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Enero 04 del 2013.
Energía de la Basura
(WTE = Waste to Energy/Etanol)
Cual es la tecnología correcta?
Se están usando las tecnologías correctas?
Porque no se usan las tecnologías correctas?
Porque se insiste en el uso de BioGas o Metano en vertederos de basura de gran tamaño si se conoce que
no hay mucha generación de energía posible?
Porque se sigue insistiendo en usar BioGas o Metano para generar energía eléctrica o electricidad si al final siguen quedando
almacenados millones de toneladas de basura?
Porque no se informa adecuadamente que la producción de BioGas o Metano disminuye drásticamente luego del cierre de un
vertedero de basura?
Se antepone las variables mercantiles y comerciales a los ambientales?
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NOTAS INICIALES.
Si se comparan las diferentes tecnologías que se promueven en la Internet como las tecnologías
válidas para darle un uso racional a la Basura Municipal, observamos que para vertederos, rellenos
sanitarios o cual sea el nombre que se le dé a los lugares en los cuales se deposita la Basura
Municipal… la diferencia de resultados de los diferentes procesos es abismal.
Estos resultados, si los evaluamos objetivamente; claramente nos indican que muchas de las
tecnologías seleccionadas en su mayoría no toman en cuenta que va a pasar en los próximos años
con la basura existente y quieran o no… se seguirá generando basura municipal.
Naturalmente hay un factor de escala que hay que tomar en cuenta y lo aquí analizado aplicará
mayoritariamente a los vertederos de más de 1000 MT de Basura Municipal al día.
Hay algo que nunca deberá olvidarse; si se estima usar el metano para generar energía, básicamente
toda la basura quedará en sitio hasta la eternidad. Más aún, la mayoría de las persdsonas desconocen
que luego de cerrar un vertedero la generación de metano baja drásticamente en los años siguientes.
Por lo tanto “nada resuelto”.
Si se usa la incineración se genera cenizas tóxicas. Pues bien si bien el volumen inicial de basura
puede reducirse a un 35% del original, lo que se logra simplemente es retardar la agonía ambiental.
Valga decir que se sigue ocupando espacio con cenizas tóxicas a una rata de un poco mas de un
tercio de la velocidad original. Por lo tanto “nada resuelto”.
Si se usa gasificación por oxidación parcial igualmente quedarán cenizas y residuos tóxicos, por lo
tanto, igual que con la incineración, se seguirá ocupando tierra útil con material tóxico. Por lo tanto
“nada resuelto”.
La única manera de colaborar con el ambiente es “desaparecer” la Basura Municipal con
tecnologías que no generen residuos y eso solamente se logra mediante tecnologías de Reactor de
Arco de Plasma de DuTemp Corp.
La Basura Municipal no necesariamente se tiene que convertir en Electricidad, se puede convertir
en productos como el Etanol y elementos similares.
Se ejemplarizará lo anterior con el caso del vertedero que sirve a Bogotá y que debe ser clausurado
en los próximos meses y se usarán ejemplos comparativos con datos de otros proyectos.
De esta manera, el lector de éste artículo puede generar sus propias conclusiones con datos reales y
verificables sin estar contaminado por información que aparece en internet mayoritariamente con
intenciones mercantiles/comerciales.
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Notas para meditar respecto de las tecnologías correctas para procesar Basura Municipal.
Caso Referencial: Vertedero “Doña Juana” Bogotá, Colombia.
Asuntos: 1-. Planta de tratamiento de Basura a Energía con Tecnología DuTemp
Corp. (Tecnología de Reactor de Arco de Plasma; Pirolisis sin requerimiento de Oxigeno).
2-. Plantas de Tratamiento de Aguas (PTAR) para el Rio Bogotá con Tecnología “Pulse Power” de DuTemp sin uso de bacterias.
3-. Procesamiento de los Lodos provenientes de las PTAR.
Estimados señores.
Se espera que con ésta información el lector inicie la toma de consciencia de que
posiblemente los proyectos y tecnologías usualmente ofertadas o presentadas no
necesariamente son las más convenientes y que hay tecnologías de alta eficiencia y
efectividad que no son muy conocidas pero si óptimas.
