De la medición periódica a la optimización continua

El problema: entre la observación agregada y el diagnóstico causal

El gas de relleno sanitario se genera por degradación anaerobia de residuos y se extrae mediante pozos o colectores conectados a una red sometida a vacío. El relleno, sin embargo, no constituye una fuente estacionaria: la generación, la permeabilidad de la masa de residuos, la infiltración de aire, la presencia de líquidos, la presión barométrica y las interacciones de presión y flujo entre pozos cambian espacial y temporalmente.

Cuando la información se obtiene sólo mediante campañas periódicas, existen intervalos no observados entre mediciones. Y las mediciones agregadas en headers o en la entrada a planta permiten reconocer que algo cambió, pero no necesariamente localizar qué pozos originaron el cambio. Esa brecha entre observación agregada y diagnóstico causal es el problema central que aborda este marco.

La hipótesis de trabajo

Una fracción del potencial recuperable puede permanecer operacionalmente oculta cuando la resolución de la medición no permite distinguir entre calidad de gas, cantidad de gas, restricciones de flujo y vacío, presencia de líquidos, infiltración de aire y disponibilidad de conversión. “Oculto” no significa que el gas exista necesariamente: significa que la información disponible no permite confirmar ni descartar, con suficiente resolución, dónde existe una oportunidad recuperable.

La contribución del marco es convertir esa hipótesis en una secuencia falsable: observar → diagnosticar → intervenir → medir respuesta → atribuir resultado → verificar persistencia → traducir a metano útil → aplicar límites de planta → decidir escalamiento. Si una intervención no produce un incremento atribuible y persistente, el marco lo registra como resultado negativo, no como beneficio potencial.

Niveles de observabilidad

No todos los niveles de medición responden la misma pregunta. Reconocer qué no resuelve cada nivel es tan importante como reconocer qué permite ver.

Ocho principios de diseño

Definiciones, límites y convención de unidades

Definición operacional de metano útil

En este marco, metano útil es el caudal normalizado de CH₄ que, después de las restricciones del sistema de captación, acondicionamiento y disponibilidad de conversión, puede ser efectivamente utilizado por la planta. La definición evita equiparar “gas generado en la masa de residuos” con “gas capturable”, y evita a su vez equiparar “gas capturado” con “gas convertible en electricidad”.

Métrica central: CH₄-flow y balance de metano útil

La concentración de metano expresa una fracción volumétrica; por sí sola no informa cuántos Nm³/h de CH₄ están siendo recuperados. Dos corrientes con distinta concentración pueden transportar cantidades de metano diferentes si sus caudales también difieren.

Esta ecuación no constituye por sí sola un algoritmo de control. Es una transformación física mínima que permite comparar pozos y períodos sobre una base coherente. Su validez depende de la calidad de la medición de caudal, de la normalización a condiciones de referencia y de la representatividad de la medición de composición.

Indicadores complementarios

Jerarquía de reconciliación: pozo → header → planta → generación

Cada nivel responde una pregunta diferente. El pozo aporta resolución para localizar cambios y contrastar hipótesis; el header permite agregar y reconciliar; la planta permite verificar cuánto gas utilizable llega al proceso; y la generación permite medir cuánto de ese combustible fue convertido efectivamente en energía.

Protocolo de validación de campo y atribución causal

Una hipótesis técnico-científica debe poder ser refutada. Por eso el supuesto de “potencial recuperable” se somete a un diseño de validación que separa, con criterio predefinido, el efecto de la intervención de la variabilidad natural, la incertidumbre de medición y los cambios externos.

Siete fases mínimas

Variables de confusión que deben controlarse

Diseño experimental recomendado

Cuando la operación lo permita, se recomienda utilizar grupos de comparación o una implementación escalonada (staggered / stepped deployment). El protocolo debe definir antes de analizar resultados: variable primaria, ventana de baseline, criterios de exclusión, incertidumbre de medición, efecto mínimo detectable y criterio de persistencia. Los pozos o sectores aún no intervenidos pueden actuar como comparación frente a cambios generales del relleno. Si no existen controles comparables, debe aplicarse un baseline temporal robusto, incorporar covariables relevantes y declarar explícitamente una menor confianza causal.

De metano útil a MWh, y los límites anti-sobreestimación

La potencia eléctrica potencial de una corriente de metano puede expresarse a partir de su caudal normalizado y su poder calorífico inferior. Pero atribuir energía incremental a una intervención requiere trabajar con el incremento de CH₄ efectivamente demostrado, la eficiencia eléctrica válida para la condición de carga y el headroom real de generación.

Cinco barreras contra el doble conteo

• No contabilizar como energía el gas que no alcanza la planta.
• No contabilizar dos veces un incremento capturado en pozo y luego nuevamente en header.
• No contabilizar como uplift del wellfield una recuperación debida a reparar un motor o un blower.
• No extrapolar horas con dato válido a períodos con indisponibilidad no demostrada.
• No monetizar energía que exceda la capacidad contractual, técnica o la disponibilidad efectiva de generación.

Datos, calidad, trazabilidad y analítica

El valor de una arquitectura digital depende tanto de la calidad del dato como de la cantidad de sensores. Por eso el registro mínimo por observación incluye no sólo el valor, sino su procedencia y su estado de validez.

Seguridad funcional, atmósferas explosivas y gobernanza

La optimización de un campo de LFG ocurre en un entorno potencialmente peligroso. El marco no sustituye la clasificación de áreas, el diseño eléctrico para atmósferas explosivas, la evaluación de riesgos de proceso, la especificación de funciones de seguridad ni los límites de combustible del fabricante: esos elementos pertenecen a la ingeniería específica del sitio.

Transferibilidad y condiciones de aplicabilidad

La transferibilidad propuesta es metodológica: la secuencia de medición, balance, intervención, atribución y validación puede aplicarse a distintos rellenos. En cambio, los setpoints, límites, coeficientes, recuperación esperada, número de puntos a instrumentar y retorno económico son específicos de cada activo.

Limitaciones declaradas y agenda de validación

Esta publicación es deliberadamente conservadora. Formaliza un marco de investigación y operación, pero no presenta un conjunto de datos público y anonimizado que permita reproducir estadísticamente el uplift de un caso real. En consecuencia, no sostiene afirmaciones cuantitativas universales sobre desempeño.