambiente (2017) en su artículo 27 refiere que
el marco de competencias de los GADMs se extiende a todo lo correspondiente a
la planificación, programación y proyección de mecanismos y sistemas que
permitan una gestión integral de los residuos urbanos.
Los municipios en Ecuador
establecen como mecanismos para el tratamiento de sus residuos sólidos urbanos
a los botaderos, celdas emergentes y relleno sanitario, siendo el último el que
mayor presencia tiene en el territorio nacional. Esto se corrobora con el
Registro de Gestión de Residuos Sólidos provisto por el INEC (2023) como se
observa en el gráfico 2. El 54,5% de estos residuos terminan en rellenos
sanitarios, un 28,2% en celdas emergentes y un 17,3 en botaderos.
Gráfico 2. Destino de
los residuos sólidos en Ecuador (2022)
Fuente: INEC (2023).
Mecanismos para el tratamiento de RSU: Relleno
Sanitario
En la actualidad se han
desarrollado diversas tecnologías dedicadas al tratamiento de los residuos
sólidos urbanos. Como indica Caballero et al. (2011) existe el pretratamiento
por alta compactación, el tratamiento mecánico-biológico y los tratamientos en relleno
sanitario. De todos, el relleno sanitario se ubica como el más utilizado en la
gestión de los residuos. Tal como explica la Sociedad Americana de Ingenieros
Civiles (ASCE, 2025). Este mecanismo utiliza principios ingenieriles para
confinar los desechos en la menor área posible, comprimiendo su volumen al
mínimo práctico, para luego confinarla con una capa de tierra al finalizar cada
jornada.
La
Organización Panamericana de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente
(2002) explica que esta técnica de gestión de residuos sólidos reduce las
molestias y los peligros para la salud, la seguridad pública, y el ambiente,
siempre y cuando se mantengan normas técnicas, como las que se observan en la
figura 1, en el diseño sugerido
por la Environmental Protection Agency (2020) debido a que dentro de los rellenos sanitarios existen grandes
cantidades de biogás.
Figura 1. Diseño estándar
de un relleno sanitario
Fuente: Environmental
Protection Agency (2020)
Biogás producido en rellenos sanitarios
En los rellenos sanitarios ocurren
distintos procesos físicos y químicos que poseen un alto potencial en materia
energética (Blanco et al., 2017). Se produce una descomposición de la materia
orgánica depositada en él, que produce como resultado un biogás también llamado
Gas de Relleno Sanitario (GRS). Si este GRS no es gestionado de manera correcta
se convierte en un peligro debido a que es altamente nocivo e inflamable, así
lo indica Escamilla (2019), al referir que, con un manejo adecuado se puede
evitar que el biogás se disperse sin control y afecte a los territorios
adyacentes. Una vez capturado puede ser destruido o recolectado a través de las
tuberías para su uso directo, o utilizado para la producción de energía como lo
explica el Banco Interamericano de
Desarrollo (BID, 2017) en el
esquema que se observa en la figura 2.
Figura 2. Esquema para
el aprovechamiento del GRS
Fuente: Banco
Interamericano de Desarrollo (BID, 2017)
Además de lo ya mencionado la
generación de energía mediante el biogás emanado en los sitios de disposición
final de RSU presenta desde el enfoque ambiental un mecanismo de doble
mitigación en cuanto al control de la emisión de gases de efecto invernadero.
Como explica Blanco et al. (2017) esto debido, por un lado, a la captura de
metano y por otro la sustitución de combustibles fósiles dentro de los procesos
de generación de energía.
Mecanismos para captura y aprovechamiento de biogás
Dentro de los estándares de los rellenos
sanitarios por diseño existen sistemas para la recolección y destrucción del
biogás generado. Tal como lo indica la Environmental Protection Agency (2020) destruir este biogás ayuda a
disminuir el riesgo de incendios dentro del complejo, además de reducir las
emisiones de metano al ambiente. Para esto existen diferentes mecanismos, los
cuales se encierran en dos grupos. como indica Barrios (2008), el primero la
ventilación pasiva, que se compone de trincheras alrededor del complejo
rellenas con un material granulado. Esto crea un área de alta permeabilidad
alrededor de la celda por donde fluye el gas para ser recolectado. Y el segundo
y más completo el de ventilación activa, el cual se compone de corredores de
alta permeabilidad a través una red de tuberías en los cuales se recolectará el
biogás, usualmente se añade una pequeña presión de succión para una mejor
recolección.
