Este estudio analiza la producción de olores de los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) en Córdoba, España, a través de la caracterización fisicoquímica y la identificación de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV).
Los resultados muestran variaciones en la emisión de olores según la estación del año y los distritos, con una composición mayoritaria de alcanos, hidrocarburos aromáticos y cetonas. Además, la concentración de olores está influenciada por el nivel de llenado de los contenedores y las condiciones atmosféricas, alcanzando hasta 100 ou/m³ en áreas cercanas.
M.A. Martín1*, M. Salinas1, H. Martínez1, E. Muñoz2, M.C. Gutiérrez1, F. Tavares3, A.F. Chica1 y J.A. López1
1 Departamento de Química Inorgánica e Ingeniería Química (Área de Ingeniería Química). 2 Departamento de Física.
1,2 Facultad de Ciencias.
3 Departamento de Mecánica. 3 Escuela Politécnica Superior, Universidad de Córdoba. Campus universitario de Rabanales. Carretera N-IV, km 396, 14071 Córdoba.
Conflictos de interés: El autor declara que no existe conflicto de intereses.
Editor académico: Carlos N Díaz.
Calidad del contenido: Este artículo científico no ha sido revisado por pares.
Citación: M.A. Martín, M. Salinas, H. Martínez, E. Muñoz, M.C. Gutiérrez, F. Tavares, A.F. Chica y J.A. López, 2024, Evaluación y Mitigación del Impacto Oloroso en la Gestión de Residuos Urbanos: Contenedores Inteligentes, ODORA24 Conference, Barakaldo, Spain, www.olores.org.
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Palabras clave: Residuos Sólidos Municipales (RSM), Olfatometría Dinámica, CG-EM, calidad del aire, contaminación de aire, ciudades inteligentes
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Resumen
La contaminación atmosférica urbana es uno de los problemas más graves de contaminación a nivel mundial (IPCC, 2013). La ley 7/2022 establece la necesidad de adoptar medidas para la protección de la salud humana y medio ambiente y, en particular, en relación al impacto oloroso de residuos, entre otros. Este trabajo analiza las emisiones odoríferas de los Residuos Sólidos Municipales (RSM) en Córdoba (España), mediante caracterización físico-química, identificación de Compuestos Orgánicos Volátiles (COVs) y análisis del impacto oloroso. La finalidad es promover la transición a “contenedores IoT” que permitan una detección sensorizada de las familias de compuestos olorosos más representativos. Las emisiones olorosas difieren significativamente entre los diferentes distritos de la ciudad, a pesar de que la elevada variabilidad detectada a nivel físico-químico no permite detectar diferencias entre los mismos (a excepción de los niveles de pH y N-NTK en la fracción inorgánica). El análisis del total de COVs muestra una producción similar en la fracción orgánica e inorgánica, así como a lo largo del año y en toda la ciudad; sin embargo, cuando se analizan estos compuestos por familias, se detectan diferencias en función de la estación y distritos. La composición mayoritaria de estos COVs la constituyen las familias de alcanos, hidrocarburos aromáticos y cetonas (70%). El nivel de llenado y número de contenedores condiciona la concentración de olor emitida, sobre todo bajo condiciones atmosféricas de calma (v < 0,1 m/s), provocando que el impacto oloroso en el entorno más próximo pueda alcanzar concentraciones de 100 ou/m3 (llenado 50%).
1. Introducción
La emisión de olores procedente de los contenedores de RSM en la vía pública provoca rechazo y afecta de manera significativa al bienestar social. La localización y número de contenedores, la separación de residuos, el nivel de llenado, el tiempo de recogida y las condiciones meteorológicas, entre otras, son variables influyentes en el grado de percepción odorífera de los mismos. La ley 7/2022, de residuos y suelos contaminados, establece la necesidad de adoptar las medidas necesarias para salvaguardar la salud humana y el medio ambiente y, en particular, abordar el impacto de los olores en la gestión de residuos. La separación selectiva de residuos en origen es uno de los procedimientos más extendidos en las ciudades modernas, siendo con carácter general los contenedores de orgánica e inorgánica (envases e inertes) los que provocan un mayor impacto oloroso. En este contexto, el grupo RNM-271 UCO-GREENING de la Universidad de Córdoba, en el marco del proyecto de I+D+i PID2020-117438RB-I00, en colaboración con la Empresa Municipal de Saneamiento (SADECO S.A.), está llevando a cabo un estudio para la integración de tecnologías basadas en IoT (Internet of Things) con la composición físico-química y emisión olorosa de los residuos. Se persigue la transición de los contenedores convencionales a “contenedores inteligentes” denominados “contenedores IoT” que permitan una recogida en función de la detección sensorizada de las familias de compuestos olorosos más representativos, minimizando su impacto oloroso. La integración de dispositivos multisensor IoT compactos y robustos permitirá el seguimiento en tiempo real de la concentración de olor a través de algoritmos previamente definidos. La geolocalización y un sistema de radio LORA para la transmisión de información ayudan a la toma de decisiones sobre la optimización de las rutas de recolección desde la perspectiva del bienestar, incluyendo la posibilidad de detección de situaciones de riesgo, pudiendo identificar, además, incendios o actos de vandalismo.
