BONOS DE CARBONO:

1. SUBDIRECCIÓN GENERAL TÉCNICAGERENCIA DEL CONSULTIVO TÉCNICOSUBGERENCIA DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL BONOS DE CARBONO: UNA ALTERNATIVA DE APROVECHAMIENTO DEL LOS SUBPRODUCTOS DEL TRATAMIENTO ANAEROBIO DE LODOS RESIDUALES Dr. Arturo Cruz Ojeda Diciembre de 2009

2. EFECTOS DE LA ACUMULACIÓN DE GEI EN LA ATMÓSFERA, CIENTÍFICAMENTE COMPROBABLES • La tierra se está calentando por efecto de invernadero provocado por el exceso de GEI generados por las actividades del hombre y acumulados en la atmósfera • EL IPCC, 2007, calculó que las temperaturas medias para este siglo variaran de 1.4 a 5.8 0C • Lo anterior, incrementará el nivel de del mar, por deshielo de los casquetes polares por lo que se inundarán zonas costeras • Con el incremento en la temperatura, habrá mayores precipitaciones, se incrementaran las tormentas tropicales, la sequías serán más intensas y en consecuencia, la escasez de agua se incrementará y por tanto, habrá más problemas sociales en la lucha por el agua

3. SITUACIÓN ACTUAL DE LOS GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI, CO2 y CH4) • Actualmente a nivel mundial no hay legislación para regular la emisión de GEI. Solamente Gran Bretaña tiene una en proceso de aprobación • En 2007, el gobierno mexicano elaboró una estrategia Nacional de Cambio Climático, por parte de la Comisión Intersecretarial de Cambio Climático de la SEMARNAT. • Las acciones que está impulsando el gobierno mexicano para mitigar el cambio climático son: detener el deterioro de los bosques, aprovechar en forma sustentable los recursos, mejorar la eficiencia energética y reducir la contaminación ambiental, entre otras (INE,2007).

4. GASES DE EFECTO INVERNADERO REGULADOS POR EL PROTOCOLO DE KYOTO (INE, 1998 Y IPCC, 2007) • CO2(Para el año 2000, a nivel mundial, se emitieron 963.3 millones de toneladas totales) • CH4 • N2O • Hidrofluorocarbonos (HFC) • Perfluorocarbonos (PFC) • Hexafluoruro de Azufre (SF6) • Perfluorometano (CF4) • Perfluoroetano (C2F6)

5. % DE EMISIONES DE CO2 A NIVEL MUNDIAL, EN EL PERIÓDO DE 1950-2000

6. FUENTES PRODUCTORAS DE GASES DE EFECTO INVERNADERO(GEI) • Procesos naturales • El equilibrio en la emisión y absorción (sumidero) de carbono a través de la ocurrencia de procesos naturales ha existido por largo tiempo. • Las plantas producen y absorben carbono, lo que mantiene condiciones apropiadas (en equilibrio) para la vida en la tierra. • Un exceso de gases de invernadero facilita su acumulación en la tierra, alterando los procesos naturales que ocurren en el planeta.

7. FUENTES PRODUCTORAS DE GASES DE EFECTO INVERNADERO (continuación )(ONU, 1998 y IPCC, 2007) • Origen antropogénico • Quema de combustibles fósiles (transporte e industria) • Cambio en el uso del suelo forestal a otros usos • Actividades: industriales, agrícolas y ganaderas • Descomposición de la basura y quema de ella • Tratamiento anaerobio de aguas residuales Y LODOS RESIDUALES y • Contribución de lagos y embalses artificiales en la emisión de gases de efecto invernadero (CO2 y CH4)

8. BONOS DE CARBONO Y OBTENCIÓN DE CERTIFICADOS DE REDUCCIÓN DE EMISIONES (CER) BONOS DE CARBONO • Es un mecanismo internacional de descontaminación para reducir las emisiones de contaminantes del medio ambiente. • Fue propuesto por el Protocolo de Kyoto (2005) para reducción de emisiones causantes del calentamiento global o efecto invernadero.