Una vez
el GRS es capturado puede ser aprovechado para la generación de energía, para
ello el motor reciprocante de combustión interna se presenta como la mejor
opción. Tal como lo explican Quevedo y Rodríguez (2022) exhiben una mayor eficiencia, de entre
el 25 al 35 % y presentan un menor costo por Kw en comparación con micro
turbinas y turbinas de gas, además está el añadido de que existen diversos
modelos capaces de ajustarse mejor al flujo de GSR del complejo.
Análisis del entorno: Relleno
Sanitario Institucional Ceibales de Machala
El análisis se realiza en el
Relleno Sanitario Institucional Ceibales de Machala, este cuenta con un área de
20,27 Ha. Como se observa en la figura 3 está distribuido en tres macro celdas
y siete piscinas para almacenamiento de lixiviados; este complejo tiene
designada como fecha de cierre técnico el año 2030.
Figura 3. Mapa técnico
del relleno sanitario Ceibales
Fuente: Chávez (2022)
Metodología de la investigación
Establecido el contexto se llegó a
la conclusión de que el enfoque cuantitativo sería el más adecuado para el
trabajo. En cuanto al diseño de la investigación, se ha optado por el
descriptivo no experimental debido a la manera en que se trata la información. Como
lo describe Escamilla (2019) se fundamenta en la observación y el análisis del
fenómeno tal como ocurre en su contexto natural. Así mismo se hace uso del método
deductivo, ya que como explica Espinoza (2023) implica el análisis de los
principios generales del fenómeno, el cual una vez comprobado, verificado y
determinado, procede a aplicarse a contextos particulares. En cuanto a las
técnicas de investigación, estas incluyen la revisión bibliográfica y la
aplicación de modelos matemáticos a la información recopilada.
Método de estimación de biogás generado
Para poder estimar los volúmenes de
biogás generados se hará uso del programa LandGEM con base en Excel
desarrollado por la Environmental Protection Agency (2020); esta herramienta
usa la ecuación de primer orden Decay como se observa en la fórmula 1, con la
cual se calcula la tasa con la que los residuos se descomponen con base en una
cantidad de metano estimada, esto para un periodo de tiempo específico.
Formula 1. Ecuación del modelo LandGEM
QLFG: Volumen
de biogás generado (m3).
Mi: Masa
de residuos depositados (toneladas).
L0:
Potencial de generación de biogás (m³/tonelada).
k:
Constante de generación (1/año).
t1,
t2: Tiempo transcurrido
desde la deposición inicial (años)
Antes de
poder aplicar de manera acertada el modelo LandGEM se debe considerar las
condiciones tanto climáticas como técnicas del complejo, esto con el fin de
establecer los valores de k y Lo correspondientes al entorno estudiado. Para el
caso del relleno sanitario Ceibales haremos uso del modelo ecuatoriano, el cual
es una extensión del modelo mexicano desarrollado por la Environmental
Protection Agency (2020) en el 2003.
Tal como explica Barragán et al. (2020) esta extensión se creó recalibrando el
modelo original con base en estudios realizados a dos complejos, en Guayaquil y
Cuenca en el año 2007, complementado con la evaluación realizada a los rellenos
sanitarios de Loja en el 2008, dando como resultado los valores que se observan
en la tabla 1.
Tabla 1. Parámetros del
modelo ecuatoriano para estimación de biogás
|
k |
F |
Lo |
%CH4 |
|
0,045 |
50% |
86,52 |
50% |
Fuente: Elaboración
propia.
