Ing. José Felicio Haddad
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Después de una síntesis de las formas de procesamiento y disposición de basuras, se presentan las bases de la selección de sitio y del proyecto de un relleno sanitario. El proyecto de relleno sanitario es, entonces, presentado con todas sus partes componentes y complementarias, comentándose los puntos críticos o que ofrecen mayores dificultades a los proyectistas y a los operadores de la obra.
ObjetivosConceptuar el relleno sanitario como la forma adecuada de disposición, evidenciar los aspectos económicos y sanitarios en vueltos, y enseñar el contenido y la metodología de un proyecto de relleno sanitario. |
1. Alternativas de disposición de basuras
2. Selección del sitio para el relleno sanitario
3. Diseño del relleno sanitario
4. Operación del relleno sanitario
5. Equipo: selección y mantenimiento
6. Control del relleno sanitario
Disposición es la última etapa operacional del servicio de limpieza en la cual se destinan o se disponen los residuos recolectados .
Procesamiento es cualquier manipulación de residuos, previa a la disposición, que procura obtener resultados económicos o sanitarios.
Tratamiento es un procesamiento que procura obtener resultados sanitarios reduciendo o eliminando efectos nocivos al hombre o al ambiente.
Estos tres conceptos coexisten, caracterizándose por el objetivo dominante en cada caso. Ejemplo: la incineración de residuos patógenos es un tratamiento, aunque también se le considera como una forma de disposición "en este caso "parcial"- pues deja una pequeña cantidad de residuo a ser recolectado para una disposición "final".
La disposición de basura puede ser precedida de un procesamiento con vistas a un resultado más favorable. Ejemplo: trituración previa a disposición en relleno sanitario, tratando de alcanzar una rápida estabilización.
Aceptaremos como disposición o disposición "final" aquella hecha en el suelo, aunque sea admisible disponer residuos peligrosos en mar profundo.
Podemos clasificar los procesos en:
- Mecánicos
- Térmicos
- Biológicos
2.1 Procesamientos Mecánicos
Trituración. Divide, mezcla y homogeniza la basura favoreciendo:
- La descomposición bioquímica
- El condensamiento y la estabilidad mecánica de los rellenos
- La uniformidad y control de la acción térmica.
Consecuentemente, puede ser un proceso auxiliar para compostificación, relleno sanitario, pirólisis e incineración.
Compactación. Disminuye los espacios vacíos condensando la basura a bajo costo, por lo que constituye un proceso auxiliar en el relleno sanitario, además de tener alta importancia económica en la recolección de basura.
Clasificación. Consiste en la separación de materiales constituyentes de la basura por interés economice en ellos o en la mayor productividad de un procesamiento biológico o térmico subsecuente. Ejemplo: se separan materiales "ligeros" (plásticos, papeles) para ser incinerados o para que no perturben el proceso biológico de compostificación.
2.2 Procesamientos Térmicos
Incineración. Reduce la basura urbana a cerca del 10% de su masa inicial, por lo que también suele ser considerada como una forma de disposición. Tal reducción es obtenida en incineradores de gran tamaño (más de 500 T/día) operando a temperaturas del orden de los 1,000°C, provistos de parrillas móviles, inyectores de aire, controladores de quema y partes complementarias tales como caldera acuo- tubular, filtro de alto rendimiento y chimenea.
Pirólisis. La descomposición térmica en ambiente carente de oxígeno libre ocurre a temperaturas inferiores a las de incineración, produciendo líquidos o gases de alto contenido energético sin contaminación atmosférica apreciable. La cantidad de residuos es mayor que en la incineración dependiendo del proceso. La tecnología aplicable a pirólisis en basura urbana está en fase de desarrollo.
2.3 Procesamientos Biológicos
Aeróbico. Es el más higiénico y productivo para compostificación y para estabilización del relleno sanitario puesto que sus productos principales son agua, dióxido de carbono y calor, siendo éste suficiente para elevar la temperatura de la masa a nivel fatal para microorganismos patógenos, huevos y gérmenes. La basura presenta muchos espacios llenos de aire y humedad elevada conteniendo oxígeno disuelto. El ambiente es, por consiguiente, favorable a la actividad de bacterias y otros microorganismos aeróbicos y facultativos, que oxidan la materia orgánica produciendo agua, dióxido de carbono, calor y compuestos nitrogenados, en fases controlables a través de indicadores como la temperatura y el pH. La humedad óptima es de 40 a 60% en el ambiente y la materia digerible debe tener relación de C/N entre 30 Y 50, para maximizar la acción aeróbica.
Anaeróbico. Es más lento, disipa poco calor y descompone la materia en compuestos orgánicos más simples- además de minerales- teniendo enorme importancia la producción de metano (CH4), gas de elevado poder energético (8,900 kcal/m3n). En la masa de basura el oxígeno se va consumiendo en las reacciones aeróbicas, transformándose en un ambiente favorable a los microorganismos anaeróbicos y facultativos, sobre todo bacterias. Determinados grupos metabolizan las proteínas, los hidratos de carbono y lípidos en un ambiente de elevado contenido de humedad, produciendo ácidos grasos, acético y otros de baje peso molecular en la fase denominada por esta razón ácida, reconocida por el bajo pH en el ambiente y por la emanación de gases malolientes como el sulfídrico (H2S) y mercaptanos.
El mal olor es una de las limitaciones en el proceso anaeróbico. Sobre los ácidos orgánicos formados actúan metano- bacterias que los descomponen en metano y dióxido de carbono. La disminución del contenido ácido se revela en la elevación del pH, indicador de esta fase importante e inestable en la cual la acidez ambiental, temperatura y presencia de sustancias tóxicas (residuos químicos y oxígeno) afectan mucho la productividad metanogénica.
Los procesos biológicos generan dos productos importantes:
- Metano, también llamado biogás o gas bioquímico
- Compostado para suelo agrícola.