Proyecto de Basura a Energía o Etanol.
Proyecto Isla; si o no?
Si bien el tema inicial y supuestamente prioritario es el colapso operativo del vertedero
“Doña Juana” consideramos que tal proyecto no se puede desligar de los proyectos de
tratamiento de las aguas servidas de Bogotá y/o Distrito Capital.
Consecuentemente una planta de procesamiento de Basura con tecnología de DuTemp no
debe ser un “Proyecto Isla” sino que debe ir en paralelo a la instalación de las plantas de
tratamiento sin bacterias con tecnología “Pulse Power”.
La razón de lo expuesto es un tema que no se observa resuelto en los proyectos o
presentaciones analizados de las propuestas de descontaminación del Rio Bogotá. Y se trata
justamente del: “Que hacer” con los lodos cloacales de las PTAR que de hecho son
altamente tóxicos y en esencia solo se mencionan que irán al vertedero.
Este tema será comentado más adelante en esta comunicación.
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Tecnología DuTemp.
La tecnología propia de DuTemp Corp tiene su máximo desarrollo gracias al uso con
carácter de exclusividad por el Departamento de Defensa de USA. A partir de los años
2002 la misma pasa a ser de uso civil por lo cual toda la experiencia adquirida en los 20
años anteriores está a la disponibilidad de Bogotá.
La tecnología desarrollada por DuTemp es la del Reactor del Reactor de Arco de Plasma lo
cual es la única tecnología de 2nda Generación “dominada tecnológicamente” que es de
hecho la única realmente considerada como “Pirólisis en ausencia de Oxigeno”.
Si bien el lector puede encontrar en internet decenas de oferentes o suplidores de
tecnologías de “Gasificación con Plasma” se puede observar que las mismas dependen de
una inyección de Oxigeno y hasta de Nitrógeno. Estas tecnologías son básicamente las
mismas como las usadas por los alemanes ya a finales de la Primera Guerra Mundial con la
cual hacían gasóleos para los tanques de Guerra y se siguen usando en Africa y otras partes
del Mundo para hacer combustibles a partir de carbón. En todo caso las tecnologías que
usan Oxigeno a parte de generar cenizas tienen un costo de operación muy alto en virtud de
los costo asociados a la generación del Oxigeno mismo.
Es de mencionar que lamentablemente tales cenizas tóxicas son llamadas “Biocharcoal”,
“Biocarbones” y nombres “ambientalmente aceptables” al anteponer las letras “Eco” o
“Bio”; escondiendo así la real toxicidad de tales compuestos.
En todo caso… todo material carbonáceo residual en una planta de procesamiento de
basura es material que no fue gasificado y por ende da señal de ineficiencia del proceso.
Que se puede generar con una planta de DuTemp?
En su versión inicial la basura se gasifica y el gas generado se limpia a niveles más puros
que el gas natural. Luego se hace pasar por turbinas para luego aprovechar el calor
generado y producir así vapor de agua para generar electricidad. En caso de usar ciclos
cerrados con turbinas que usen vapor de propano se genera hasta más de 10% de energía
adicional evitando así el uso de torres de enfriamiento en beneficio del ambiente.
Sin embargo a partir de cierto volumen de basura se puede usar el gas para generar Etanol
de altísima pureza. Este Etanol tiene la ventaja de que se fabrica a partir de basura sin usar
“alimento” para su fabricación. Valga decir; que para fabricar este Etanol no se requiere de
usar maíz o caña de azúcar que son fermentados (generando gases invernaderos y calor).
Consecuentemente el proceso ya indica que es en extremo ambientalmente amigable.
Otros químicos se pueden generar de ser de interés de Bogotá.
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Que material se puede procesar con la tecnología DuTemp?