Resultados
Estimación de generación de biogás dentro del
relleno sanitario Ceibales
En primer
lugar, para establecer el potencial gasífero del relleno sanitario Ceibales
debemos conocer los valores de RSU que se proyecta ingresen al complejo. Como
se mencionó previamente el crecimiento poblacional es un factor muy relevante
al momento de establecer estos valores futuros, es por ello que es necesario
conocer las diferentes proyecciones poblacionales hasta el año 2030 como se
observan en el gráfico 3, gracias a la información provista por el INEC (2023)
en su informe de estimaciones y proyecciones poblacionales tenemos los
siguientes valores.
Gráfico 3.
Estimaciones y proyecciones de la
población de Machala 2011-2030
Fuente: INEC (2023).
Siguiendo
esta línea se toma la información registrada por la empresa municipal Aseo EP
en los diferentes informes de rendición de cuentas desde la apertura del
relleno sanitario en el año 2010 hasta el 2023, con esta información se establecen
los pesos mensuales en toneladas de RSU que ingresaron al complejo como se ve
en el gráfico 4. Esto con el fin de establecer un modelo que permita proyectar
sobre los futuros volúmenes que ingresarán hasta el año 2030.
Gráfico 4. Ingreso de
volúmenes de RSU al RS Ceibales 2011-2023
Fuente: Empresa
Pública Municipal de Aseo de Machala (EMAM EP, 2023).
A través
de un modelo autorregresivo integrado de media móvil (ARIMA) se logra
pronosticar los valores de los siete años restantes. Esta proyección de RSU es
imperativa para realizar el cálculo del potencial energético existente dentro
del complejo. Con la información generada es posible
determinar los volúmenes de biogás que el relleno sanitario dispone, de manera
que esto permita establecer el potencial energético del complejo.
Tabla 2. Generación de
RSU en la ciudad de Machala 2010-2030
|
Año |
Generación
RSU (Toneladas) |
|
2010 |
26.475,11 |
|
2011 |
91.628,74 |
|
2012 |
93.356,32 |
|
2013 |
95.574,98 |
|
2014 |
98.322,30 |
|
2015 |
101.645,12 |
|
2016 |
105.600,73 |
|
2017 |
110.258,58 |
|
2018 |
115.702,34 |
|
2019 |
120.205,44 |
|
2020 |
126.457,85 |
|
2021 |
125.636,49 |
|
2022 |
150.485,69 |
|
2023 |
157.277,00 |
|
2024 |
163.988,54 |
|
2025 |
172.172,49 |
|
2026 |
180.427,06 |
|
2027 |
188.698,41 |
|
2028 |
196.973,78 |
|
2029 |
205.250,12 |
|
2030 |
213.526,68 |
Fuente: Elaboración
propia.
Potencial energético del
biogás emanado dentro del relleno sanitario Ceibales
Una vez
determinados los volúmenes de RSU que ingresaron e ingresarán al relleno
sanitario desde su apertura hasta su cierre técnico, se tendrá la información
necesaria para emplear el modelo LandGem ajustado al entorno ecuatoriano con
los valores de K y Lo correspondientes. Como resultado el modelo nos arroja las
cantidades de biogás generadas dentro del relleno sanitario. En la tabla 3 se
puede observar cómo los niveles de biogás alcanzan su pico de generación un año
después del cierre técnico en el año 2031 con 14.989.214,98 m3 de
biogás al año, a partir de este punto los niveles se reducen de manera
constante hasta llegar al año 2150.