Metano. Resulta en el proceso anaeróbico ya descrito. Desarrollándose en todo el mundo, la tecnología de construcción y utilización de biodigestores anaeróbicos tiene por producto el biogás y por residuo una masa digerida que, reducida en su contenido de humedad a cerca de 40%, es un compostado para uso agrícola. Entretanto, el biodigestor no debería ser alimentado con basura urbana integral, sino solo con materia orgánica biodegradable. Un relleno sanitario se comporta como un bioreactor donde la producción de metano se torna grande después de la fase aeróbica. En Río de Janeiro, Brasil, son extraídos regularmente cerca de 20,000 m3/día de gas de un relleno donde se acumularon, durante 20 años hasta el año de 1970, 15'000,000 m3 de basura en un terreno de 1 km2. La captación se realiza a través de 19 pozos distribuidos en un área de 40,000 m2 y el gas es conducido por 4.4 km de tubería a una fábrica de gas de nafta, con el cual es mezclado y distribuido a través de la red instalada en la ciudad. Cada pozo tiene una producción de 150 a 300 m3n/h de gas con poder calorífico medio de 6,300 kcal/ m3n, gracias a un contenido aproximado de 66% de metano, de 33% de CO2 Y 1% de nitrógeno y oxígeno.
Como referencia, el consumo de gas de una familia, en Río de Janeiro, se estima en 50 m3n/ mes a un costo correspondiente de US$7.00/ mes.
La producción teórica de CH4 depende de la calidad de basura, pero acostumbra estimarse en alrededor de 0.250 m3n/kg.
En un relleno sanitario se admite la captación de 10 a 50% de la producción teórica de CH4- Este gran rango de variación justifica la preocupación reciente de proyectar rellenos sanitarios, teniendo el objetivo específico de la explotación económica del biogás.
Composto: Es un material tipo "humus", bioquímicamente estable, constituido por materia orgánica, mineral y cerca de 40% de agua, y pH neutro o poco alcalino. Resulta de la descomposición aeróbica y anaeróbica. Del proceso aeróbico resulta la ventaja de la esterilización por el calor y del anaeróbico resulta un compostado más alcalino y de menor contenido de nitrato. Debido a su estructura el composto, aplicado en cantidad conveniente, es benéfico a los suelos duros y arenosos. Retiene agua y la transfiere gradualmente al suelo, humedeciéndolo por un largo período. Contiene una pequeña cantidad de nutrientes en solución coloidal que pueden ser absorbidos por vegetales. Puede retener en su estructura nutrientes adicionados por el agricultor, evitando que se pierdan mediante escurrimiento en los suelos duros o por infiltración en los arenosos. Los procesos industriales de compostificación son, casi todos, aeróbicos porque son más rápidos y relativamente inodoros. Los biodigestores aeróbicos ventilan la masa mezclándola e insuflando una cantidad suplementaria de aire. Es practicada también la compostificación en "parvas" con mezcla por medio de máquinas especiales o simples palas mecánicas. Para mayor rendimiento, la "parva" puede hacerse con basura previamente triturada.
En cualquier caso, el composto producido debe ser almacenado y revuelto periódicamente en "parvas" al aire libre durante 30 a 60 días, antes de ser aplicado en el suelo agrícola.
La disposición de basuras debe ser hecha en el suelo:
siendo inadmisible el lanzamiento de basura en cursos de agua, lagos o mares, debido al desequilibrio ecológico que producen, sobre todo por adición excesiva de nutrientes al agua, y a otros problemas sanitarios dentro de los cuales podemos señalar: proliferación de insectos en agua retenida por la basura o en las márgenes del cuerpo de agua, acumulación de basura en las márgenes y áreas de descarga de residuos sólidos, presencia incontrolada de animales y segregadores de materiales de la basura.
Otra opción impracticable para la basura urbana es su empleo en alimentación animal.
Se admite, con restricciones y control, la alimentación de animales con restos de refectorios y cocinas. Para seguridad, tales restos deberán ser recocinados o tratados con vapor de agua. Es preferible no incluir esta práctica como técnica global de disposición de residuos sólidos.
3.1 Relleno Sanitario (RS)
La "American Society of Civil Engineers -ASCE" nos ofrece una buena definición en la cual se indica la metodología constructiva básica del relleno sanitario:
"Relleno sanitario es una técnica para la disposición de la basura en el suelo sin causar perjuicio al medio ambiente y sin causar molestia o peligro para la salud y seguridad pública, método éste que utiliza principios de ingeniería para confinar la basura en un área menor posible, reduciendo su volumen al mínimo practicable, y para cubrir la basura así depositada con una capa de tierra con la frecuencia necesaria, por lo menos al fin de cada jornada."
La expresión relleno sanitario se extiende a la obra y al terreno de la obra de relleno. Adoptaremos estos conceptos en el correr de este curso.
Como obra de ingeniería, el relleno sanitario debe ser construido mediante un proyecto para atender determinado objetivo general y, siempre que sea posible, a objetivos específicos. El objetivo general siempre es acoger la basura urbana en forma sanitariamente correcta y a costo viable. Objetivos específicos pueden ser la recuperación del área inundable, construcción de locales para recreación, producción económica de biogás, etc.
De la misma forma que otras obras, conforme al tamaño y a las circunstancias, el relleno sanitario se construirá mediante un proyecto simple o complejo, pero obedeciendo a reglamentos, normas y métodos propios. El proyecto simple no es innecesario porque se trata de una construcción a largo plazo durante el cual se cambian las personas y las enseñanzas no escritas son fácilmente alteradas.
3.2 Relleno Cubierto
Consiste en el arreglo lógico de basura en el terreno y su recubrimiento al final del día, o con la mayor frecuencia posible, dependiendo de la disponibilidad local de máquina y de tierra.
Se confunde con el "relleno sanitario empírico" que se encuentra en todas partes, distorsionando el concepto de relleno sanitario.