9. BONOS DE CARBONO Y OBTENCIÓN DE CERTIFICADOS DE REDUCCIÓN DE EMISIONES (continuación) MECANISMO DE DESARROLLO LIMPIO (MDL) • Es otro mecanismo de reducción de GEI y, propiamente es un instrumento de mercado, que puede ser financiado por países de economías sólidas, como JAPÓN, INGLATERRA, CANADA Y OTROS PAÍSES DE EUROPA (compradores de bonos de carbono). CERTIFICADO DE REDUCCIÓN DE EMISIONES (CER) • A cambio de la reducción de GEI, los países en vías de desarrollo, reciben Certificados de Reducción de Emisiones (vendedores de bonos de carbono).

10. EMISIONES DE GEI • La reducción de emisiones de GEI, se miden en toneladas de CO2 equivalente y se traducen en Certificados de Emisiones Reducidas (CERs). • Un CER equivale a una tonelada de CO2, que se deja de emitir a la atmósfera y puede ser comercializado. • El CO2 equivalente, resulta de multiplicar la emisión de metano por el factor de conversión de su potencial de Calentamiento global (21) más el valor de la emisión de CO2.

11. PROCESO GENERAL PARA LOGRAR EL REGISTRO Y VENTA DE CERs Actividades Selección y diseño del proyecto para reducir GEI (Planta de tratamiento, captura y quema de biogás). Validación y registro del proyecto, por parte de la autoridad nacional , en este caso la SEMARNAT. (Aprobación). Operación, monitoreo y cuantificación precisa de la cantidad generada y que se quema de metano. Verificación y certificación, de la metodología que se sigue para la reducción de GEI, por autoridades de las Naciones Unidas asignadas. Si se cumple, entonces se calculan y se verifica que realmente se estén reduciendo los niveles de GEI y entonces se extienden los CERs, y ya pueden ser vendidos al mercado.

12. LODOS RESIDUALES MUNICIALES • Son un subproducto acuoso generado del tratamiento del agua residual, en donde se concentran muchos de los contaminantes, físicos, químicos y microbiológicos que se retiran del agua. • Su reúso o disposición final tiene que satisfacer los requisitos de la NOM-004-SEMARNAT-2002 y por el alto contenido de microorganismos patógenos, se considera residuo peligroso, de acuerdo a la norma NOM-052-SEMARNAT-2005, por lo que se requiere disponerlos sanitariamente.

13. CONSIDERACIONES GENERALES • Todos los procesos de tratamiento producen lodos en menor o mayor cantidad. • El contenido de humedad de los LRM varia de 95 a 98 %. • Presentan un contenido de materia orgánica biodegradable del 80 % y el resto es materia inorgánica inerte o no biodegradable.

14. TRATAMIENTO Y DISPOSICION DE LODOS RESIDUALES • Concentración de lodos para reducir volumen. • Estabilización de lodos para evitar su descomposición y así reducir riesgos ambientales y de salud pública. • Deshidratación para hacerlos más manejables y transportables (Acondicionamiento previo). • Disposición y Aprovechamiento sustentable.

15. ESPESADO DE LODOS POR GRAVEDAD Tanque circular con rebosadero para salida del sobrenadante y la salida de lodos en la parte baja del centro.

16. ESTABILIZACION DE LODOS RESIDUALES Objetivo • Reducir la presencia de microorganismos patógenos. • Eliminar olores desagradables. • Inhibir, reducir o eliminar su potencial de descomposición.

17. PROCESOS PARA TRATAR LODOS RESIDUALES • Proceso aerobio • Tratamiento con cal • Proceso anaerobio • Composteo • Vermicomposteo • Incineración

18. DIGESTOR ANAEROBIO Tanque de digestión anaerobia con tapa flotante, para la estabilización de lodos residuales, en la PTARM de la Ciudad en la Paz, Baja California (2007).

