CONTENIDO
 Introducción
 Objetivo General del proyecto
 Caso de estudio
– Objetivo del estudio
– Metodologías para la cuantificación de GEI
– Escenarios
– Resultados
– Conclusiones y propuesta
INTRODUCCIÓN

Tratamiento limitado, menos del 15%
de las aguas residuales reciben algún
tratamiento.

Necesidad de inversión.

El tratamiento de aguas residuales,
contribuye a la emisión de GEI.

Oportunidad
para
identificar
los
procesos tecnológicos con una baja
huella de carbono.

Contribuir a mitigar el cambio climático
en la región de América Latina y el
Caribe.
INTRODUCCIÓN
PROYECTO
IDRC – UNAM
105701-001
Reducción de las
emisiones de gases de
efecto invernadero en el
tratamiento de aguas
residuales de América
Latina y el Caribe, al
adoptar procesos y
tecnologías más
sustentables.
OBJETIVO GENERAL
 Contribuir a la gestión sostenible del agua y a la reducción
de los gases de efecto invernadero, mediante el
establecimiento de lineamientos técnicos para la definición
del procesamiento de aguas residuales en relación a las
emisiones de gases de efecto invernadero.
 Asimismo, se apunta a contribuir a la generación de
energías limpias a nivel municipal, así como a promover el
desarrollo regional y la implementación de nuevas
tecnologías más sustentables.
PROYECTO
ACV
AMBIENTAL
PROYECTO
IDRC – UNAM
CAMBIO
CLIMÁTICO
Reducción de las emisiones de
gases de efecto invernadero en
el tratamiento de aguas
residuales de América Latina y
el Caribe, al adoptar procesos y
tecnologías más sustentables.
Cuantificación de
emisiones Gases de
Efecto Invernadero
ACV
ENFOQUE
SOCIAL
DEFINICIÓN DE ESCENARIOS
CARACTERIZACIÓN
• 6 Países muestra:
Brasil, Chile, Colombia,
Guatemala, México y
República Dominicana.
• 2,734 PTAR
ANÁLISIS
ESTADÍSTICO
• Tecnologías
• Flujo
• Calidad de agua:
entrada y salida
• 3 Flujos
• 3 Tecnologías
principales y sus
trenes de
tratamiento
9 ESCENARIOS
REPRESENTATIVOS
ESCENARIOS
ESCENARIO
DESCRIPCIÓN
CAUDAL
(l/s)
CLAVE
1
Aireación extendida acoplado con lechos
de secado, flujo chico.
13
1. AE
2
Lagunas de estabilización, flujo chico.
13
2. LE
13
3. UASB + F
70
4. AE
70
5. LE
70
6. UASB + LE
620
7. LA
3
4
5
6
7
UASB + filtros percoladores acoplado con
lechos de secado, flujo chico.
Aireación extendida acoplado con lechos
de secado, flujo mediano.
Lagunas de estabilización, flujo mediano.
UASB + Lagunas de estabilización, flujo
mediano.
Proceso convencional de lodos activados
acoplado con espesado por gravedad,
digestión anaerobia y centrifugado, flujo
grande.
8
Lagunas de estabilización, flujo grande.
620
8. LE
9
UASB + lodos activados acoplado con
centrífuga, flujo grande.
620
9. UASB + LA
CUANTIFICACIÓN DE EMISIONES DE GASES DE
EFECTO
INVERNADERO
EN
NUEVE
ESCENARIOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES EN AMÉRICA LATINA Y EL CARIBE
CASO DE ESTUDIO
OBJETIVO DEL ESTUDIO
 Cuantificar las emisiones de Gases de Efecto
Invernadero* (GEI) emitidas por cada uno de los
nueve escenarios de Tratamiento de Aguas
Residuales (TAR) municipales, representativos de
América Latina y el Caribe; con el propósito de
identificar las tecnologías con mayor potencial de
participación en proyectos de Mecanismos de
Desarrollo Limpio (MDL).
* Metano
MECANISMO DE
DESARROLLO LIMPIO
 Uno de los tres mecanismos establecidos por el Protocolo
de Kioto.
 Facilitar la ejecución de proyectos de reducción de GEI
 Esta definido en el Artículo 12 del Protocolo de Kioto
 Permite beneficiarse a las Partes no incluidas en el anexo I
– De las actividades de proyectos que tengan por resultado
reducciones certificadas de emisiones.