Se justifica en ciudades pequeñas, donde es poco ofensivo, desde que el terreno escogido para relleno esté seco, con un nivel freático mayor de 2 m (en estación lluviosa) y distante de casas y pozos de agua a más de 200 m.
Inicialmente debemos considerar que los procesamientos reducen la cantidad de basura, más no la eliminan totalmente, restando una cantidad a ser recolectada y dispuesta en relleno, así como los costos adicionales respectivos.
En segundo lugar, desde que el procesamiento tiene el objetivo económico de obtener ingresos mediante la venta de productos y subproductos, ha de haber un mercado constante para ellos en la propia ciudad o en una próxima, computándose los costos de almacenamiento y transporte correspondientes.
Como regla general, observamos que el costo global unitario del procesamiento decrece con el aumento de la cantidad procesada. La oferta de productos, entre tanto, debe ser compatible con el mercado potencial a fin de que se alcancen los precios proyectados.
En resumen, el interés económico de un procesamiento debe ser objeto de un análisis satisfactorio del mercado presente y del mercado proyectado, por lo menos para el período de amortización de inversiones exigidas. Siendo este análisis favorable, el procesamiento será una opción industrial a ser estudiada.
Los datos de costos y cantidades recibidas, encontrados en la literatura especializada y en folletos de los fabricantes de equipos, deben ser interpretados en función del mercado y circunstancias locales. En condiciones de mercado favorables, los ingresos consiguen cubrir los costos operacionales, nunca el costo de capital, salvo rarísimos casos.
En general, los datos proporcionados en la literatura se refieren a las basuras más comunes en los países de origen de los equipos. Siendo así, la eficiencia y el costo de incineración de residuo sólido orgánico y húmedo, predominante en nuestras ciudades, no son tan favorables como para el residuo sólido medio norteamericano, por ejemplo. inversamente, el procesamiento biológico (compostificación, generación de gas) es más productivo cuanto mayor es el contenido orgánico.
Por último, debemos considerar que las exigencias tecnológicas de operación y, sobre todo, mantenimiento de los equipos, no son siempre compatibles con el estado de nuestra industria y nuestra mano de obra.
Las siguientes indicaciones pueden ser consideradas, observándose las reservas efectuadas:
| Procesamiento | Inversión US$/ día |
Operación US$/ T |
Cant. Recib. US$/ T |
| Compostificación en parvas | 3,000/ 5,000 |
4.00/ 6.00 |
3.00/ 6.00 |
| Compostificación mecánica | 12,000/ 20,000 |
7.00/ 10.00 |
4.00/ 8.00 |
| Incineración sin aprovechamiento | 15,000/ 20,000 |
5.00/ 7.00 |
1.00/ 1.50 |
| Incineración con aprovechamiento de calor (local) | 25,000/ 35,000 |
10.00/ 15.00 |
25.00/ 35.00 |
| Relleno sanitario a menos de 50 km | 1,500/ 3,000 |
1.50/ 2.50 |
----- |
| Relleno sanitario con estación de transferencia | 3,500/ 5,500 |
4.00/ 6.00 |
----- |
(*) Dólares americanos de 1976. Estudio para una producción de basura de 300 T/ día.
En la tabla presentada están incluidos los costos de disposición del desecho en procesamiento. El desecho de incineración es del orden de 15% y el de compostificación es de 30% en relación a la basura que ingresa.
La economía de escala es bastante sensible para el relleno sanitario. En Río de Janeiro, por ejemplo, el relleno metropolitano dispone 4,000 T/ día al costo operacional de US$1.00/ T, mientras que el relleno de Jacarepaguá opera 700 T/ día a US$2.50/ T.
La disposición final de residuos sólidos urbanos debe hacerse en el suelo, según la técnica de relleno sanitario (RS), porque esta forma de disposición atiende las exigencias sanitarias a bajo costo. En las mismas pequeñas ciudades desprovistas de tractores es viable la disposición en relleno sanitario o apenas cubierto en condiciones sanitarias aceptables, dependiendo de la selección del terreno. Para dos o más ciudades próximas también puede ser ventajosa la utilización de un mismo RS, desde que el costo de transporte lo permita.
Un relleno sanitario puede no ser adecuado para recibir ciertos residuos, caso en que se justificaría un tratamiento especial. Salvo esta hipótesis, un procesamiento de residuos sólidos debe justificarse por suficientes razones económicas y ser accesible a la capacidad técnica y financiera local. Tales condiciones disminuyen la viabilidad de los procesamientos en las ciudades latinoamericanas en esta década.
Sin embargo, excepcionalmente el compostado puede tener mercado y recomendarse debido a beneficios sociales y económicos indirectos, en varias ciudades. En cualquier hipótesis, no obstante, el RS será necesario ya sea para la basura integral o el desecho del procesamiento.
En conclusión, cada ciudad debe tener su RS.
Capacitar a los participantes a investigar terrenos satisfactorios y a seleccionar el más adecuado para relleno sanitario en sus ciudades.
Las condiciones ideales para el sitio de un RS son las siguientes:
- Ser fácil y rápidamente accesible para los carros recolectores,
- Permitir su utilización por largo plazo, superior a diez años,
- Tener condiciones naturales que protejan los recursos naturales, la vida animal y vegetal en sus cercanías,
- Estar localizado de modo que el RS no sea rechazado por la población, y
- Ofrecer tierra para cobertura, en cantidad y calidad adecuada, dentro de las cercanías del sitio.
Rara vez se encuentran en un terreno todas esas condiciones. El especialista debe clasificar los terrenos que reúnen buenas características, analizando sus inconvenientes en función de los recursos técnicos y económicos disponibles para neutralizarlos. Establecido un orden de preferencias para cada sitio, la selección final dependerá de razones administrativas y políticas.
Presentamos en esta clase las bases científicas y una metodología para la investigación de terrenos. Como ejercicio de aprendizaje, cada participante organizará su derrotero de investigación con el respectivo criterio de evaluación adecuado a su propia ciudad.
