nacional de gases de efecto invernadero, sectores no-energía: Agricultura
N 2 O EMITIDO = O DIRECTO + O ANIMALES + 0 INDIRECTO
4. SECTOR 6: RESIDUOS
4.1. Categoría “Residuos sólidos urbanos” A. Método
Las emisiones de metano (CH4) por esta categoría, fueron estimadas aplicando el método nivel 1b del PICC. Aunque es una categoría clave para el país, no se cuenta con factores de emisión nacionales por lo que, en algunos casos, se utilizaran valores determinados por juicio de experto y, en otros, valores por defectos del PICC. Para esta categoría, el método PICC incluye las emisiones de metano (CH4):
• desde sitios no controlados de disposición de residuos sólidos urba- nos, y
• desde sitios controlados de residuos sólidos urbanos (vertederos y/o rellenos sanitarios),
obtenidas utilizando la ecuación siguiente A:
CH4 emitido (Gg año-1) =
(RSUT x RSUF x FCM x CODF x F x 16/12 - R) x (1 - FOX) donde:
RSUT = total de residuos sólidos urbanos generados (Gg año-1),
RSUF = fracción de los RSU eliminados en vertederos,
FCM = factor de corrección para el metano,
CODF = fracción de carbono orgánico degradable (COD),
F = fracción de CH4 en el gas de vertedero,
R = CH4 recuperado (Gg año-1), y
FOX = factor de oxidación.
B. Factores de emisión
Para los residuos sólidos urbanos (RSU), se utilizaron los factores que se indican a continuación.
B.1. Factor de corrección de metano (FCM), a nivel regional y nacional
El FCM fue estimado utilizando información emergente de estudios efectuados por universidades e institutos de investigación, además del Catastro Nacional de Rellenos Sanitarios (CONAMA, 2001). La ecua- ción A para estimar el FCM de los residuos sólidos urbanos, es la si-
guiente:
Y I (FCM) = W I x X I donde:
YI = factor de conversión de metano, regional o nacional, WI = proporción de RSU, por tipo de vertedero
(controlado, no controlado, relleno sanitario), y
XI = factor de corrección para el metano, estimado por tipo de vertedero (no controlado, controlado, relleno sanitario). Algunos de los valores de los factores de corrección de metano fueron tomados de las Directrices metodológicas del PICC (PICC, 1996), en tanto que otro fue generado por juicio de experto. El Cuadro 4.18. muestra los valores de factor de corrección de metano utilizados en los inventarios.
A En Tabla 6-2, página 6.9 (PICC, 1996a)
Cuadro 4.18. Factores de corrección de CH4, por residuos sólidos urbanos (completar con significado de cada fila)
Sitios de eliminación Factor de corrección de residuos sólidos para el metano (FCM)*
Controlados 1,00
No clasificados, por defecto 0,80
No controlados, profundos 0,60
No controlados, supeficiales 0,40
B.2. Compuestos Orgánicos Degradables (COD)
Para la determinación de los valores de COD, se utilizó la ecuación siguiente A:
% COD (por peso) = 0,40 x A + 0,17 x B + 0,15 x C + 0,30 x D donde:
A = porcentaje de los RSU que corresponde a papel y textiles, B = porcentaje de los RSU que corresponde a residuos de jardín
y áreas verdes o a otros residuos orgánicos putrescibles (excluidos los alimentos),
C = porcentaje de los RSU que corresponde a alimentos, y D = porcentaje de los RSU que corresponde a madera y paja.
Con esta metodología, se estimó el COD por región y país. Para esto, se calculó el COD por las macrorregiones (zona norte, zona central y zona sur más la Región Metropolitana), utilizando estudios nacionales (CONAMA, 2001, 2001a; U. de Chile y EMERES, 1995), sobre la com- posición de la basura de Chile. Los resultados alcanzados se muestran en los cuadros 4.19. y 4.20.
A Ecuación 2, en página 6.10 (PICC, 1996a)
Cuadro 4.19. Parámetros de COD, por macrorregión (%)
Parámetros
Macrorregión A B C D
Zona Norte 20,09 34,5 0,0 0,0
Zona Central 16,75 62,0 0,0 0,0
Zona Sur (VIII-IX) 12,30 60,0 0,0 0,0
Zona Sur (X-XII) 7,15 57,4 0,0 0,0
Región
B.3. Valores por defecto
Los valores por defecto, aplicados para esta categoría, se presentan en el Cuadro 4.21.