19. VISTA AL FONDO DE LOS DIGESTORES ANAEROBIOS PARA ESTABILIZAR LODOS RESIDUALES Y TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE BIOGAS EN LA PTARM DE CULIACAN, SIN. Parte del biogás se usa para calentamiento de los biodigestores y la otra, se quema.

20. EQUIPO DESHUMIDIFICADOR Y QUEMADOR DE BIOGÁS El biogás generado de la digestión anaerobia requiere de eliminar humedad y de remover los malos olores, lo que se logra con un sistema de deshumetación y desodorización. El metano que contiene biogás es incinerado en un quemador de gas de alta eficiencia (93% se transforma a CO2).

21. REACCIONES QUÍMICO-BIOLÓGICAS QUE TIENEN LUGAR DURANTE LA EMISIÓN GEI GENERACIÓN Y EMISIÓN OXIDACIÓN DEL METANO (Guérin, et al., 2006) Con la oxidación (quemado) del metano a bióxido de carbono, se logra reducir el potencial de calentamiento global, ya que el CH4, es 21 veces más energético que el CO2, por tanto al realizar este proceso, se reduce en 21 bonos de carbono o sea 21 CER.

22. PROYECTOS DE REDUCCIÓN DE GEI EN EL PAÍS

23. SISTEMA ECONÓMICO DE ELIMINACIÓN DE CO2, CO Y COMPONENTES TRAZA DEL BIOGÁS PRODUCIDO DEL TRATAMIENTO ANAEROBIO DE LODOS RESIDUALES (Coto et al., 2007) • El CO2, CO y componentes traza, se eliminan fácilmente con una suspensión de CaO en relación 1 a 3, así se alcanza a tener una concentración de H2S a un valor de menos de 10 mg/l (con un tiempo de contacto de 319 min), que reduce la corrosión y mantiene la concentración de CH4 por encima del 90%, incrementando la eficiencia del motor y su generador. • Con la ayuda de un compresor, se introduce el biogás a presión y se facilita el mezclado, que incrementa la eficiencia del sistema. En dado caso que la producción de biogás no sea constante se usa un controlador de tiempo (Timer), para controlar el encendido y el apagado.

24. SISTEMA ECONÓMICO DE ELIMINACIÓN DE CO2, CO, H2S Y COMPONENTES TRAZA DEL BIOGÁS PRODUCIDO DE (Coto et al., 2007) El tubo de entrada de biogás debe estar perforado para provocar una mejor distribución del biogás. Se hace uso de un compresor para facilitar la entrada a presión del biogás y mejorar el mezclado.

25. AVANCES EN EL TRATAMIENTO ANAEROBIO DE LODOS RESIDUALES • En países avanzados, los lodos son estabilizados por digestión anaerobia, por su baja producción de lodos, bajos requerimientos de nutrientes y aprovechamiento del biogás. • En México su uso es reducido, debido dos factores principales: a) Falta de conocimiento sobre el diseño, construcción y operación de reactores aerobios y b) Pobre difusión de las ventajas sobre otros procesos.

26. PROBLEMAS ENCONTRADOS EN CUANTO A LA OBTENCIÓN DE BONOS DE CARBONO • Se tiene que buscar condiciones óptimas para obtener la máxima producción de biogás. • Disminución en el valor de los CERs de 0.93/año a 0.43. • Los requerimientos de certificación son mayores, esto es, se exige utilizar equipos (agitadores, medidores de biogás, incineradores, entre otros) más sofisticados, que son de mayor costo. • Los costos de construcción y equipamiento de los digestores se ha incrementado para 7.2 l/s tiene un conto de cerca 3 millones (Noyola, 2009). El mayor costo corresponde al quemador de biogás.

27. PROPUESTAS DE SOLUCIÓN • Optimización del proceso anaerobio (mejora del sistema de mezclado, temperatura y pH óptimos, entre otros). • Evaluar las alternativas en el uso de los subproductos de la digestión anaerobia: Comercialización de lodos eficientemente estabilizados, Obtención de bonos de carbono, Generación de electricidad y su aprovechamiento y Obtención de carbón activado, material de elevado uso en la descontaminación del agua.