Tabla 3. Estimación de
biogás generado dentro del relleno sanitario Ceibales 2010-2150
|
Año |
Biogás Generado (m3/año) |
Año |
Biogás Generado (m3/año) |
Año |
Biogás Generado (m3/año) |
Año |
Biogás Generado (m3/año) |
|
|
2011 |
202040,58 |
2046 |
7949525,67 |
2081 |
1645611,85 |
2116 |
340654,08 |
|
|
2012 |
892400,40 |
2047 |
7599726,52 |
2082 |
1573200,79 |
2117 |
325664,45 |
|
|
2013 |
1565566,41 |
2048 |
7265319,42 |
2083 |
1503975,99 |
2118 |
311334,39 |
|
|
2014 |
2226042,76 |
2049 |
6945627,07 |
2084 |
1437797,26 |
2119 |
297634,89 |
|
|
2015 |
2878422,23 |
2050 |
6640001,99 |
2085 |
1374530,56 |
2120 |
284538,21 |
|
|
2016 |
3527452,93 |
2051 |
6347825,18 |
2086 |
1314047,76 |
2121 |
272017,81 |
|
|
2017 |
4178111,25 |
2052 |
6068504,89 |
2087 |
1256226,34 |
2122 |
260048,34 |
|
|
2018 |
4835684,60 |
2053 |
5801475,39 |
2088 |
1200949,22 |
2123 |
248605,56 |
|
|
2019 |
5505866,26 |
2054 |
5546195,86 |
2089 |
1148104,43 |
2124 |
237666,29 |
|
|
2020 |
6180922,92 |
2055 |
5302149,28 |
2090 |
1097584,95 |
2125 |
227208,37 |
|
|
2021 |
6873989,67 |
2056 |
5068841,36 |
2091 |
1049288,44 |
2126 |
217210,63 |
|
|
2022 |
7530291,65 |
2057 |
4845799,58 |
2092 |
1003117,11 |
2127 |
207652,82 |
|
|
2023 |
8347347,40 |
2058 |
4632572,19 |
2093 |
958977,43 |
2128 |
198515,57 |
|
|
2024 |
9180277,44 |
2059 |
4428727,35 |
2094 |
916780,01 |
2129 |
189780,39 |
|
|
2025 |
10027774,51 |
2060 |
4233852,19 |
2095 |
876439,38 |
2130 |
181429,57 |
|
|
2026 |
10900434,10 |
2061 |
4047552,04 |
2096 |
837873,84 |
2131 |
173446,21 |
|
|
2027 |
11797687,89 |
2062 |
3869449,55 |
2097 |
801005,28 |
2132 |
165814,14 |
|
|
2028 |
12718581,73 |
2063 |
3699184,03 |
2098 |
765759,03 |
2133 |
158517,90 |
|
|
2029 |
13662106,09 |
2064 |
3536410,62 |
2099 |
732063,71 |
2134 |
151542,72 |
|
|
2030 |
14627272,55 |
2065 |
3380799,64 |
2100 |
699851,06 |
2135 |
144874,46 |
|
|
2031 |
15613130,56 |
2066 |
3232035,95 |
2101 |
669055,85 |
2136 |
138499,61 |
|
|
2032 |
14926113,50 |
2067 |
3089818,23 |
2102 |
639615,71 |
2137 |
132405,28 |
|
|
2033 |
14269326,92 |
2068 |
2953858,44 |
2103 |
611471,01 |
2138 |
126579,12 |
|
|
2034 |
13641440,60 |
2069 |
2823881,23 |
2104 |
584564,74 |
2139 |
121009,32 |
|
|
2035 |
13041182,86 |
2070 |
2699623,35 |
2105 |
558842,42 |
2140 |
115684,60 |
|
|
2036 |
12467337,98 |
2071 |
2580833,12 |
2106 |
534251,95 |
2141 |
110594,19 |
|
|
2037 |
11918743,71 |
2072 |
2467269,97 |
2107 |
510743,52 |
2142 |
105727,77 |
|
|
2038 |
11394288,97 |
2073 |
2358703,88 |
2108 |
488269,52 |
2143 |
101075,48 |
|
|
2039 |
10892911,57 |
2074 |
2254914,97 |
2109 |
466784,43 |
2144 |
96627,90 |
|
|
2040 |
10413596,03 |
2075 |
2155693,03 |
2110 |
446244,74 |
2145 |
92376,03 |
|
|
2041 |
9955371,58 |
2076 |
2060837,11 |
2111 |
426608,85 |
2146 |
88311,25 |
|
|
2042 |
9517310,16 |
2077 |
1970155,08 |
2112 |
407836,98 |
2147 |
84425,34 |
|
|
2043 |
9098524,55 |
2078 |
1883463,30 |
2113 |
389891,13 |
2148 |
80710,41 |
|
|
2044 |
8698166,56 |
2079 |
1800586,17 |
2114 |
372734,94 |
2149 |
77158,95 |
|
|
2045 |
8315425,32 |
2080 |
1721355,85 |
2115 |
356333,66 |
2150 |
73763,76 |
|
Fuente: Elaboración
propia.