Cuadro 4.20. Valores de COD y su fracción, por región y país*
Región % COD (por peso) Fracción
promedio para todos los años COD
I 13,90 0,14 II 13,90 0,14 III 13,90 0,14 IV 13,90 0,14 V 17,24 0,17 XIII 17,23 0,17 VI 17,24 0,17 VII 17,24 0,17 VIII 15,12 0,15 IX 15,12 0,15 X 12,62 0,13 XI 12,62 0,13 XII 12,62 0,13 Total país 14,82 0,15
* Las fuentes utilizadas fueron: CONAMA (2001a), Universidad de Chile-EMERES (1995) y MIDEPLAN (1994, 1995, 1995a, 1995b)
Cuadro 4.21. Valores por defecto del PICC, para algunas constantes
Sigla Descripción Valor Fuente
CODF Compuestos orgánicos que realmente 0,77 Paso 3 punto 2,
se degradan (fracción) en página 6,11,
(PICC, 1996a)
FC C liberado como CH4 (fracción) 0,50
FOX Factor de oxidación 0,00 Paso 4 punto 4,
en página 6,11 (PICC, 1996a)
B.4. Recuperación anual de metano
Para estimar la recuperación anual de metano, se calculó primero la generación de metano procedente de los diferentes tipos de vertederos y el posterior porcentaje de recuperación por estos. La forma de cálcu- lo fue la siguiente (tomada de INIA-CONAMA, 2000):
CH4 recuperado (Gg año-1) x =
Basura producida (Gg año-1) x Biodegradación no homogénea para
la generación de biogás (m3 Gg-1) x Fracción de MO x Eficiencia
de generación de biogás x Densidad de biogás (Gg m-3) x Fracción
de CH4 en biogás x Fracción de CH4 quemado en antorcha Los valores usados para la determinación de la recuperación de meta- no se encuentran en el Cuadro 4.22.
Cuadro 4.22. Supuestos utilizados en el cálculo de la recuperación de CH4
Ítem Valor Alcance, unidad
Biodegradación
no homogénea de biogás 200 Nm3 ton-1q
Materia orgánica 50 %
Eficiencia par la producción 0,8 Para la RM
de biogás 0,25 Para las restantes regiones
administrativas
Composición del biogás 35 % de CH4
Densidad del biogás 0,16 Kg m-3
Potencial de captación 90 % en relleno sanitario
de metano 45 % en vertedero controlado
10 % en vertedero no controlado
Las fuentes de información usadas fueron:
• para la fracción de materia orgánica (MO) en la basura y fracción de metano quemado en antorcha: juicio de experto,
• para biodegradación no homogénea para la generación de biogás:
• para la densidad del biogás y fracción de metano en el biogás: Fun- dación Chile (2004), y
• para la eficiencia de la producción de biogás: INIA-CONAMA (2000). C. Datos de actividad
En esta oportunidad, se realizó la actualización completa de la serie temporal 1984/2003, realizando la recopilación de datos de actividad estadísticos correspondiente a este período. La información del total anual de residuos sólidos urbanos (RSU) eliminados en vertederos de residuos sólidos, fue recopilado de CONAMA (2001).
4.2. Categoría “Aguas residuales domésticas tratadas” Según el inventario del año 1994, esta categoría no es clave, por lo que se aplicó el método nivel 1. Dentro de esta categoría, se incluyen tres fuentes de emisión de gases:
• emisión de CH4 por tratamiento de aguas residuales domésticas,
• emisión de CH4 por tratamiento de lodos cloacales generados por las plantas de tratamiento de aguas servidas, y
• emisiones indirectas de N2O desde excretas humanas. A. Emisión de metano (CH4)
A.1. Método
Las emisiones de metano fueron estimadas utilizando la siguiente ecua- ción A:
CH4 emitido (Gg año-1) =
(Desechos orgánicos totales x FE) - CH4 recuperado A.2. Factores de emisión
El factor de emisión de CH4 y la determinación de producción de lodos por tratamiento de aguas residuales domésticas utilizados en los
inventarios, fueron generados por juicio de experto. Además, se utili- zaron valores propuestos por el PICC, en sus guías metodológicas 1996 (PICC, 1996, 1996a).