2. Materiales y métodos
2.1 Diseño experimental
La planificación del muestreo de los contenedores de residuos de diferente tipología, orgánica e inorgánica (separación con décadas de aplicación), se ha basado en la división establecida por los distritos sanitarios, la densidad poblacional censada y el número de contenedores existentes en la ciudad de Córdoba (Tabla 1). Se han analizado un total de 232 muestras durante el periodo 2022-2023 abarcando las diferentes estaciones del año.
Tabla 1. Descripción del muestreo según distritos y campañas.
| Distrito | Densidad demográfica 1 | Renta per cápita 2 | Primavera (n) | Verano (n) | Otoño (n) | Invierno (n) | Total (n) |
|
0 |
16.063 |
13.970 |
8 |
4 |
8 |
10 |
30 |
|
1 |
27.110 |
12.187 |
8 |
16 |
12 |
18 |
54 |
|
2 |
15.011 |
16.127 |
2 |
6 |
4 |
6 |
18 |
|
3 |
4.352 |
10.441 |
2 |
4 |
6 |
6 |
18 |
|
4 |
2.624 |
11.519 |
6 |
2 |
4 |
6 |
18 |
|
5 |
13.588 |
13.545 |
2 |
10 |
8 |
10 |
30 |
|
6 |
14.411 |
10.916 |
10 |
4 |
10 |
10 |
34 |
|
7 |
15.199 |
14.611 |
2 |
10 |
8 |
10 |
30 |
|
Total |
13.545* |
12.915* |
40 |
56 |
60 |
76 |
232 |
|
T (ºC) |
31,0 ± 2,6 |
36,8 ± 9,4 |
25,6 ± 5,1 |
13,5 ± 5,7 |
|||
| 1(habitantes/km2); 2(€/habitante); n= número de muestras (contenedores orgánica e inorgánica); *valor promedio. | |||||||
Las muestras gaseosas han sido tomadas del espacio de cabeza de los contenedores con el dispositivo de muestreo normalizado (modelo CSD30, Olfasense GmbH) y en bolsas de Nalophan de 8 L. Simultáneamente se registró la temperatura ambiental y el nivel de llenado de los contenedores.
2.2 Caracterización y cuantificación de muestras gaseosas
Para la caracterización de los COVs se ha empleado Cromatografía de Gases acoplada a Espectrometría de Masas (CG-EM), con preconcentración de las muestras (tubos Tenax-Carbobax) y mediante desorción térmica, permitiendo la detección de analitos a bajas concentraciones. La concentración de olor generada se determinó mediante Olfatometría Dinámica según la norma UNE-EN 13725.
2.3 Análisis estadístico
Se empleó estadística no paramétrica (prueba de Krustal-Wallis) para analizar la concentración de COVs, categorizados en 21 familias, por distritos, estaciones y tipología de contenedor . El estudio de la concentración de olor se realizó a través de un test ANOVA con la corrección de Welch. Ambos procedimientos fueron llevados a cabo mediante el programa Prism v9.3.1 (GraphPad Software, LLC). El porcentaje de influencia de las familias de COVs sobre la concentración de olor se determinó basándose en los resultados de una Regresión Multivariante (RM) (software Past4 v4.17). Un modelo Euleriano predictivo, de mallado no uniforme, ha permitido estimar la dispersión del olor en las inmediaciones más próximas a los puntos de disposición de residuos en contenedores. Entre los factores influyentes destacan el número de contenedores, el nivel de llenado, la tasa de emisión de olor, el tipo de residuo (orgánica e inorgánica), estabilidad atmosférica y la velocidad del viento.