 Es un mecanismo de mercado.
– Los créditos resultantes de las reducciones de emisiones de
GEI se comercializan y quien los adquiere los contabiliza
para el logro de los compromisos de reducción asumidos.
MDL REGISTRADOS
MDL - SECTOR 13
MANEJO
Y DISPOSICIÓN DE RESIDUOS
Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático
Tratamiento Aguas
Residuales
3%
Otros Residuos
10%
3%
Los demás
87%
Tratamiento Aguas
Residuales
Municipales
0.06%
METODOLOGÍAS PARA LA
CUANTIFICACIÓN DE GEI
METODOLOGÍAS
TAR
SECTOR 13: Manejo de residuos y disposición final
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
PEQUEÑA ESCALA
Reducción < 60,000 ton de CO2e/año.
AMS-III.H.:
Recuperación de
metano.
AMS-III.I.: Evitar
la producción de
metano.
Reemplazo de
los sistemas
anaerobios por
aerobios.
AMS-III.AO.:
Recuperación de
metano
(Digestión de
Biomasa).
GRAN ESCALA
AM0080.:
Mitigación con
procesos
aerobios.
ACM0014.:
Mitigación en
TAR industriales.
ACTIVIDAD DE MITIGACIÓN
DESTRUCCIÓN
DE GEI
• Captura o
recuperación
• Combustión o la
conversión
catalítica
USO DE
ENERGÍA
RENOVABLE
• Uso de energía
renovables.
• Incluye la
generación de
energía del
proyecto
LÍNEA BASE Y
ESCENARIO PROYECTADO
 La línea base representa la situación que
se produciría en ausencia del proyecto.
 El escenario del proyecto se refiere a la
situación que se logra mediante la
implementación del proyecto.
CÁLCULO DE LA LÍNEA BASE
CONSUMO DE
ELECTRICIDAD EN
LA PTAR
TRATAMIENTO DE
AGUAS
RESIDUALES
TRATAMIENTO DE
LODOS
GENERADOS
DESCARGA A
CUERPO DE AGUA
DE LAS AGUAS
RESIDUALES
TRATADAS
DISPOSICIÓN DE
LOS LODOS
FINALES EN
VERTEDERO
Emisiones generadas en el Tratamiento de Aguas Residuales municipales
Línea Base
ECUACIONES
LÍNEA BASE
FACTOR DE EMISIÓN
LÍNEA BASE
ELECTRICIDAD
BEpower, y =  Cey * FE 
CE = Consumo electricidad (kWh) al año.
Factor de emisión:
0.00063 tonCO2e/kWh - República Dominicana*
*OLADE
LÍNEA BASE DE LOS
ESCENARIOS
EMISIONES DE LOS ESCENARIOS
DE LODOS ACTIVADOS
DESCARGA A
CUERPO DE
AGUA
TRATAMIENTO AGUA
Purga de lodos aerobios
ELECTRICIDAD
E
Bombeo
E
Bombeo
Agua residual
Criba
Desarenador
Residuos
sólidos
Residuos
sólidos
E
Aireación
extendida
E
Bombeo
E
Clarificador
secundario
Lechos de
secado
E
E NaClO
Filtro
Cloro
Lodo seco
Drenado
TRATAMIENTO
DE LODOS
ESCENARIOS
CHICO
1
MEDIANO
4
GRANDE
DISPOSICIÓN
DE LODOS EN
VERTEDERO
Agua tratada
EMISIONES DE LOS ESCENARIOS
LA+PROCESOS ANAEROBIOS
DESCARGA A
CUERPO DE
AGUA
TRATAMIENTO AGUA
ELECTRICIDAD
Lodos aerobios de retorno
E
E
Bombeo
Agua residual
Criba
Desarenador
Residuos
sólidos
Residuos
sólidos
E
E
Bombeo
E
Clarificador
primario
E
Bombeo
Proceso
convencional
de lodos
activados
E
E
Clarificador
secundario
Espesado
E
Cl
Cloro
Filtro
Digestión
anaerobia
Purga
E
Bombeo
Agua tratada
Centrifugación
E
Biogás
quema E
Polímero
E
Bombeo