Las bases para evaluar los sitios opcionales son:
2.1 Compatibilización con el Desarrollo Urbano
- El RS se localizará en un área permitida por la legislación territorial urbana, de protección ambiental y de preservación de los recursos naturales. Estará distante, si son aeropuertos, 3 km de aviones a chorro y 1.5 km de aviones a motor.
- El uso futuro del RS será compatible con el plan o con el desarrollo natural de la ciudad. Ejemplo: un futuro "productor de biogás" deberá estar próximo a los consumidores.
- Vías pavimentadas en dirección al RS deben estar previstas.
- El poblamiento deberá concentrarse en sentido del RS, no en sentido opuesto, para que se mantenga económico.
2.2 Compatibilización con Otros Sistemas Urbanos
- El RS no deberá tener oportunidad de contaminar agua de uso doméstico, efectivo o previsible industrial o agrícola.
- Es ventajosa la proximidad a ductos, estación de tratamiento o puntos de disposición de aguas residuales, tanto para un posible destino de efluentes del RS como porque es un acierto el estar de acuerdo en la selección de lugares para los dos tipos de equipos sanitarios.
3.1 Economía Interna del Rs
- El RS debe tener una vida útil compatible con el volumen de las inversiones en infraestructura y debe ser tan autosuficiente en tierra necesaria para su construcción (cobertura) como sea posible.
- Si el suelo local no fuera adecuado o no se pudiera excavar, deberán investigarse yacimientos para cobertura en lugares próximos y accesibles tomando en cuenta el costo de transporte.
- Vida útil es el período de tiempo en que el RS estará apto para recibir basura continuamente. El volumen de basura y tierra depositado en ese período es igual al vacío entre la superficie del terreno preparado para recibir la basura (original o excavado) y la superficie final del relleno.
Esta deberá concordar con la topografía local, armonizándose con el ambiente.
La capacidad de ese vacío se determinará a través de secciones topográficas levantadas en escala conveniente (1:2,000 en planta y 1:100 en elevación).
Durante la investigación de terreno podrán ser utilizados instrumentos portátiles para evaluación de alturas, admitiéndose una evaluación preliminar "a opinión" de un técnico experimentado.
- El volumen y la masa de residuos sólidos a ser entregados al RS son datos previamente conocidos y proyectados en tablas o gráficos, año a año, para más de diez años.
Las tablas o gráficos deben presentar las estimaciones en volumen de residuos sólidos recolectados, volumen recién rellenado y volumen de residuos sólidos estabilizados. A estos dos volúmenes deberá agregarse la tierra de cobertura, estimada en 20 a 25% (dependiendo del tipo de relleno) del volumen de basura recién rellenada.
La masa específica de residuos sólidos rellenados depende de su constitución y humedad, por lo que debe medirse en la propia ciudad. Como referencia, utilizamos para proyectos en ciudades brasileras:
- Basura recién rellenada: 0.5 a 0.7 T/ m3
- Basura estabilizada: 0.8 a 0.9 T/ m
- Se debe tener a la mano el gráfico o tabla con los volúmenes de tierra y residuos sólidos acumulados a lo largo de la vida útil esperada, al investigarse los sitios para el RS.
3.2 Economía Global del Sistema de Limpieza
- El tiempo útil de los colectores de residuos sólidos es aquel gastado en la recolección, ya que no se considera el tiempo consumido en el transporte y disposición de residuos sólidos. La reducción de este tiempo perdido podría proporcionar una mayor capacidad de los camiones y la consecuente reducción de vehículos y mano de obra en operación para una misma cantidad recolectada.
- Las condiciones de tráfico de las vías de acceso al RS afectan el costo global del sistema, retardando los viajes y dañando vehículos. Se deben confrontar los costos de pavimentación de accesos con los beneficios al sistema.
- Los costos de traslados de los centros de recolección a varios locales opcionales de disposición varían poco en ciudades pequeñas. En ciudades grandes se tornan muy distintos, debiendo ser calculados y confrontados.
3.3 Costo del Terreno
Deben confrontarse los costos de adquisición o alquiler de los terrenos en estudio.
El costo será nulo si el terreno es de propiedad pública o cedido gratuitamente.
En cualquier hipótesis, un proyecto de RS deberá iniciarse solamente cuando la entidad responsable del relleno tenga en sus manos el documento legal que la autorice a construir sobre el terreno el RS con todas las obras complementarias, estipulando también la utilización futura u opciones.
3.4 Costos y Beneficios Sociales Resultantes
- Un relleno sanitario tiende a desvalorizar una zona urbanizada y/o rica por factores psicológicos que no existen o son tolerables en otras zonas. En estas otras valorizarlas dependiendo de mejoras paralelas y uso futuro del relleno.
- Deberá estimarse el costo/ beneficio de la ubicación del RS, considerando su influencia en las áreas próximas durante la construcción y durante determinado período de utilización del relleno concluido, como área recreativa, producción de biogás u otra prevista.
La mayor parte de los problemas ambientales causados por la disposición de basura son consecuencia de su interposición en el ciclo del agua. Otros problemas son emanaciones de gases, riesgos de incendios y explosiones, y estéticos.
Analíticamente, vamos a estudiar el conjunto de tres fases:
4.1 Fase A: Residuos Sólidos sobre el Suelo
Físicamente la basura está constituida de agua en un 40 a 50%, restos vegetales y animales, papeles, plásticos, latas, vidrios, tierra, tejidos, metales, maderas y otros materiales (ver tabla).
Químicamente se compone de sustancias orgánicas naturales, transformadas y sintéticas; compuestos y aleaciones minerales y raras sustancias simples. En productos industrializados de uso corriente, en residuos de la industria química y de hospitales se encuentran pequeñas cantidades de compuestos orgánicos y minerales peligrosos organoclorados, metales pesados y otros).
El substrato y las condiciones ambientales son favorables a la descomposición bioquímica de los residuos sólidos mediante la acción de microorganismos aeróbicos y anaeróbicos (ver primera clase), de la cual resulta un caldo con alta capacidad de contaminación (ver tabla).