Para determinar los desechos orgánicos totales (aguas residuos y lodos), se debe determinar la serie de factores, que se enumeran a continua- ción.
A.2.1.Fracción del componente orgánico degradable retirado como lodo Para esta fracción, se utilizó la información de la Superintendencia de Servicios Sanitarios (SISS); la información está disponible desde 1991; para los años anteriores, se consideró el valor por defecto (0 A).
A.2.2.Componente orgánico degradable (DBO)
La DBO utilizada corresponde a valores estimados por juicio de exper- to, debido a que no existen valores nacionales medidos. Para este caso, se consideró una DBO de 14,6 kg cada 1.000 personas-1 año-1, para
regiones, y de 21,9 kg cada 1.000 personas-1 año-1, para la Región Me-
tropolitana.
A.2.3.Fracción de aguas residuales por sistema de tratamiento Se consideró la información proporcionada por la Superintendencia de Servicios Sanitarios (SISS). La fracción de aguas residuales cuenta con datos reales desde 1991; para los años anteriores, se aplicó el valor por defecto igual a 0,02 B.
A.2.4.Fracción de lodos tratados por el sistema de tratamiento
Para la fracción de lodos tratados por sistema de tratamiento, se traba- jó con la información de la Superintendencia de Servicios Sanitarios (SISS), en una serie que se inicia en 1991; por ello, para los años ante- riores, se aplicó el valor cero, valor generado por juicio de experto. El
A En paso 1, punto 4, en página 6.15 (PICC, 1996a) B Valor tomado de INIA-CONAMA (2000)
cálculo de la producción de lodos, por sistema de tratamiento, se hizo utilizando la siguiente ecuación A:
Qp = (0,0864 x Qm x [(K1 x Sc x (1-ess)) +(K2 x DBO) x (1-eDBO) - SSe]) Los cuadros 4.23. y 4.24. muestran los valores utilizados para resolver la ecuación anterior y que fueron generados por juicio de experto.
Cuadro 4.23. Valores de las constantes utilizados en la determinación de producción de lodo
Qp = Peso seco de lodos DBO = DBO en el efluente (mg l-1)
(kg año-1)
Qm = Caudal medio debo = Relación (DBO a salida del
(m3 año-1) tratamiento secundario / DBO a entrada en
el tratamiento secundario) K1 = cte (0 ó 1) SSe = SST en el efluente (mg l-1)
Sc = SST en agua servida 0,7 = Fracción agregada sólo en
cruda (mg l-1) lagunas aireadas, que corresponde al 70%
de los lodos producidos como si fuesen lodos activados; se estima de esta forma debido al mayor volumen en el caso de lagunas aireadas, comparadas con lodos activados
ess = relación (SST salida al K2 = Tasa según supuesto de tratamiento sedimentador primario/SST
entrada al sediment. primario
Cuadro 4.24. Supuestos por tipo de tratamiento de aguas B Tipo de tratamiento
de aguas K1 Sc ess K2 DBO eDBO Sse
Sedimentación primaria 1 220 0,3 0 220 0,3 0 Lodos activados: tasa alta 1 220 0,3 0,9 220 0,3 30 tasa normal 1 220 0,3 0,6 220 0,3 20 Lagunas extendidas 0 220 0 0,6 220 0 20 Biofiltro 1 220 0,3 0,48 220 0,3 20
A Aportada por Paola Arata B Aportada por Paola Arata
Otros valores utilizados corresponden a valores por defectos o estima- dos y son incluidos en el Cuadro 4.25.