Antes de
continuar se debe considerar que el biogás generado no es igual al biogás
disponible para la producción de energía, debido a que dentro del proceso de
extracción existe cierta pérdida, por lo cual es necesario establecer el
porcentaje de eficiencia de recuperación del gas. Utilizando como referencia el
porcentaje de eficiencia de proyectos de similares características dentro del
país se determinó una eficiencia de recuperación del 71% como se observa en el
gráfico 7.
Gráfico 7. Estimación
biogás recuperado dentro del relleno sanitario Ceibales 2010-2150
Fuente: Elaboración
propia.
Establecido el biogás disponible es
posible determinar el potencial del complejo, para esto se hace uso de la
ecuación de producción energética a partir de biogás como se observa en la
fórmula 2. La misma determina la energía disponible, estableciendo el metano
presente en el biogás debido su poder calorífico tomando en consideración la
eficiencia del sistema de conversión a utilizar.
Formula
2. Ecuación de producción energética a partir de biogás
E: Energía producida
(kWh). CH4: Potencial de
metano (% porcentual).
V: Volumen de biogás
disponible (m3/año). PC: Poder calorífico del metano
(kWh/m3).
n: eficiencia del
sistema de conversión (% porcentual)
Para aplicar la ecuación se determinan
las constantes de la ecuación. Debido al contenido de materia orgánica de los
residuos de Machala se establece un contenido de metano del 50%; en cuanto al
poder calorífico del metano bajo condiciones estándar se ubica en 10,5 kWh/m3
y por último la eficiencia del sistema de
conversión, en este caso se escogen los motores reciprocantes de combustión
interna con un porcentaje de eficiencia del 35% promedio.
Gráfico 8. Estimación
de potencia disponible dentro del relleno sanitario Ceibales 2010-2150
Fuente: Elaboración
propia.
Tabla 4. Estimación de
potencia disponible dentro del relleno sanitario Ceibales 2010-2150
|
Año |
Biogás Generado (m3/año) |
Año |
Biogás Generado (m3/año) |
Año |
Biogás Generado (m3/año) |
Año |
Biogás Generado (m3/año) |
|
|
2011 |
29,67 |
2046 |
1167,25 |
2081 |
241,63 |
2116 |
50,02 |
|
|
2012 |
131,03 |
2047 |
1115,88 |
2082 |
231,00 |
2117 |
47,82 |
|
|
2013 |
229,88 |
2048 |
1066,78 |
2083 |
220,83 |
2118 |
45,71 |
|
|
2014 |
326,85 |
2049 |
1019,84 |
2084 |
211,11 |
2119 |
43,70 |
|
|
2015 |
422,65 |
2050 |
974,97 |
2085 |
201,83 |
2120 |
41,78 |
|
|
2016 |
517,94 |
2051 |
932,07 |
2086 |
192,94 |
2121 |
39,94 |
|
|
2017 |
613,48 |
2052 |
891,05 |
2087 |
184,45 |
2122 |
38,18 |
|
|
2018 |
710,03 |
2053 |
851,84 |
2088 |
176,34 |
2123 |
36,50 |
|
|
2019 |
808,44 |
2054 |
814,36 |
2089 |
168,58 |
2124 |
34,90 |
|
|
2020 |
907,56 |
2055 |
778,53 |
2090 |
161,16 |
2125 |
33,36 |
|
|
2021 |
1009,32 |
2056 |
744,27 |
2091 |
154,07 |
2126 |
31,89 |
|
|
2022 |
1105,69 |
2057 |
711,52 |
2092 |
147,29 |
2127 |
30,49 |
|
|
2023 |
1225,66 |
2058 |
680,21 |
2093 |
140,81 |
2128 |
29,15 |
|
|
