
Sevilla (España)
Ingeniería Industrial y Medio Ambiental / I+D+i
Ingeniero I+D+i
E.D.I.F.E.S.A (Estudios Dirección e Investigación de Fermentaciones Especiales, S.A.U.)
SEP2011/ ENE2014

E.D.I.F.E.S.A (Estudios Dirección e Investigación de Fermentaciones Especiales, S.A.U.)
Estudios Dirección e Investigación de Fermentaciones Especiales, S.A.U. (Edifesa Ingeniería Medio Ambiental) es una Compañía de Servicios Tecnológicos Integrales de vanguardia, que desarrolla su actividad en el ámbito de la Ingeniería de Gestión de Residuos, y la Consultoría tanto Medio Ambiental, como Técnica.
Habiendo sido la Ingeniería Española pionera en materia de gestión de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.), Edifesa se ha constituido en el vehículo para poner en valor el know-how generado en 40 años de gestión de esa tipología de residuos.
Esa dilatada experiencia unida a la capacidad de adaptación al entorno cambiante, y el enfoque claramente centrado en la Innovación, les ha permitido ampliar todo el espectro de trabajo hasta cubrir el abanico de tipologías de residuos que actualmente abarcan, así como la Ejecuciónde los Equipos, Obras e Instalaciones Industriales para el tratamiento y eliminación de dichos residuos, entre las que destacan Plantas de Recuperación de Envases Ligeros, Plantas de Tratamiento de Residuos Voluminosos, Líneas de Compostaje, Plantas de Transferencia y Selección de Residuos Sólidos Urbanos (R.S.U.), Plantas de Tratamiento de Residuos de Construcción y Demolición (CDR´s), Plantas de Tratamiento de Lixiviados, Impermeabilizaciones en Construcción y Sellado de Vertederos, Instalaciones de Desgasificación de Vertederos, Instalaciones de Tratamiento de Biogás, etc.
HABILIDADES Y CAPACIDADES SOCIALES / PROFESIONALES ADQUIRIDAS EN ESTE PERIODO:
// Responsable y coordinador de equipo de 6 a 12 personas en función del estado del proyecto.
// Análisis, diseño, desarrollo, ejecución y evaluación de ensayos realizados en el proyecto.
// Coordinación y gestión de estados del proyecto.
// Diseño de equipos, planos, modelado de piezas mecánicas para fabricación industrial en 2D y 3D (AutoCad y Catia V5).
// Gestión de clientes y proveedores.
LAS FUNCIONES Y/O RESPONSABILIADES EN ESTE PERIODO FUERON LAS SIGUIENTES:


Sistema modular para la eliminación de lixiviados en vertederos mediante aprovechamiento energético del calor residual cogenerado de motores de biogás. LIXIVIADO 0,0.
CLIENTE // CDTI (Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial)

Planta piloto donde se desarrollaba todos los ensayos del proyecto, ubicada en el vertedero de MONTEMARTA-CÓNICA

Planta piloto donde se desarrollaba todos los ensayos del proyecto, ubicada en el vertedero de MONTEMARTA-CÓNICA
La posibilidad de disponer en vertederos del calor residual de los motores de biogás, unida a la necesidad de conseguir un tratamiento finalista de lixiviado y no una mera reducción del problema dio lugar al desarrollo de esta tecnología cuyo objetivo principal es eliminar el 100 % del lixiviado mediante deshidratación atmosférica, obteniéndose como resultado un polvo seco susceptible a depositarse en el propio vertedero. Consiste esencialmente en la combinación enseriada de dos procesos, y mediante aporte de calor tanto al aire de secado, como al propio lixiviado, con las siguientes características:
Modularidad // Una instalación así constituida en forma de módulos acumulables permitió adecuar fácilmente su tamaño a la potencia total instalada en la planta de generación de energía eléctrica a partir de biogás, añadiendo tantos elementos modulares como fueron necesarios. El carácter portátil de los módulos facilitó su transporte, el montaje sin necesidad de ejecutar una obra civil significativa, y el eventual desmontaje posterior de la planta, simplificando los trámites para su legalización y abriendo la posibilidad de la cesión temporal en alquiler de este tipo de instalaciones.
Dimensionamiento // El conjunto de la instalación se dimensionó de forma que se pudo recuperar una fracción máxima del calor residual emitido por un motor típico para generación de energía eléctrica a partir de biogás de 1 MW de potencia, tamaño que por su difusión en instalaciones de desgasificación de vertederos constituye una unidad que se encuentra con gran frecuencia en ese tipo de explotaciones.