Constituyentes |
% En Peso |
|
Basura en el Día Inicial de la Investigación |
Basura en el 1,084avo. Día Final de la Investigación |
|
| Papel y cartón | 33,7 |
18,0 |
| Plástico | 3,1 |
13,1 |
| Vidrio | 2,7 |
2,7 |
| Jebe y cuero | 0,3 |
0,8 |
| Madera | 1,1 |
3,5 |
| Tela y trapo | 3,3 |
4,5 |
| Losa y cerámica | 1,6 |
- |
| Metal ferroso | 3,0 |
4,8 |
| Metal no ferroso | 0,2 |
- |
| Hoja, matorral | 3,8 |
1,0 |
| Materia orgánica (restos de comida) | 15,7 |
0,6 |
| Agregado grueso (material retenido en tamiz de malla de 1") | 16,9 |
- |
| Agregado fino (Polvos, tierra, etc., material que atraviesa dicho tamiz) | 14,6 |
48,0 |
| Piedras | - |
3,0 |
Parámetro |
Basura Inicial |
58 Días Después |
330 Días Después |
555 Días Después |
Basura Final |
| Humedad (%) | 49.50 |
36.40 |
46.50 |
60.10 |
65.40 |
| Poder calorífico superior (cal/ g) | ----- |
1,118.00 |
2,460.00 |
2,467.00 |
2,696.00 |
| Residuo mineral (%) | 37.60 |
74.80 |
44.60 |
44.40 |
39.30 |
| pH (en KCl) | ----- |
6.90 |
8.10 |
8.30 |
8.50 |
| Silica (%) | 20.20 |
59.00 |
32.50 |
31.80 |
25.30 |
| Calcio (%) | 3.10 |
2.60 |
4.30 |
2.60 |
2.20 |
| Fósforo total (% P2O5) | 1.06 |
0.83 |
----- |
0.86 |
1.09 |
| Fósforo (% P) | 0.44 |
0.36 |
----- |
0.37 |
0.47 |
| Potasio (% K) | ----- |
0.41 |
----- |
0.07 |
0.47 |
| Carbono total (%) | ----- |
11.80 |
26.00 |
26.10 |
28.50 |
| Nitrógeno total (%) | 1.37 |
0.52 |
1.53 |
0.59 |
0.39 |
| Relación C/ N | ----- |
22.70 |
17.00 |
44.20 |
73.20 |
| Proteínas (%) | ----- |
3.20 |
9.60 |
3.70 |
2.40 |
| Materia orgánica (%) | ----- |
19.30 |
42.60 |
42.70 |
46.60 |
Mes |
Coliformes Totales/ 100 Ml |
Coliformes Fecales/ 100 Ml |
01 |
3’500,000 |
2400´.000 |
02 |
220,000 |
70.000 |
04 |
33,000 |
33.000 |
05 |
7.000 |
330 |
07 |
50.075 |
492 |
08 |
9.530 |
1.118 |
09 |
29.500 |
83 |
10 |
5.150 |
270 |
11 |
128.000 |
420 |
12 |
24.000 |
9.200 |
14 |
11.400 |
984 |
15 |
13.000 |
2.615 |
16 |
5.030 |
1.440 |
17 |
1.165 |
127 |
18 |
28.750 |
510 |
19 |
112.825 |
47.282 |
20 |
40.665 |
646 |
21 |
10.932 |
143 |
22 |
8.877 |
8.043 |
23 |
6.350 |
64 |
24 |
8.650 |
410 |
25 |
2.300 |
49 |
35 |
24.000 |
230 |
Los valores obtenidos a través del análisis del líquido percolado recogido en más de veinte rellenos sanitarios en los E.U.A., varían dentro de los rangos relacionados abajo.
| Constituyentes o Características | Rango de Valores |
| Demanda química de oxígeno (DQO) |
|
| Demanda biológica de oxígeno (DBO) |
|
| PH |
|
| Conductancia específica |
|
| Residuos sólidos – total |
|
| Alcalinidad (Ca O3) |
|
| Dureza (Ca CO3) |
|
| Fósforo – total (P) |
|
| Nitrógeno amoniacal (NH4 – N) |
|
| Nitratos y nitritos (NO3 + NO2 – N) |
|
| Sulfatos (SO4) |
|
| Calcio (Ca) |
|
| Cloratos (Cl) |
|
| Sodio (Na) |
|
| Potasio (K) |
|
| Magnesio (Mg) |
|
| Hierro (Fe) |
|
| Zinc (Zn) |
|
| Cobre (Cu) |
|
| Cadmio (Cd) |
|
| Plomo (Pb) |
|
Meses |
1 |
2 |
3 |
12 |
18 |
24 |
35 |
|
Parámetros |
||||||||
| PH | 6.7 |
6.4 |
7.1 |
8.0 |
8.4 |
7.8 |
7.7 |
|
| DBO | ----- |
----- |
5,600 |
303 |
453 |
366 |
390 |
|
| DQO | 2,806 |
15,925 |
17,184 |
1,416 |
1,994 |
1,820 |
1,505 |
|
| Residuo | total | 8,303 |
14,240 |
16,248 |
8,653 |
8,897 |
6,497 |
6,213 |
| fijo | ----- |
7,914 |
9,275 |
6,525 |
6,058 |
4,830 |
4,717 |
|
| volátil | ----- |
6,326 |
6,973 |
2,125 |
2,839 |
1,667 |
1,496 |
|
| Dureza total | 2,670 |
4,863 |
4,500 |
1,280 |
512 |
900 |
900 |
|
| Alcalinidad | ----- |
4,000 |
----- |
6,017 |
7,483 |
5,500 |
3,015 |
|
| Calcio | 484 |
979 |
1,225 |
145 |
101 |
109 |
170 |
|
| Magnesio | 357 |
597 |
345 |
98 |
121 |
32 |
116 |
|
| Sulfato | 294 |
565 |
114 |
131 |
29 |
65 |
----- |
|
| Nitrógeno total | 124.7 |
----- |
----- |
10.5 |
16.1 |
16.9 |
4.5 |
|
| Fósforo | 1.7 |
6.4 |
8.2 |
15.2 |
18.3 |
13.1 |
4.5 |
|
| Clorato | 2,269 |
2,469 |
2,588 |
2,359 |
2,186 |
1,588 |
2,300 |
|
| Hierro | 28.6 |
56.4 |
63.5 |
9.1 |
9.2 |
9.3 |
1.2 |
|
| Manganeso | ----- |
----- |
----- |
0.38 |
0.87 |
0.40 |
0.03 |
|
| Zinc | ----- |
----- |
----- |
0.72 |
1.49 |
1.29 |
0.35 |
|
| Cromo | ----- |
----- |
----- |
0.00 |
0.07 |
0.05 |
0.00 |
|
| Níquel | ----- |
----- |
----- |
0.64 |
0.23 |
----- |
----- |
|
| Cadmio | ----- |
----- |
----- |
0.20 |
0.24 |
0.21 |
0.00 |
|
| Cobre | ----- |
----- |
----- |
0.23 |
0.28 |
0.10 |
0.00 |
|
- Es expresiva la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) de ese caldo: de 10,000 a 30,000 mg/ l en rellenos sanitarios recientes, 50 a 100 veces la DBO del desagüe sanitario. Este índice representa la cantidad de oxígeno que los microorganismos necesitan para digerir la materia orgánica contenida en un litro de líquido, o sea, la reducción que su vertimiento provocaría en la cantidad de oxígeno disuelto en el agua y que haría falta, por lo tanto, a su ecosistema.