Cuadro 4.25. Valores por defecto o estimados para la determinación de CH4 en aguas y lodos residuales
Valor por defecto
Sigla Descripción o estimado Fuente
FCM Factor de corrección 0,40 Juicio de experto
del metano
Bo Capacidad máxima de 0,60 Pág. 5.18
producción de metano (kg CH4 kg-1 DBO) (PICC, 2001)
Metano recuperado 0,00 Paso 4, punto 4, en
y/o quemado página 6.17 (1996a)
B. Emisión de N2O B.1. Método
Las emisiones de oxido nitroso fueron estimadas utilizando la hoja de trabajo 6-4 A, que establece lo siguiente:
N2O emitido (Gg año-1) = (PR x población x Frac
NPR x EF6 x 44/28 x 10 -6)
donde:
PR = proteínas consumidas al año per capita (kg proteína cb-1 año -1),
FracNPR= fracción de nitrógeno en la proteína (kg N kg-1 proteína)
EF6 = factor de emisión de N2O en el excremento (kg N-N2O kg-1
N en excremento)
B.2. Datos de actividad y factores de emisión
El valor de proteínas consumidas al año per capita (kg proteína cb-1
año-1) fue estimado por juicio de experto y corresponde a 10,95 kg
persona-1 año-1, para la Región Metropolitana, y 7,3 kg persona-1 año-1
para el resto de Chile. Para la fracción de nitrógeno de la proteína, se usó el valor 0,16, tomado del PICC (1996a) A. Para el factor de emisión
FE6, se usó el valor 0,01 kg N-N2O kg-1 N excretado, tomado también
de PICC (1996a )B.
B.3. Datos de actividad estadísticos
Los datos de actividad estadísticos correspondieron a la serie temporal 1984/1998 (INIA-CONAMA, 2000), actualizada con los datos de la Superintendecia de Servicios Sanitarios (SISS) para incorporar los años 1999 a 2003. Además, se procedió a actualizar los datos anuales de población urbana utilizados en emisiones de metano y óxido nitroso del inventario, para la serie temporal 1984/2003.
La población urbana, utilizada tanto en la estimación de la emisión de CH4 como de N2O, fue tomada de los censos poblacionales INE 1982, 1992 y 2002, los que complementaron la información elaborada para la elaboración de la serie 1984/1998 de inventarios de gases inverna- dero (INIA-CONAMA, 2000).
La ecuación utilizada para determinar la población total fue la siguien- te:
Pt = Pi x e RT
donde:
Pt = población total estimada, Pi = población inicial,
R = tasa de incremento anual, e T = intervalo de tiempo considerado.
Para la estimación la población total, tanto regional como nacional, se utilizaron las tasas de incremento anual, que se muestran en el Cua- dro 4.26.
A Página 6.25, paso 6.5, punto 3 (PICC, 1996a) B Página 6.25, paso 6.5, punto 4 (PICC, 1996a)
Cuadro 4.26. Tasa de incremento anual de la población humana
Región administrativa Tasa de incremento anual
I 2,10 II 1,84 III 2,30 IV 1,83 V 1,35 XIII (RM) 1,97 VI 1,72 VII 1,34 VIII 1,33 IX 1,13 X 1,11 XI 1,93 XII 0,82
Fuente: Tasa de incremento anual (OMS, 1998)
Para elaborar los inventarios anuales, la información sobre los sistemas de tratamiento para aguas residuales y de lodos fue obtenida de la Superintendencia de Servicios Sanitarios (SISS), la que se inicia el año 1991; para los años anteriores, se consideró los valores tomados de la serie 1984/1998 de inventarios anuales de gases invernadero (INIA- CONAMA, 2000).
En consecuencia, las fuentes de información empleadas fueron:
• INIA-CONAMA (2000), y
• SISS (informes de Gestión del Sector Sanitario, años 1995, 1996/ 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002 y 2003).
4.3. Categoría “Tratamiento de residuos líquidos industriales”
Según la información procedente de inventarios anteriores, esta cate- goría no es una categoría clave, por lo que la estimación de sus emi-
siones con el método nivel 1 es consistente con las buenas prácticas del PICC. En esta categoría, se analizó las siguientes dos fuentes de emisión de gases:
• emisión de CH4 debido al tratamiento de residuos líquidos indus- triales, y
• emisión de CH4 debido al tratamiento de lodos industriales prove- nientes de los tratamientos de residuos líquidos industriales. A. Método
La siguiente ecuación A permite determinar las emisiones de CH 4 pro-
cedentes de la gestión de los residuos líquidos industriales ó RILes. CH4 emitido (Gg año-1) =
Desechos orgánicos totales x FE - CH4 recuperado B. Factores de emisión y datos de actividad
Los factores de emisión de CH4 y la producción de lodos por tratamien- to de residuos líquidos industriales utilizados en los inventarios, fueron generados por juicio de expertos y/o tomados de los proporcionados por el PICC, en sus directrices metodológicas 1996 (PICC, 1996, 2001). B.1. Fracción de efluentes industriales por sistema de tratamiento La fracción de efluentes industriales por sistema de tratamiento se con- sideró la información obtenida en la Superintendencia del Servicio Sanitario (SISS), la fracción de efluentes se considera con datos reales desde el año 1998, antes de eso, sólo se consideró valores por defecto de 0,05, tomado INIA-CONAMA (2000).
