Tratamiento de fermentación de residuos orgánicos en Stadtwerke Münster
Deshidratación eficiente de lodos con decantadores
Energía renovable
La mayoría de la energía renovable de Münster se produce en la central termoeléctrica de Coerde, donde también se utilizan decantadores GEA desde principios del año pasado.
Para transformar los residuos orgánicos en energía se emplea el método bioestable. Los residuos orgánicos se recogen y limpian meticulosamente para retirar los materiales extraños, como plásticos, metal, piedras o arena; a continuación se descomponen en pequeñas partículas, se mezclan con agua de proceso y se introducen en el fermentador. La masa lodosa se deja fermentar a 55°C durante 15 días en condiciones anaeróbicas estrictas, es decir, con total ausencia de oxígeno. A lo largo de este período se genera biogás con un 50%-60% de contenido de metano y un 40%-50% de dióxido de carbono, que se traslada a la vecina central termoeléctrica, donde se transforma en energía. De esta forma se produce en Münster cada año una media neta anual de 3.000 MWh de electricidad y 3.500 MWh de calor.
Dos decantadores deshidratan entre 300 y 400 m³ de biomasa diarios
El lodo fermentado se deshidrata desde abril de 2009 mediante dos decantadores UCA 501, que deshidratan cada día entre 300 y 400 m³ con bajos costes de explotación y bajo consumo energético. Los dos decantadores ecológicos reemplazaron a dos máquinas antiguas. Tras invitar a licitar a seis fabricantes, tres empresas presentaron presupuestos iniciales al proceso de selección de Stadtwerke Münster. Este proceso descartó a todas las otras empresas y sólo GEA permaneció al final del proceso. “La intensiva planificación conjunta del proyecto, la visita a las instalaciones de decantadores de referencia y, lo que no es menos importante, el ensayo local con una instalación móvil, convencieron a Stadtwerke Münster para sustituir las centrífugas existentes por tecnología de GEA.
Los decantadores de GEA nos impresionaron especialmente por sus excelentes referencias en comparación con otras instalaciones de fermentación de biogás”, declaró Udo Hibbeler, Director de operaciones de fermentación de residuos orgánicos de Stadtwerke Münster.
Presupuesto fiable con contrato de mantenimiento
“Otro factor decisivo fue la certeza de poder calcular los costes de reparación a medio plazo. GEA fue el único fabricante de decantadores capaz de ofrecernos un contrato de mantenimiento razonable. Nos parece un rasgo muy positivo. El fabricante debe confiar en sus propias máquinas. La empresa ha de estar tan segura de su funcionamiento como para poder calcular un contrato de mantenimiento, como hizo GEA”, añadió Udo Hibbeler. En colaboración con GEA, desarrollamos una fórmula que incluía variables como el número de máquinas, la velocidad, la producción por hora y el tiempo de funcionamiento diario; con esos datos calculamos el tiempo de funcionamiento anual y establecimos una tarifa de mantenimiento. “Por consiguiente, no hay gastos de mantenimiento fijos, sino que podemos influir en el coste anual según cómo hagamos funcionar la instalación”.
El contrato de mantenimiento establece cifras de capacidad de producción, grado de deshidratación y calidad del resultante. “Este contrato de mantenimiento, con una duración de diez años, cubre todos los aspectos claves para un presupuesto fiable y la posibilidad de prever los costes de reparación. También consideramos que, en el conjunto del período de diez años, la explotación resultará mucho más económica que si hubiera reparaciones imprevistas no calculables”, afirmó Udo Hibbeler.
GEA cumplió otro criterio más en cuanto a la realización del pedido. “Queríamos ver resultados positivos en los ensayos preliminares, algo que solo consiguieron dos proveedores en el análisis final”, afirmó el director de operaciones. GEA llevó a cabo los ensayos preliminares con especial elegancia mediante una instalación móvil que funcionó in situ con material original. Una de las dos máquinas existentes se desconectó durante una semana y en su lugar se utilizó la instalación móvil.