Paralelamente a la acción biológica, en el medio acuoso ocurren reacciones químicas entre sustancias preexistentes o recién formadas.
Las sustancias líquidas y disueltas y- con menos facilidad- las sustancias insolubles, tienden a percolar y escurrir por la masa de basura y enseguida por el suelo.
Sustancias gaseosas no disueltas, generalmente menos densas que el aire, o por fuerza de la presión interna, tienden a salir a la atmósfera. Dentro de los gases, podemos nombrar el sulfídrico (olor repugnante) y el metano (inflamable y explosivo si se concentra en el aire en una proporción de 5 a 15%).
Conclusión: Los residuos sólidos depositados se comparan a un reactor que elimina líquidos, gases y partículas de elevado poder contaminante y relativa peligrosidad.
4.2 Fase B: Suelo
El suelo está constituido de materia sólida, agua y aire. A partir de determinada profundidad, su nivel freático se encuentra saturado de agua libre que forma la napa freática. Esta se mueve a bajísima velocidad en el sentido de la presión inferior, acompañando en general a la inclinación del terreno; aflora en depresiones y pozos y encuentra ríos y lagos, cediéndoles agua y eventualmente recibiéndola de ellos.
Además de moverse horizontalmente, el agua se mueve en dirección vertical por efecto de la gravedad, por ascensión capilar entre los granos del suelo, retirada por raíces vegetales o por la recarga del suelo debido a las lluvias. Por tales razones, el nivel freático no es constante pero presenta una variación estacional relativamente bien definida.
Como consecuencia de esos movimientos del agua freática, una sustancia contaminante que percola a través del suelo encuentra un vehículo y adquiere gran movilidad al alcanzar el nivel freático.
En determinados sitios se encuentran reservorios de agua formados por roca y suelo impermeables, que también se comunican con aguas superiores a través de fisuras y otras fallas.
El agua potable es tomada de manantiales, del acuífero del suelo o de aguas superficiales. El uso de aguas superficiales tiende a ser sustituido por el de aguas subterráneas, menos vulnerables a la contaminación.
El acuífero es naturalmente protegido por la capa de suelo superior.
La percolación del contaminante depende de la permeabilidad del suelo y ésta depende del tamaño de los granos que lo constituyen (textura), de la disposición de estos granos estructurando el suelo y del grado de saturación por agua absorbida o capilar.
De modo general, un suelo de arena es permeable y uno de arcilla es impermeable. La permeabilidad se caracteriza por un coeficiente (K) que en las arenas es del orden de 10-1 a 10-3 cm/ s, y en los suelos arcillosos es de 10-5 a 10-8 cm/s. Tales valores significan, por ejemplo, que la resistencia a la percolación en un suelo de K = 10-8 cm/s es 1 millonésimo de aquella ofrecida por un suelo de K = 10-2 cm/ s y, por lo tanto, la distancia de 1 mm al primer suelo es recorrida en el mismo tiempo que 1 km en el segundo.
El lento pasaje del líquido por el suelo atenúa su poder contaminante. Además de esto, las partículas sólidas tienden a colmatar el suelo, disminuyendo su permeabilidad salvo efectos químicos adversos.
La capacidad que tienen los suelos arcillosos de retener agua en sus intersticios, tornándose impermeables, es aliada a un fenómeno iónico, el cual puede ser afectado por un intercambio de iones de la arcilla (en solución coloidal) con iones contenidos en el líquido que percola. La impermeabilidad puede romperse en este caso.
Conclusiones: a) Un contaminante puede atravesar el suelo y alcanzar el acuífero, contaminándolo y haciéndolo su vehículo. b) El tiempo para atravesar el suelo depende de su permeabilidad, la cual, entre tanto, puede ser reducida o aumentada por el propio percolado. c) El terreno ideal para un RS sería impermeable (K < 10-7 cm/ s) y tendría la napa freática bastante profunda (nivel máximo a más de tres metros).
4.3 Fase C: Microlima
Conclusión: El microclima influye en las condiciones sanitarias y constructivas del RS; como no puede ser cambiado, exige artificios en el proyecto y en la operación del RS.
La investigación debe ser planificada, a fin de que sea productiva y rápida.