2024 |
1347,96 |
2059 |
650,28 |
2094 |
134,61 |
2129 |
27,87 |
|
|
2025 |
1472,40 |
2060 |
621,67 |
2095 |
128,69 |
2130 |
26,64 |
|
|
2026 |
1600,53 |
2061 |
594,31 |
2096 |
123,03 |
2131 |
25,47 |
|
|
2027 |
1732,28 |
2062 |
568,16 |
2097 |
117,61 |
2132 |
24,35 |
|
|
2028 |
1867,50 |
2063 |
543,16 |
2098 |
112,44 |
2133 |
23,28 |
|
|
2029 |
2006,04 |
2064 |
519,26 |
2099 |
107,49 |
2134 |
22,25 |
|
|
2030 |
2147,75 |
2065 |
496,41 |
2100 |
102,76 |
2135 |
21,27 |
|
|
2031 |
2292,51 |
2066 |
474,57 |
2101 |
98,24 |
2136 |
20,34 |
|
|
2032 |
2191,63 |
2067 |
453,68 |
2102 |
93,92 |
2137 |
19,44 |
|
|
2033 |
2095,20 |
2068 |
433,72 |
2103 |
89,78 |
2138 |
18,59 |
|
|
2034 |
2003,00 |
2069 |
414,64 |
2104 |
85,83 |
2139 |
17,77 |
|
|
2035 |
1914,87 |
2070 |
396,39 |
2105 |
82,06 |
2140 |
16,99 |
|
|
2036 |
1830,61 |
2071 |
378,95 |
2106 |
78,45 |
2141 |
16,24 |
|
|
2037 |
1750,06 |
2072 |
362,27 |
2107 |
74,99 |
2142 |
15,52 |
|
|
2038 |
1673,05 |
2073 |
346,33 |
2108 |
71,69 |
2143 |
14,84 |
|
|
2039 |
1599,43 |
2074 |
331,09 |
2109 |
68,54 |
2144 |
14,19 |
|
|
2040 |
1529,05 |
2075 |
316,53 |
2110 |
65,52 |
2145 |
13,56 |
|
|
2041 |
1461,77 |
2076 |
302,60 |
2111 |
62,64 |
2146 |
12,97 |
|
|
2042 |
1397,45 |
2077 |
289,28 |
2112 |
59,88 |
2147 |
12,40 |
|
|
2043 |
1335,96 |
2078 |
276,55 |
2113 |
57,25 |
2148 |
11,85 |
|
|
2044 |
1277,17 |
2079 |
264,38 |
2114 |
54,73 |
2149 |
11,33 |
|
|
2045 |
1220,97 |
2080 |
252,75 |
2115 |
52,32 |
2150 |
10,83 |
|
Fuente: Elaboración
propia.
Así se tiene,
como se observa en el gráfico 8 y en la tabla 4, determinada la potencia
disponible dentro del relleno sanitario Ceibales; dentro del periodo 2029-2034
estaría la mayor potencia registrada de aproximadamente 2MW al día. Por otro
lado, dentro del periodo 2026-2040 encontramos una potencia de disponible de
1.5MW al día y por último el periodo del 2021-2049 donde la potencia llega
hasta 1MW al día. Aquí es donde se vislumbra el por qué se ha optado por
utilizar motores reciprocantes de combustión interna, ya que estos permiten
agregar o quitar módulos según se requiera para los flujos de biogás.
Con estos resultados se establece que la planta tendría
una producción de 1.5MW los primeros 3 años de funcionamiento, luego se
incrementaría a 2MW durante 5 años más, volviéndose a ubicar en 1.5MW durante
los 6 años más posteriores, hasta por fin llegar a 1MW en los restantes 6 años.
Con estos 18 años de constante producción energética se observa que aún hay
gran potencial por explotar dentro del complejo.
Discusión
Oportunidades de desarrollo para la ciudad de Machala
Ahora para responder la interrogante planteada en este
trabajo se debe establecer qué oportunidades de desarrollo presenta esta
iniciativa para la ciudad. Debido a las características del proyecto y las
diferentes áreas en las cuales tendrá impacto se opta por establecerlo en tres
categorías: oportunidades económicas, sociales y ambientales.