No hay limitantes de material para ser procesados; de hecho las llantas de los vehículos son
un elemento ideal para ser procesados por las larguísimas cadenas de carbón de la que está
conformada la goma de las llantas más el Negro Humo que proviene de tóxicos residuales
de refinería. De hecho los residuales de las tenerías pueden ser procesadas sin problema
alguno. Más aún, teniendo Bogotá una basura con alto contenido de humedad la misma es
en extremo adecuada para el proceso. Esto es en extremo beneficioso si se compara con la
ya prohibida filosofía de la incineración para la cual la humedad en la basura es en extremo
perjudicial ya que reduce la energía total generada.
Se pueden procesar los lodos cloacales de la PTAR?
Los lodos de las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) no tienen uso
permitido como abonos ni pueden ser reciclados por las toxinas que en ellos se encuentran;
por lo tanto solo pueden ser depositados en un vertedero de basura salvo que sean
procesados adecuadamente con la tecnología DuTemp.
Sin embargo hay que señalar que tales lodos no están conformados por elementos de largas
cadenas de carbones (no generan energía) por lo que solo pueden ser procesados
económicamente en conjunto con basura municipal. En caso de ser procesados tales lodos
por separado los costos de procesamiento serán muy costosos.
Cuantos lodos se estiman producir con las PTAR en un futuro en Bogotá?
La información disponible es mínima y de hecho muy variable; sin embargo de la
presentación: “Futura Planta de Tratamiento de Aguas residuales de Canoas” (Empresa de
Acueducto y Alcantarillado de Bogotá. ESP – Colombia 2009-) se tiene que
Obsérvese que si se tienen operativas las (3) fases de PTAR Canoas se generarán al menos
unas 946000 M3 al año de lodos cloacales (Biosólidos?) que pasados a generación diaria
son unas 2592 M3 al día que si se estima un Peso Especifico de aprox. de S.G. = 1 implica
que al día se generan 2600 toneladas al día de lodos….
A que vertedero se tiene planeado llevar los 2600 Toneladas diarias de Lodos?
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Podemos observar una de las láminas del Estudio “PTAR Las Canoas” en las cuales se
señala que hay efluentes y no se indica a donde han de ir ni los lodos a los que se les agrega
cal…....
En todo caso ya aquí se observa la necesidad de integración de una planta de
procesamiento de basura de Bogotá al proyecto de Tratamiento de aguas residuales de
Bogotá. Las plantas de “Pulse Power” de DuTemp son ideales para esta integración ya
que no usan bacterias y son mucho mas eficientes.
Uso de aguas cloacales en la planta de Basura a Energía o Etanol.
Para la generación de gas combustible de la familias con compuestos CH como el CH4,
metanol o similares se necesita la incorporación de Hidrogeno para anexarlos a las
moléculas de Carbono. Por lo tanto; si usamos la mejor fuente de Hidrogeno disponible en
Bogotá que son justamente las “Aguas Cloacales” que contaminan el Rio Bogotá entonces
estamos reduciendo la necesidad de un planta PTAR ya que las aguas cloacales irían
directamente a la planta de procesamiento de basura. De esta manera se integra en un solo
proyecto dos necesidades. Naturalmente habrá sobrante de Hidrogeno y en especial de
Oxigeno. Este Oxigeno puede ser inyectado en las turbinas bajando el uso de aire en la
combustión disminuyendo ostensiblemente la generación de NOx y alternativamente se
puede generar agua al reaccionar el hidrogeno sobrante con el oxigeno. De esta manera se
genera agua de purísima calidad a la vez que se genera energía.
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Cuantas aguas residuales se usarán?
No es sensato en este momento señalar tal data ya que se necesita un FEED (estudio Front
End Engineering Design) para definir los valores precisos. Sin embargo, si tomamos como
cierto que pueda procesarse al menos 2000 Toneladas diarias de gomas, plásticos y en
especial llantas usadas; se puede estimar que para tales materiales y para esas cantidades se
deberán usar unas 5 toneladas de aguas cloacales por cada tonelada de tales polímeros base
cadenas largas de moléculas de carbono.
Consecuentemente si entre plásticos y llantas tenemos unas 2000 Ton al día se necesitarán
unos 10 millones de litros de aguas cloacales (2000 x 5mt3 x 1000).