Lodo deshidratado
Sobrenadante
TRATAMIENTO
DE LODOS
ESCENARIOS
CHICO
MEDIANO
GRANDE
7
DISPOSICIÓN DE
LODOS EN
VERTEDERO
EMISIONES DE LOS ESCENARIOS
DE LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN
DESCARGA A
CUERPO DE
AGUA
TRATAMIENTO AGUA
ELECTRICIDAD
Bombeo
Biogás
E
E
Agua residual
Criba
Desarenador
Residuos
sólidos
Residuos
sólidos
Laguna
anaerobia
Laguna
facultativa
Laguna de
pulimento
Agua tratada
Secado por evaporación dentro de la laguna
TRATAMIENTO DE LODOS
Lodo seco
DISPOSICIÓN DE
LODOS EN
VERTEDERO
ESCENARIOS
CHICO
2
MEDIANO
5
GRANDE
8
E. Electricidad solo en los escenarios mediano y grande (5 y 8)
EMISIONES DE LOS ESCENARIOS
UASB+PROCESOS
DESCARGA
A CUERPO
DE AGUA
TRATAMIENTO AGUA
Biopelícula
ELECTRICIDAD
Agua residual
E
Bombeo
Desarenador
Criba
Residuos
sólidos
Residuos
sólidos
E
Bombeo
Biogás
quema
E
UASB
Filtros
percoladores
E
Clarificador
secundario
Purga de lodos
anaerobios
Lechos de
secado
Lodo seco
Drenado
TRATAMIENTO
DE LODOS
ESCENARIOS
CHICO
3
MEDIANO
GRANDE
DISPOSICIÓN
DE LODOS EN
VERTEDERO
E
Bombeo
E
Filtro
Cloro
Agua tratada
EMISIONES DE LOS ESCENARIOS
UASB+PROCESOS
DESCARGA
A CUERPO
DE AGUA
TRATAMIENTO AGUA
ELECTRICIDAD
E
Bombeo
E
E
Agua residual
E
Desarenador
Criba
Residuos
sólidos
Residuos
sólidos
E
Bombeo
UASB
Lechos de
secado
TRATAMIENTO
DE LODOS
ESCENARIOS
MEDIANO
GRANDE
6
Laguna
facultativa
Laguna de
pulimento
Filtro
Purga de lodos
anaerobios
Drenado
CHICO
E
Bombeo
Biogás
quema
Secado por evaporación
dentro de la laguna
?
Lodo seco
DISPOSICIÓN DE LODOS EN
VERTEDERO
E NaClO
Cloro
Agua tratada
EMISIONES DE LOS ESCENARIOS
UASB+PROCESOS
DESCARGA
A CUERPO
DE AGUA
TRATAMIENTO AGUA
Purga de lodos aerobios
ELECTRICIDAD
E
Bombeo
E
E
Agua residual
Biogás
quema
Desarenador
Criba
Residuos
sólidos
Residuos
sólidos
E
Bombeo
E
Lodos
activados
UASB
E
Centrifugado
TRATAMIENTO
DE LODOS
ESCENARIOS
MEDIANO
Clarificador
secundario
Purga de lodos
anaerobios
Sobrenadante
CHICO
E
GRANDE
9
Polímero
Lodo
deshidratado
DISPOSICIÓN
DE LODOS EN
VERTEDERO
E
Bombeo
E
Filtro
E
Cl
Cloro
Agua tratada
CUANTIFICACIÓN DE GEI
RESULTADOS DE LA LÍNEA BASE
RESULTADOS EMISIONES
Escenario Flujo Chico
EMISIONES DE GEI (ESCENARIOS: CHICO)
Factor de Emisión: 0.00063 tonCO2/kWh
350
250
200
150
100
tonCO2e/año
300
50
ELECTRICIDAD
TRATAMIENTO DEL AGUA
TRATAMIENTO DE LODOS
DESCARGA DE AGUA
DISPOSICIÓN DE LODOS
ESCENARIO
ESCENARIOS
CHICO
1
2
MEDIANO
3
GRANDE
•El escenario 1 es el
escenario que en conjunto
genera mayores emisiones
de GEI.
•Por uso de electricidad el
escenario 1 es el de mayor
contribución, seguido del
escenario 3. Debido a la
energía requerida por la
tecnología.
•El escenario 2 es el mayor
contribuyente de GEI en el
proceso del tratamiento de
agua residual.
•En el vertedero el escenario
1 es el que más contribuye
en emisiones de GEI.