Preliminarmente, el investigador debe analizar la ciudad, su sistema hídrico, topografía y suelos, a través del diálogo con profesionales locales, como también se debe observar y "sentir" a la ciudad desplazándose por ella.
Ofrecemos las siguientes recomendaciones:
- Zonas típicas, densidades demográficas, sentidos de expansión,
- Vías periféricas que presentan condiciones permanentes de tráfico,
- Sistemas de agua, especialmente áreas de manantiales y tomas,
- Sistema de alcantarillado, especialmente los sitios de tratamiento y disposición,
- Areas de preservación o de uso prohibido al RS, y
- Proyectos y planes que puedan afectar significativamente la producción y el destino de los residuos sólidos, inclusive industrias.
- Vías de tráfico permanente,
- Red hídrica,
- Clasificación del suelo predominante en sectores periféricos,
- Yacimientos y minas en exploración y explorados,
- Terrenos de propiedad pública, y
- Otros hechos importantes.
Escogido el sitio y definida la futura utilización del relleno, pueden iniciarse las tareas del proyecto (completo) del RS comprendiendo:
A continuación se presenta el contenido de cada parte del proyecto y observaciones.
2.1 Levantamiento Planialtimétrico y Catastral del Sitio y Alrededores
La topografía debe ser representada por curvas de niveles diseñadas a cada metro, acotados los múltiples de 5 m, en planta en escala de 1:2,000.
En los alrededores, el levantamiento puede tener menor exactitud, siendo aceptable que se ajuste un plano en planta aerofotogramétrica a las curvas levantadas en el área de relleno.
Todos los accidentes importantes, riachuelos, lechos de drenaje, pozos, rocas, caminos y construcciones, deberán ser localizados con exactitud. Igualmente, serán localizadas las referencias de niveles oficiales y otras señaladas en esta fase.
Deberán ser indicados los usos de suelo próximo, accesos, ductos y estaciones de agua y desagüe.
2.2 Caracterización del Suelo, Aguas y Microclima
Mediante un plan de sondeo, serán hechas perforaciones y recolectadas muestras suficientes para obtener perfiles del terreno e informaciones de puntos críticos para el proyecto.
Deberán hacerse: caracterización del suelo, ensayos de compactación y permeabilidad, permeabilidad ''in situ", identificación del nivel freático y sentido de su traslado, reconocimiento hidrogeológico del área y variación anual de las aguas.
Los cursos y cuerpos de agua próximos deberán ser clasificados en base a su uso, conforme el órgano local de control de aguas y ambiente.
Deberán ser obtenidas informaciones sobre el clima local, especialmente la precipitación pluvial, temperatura , vientos y condiciones de evaporación.
Este proyecto materializa la concepción del proyectista y las conclusiones de su equipo técnico.
Se destina a orientar el desarrollo del proyecto ejecutivo y de los planes complementarios.
Externamente, será presentado al contratista, órganos oficiales y a la comunidad para que sea analizado y aceptado. Se destina también a la promoción del programa y al análisis del financiamiento para su detalle y ejecución.
Un proyecto básico comprende por lo menos:
Esta etapa comprende los proyectos de ingeniería y paisajísticos envueltos, sus memorias descriptivas, especificaciones y costos. Analizaremos:
La complejidad de cada proyecto es función de las circunstancias, tamaño y uso futuro del relleno. Sus bases técnicas son las mismas expuestas en nuestra segunda clase.
4.1 Proyectos de Infraestructura Periférica
4.2 Proyectos de Infraestructura del Relleno
4.2.1 Cortes y tratamiento del suelo de soporte del relleno
Nos referimos a la base y a las paredes que confinarán los residuos sólidos, al tratamiento necesario para impermeabilizarlas a fin de proteger las aguas subterráneas, así como al excavado de zanjas y construcción de diques que fueran necesarios a la protección de aguas o vías superficiales.
Dependiendo de la permeabilidad y tipo de suelo, podrá ser suficiente su compactación, o será necesario tratarlo con arcilla, cal, bentonita o revestirlo con arcilla importada. Excepcionalmente, el revestimiento será con una capa sintética (polietileno, PVC, caucho, vinil). En casos críticos se debe desconfiar de la impermeabilización y aumentar un drenaje de seguridad.
4.2.2 Drenaje del líquido percolado
Es hecho con tubos de concreto, barro o PVC perforados lateralmente o con drenes ciegos de piedra triturada números 2 y 1, en ambos casos protegidos contra la colmatación y sobredimensionados.
El sobredimensionamiento de los drenes se justifica por la viscosidad y adherencia del líquido y más aún por la inexistencia de datos precisos sobre la producción de percolado que depende de factores climáticos, de la constitución y humedad de los residuos sólidos, del tipo de cobertura del relleno, de los métodos constructivos y tipo de suelo. A rigor, el dimensionamiento debe ser precedido de experiencias en el lugar. Como referencia admitimos la infiltración del 30% de la lluvia. Entre tanto, la percolación en el suelo será significativa solamente después que la masa de residuos sólidos quede saturada.
4.2.3 Drenaje de gases
A medida que el relleno se eleva se construyen chimeneas utilizando tubos perforados de PVC (Ø 15 a Ø 10 cm) envueltos en piedra números 2 y 3, o simplemente piedra números 2 a 4. En este caso las piedras se acomodan en el interior de un tubo guía que se eleva progresivamente con el relleno sanitario, o mediante otro artificio imaginado por el proyectista u operador.
Las chimeneas pueden espaciarse de 30 a 50 m.
4.2.4 Accesos y drenaje pluvial internos
Deben construirse, mantenerse en buen estado y drenarse los accesos a los locales de operación y control del relleno no obstante tales construcciones sean rústicas, generalmente hechas con tierra, piedras o restos de demoliciones.
A medida que progrese el relleno, los accesos y drenes tienen que ser rehechos y adecuados a las necesidades. En la plaza de operación los drenes son provisionales, abiertos en el suelo o canaletas removibles.