Económicas
Al establecer este nuevo complejo energético dentro
de las instalaciones del relleno sanitario, el municipio de Machala contaría
con un nuevo ingreso para poder realizar su trabajo de mejoramiento de la
ciudad sin depender de los desgloses del gobierno central aportando a la
autogestión del municipio. Tomando como indica el Ministerio de Energía y Minas
la tarifa estándar en el país de 0,092 USD/kWh con una producción de 1.5MW, el
municipio tendría por venta de energía aproximadamente 1.2 millones de dólares
al año, con 2MW alcanzaría aproximadamente 1.7 millones de dólares al año. Esto
significaría un rubro importante para el municipio de Machala. Pero más allá del
beneficio directo al presupuesto de la municipalidad se debe considerar también
las nuevas plazas de trabajo que estas instalaciones proporcionarán, tomando en
cuenta que la gestión de residuos es un problema permanente, este enfoque se
presta para la expansión hacia el futuro asegurando fuentes de empleo en
sectores mucho más sostenibles.
Sociales
En cuanto al impacto social, tenemos que debido a este
nuevo complejo se podría asegurar la provisión de un servicio tan esencial como
es el servicio eléctrico sin preocupación de eventos externos. Tomando como
indica la Agencia de Regulación y Control de Electricidad en el 2024 el consumo
promedio de un hogar urbano es de 150kWh al mes, el complejo tendría el
potencial para alimentar aproximadamente a 300 hogares con 1.5MW y a 400
hogares con 2MW, lo que sería entre 1200 y 1400 personas a las cuales se les
podría garantizar el suministro energético independientemente de las otras
fuentes de generación del país.
Ambientales
Por
último, pero no menos importante tenemos el beneficio ambiental de este enfoque.
Si se busca establecer mecanismos más sostenibles para el desarrollo de la
ciudad el impacto ambiental debe estar como una de las prioridades. Este
proyecto presenta un doble aporte ambiental de la ciudad, por un lado, presenta
un medio alternativo que sustituye en parte la presencia de combustibles
fósiles en el proceso de generación de energía. Pero, además están las
emisiones de metano que se evitan al establecer este proceso de generación de
energía. Aunque el proceso no es enteramente limpio debido a que al quemar el
biogás dentro de los motores reciprocantes de combustión interna se genera como
subproducto el dióxido de carbono o CO2, pero este gas es mucho menos nocivo
para el ambiente que el metano, exactamente 21 veces menos lo que implica un
importante avance en cuanto a la lucha contra la crisis climática y un gran
aporte a mejorar el ambiente de la ciudad.
Conclusiones
Con
todo lo ya expuesto en este trabajo se llega a la conclusión de que
efectivamente existe un gran potencial de desarrollo aún por explotar dentro de
la gestión de RSU en la ciudad de Machala, principalmente en cuanto a la generación
de energía dentro del relleno sanitario Ceibales y que el mismo debe ser
explotado lo más pronto posible para generar antes del pico de producción del
año 2026 y obtener el mayor beneficio posible del biogás contenido.
Este proyecto es de gran
importancia para la ciudad y la sociedad machaleña ya que ofrece un abanico de oportunidades
de desarrollo en muchas áreas de la sociedad. Por un lado, trayendo nuevos rubros
para la municipalidad en cuanto a la venta de energía lo que significa más
recursos para el mejoramiento de la ciudad, además de impulsar el desarrollo de
la población al asegurar un servicio vital para la subsistencia y la
producción. A todo esto, se suma el aporte al cuidado del ambiente al reducir
las emisiones de gas metano que terminan en la atmósfera y diversificando la matriz
de producción energética de los combustibles fósiles.
Es importante considerar que este trabajo
también permite que la sociedad machaleña vislumbre nuevos modelos de
desarrollo para su ciudad logrando así ampliar el debate sobre la eficiencia de
los procesos productivos que se llevan a cabo dentro de la misma y el valor
escondido que se encuentra dentro de ellos, lo cual significa un paso muy
importante en la conversación de la transición hacia economías más sostenibles
para las diferentes ciudades del país.
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