RESULTADOS EMISIONES
Escenarios Flujo Mediano
1,800
1,600
1,400
1,200
1,000
800
600
400
200
-
tonCO2e/año
EMISIONES DE GEI (ESCENARIOS: MEDIANO)
Factor de Emisión: 0.00063 tonCO2/kWh
ELECTRICIDAD
TRATAMIENTO DEL AGUA
TRATAMIENTO DE LODOS
DESCARGA DE AGUA
DISPOSICIÓN DE LODOS
ESCENARIO
ESCENARIOS
CHICO
MEDIANO
4
5
GRANDE
6
•En conjunto el escenario 5
genera mayores emisiones
de GEI, seguido del 4.
•El escenario 4 genera más
emisiones por uso de
electricidad y
por la
disposición de lodos en el
vertedero; la tecnología de
lodos activados requiere de
grandes
cantidades
de
electricidad para funcionar y
es alta generadora de
materia orgánica (lodos).
•El escenario 5, tiene una
mayor emisión de GEI
debido a que es un proceso
anaerobio y las emisiones se
hacen directamente a la
atmósfera.
RESULTADOS EMISIONES
Escenario Flujo Grande
EMISIONES DE GEI (ESCENARIOS: GRANDE)
Factor de Emisión: 0.00063 tonCO2/kWh
16,000
12,000
10,000
8,000
6,000
tonCO2e/año
14,000
4,000
2,000
ELECTRICIDAD
TRATAMIENTO DEL AGUA
TRATAMIENTO DE LODOS
DESCARGA DE AGUA
DISPOSICIÓN DE LODOS
ESCENARIO
ESCENARIOS
CHICO
MEDIANO
GRANDE
7
8
9
•El escenario 8, en conjunto
es el mayor generador de
GEI, seguido el escenario 7.
•El escenario 7 genera más
emisiones por uso de
electricidad, seguido del 9.
•En el vertedero el escenario
8 es el que genera mayores
emisiones; el escenario 7 y 9
generan menos cantidad de
lodos para su disposición.
•El escenario 7 y 9
consideran la quema del
biogás captado en el
digestor anaeróbico de
lodos.
EMISIONES
•
El Factor de Emisión (FE) determina las emisiones de GEI generadas por el uso de electricidad
El FE depende del mix energético de la zona.
La Figura muestra la diferencia en emisiones por m3 tratado, que los escenarios de tratamiento
podrían presentar en República Dominicana (azul) y Brasil (rojo).
Los escenarios que consumen electricidad tienen menos emisiones en los lugares con un mix
energético menor, mientras que los escenarios con un bajo consumo de electricidad, muestran
emisiones muy similares en ambos casos.
EMISIONES DE GEI POR METRO CÚBICO (1 m 3)
1.20
1.09
1.06
1.08
1.06
1.07
1.06
1.06
1.00
1.00
0.91
0.80
kgCO2e/m3
•
•
•
0.68
0.61
0.57
0.60
0.62
0.60
0.63
0.57
0.40
0.33
0.30
0.20
0.00
1. AE
2. LE
3. UASB + F
4. AE
5. LE
6. UASB + LE
ESCENARIOS
FE 0.00063 tonCO2e/kWh
FE 0.00005 tonCO2e/kWh
7. LA
8. LE
9. UASB + LA
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
 Los escenarios aerobios generan menores emisiones totales de
GEI que los anaerobios, sin embargo los sistemas anaerobios
tienen un alto potencial de mitigación ya que pueden recuperar y
aprovechar el biogás; mientras que disminuir emisiones por el
consumo energético puede ser más complejo y costoso.
 La electricidad usada y el tratamiento del agua son los procesos
unitarios con más aportación de emisiones.
 El mix eléctrico del país juega un papel fundamental, por lo cual
una misma tecnología de tratamiento, con el mismo caudal y las
mismas características, puede ser ambientalmente buena para un
lugar y no tan buena para otro.
PROPUESTAS
 ESCENARIOS: 1 Y 4 Lodos Activados AE
– No hay cambio
 ESCENARIOS: 2, 5 y 8 Lagunas de Estabilización
– Captura del biogás y generación de electricidad.
• Cubrir con geomembrana y un sistema de recuperación de biogás
• Unidad de cogeneración
 ESCENARIOS: 3, 6, 7 y 9
– Generación de electricidad.
• Unidad de cogeneración
¡ GRACIAS !
http://proyectos.iingen.unam.mx/LACClimateChange
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