Proceso finalista // A diferencia de otras tecnologías de tratamiento y eliminación de lixiviados, esta instalación pretende cerrar completamente el ciclo de vida del lixiviado evaporando por una parte el agua, extrayendo por otra el residuo seco que arrastra el lixiviado ya sea sobre un soporte adecuado, cuyas características de sequedad permitirán que sea eliminado en vertederos de residuos convencionales, o incluso directamente en polvo.
Alto rendimiento de evaporación // El versátil diseño del sistema de cogeneración permite distribuir el calor recuperado en dos flujos a diferente temperatura, lo que nos posibilitaba balancear el aporte de calor en el sistema entre el “calentamiento de aire” y “calentamiento de lixiviado” en función de las condiciones ambientales. Esto permitía obtener un alto rendimiento en la evaporación en cualquier época del año.
Diseño robusto // A diferencia de otras tecnologías de tratamiento y eliminación de lixiviados, que en la mayoría de los casos no son más que aplicaciones a lixiviados de procesos de eliminación de efluentes líquidos de otra índole, esta instalación se diseñó específicamente para soportar la agresividad química tanto del lixiviado como de los gases de escape del motor de biogás.
Bajos Costes de Instalación, Operación y Mantenimiento // Dado que la totalidad del aporte calórico necesario para el proceso se extrae del calor residual de los motores, que de otro modo se perdería en la atmósfera, las únicas necesidades energéticas a satisfacer son las debidas a las bombas, ventiladores y compresores utilizados.
Adaptabilidad a las necesidades de cada caso // El carácter modular de la instalación nos permitió utilizar dichos módulos de manera independiente, o en diferentes combinaciones para adaptarlo a las necesidades del cliente final.
PROYECTO
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA PILOTO DESARROLLADA EN EL PROYECTO
El módulo de cogeneración recupera el calor residual de los motores de biogás produciendo dos caudales de agua a distintas temperaturas, (del orden de 120 ºC), y (del orden de los 80 ºC), teniendo como particularidad frente a cogeneraciones convencionales, que su diseño permite balancear la cantidad de agua generada en y , a las necesidades del conjunto en función de las condiciones ambientales, para su posterior empleo en el calentamiento, tanto de aire de secado, como el del lixiviado.
En el módulo de calentamiento de aire se produce el intercambio de calor entre el agua caliente generada en el módulo de cogeneración y aire en condiciones ambientales, obteniéndose como resultado un determinado caudal de aire tratado a alta Tª y baja humedad relativa, de características óptimas para el secado casi instantáneo en el módulo secadero del concentrado pulverizado.
El módulo de secado es el responsable tanto de la deshidratación final del lixiviado concentrado mediante su pulverización en el aire procedente del módulo de calentamiento, como de la extracción del residuo seco mediante la acción combinada del tambor rotativo en el que se lleva a cabo la pulverización junto con el ciclón de captación de finos a la salida de este.
El módulo de concentración tiene la función de concentrar el lixiviado hasta un determinado grado, principalmente vinculado al nivel de ensuciamiento del propio módulo, mediante su recirculación sobre una batería de las láminas en disposición vertical que guían la caída por gravedad del lixiviado a modo de cascada. Estas láminas situadas a poca distancia una de otra conforman una serie de canales longitudinales por los que transita el aire procedente del secadero, el cual sufre un proceso de humectación durante todo el recorrido manteniendo su temperatura en la consigna prefijada, que coincide aproximadamente con la Tª del lixiviado que se recircula, gracias al aporte térmico que recibe este para compensar el calor transferido en su evaporación. De esta manera conseguimos mantener una alta capacidad de humedad en el aire, lo que reduce notablemente el caudal del aire a gestionar y por ende, el tamaño de los equipos que conforman la instalación.
El bajo caudal gestionado permite instalar con bajo coste (módulo de biofiltrado), siempre que se requiera, un biofiltro contenerizado en la cola del proceso, como elemento básico de la desodorización y/o tratamiento del aire de salida, o incluso, según la tipología del residuo líquido a tratar, así como las exigencias medioambientales de cada caso a utilizar.