Si asumimos que al menos cada persona genera unos 200 litros de aguas cloacales por día
entonces se procesarán las aguas cloacales de al menos 50 mil personas por día o lo que
quiere decir que se procesarán al menos 115 litros de agua por segundo solo para procesar
las 2000 toneladas de polímeros.
Sin embargo, si se tiene en cuenta que la basura diaria de Bogotá puede llegar hasta los 10
mil toneladas al día, el consumo de aguas cloacales puede elevarse al menos al triple.
Comentarios varios:
Con todo lo anterior se puede entender que la propuesta DuTemp reversa un comentario
aparecido en la lámina quince (15) de un trabajo de investigación identificado como
“PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES CANOAS… RIO BOGOTA
Y TUNJUELO” publicado por la “UNIVERSIDAD DE MANIZALES MAESTRÍA EN
DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE” en el 2010; que dice relativo al
proyecto de PTAR Las canoas lo siguiente (Copia textual):
La PTAR Canoas, con un tratamiento primario químicamente asistido –TPQA-,
“…ni siquiera cumple con la normatividad de vertimientos, pues no remueve el
80% de DBO, como lo exige el Decreto 1594/84, y por lo tanto no reducirá los altos
niveles de contaminación de la cuenca baja”.
Es de mencionar que en su segunda etapa la planta de procesamiento de Basura procesará la
basura actualmente contenida en el vertedero de Doña Juana de manera de retirar del
ambiente cualquier vestigio de basura existente. Esto generará muchísima más energía
verde que la que se podría obtener con la quema del Biogas o Metanol de la
descomposición de la basura y evitará hundimientos de las “zonas recuperadas” con
rellenos de basura; fenómenos que ya se observa en los vertederos de california y Nueva
York (USA).
Para aumentar la producción de Energía o Etanol y consecuentemente el uso de aguas
cloacales, se puede agregar carbón mineral a la mezcla. Esto generará una sinergia increíble
entre la basura, las aguas cloacales y la minería del carbón.
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Basura Hospitalaria o Patógena.
Es de importancia recalcar aquí que toda la basura hospitalaria, inclusive la radioactiva,
puede ser procesada con la tecnología DuTemp.
Dioxinas.
Se puede observar en muchas páginas web que oferentes de procesos de gasificación de
basura (o procesos similares) que se señala que por las altas temperatura de sus procesos se
descomponen las Dioxinas. Hasta este punto tal información es verdadera. Lo que por
alguna razón no señalan tales grupos es que al enfriarse los gases se vuelven a formar tales
Dioxinas. DuTemp lo que hace es simplemente purificar los gases por encima de los 730
°C removiendo las partículas mediante filtros y en especial remueve el cloro que es el
componente fundamental para que se generen las Dioxinas. Consecuentemente si se
eliminan los componentes que forman las Dioxinas y los elementos que actúan de
catalizador simplemente no se tienen Dioxinas.
Energía Eléctrica.
Siempre se ha hablado que se debe aprovechar el gas invernadero o “Biogas” llamado
Metanol convirtiéndolo en Dióxido de Carbono (CO2). Sin embargo, en muy poco escritos
se clarifica a entidades como la Alcaldía Mayor de Bogotá que la realidad de quemar tal
Biogas (Metano) para hacer energía no es tan Económicamente ni ambientalmente
beneficiosa como se desea presentar.
La realidad es que la cantidad de Biogas o Metano disminuye a una velocidad increíble al
momento que se deja de colocar basura en un vertedero haciendo prácticamente inviable
económicamente la conversión de Metano a Energía y por eso simplemente se procede a
quemar el metano para generar CO2.
En la página siguiente se copia un anexo del Informe de “Evaluación Relleno Sanitario
Doña Juana, Bogota, Colombia” y preparado para: United States Environmental Protection
Agency (Landfill Methane Outreach Program) en Junio 2007.
En el Estudio mencionado se señala que con el cierre del vertedero de “Doña Juana” en el
2012 la cantidad de basura almacenada será de unas 40.800.000 Toneladas. Se señala que
se podrá generar (en el rango medio) hasta unos 34 Mw de Energía en ese momento
Sin embargo a los 5 años del cierre del vertedero la energía generada bajará hasta 15 MW y
a los 10 años del cierre se generaran solo 7,6 MW de los 34 MW iniciales.