B.2. Lodos orgánicos de fuentes industriales (DQO)
El total de lodos orgánicos de fuentes industriales (DQO), fueron obte- nidos de los catastros de RILes 1992 y 1998 de la Superintendencia del Servicio Sanitario (SISS), desde el año 1998, ya que no hay más infor-
mación disponible, antes de eso, los valores de DQO corresponden a 0, este valor se consideró por juicio de experto, ya que antes de 1998, no se considera tratamientos de RILes. Dado este criterio, se realizo el cálculo de la producción de lodos del año 1998 por sistema de trata- miento, utilizando la siguiente ecuación A:
Qp = (0,0864 x Qm x [(K1 x Sc x (1-ess)) +(K2 x DBO) x (1-eDBO) - SSe]) El cuadros 4.27. muestra los valores utilizados para resolver esta ecua- ción.
Cuadro 4.27. Valores de las constantes utilizados en la determinación de producción de lodo
Qp = Peso seco de lodos DBO = DBO en el efluente (mg l-1)
(kg año-1)
Qm = Caudal medio eDBO = Relación (DBO obtenida a salida del
(m3 año-1) tratamiento secundario / DBO de entrada en
el tratamiento secundario) K1 = constante de 0 ó 1 SSe = SST en el efluente (mg l-1)
Sc = SST en agua servida 0,7 = esta fracción se agrega sólo en lagunas
cruda (mg l-1) aireadas que corresponde al 70% de los lodos
producidos como si fuesen lodos activados, se estima de esta forma debido al mayor volumen en el caso de lagunas aireada comparadas con lodos activados ess = Relación (SST salida K2 = Tasa según supuesto de tratamiento al sedimentador primario/
SST de entrada al sedimentador primario)
Para el cálculo de DQO, se asumió que la reducción de DQO depende del tipo de sistema de tratamiento utilizado. Para la aplicación de esta estimación, se utilizaron los supuestos mostrados en el Cuadro 4.28.
Cuadro 4.28. Supuestos de reducción de DQO, por sistema de tratamientos de lodos
Tipo de tratamiento Reducción de DQO
Tratamientos fisicoquímicos
(sedimentación y flotación) 30%
Tratamiento de lagunas aireadas
y lagunas de estabilización 50%
Tratamiento de lodos activados 80%
B.3. Fracción de lodos tratados, por sistema de tratamiento
La fracción de lodos tratados por el sistema de tratamiento, se consideró desde el año 1998, debido a la información obtenida en la Superinten- dencia de Servicio Sanitario (SISS); antes de este año, se tomo como 0 todos los valores de lodos, por no existir en el país. Otros valores, utili- zados tanto por defecto como estimados, se muestran en el Cuadro 4.29.
Cuadro 4.29. Valores por defecto y valores estimados para la estimación de la emisión de metano por RILes
Valor por defecto
Sigla Descripción o estimado Fuente
FCM Factor de corrección 0,50 Valor estimado por
del metano Paola Arata Z.
Bo Capacidad máxima de 0,25 Página 5.18
producción de metano (kg CH4 kg DQO-1) (PICC, 2001)
Metano recuperado 0,00 Paso 4 punto 4, en
y/o quemado página 6.25 (PICC,1999a)
C. Datos de actividad estadísticos
En la categoría tratamiento de residuos líquidos industriales, se realizó la completa recopilación de datos de actividad estadísticos, para la serie temporal 1984/2003, actualizando por completo el inventario de Gases de Efecto Invernadero (GEI), serie temporal 1984/1998 (INIA- CONAMA, 2000).