A continuación detallo las actividades realizadas en el proyecto junto con la colaboración del departamento de ingeniería. Las actividades realizadas en el proyecto fueron tres, las cuales contienen varías subactividades, que se describen a continuación:
Actividad 1 // INGENIERÍA CONCEPTUAL
Esta actividad consta de 3 subactividades que se enumeran como Estudios de Viabilidad Técnica, Ensayos de Laboratorio y Dimensionado de Planta. Dichas sub actividades están entremezcladas, según se puede ver a continuación. Lo primero que se hizo fue hacer una caracterización del lixiviado para ver su concentración nominal y cuantificar el calor máximo que se puede extraer de las camisas de un motor de cogeneración de 1 MW (aprovechamiento de calor residual). Se obtuvo aire caliente entre 100-120ºC a muy baja humedad relativa (0-2%), de forma que se pudiese saturar por pulverización de lixiviado evaporando el agua de este y obteniendo el residuo sólido.A continuación se realizó un análisis termodinámico partiendo de este aire caliente, determinándose con un modelo matemático que si bien en teoría se podía saturar dicho aire mediante pulverización adiabática, dicho aire se enfriaba en el proceso, necesitando mover grandes cantidades de aire y longitudes de "módulo de secado" muy largas.Para cuantificar caudales y longitudes de dicho "módulo de secado", entre otras magnitudes a ensayar y medir, se procedió a construir un túnel de ensayos. Los ensayos que se realizaron y los resultados obtenidos (logros) se indican seguidamente:
Ensayo 1 // Posibilidades de pulverización Partiendo del desarrollo de los modelos matemáticos de "secado de gotas en corriente de aire" y de "vuelo de partículas sólidas", así como de ensayos de pulverización con diferentes boquillas para contrastar los modelos antes descritos (tanto con agua como con lixiviado).
Ensayo 2 // Evaporación por exposición de superficie Partiendo de la realidad comprobada en el ensayo anterior del enfriamiento de la masa de aire y de su incapacidad para absorber más agua a determinada temperatura, se desarrolló el modelo matemático de "secado de superficies húmedas".
Ensayo 3 // Combinación de evaporación por pulverización de superficie Este ensayo, tras los resultados obtenidos en los dos anteriores, no se ejecutó.
Ensayo 4 // Comportamiento del lixiviado en relación a la concentración Consiste en hacer los ensayos 1 y 2 con diferentes concentraciones de lixiviado, para ver comportamiento de boquillas y de módulo de láminas.
Ensayo 5 // Extracción residuo seco A la salida del "módulo de secado" y antes del "módulo concentrador", se instaló un ciclón, al ser este la mejor opción de los estudios teóricos realizados para la extracción de residuo seco. Se comprueba su efectividad en diferentes ensayos con mezclas bentoníticas y lixiviados de distintas concentraciones que se pulverizan en el "módulo de secado".
Ensayo 6 // Comportamiento del biofiltro Se hacen diferentes comprobaciones olfativas a nivel sensorial con y sin biofiltro, determinándose la necesidad del mismo para reducir las emisiones
Todos los ensayos realizados permitieron hacer un análisis termodinámico completo con los módulos finales que resultaron de los mismos, a partir del cual se procedió al diseño del demostrador no comercial de la ACTIVIDAD 2.
Esta actividad consta de 2 subactividades que se enumeran como Diseño del Demostrador y Realización del Demostrador. Dichas subactividades están entremezcladas, según se puede ver a continuación. Partiendo de los logros de la ACTIVIDAD 1, se procede a diseñar y construir un secadero compuesto por trómel de secado + cámara de pulverización + cámara de recogida de polvo seco, que junto con el ciclón ya existente constituyen el “módulo de secado” del demostrador, ubicándose justo a la salida del generador de aire caliente en la posición que durante los ensayos ocupaba el túnel, y a construir un segundo módulo de láminas para alcanzar los valores teóricos del análisis termodinámico. Estos elementos, junto con un extractor para dejar el "módulo de secado" ligeramente en depresión, sistema de depósitos de almacenamiento, de bombas de recirculación, de cableados/cuadros eléctricos y de una monitorización precisa de todo el sistema, se proyecta, implanta, instala y programa para poder acometer la ACTIVIDAD 3 .
Actividad 2 // DESARROLLO DEL DEMOSTRADOR
Esta actividad consta de 2 subactividades que se enumeran como Ensayos sobre Demostrador y Pruebas Piloto. Una vez hecha la puesta en marcha del demostrador y sus correspondientes ajustes de funcionamiento, se procedió a realizar una batería de ensayos con el mismo variando múltiples parámetros en base a los análisis termodinámicos y modelos matemáticos desarrollados en las actividades anteriores, obteniéndose resultados satisfactorios.
Actividad 3 // PRUEBAS PILOTO