Esta es una realidad ineludible:
A los 10 años del cierre del vertedero Doña Juana se generarán apenas 7,6 MW con
Metano y se seguirá teniendo los más de 40 millones de toneladas de basura tóxica.
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Sin embargo si solo se instalase una planta de 5000 Ton por día basura a energía (WTE)
con tecnología DuTemp se podrá generar unos 360 MW de Energía Verde. Los valores
exactos dependerán del tipo de basura a ser procesados. Tales valores serán definidos por el
FEED que ya se había mencionado antes.
Obsérvese a continuación extractos del Informe mostrando solo los elementos relativos a la
producción de energía por la quema del Metano o Biogas.
Resumen parcial
Hasta éste momento se observa que la visión de DuTemp es generar muchísimo más de
400 MW de energía verde a la vez que procesa aguas cloacales y los lodos cloacales de las
PTAR. Se procesa además las basuras hospitalarias y basuras tan tóxicas como los efluentes
de las tenerías. (Otras ventajas).
Todo esto en un solo proyecto…..
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Que otros beneficios se obtienen de la generación de energía con DuTemp?
Para dar idea de un beneficio colateral de este proyecto se harán unos cálculos referenciales
basados en unidades de Generación Distribuida. La Generación Distribuida es un concepto
que implica que se tengan plantas eléctricas de tamaño mediano y/o pequeño que generan la
energía eléctrica en pueblos o municipalidades que así lo requieran eliminando la necesidad
de instalar subestaciones.
Si tomamos como referencia que por cada 1,5 MW generado con motor reciprocante (motor
de pistón) se consume unos 377 litros de diesel por hora y que si generásemos solo 400
MW con la planta de basura a energía; entonces hacemos el siguiente cálculo.
((400 Mw /1,5) x 377) = 100533 Litros de Diesel por Hora.
100533 x 24 x 365 = 880,7 millones de litros por año.
Si asumimos que se pagan unos 0,9 US$ por litro de Diesel que se quema en los
generadores nos da que al generar apenas 400 MW de energía base basura se ahorra el
consumo anual de unos 880,7 millones de litros de Diesel equivalente a unos 793 millones
de US$ al año.
Conclusión parcial:
Si se genera con basura apenas 400 MW de energía con tecnología DuTemp entonces
se podrá ahorrar unos 793 millones de US$ anualmente por no usar Diesel en generación Distribuida.
Obviamente se podrá generar mucha más energía con la totalidad de la basura que llega al
vertedero mas la que hay en el vertedero
NOTA
En la página siguiente obsérvese la data técnica de un generador de 1,5 MW del tipo
comercial. Esta hoja de data se presenta para que el lector entienda con facilidad de donde
se obtienen los valores usados y así pueda entender en forma simple lo que se está
calculando.
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Un equipo de 1,5 MW consume a full carga unos 377 Litros de Diesel por hora.
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Vertedero de Basura “Rio Azul”
en
San José de Costa Rica.
La gráfica muestra las estimaciones de producción de energía por la conversión de Metano
a Electricidad luego del cierre estimado del año 2002.
Como se puede observar la generación de energía baja drásticamente a lo largo de los años.
Pues bien, luego de ciertos años; habiéndose disminuido a un minino ya no
económicamente viable la producción de energía, la consecuencia más negativa es que el
volumen de la basura almacenada básicamente es la misma.
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Otro ejemplo de la disminución de Gas de vertedero, BioGas o metano del vertedero de
"Het Rikkerink" en los Paises Bajos.
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Caso Energía de basura en Perú (Proyecto Huaycoloro.
http://www.energias-renovables.com/articulo/biogas-a-partir-de-residuos-solidos-
urbanos-20121218
biogás PERÚ Biogás a partir de residuos sólidos urbanos Lunes, 17 de diciembre de 2012 La Central Térmica de Biomasa Huaycoloro inició operaciones en octubre del año pasado, con una potencia de 4,8 MWh a partir del biogás generado en las plataformas del relleno sanitario del mismo nombre, que recibe 3,5 millones de kilos diarios de basura.