La información de los sistemas de tratamiento para efluentes industria- les aplicados en los inventarios GEI, serie temporal 1984-2003, se con- sideró la información obtenida en la Superintendencia del Servicio Sanitario (SISS), disponible desde el año 1998. Para años anteriores a 1998, se consideró los valores por defecto para sistema anaeróbicos. Además, la información obtenida para los efluentes orgánicos de fuen- tes industriales (DQO) a nivel región y país, fue obtenido de los catastros de RILes 1992 y 1998 (SISS), donde existe la información completa de DBO en RILes, por lo que se utilizó el supuesto que 2 x DBO = DQO en RILes. Las fuentes de información fueron la Superintendencia de Servicios Sanitarios (SISS, 1998, 1999, 2004).
En lo que corresponde a los sistemas de tratamientos, producción y fracción de lodos, solo se tomaron en cuenta a contar de 1998, por la razón antes mencionada de que, antes de ese año, no existían plantas de tratamientos de residuos líquidos industriales. Las fuentes de infor- mación utilizadas A fueron:
• SISS (1998, 1999, 2004), y
• Flores (2004).
4.4. Categoría “Residuos hospitalarios incinerados”
En la categoría tratamiento de residuos hospitalarios incinerados se realizó la recopilación de datos de actividad estadísticos, para la serie temporal 1984/2003, siendo esta categoría anexadas a las hojas de trabajo del PICC, en las cuales se generación el inventario GEI, ya que no existían hojas tales, sino recomendaciones de PICC, para la crea- ción de esta.
Dado, a que no existe información anterior con respecto a esta catego- ría, se trabajara con un nivel 1, la cual se desagregó en dos fuentes de emisión de gases:
• emisión de CO2, CH4, N2O, NOx, CO y COVNM debido a la incine- ración de cadáveres y restos humanos, y
• emisión de CO2, CH4, N2O, NOx, CO y COVNM debido a la incine- ración de residuos hospitalarios.
A. Emisión de CO2 y gases no-CO2 (CH4, N2O, NOx, CO y COVNM) A.1. Método
La forma de cálculo de estos gases es ir determinando paso a paso todos los gases, para ello se utilizan las siguientes series de ecuaciones A:
CO2 emitido = ResInc x Fr C x FE de CO2 x (44/12) CO emitido = C emitido como CO2 x FE de CO x (16+12)/12
CH4 emitido = C emitido como CO2 x FE de CH4 x (16/12)
COVNM emitidos = C emitido como CO2 x FE de COVNM x
(12 x 3 + 8) / (12 x 3)
N2O emitido = ResOx x Fr C x FC/N x FE N con N2O x (14 x 2 + 16) / 28
NOX emitido = N emitido como N2O x FE de NOX x 1,17 A.2. Factores de emisión
Los factores de emisión fueron tomados del PICC; se deja en claro que esta estimación es una primera aproximación a la emisión de gases por esta vía. Estos valores se muestran en el Cuadro 4.30.
A.3. Datos de actividad
Para la elaboración de los inventarios se recopilo la información esta- dística: sobre cremación de cadáveres y restos humanos; esta informa-
Cuadro 4.30. Valores utilizados para la incineración de residuos hospitalarios
Tipo Valor Fuente Unidad
Fracción de residuos 1 valor 1, ya que se trabajó con incinerados A 4020 datos de lugares de incineración Fracción de materia 0,6 Ecoworld Ltda., valor válido para
seca en residuos residuos hospitalarios
incinerados y cementerios
Fracción de residuos 1 valor 1, ya que se trabajó con trasladados a empresas datos de lugares de incineración Fracción de residuos 1 valor 1, ya que se trabajó con enviados a cementerios datos de lugares de incineración Eficiencia incineración 0,95 Cementerio Parque del Recuerdo
cementerios y Cementerio General
Eficiencia de 0,98 Ecoworld Ltda.
incineración
FE de CH4 0,00005 Estimado por Sergio González CH4 g
-1g C
liberado
Fracción de C en 0,6 Base de Datos de Factores de
residuos incinerados Emisión (BDFE)
Relación N/C en residuos incinerados 0,0333 FE de CO 0,00067 g gas g-1 C FE de COVNM 0,00000074 ó N liberado FE de N como N2O 0,000066 FE de NOx 0,001
Nota: los valores por defecto de COVNM, CO, N2O y NOx, son para la incineración de residuos sólidos domiciliarios, y se utilizaron debido a que no existe mayor información con respecto a este tema
ción está desagregada por edad y sexo. Se trabajó con información de la Región Metropolitana, ya que no se encontró más información dis-