3. Resultados y discusión
3.1 Cuantificación y análisis de las emisiones de COVs
Se cuantificaron un total de 149 COVs en los contenedores de residuos orgánicos, frente a los 139 identificados en los contenedores de residuos inorgánicos. No obstante, el promedio de concentración en ambas fracciones de residuos (0,96 ± 1,74 mg/m3 y 1,23 ± 2,26 mg/m3 residuos orgánicos e inorgánicos, respectivamente) no difiere estadísticamente durante todo el periodo evaluado (p= 0,8034) (Figura 1a). Descendiendo a las estaciones del año (Figura 1b), los valores promedio de concentración en ambas fracciones tampoco muestran diferencias estadísticas entre sí (p = 0,8941 y p = 0,7487 orgánica e inorgánica, respectivamente); del mismo modo que el análisis comparativo entre distritos en contenedores de orgánica (p= 0,0662) e inorgánica (p = 0,5666) o de manera conjunta (p = 0,2369) (Figura 1c). Estos resultados ponen de manifiesto que, entre ambas fracciones, durante todo el año existe un único grupo muestral, estadísticamente hablando, en la ciudad de Córdoba. Aun así, los valores medios muestran que, en verano e invierno, con temperaturas extremas superiores a 40ºC y mínimas de 8ºC, en la toma de muestras, la concentración de COVs es inferior a las demás estaciones del año.
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| Figura 1. Concentración promedio de COVs, a) fracción, b) estación y c) distrito. |
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| Figura 2. Producción de familias de COVs (estadística comparativa por estaciones del año, donde ***: p< 0,005; **: 0,005<p<0,01; *: 0,01<p<0,05). |
El estudio determinó 21 familias principales de COVs, siendo las más frecuentes los alcanos, hidrocarburos aromáticos y cetonas, alcanzando el 70% de la producción en ambos tipos de contenedores (Figura 2), aunque en los residuos inorgánicos también se incluyen los silanos y óxidos con muy elevada presencia. No se encontraron variaciones significativas, a excepción de las aminas (p = 0,0323), entre las familias en ambos tipos de contenedores incluyendo todas las muestras. Sin embargo, las familias varían por época del año, destacando alcanos, alcoholes, ésteres, hidrocarburos aromáticos, terpenos y siloxanos en ambas fracciones.
3.2 Cuantificación de la concentración de olor
Se determinó una concentración promedio de olor mayor de la esperada en residuos inorgánicos (77 ouE/m3), pudiendo alcanzar hasta 109 ouE/m3 y siendo significativa la diferencia (p = 0,0003) respecto a la detectada en residuos orgánicos (promedio de 158 ouE/m3 y alcanzando hasta los 280 ouE/m3). La concentración de olor también varía significativamente entre distritos en ambos tipos de residuos (p= 0,0394 y p= 0,0017, orgánicos e inorgánicos, respectivamente). El análisis del porcentaje de influencia de cada familia de COVs en la producción odorífera muestra una mayor influencia de terpenos (25 %) e hidrocarburos aromáticos (22 %), en residuos orgánicos, mientras silanos (31 %) y siloxanos (13 %) lo son en los inorgánicos. El impacto oloroso en las inmediaciones del sistema de recogida de residuos (<1 m) reveló el escenario más desfavorable para contenedores con dos aperturas y condiciones de calma (viento= 0,05 m/s) donde se pueden alcanzar valores de inmisión de hasta 100 ouE/m3.
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| Figura 3. Modelo de dispersión de gases e inmisión olorosa. |
4. Conclusiones
El estudio de las familias de COVs del sistema de recogida de residuos urbanos en la ciudad de Córdoba revela que su composición en familias de COVs depende de la estación del año, influenciada por la temperatura y posiblemente por cambios de hábitos de consumo de la ciudadanía. La generación de olor de los residuos está diferenciada entre sus fracciones, siendo inesperadamente elevada en la fracción inorgánica. Además, la geometría de las aperturas para la deposición de los residuos, la ausencia de viento o el nivel de llenado condicionaron la estimación del impacto percibido en sus inmediaciones. Estos resultados proporcionan información relevante para la mejora de estrategias de gestión de residuos, permitiendo minimizar la percepción de olores desagradables y consecuentemente su impacto social.
5. Referencias
IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp.https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/.