(NOTA del autor 3,5 millones Kg dia es equivalente a 3500 Toneladas al dia))
El proceso de su construcción se inició en febrero de 2010, cuando Petramás -la firma que gestiona la planta- obtuvo la autorización oficial para suministrar energía eléctrica por 20 años al estado peruano por un total de de 28,294.80 MW por año, dentro del marco de la Primera Subasta para el Suministro de Energía Eléctrica, con Recursos Energéticos Renovables (RER) al Sistema Eléctrico (SEIN), llevada a cabo por Organismo Supervisor de la Inversión en Energía y Minería (OSINERGMIN) y con el objeto de emplear energía renovable para garantizar la seguridad energética del país. Se trata de una estación automatizada de limpieza de biogás obtenido a partir del metano, con una subestación de elevación de voltaje de 480V a 22,900V, una red de transmisión de 5,5 km y una subestación de recepción para la interconexión con las redes del SEIN. Los residuos sólidos que recibe constituyen el 42% de los que genera la ciudad de Lima. La planta, que cuenta con el auspicio del Banco Mundial y el aval de las Naciones Unidas, ocupa directamente unas 2 mil personas, y aporta energía a la red equivalente para abastecer a 9.000 hogares.
Comentarios:
Con tecnología del Reactor de Arco de Plasma de DuTemp se puede generar
mucho mas de 170 MW de Energía Verde con los 3500 Toneladas dia de
Basura Municipal mientras que con BioGas (según data de proyecto) solo se
generan 4,8 MW (36 veces menos energía).
Luego de los 20 años de contrato se tendrán casi 40 millones de toneladas de
basura almacenada eternamente; mientras que con la tecnología DuTemp no
habrá basura almacenada jamás.
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Otros usos de la Energía Verde.
Transporte del tipo Verde.
Sin querer profundizar en este tema, existen muchas maneras de usar la energía verde
generada en sistemas de “transporte de energía verde” accionados por energía verde.
Aquí solo algunos ejemplos.
El transporte con vehículos accionados con motores eléctricos no es nuevo. Los Camiones
o Tractomulas a la derecha de las imágenes tienen un generador de electricidad en base a
Diesel. Tales vehículos generan su energía eléctrica cuando no están en carretera. Una vez
que estén en la vía en la cual haya suministro eléctrico eleva los contactos y usan la energía
de la Red Eléctrica de manera que no emitan polución cuando estén en camino.
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Como iniciar el proyecto de Basura a Energía (WTE) o Etanol.
Es de mencionar que DuTemp es la única empresa en el Mundo que “Garantiza” la
inversión o los montos dados para un proyecto. Esto implica que de no funcionar
simplemente se devuelve el dinero inmediatamente y sin protesto.
Sea cual fuere la modalidad de pago se debe entender que DuTemp será el operador de la
planta. Esto responde a varios factores de las cuales el mejor operador del proyecto es el
dueño de la tecnología.
Un proyecto de ésta índole puede ser iniciado inmediatamente si Bogotá o cualquier país
del Mundo paga la energía generada. En todo caso debe haber una garantía de pago de tal
Energía.
Otra modalidad es la de que la ciudad o país pague anticipadamente dos o más años de
energía. Idealmente serían al menos 3 años. La ventaja es que durante éste período ya
pagado el costo de la energía es del tipo preferencial. Esto corresponde al proceso
denominado “Hedge”.
En caso que se estime pago vía Bonos emitidos por la ciudad o país se debe verificar el
contenido de los mismos y quien los garantiza.
Otras modalidades a convenir
En todo caso estamos seguros que con esta información inicial aquí suministrada se pueda
entender la visión “Macro” que DuTemp tiene relacionado con proyectos de procesamiento
de la basura para cualquier ciudad del Mundo y que el lector sienta de alguna manera el
inmenso potencial que hay para integrar diferentes necesidades en una sola solución.
Respetuosamente
Ing Wolfgang Essig
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