Máquinas estándar con recambios estándar
Así mismo, en Stadtwerke Münster decidieron deliberadamente no utilizar productos personalizados, como habían hecho antes, sino que se decantaron por máquinas estándar. “De este modo tenemos la certeza de que, en caso de necesidad, habrá un rotor original de recambio en GEA”, explicó Udo Hibbeler. Con el UCA 501, GEA ha logrado construir un decantador deshidratador de alto rendimiento con un diseño moderno y un rendimiento radicalmente superior, unidos a una reducción simultánea de los costes de explotación y reparación. El decantador ecológico tiene diseño de estanque profundo. La combinación de la geometría especial del rotor y su alta velocidad garantiza un elevado rendimiento de producción. El sólido engranaje planetario de varias etapas genera un alto par de torsión del sinfín que optimiza la deshidratación, que además permanece constante incluso a elevadas velocidades diferenciales. A pesar de la gran capacidad de producción y el par de torsión muy superior, la energía específica necesaria es inferior a 1 kW/m³.
Instalación de alta disponibilidad
Stadtwerke Münster también apostó sobre seguro en cuanto a la disponibilidad de la instalación, porque duplicó la capacidad de deshidratación por decantador respecto a la máquina anterior: de 15 a 30 metros cúbicos por hora. De esa manera, si hace falta reparar una máquina, el proceso puede ajustarse aumentando la velocidad de la cuba y la capacidad de producción para que una sola máquina se encargue de deshidratar los residuos. “Como normalmente deshidratamos unos 15-18 metros cúbicos por hora con cada máquina durante 8-12 horas diarias, podemos permitirnos manejar el volumen total con una sola centrífuga a 30 metros cúbicos por hora cuando es necesario reparar o apagar una máquina. Ello significa que la disponibilidad de la instalación es mucho mayor”, afirmó Udo Hibbeler.
“Los nuevos decantadores funcionan a 2.600 revoluciones por minuto, una velocidad inferior a la anterior de 2.950 revoluciones por minuto, lo cual reduce aún más el consumo de energía. Los valores de resultante que conseguimos son mayoritariamente inferiores a las cifras que obteníamos antes. La eficiencia de deshidratación no ha variado prácticamente del 35% aproximado de materia seca.
Los sólidos descargados por los decantadores con un 35% aproximado de materia seca, con sus valiosos componentes orgánicos, constituyen un abono que debe descomponerse aún más conforme a la ordenanza sobre residuos orgánicos. Con dicho fin, el sustrato bioestable obtenido con este proceso se mezcla con residuos de jardinería frescos y se composta en el área de compostaje de residuos vegetales adyacente del ayuntamiento de Münster, con lo que se obtiene un compost de excelente calidad que los habitantes de la ciudad pueden adquirir a un módico precio.
Transición sin interrumpir el funcionamiento
El ayuntamiento de Münster se benefició doblemente por el hecho de que el nuevo decantador ecológico también sirve como instalación móvil para efectuar verificaciones. Tras los ensayos satisfactorios con la instalación móvil, el semirremolque volvió a aprovecharse durante el montaje y puesta en servicio de los decantadores. “El motivo fue que las nuevas máquinas debían instalarse donde estaban las anteriores”, explicó Udo Hibbeler. Para tener la certeza de que no sería necesario interrumpir el funcionamiento continuado de la instalación de fermentación aunque hubiera que desmontar las máquinas antiguas, se recurrió al decantador móvil para deshidratar lodo durante un período transitorio de dos semanas, lo que evitó problemas de funcionamiento. “De lo contrario, tendríamos que haber acometido el problema que hubiera supuesto una importante interrupción del funcionamiento. Los plazos de entrega y de desmontaje/montaje fueron mucho más cortos que los especificados por la competencia. Y por si fuera poco, GEA aceptó las máquinas usadas como parte del pago. Para nosotros resultó muy práctico”. Stadtwerke Münster ha expresado su satisfacción con el funcionamiento de los decantadores sin problemas durante más de un año. Y GEA atendió al requisito de planificación financiera fiable de Stadtwerke Münster con el contrato de mantenimiento de 10 años. “Todo esto nos dejó una sensación muy buena”, afirmó Udo Hibbeler.