Relleno especial para residuos industriales peligrosos
- Forrado con una capa de polietileno clorado, protegida con arena
- Kansas City, EUA, 1976
4.3 Proyecto de Construcción del Relleno
4.3.1 Dimensionamiento de las celdas
Las celdas deben ser dimensionadas con el objeto de economizar tierra sin perjuicio del recubrimiento y de proporcionar una plaza de trabajo suficiente (no más que suficiente) para descargas y maniobras de camiones y máquinas.
La altura de la celda recién concluida debe ser de 2.5 a 3.5 m y su ancho y avance se calcularán a través del volumen diario de material depositado. Cuando este volumen fuese muy grande, se dividirá en varias celdas con capacidad equivalente a la de 2 ó 3 camiones compactadores a modo de prevenir la buena estabilidad mecánica de la construcción.
Como referencia, calculamos para una población de 100,000 habitantes:
4.3.2 Método constructivo
El método constructivo depende de las condiciones topográficas, de las características del suelo y del nivel freático, lo cual va a definir la posibilidad o imposibilidad de que la tierra para cobertura sea excavada de la propia área del relleno - hipótesis más económica. Son usuales las denominaciones "método de área", "de rampa" y ''de trinchera" (ver figuras) que son consecuencia de las circunstancias locales referidas. Un objetivo es, siempre, proporcionar contención al relleno desde el inicio de la construcción, apoyando cada celda en una contención existente (elevación natural o artificial sobre el terreno, paredes de una trinchera) y, sucesivamente, en celdas anteriormente construidas.
Otro objetivo es minimizar el costo de la tierra de cobertura excavándola en el propio sitio, sea mediante la apertura de trincheras (si el nivel freático lo permite), sea raspando la tierra de las partes más elevadas o también del fondo del terreno a rellenar.
Se esparce la basura en camadas sucesivamente superpuestas de 20 a 30 cm con un "bulldozer" o compactador especial, de manera que sea despedazada y compactada con relativa uniformidad hasta alcanzar la altura prevista para la basura en la celda.
El esparcimiento y compactación son, frecuentemente, hechos en camadas horizontales. Entre tanto, es recomendable colocar las camadas en pendiente de hasta 1:3 (altura: avance), lo cual proporciona mayor compactación, mejor drenaje superficial, menor consumo de tierra, mejor contención y mayor estabilidad al relleno, no obstante aumente el consumo de máquina. Mejor resultado se obtiene cuando la máquina empuja la basura de abajo hacia la cima, debido a la suma de los efectos de la tracción y peso de la máquina, concentrados en la parte posterior de la misma, en la rampa.
Para concluir, se recubre la celda con una capa de tierra (del orden de 15 cm) esparcida y compactada de la misma forma que la basura. La tierra puede ser acumulada, previamente, sobre otra celda concluida y de allí descender sobre la celda en conclusión.
4.3.3 Acabado superficial
El terreno del relleno es cubierto con una capa de tierra (cerca de 40 cm) sobrepuesta a la cobertura de las celdas con el objeto de:
La superficie final debe ser suave y armonizarse con el entorno.
4.3.4 Equipo operacional
El equipo más usado en RS es el rodovial convencional, a veces con adaptaciones a la manipulación de residuos sólidos.
Máquinas especiales, más productivas, se justifican en RS de gran tamaño (más de 1,000 T/ día).
Se especifican máquinas y equipos auxiliares de acuerdo a las necesidades de cada RS.
En la quinta clase se abordará el tema en detalle.
4.4 Proyecto de Construcción de Lotes Especiales
En ciertos sitios y también en los rellenos de varias camadas de celdas superpuestas se torna muy difícil el tráfico de camiones bajo la lluvia. En este caso deben reservarse algunos lotes en los lugares menos afectados por las lluvias con accesos conservados para operar en las peores condiciones.
Determinados RS podrán recibir residuos sólidos industriales y otros de características especiales que exigirán almacenamiento o disposición en lotes propios. En general, los residuos sólidos industriales pueden ser dispersados sobre el relleno de basura urbana .Tal asunto no será tratado en este curso.
4.5 Proyecto de Tratamiento del Efluente Líquido
El tratamiento tiene por objeto el bajar determinados parámetros a los niveles aceptables para el lanzamiento del efluente en la red o estación de tratamiento de desagüe o en curso de agua.
Meses de Relleno |
Precipitación Pluvial |
Percolado l |
Percolado/ Precipitado % |
|
mm |
l |
|||
| 1° octubre | 12.4 |
223.2 |
27.0 |
12.1 |
| 2° noviembre | 157.1 |
2,827.8 |
132.4 |
4.7 |
| 3° diciembre | 113.6 |
2,044.8 |
310.8 |
15.2 |
| 4° enero | 61.6 |
1,108.8 |
280.6 |
25.3 |
| 27° enero | 74.9 |
1,348.2 |
417.2 |
30.9 |
| 28° febrero | 254.0 |
4,572.0 |
606.2 |
13.3 |
| 29° marzo | 45.0 |
810.0 |
170.2 |
21.0 |
| 20° abril | 105.3 |
1,895.4 |
222.7 |
11.7 |
| TOTAL Y MEDIA | 823.9 |
14,830.2 |
2,167.1 |
14.6 |
La recirculación del líquido por la masa rellenada es el método más barato y suficiente en la mayoría de los casos.
En casos poco frecuentes es necesario un tratamiento en una laguna anaeróbica o facultativa, seguido de oxidación aeróbica o tratamiento químico (previo o autosuficiente). Estos proyectos deben quedar a cargo de especialistas en tratamiento de aguas residuales con atención en la variación (disminución, en general) de los parámetros a lo largo del tiempo, que compensa parcialmente la colocación sucesiva de residuos sólidos durante la vida del relleno (ver tablas, segunda clase).
Es indispensable un sistema de monitoreo de las aguas superficiales y freáticas próximas al relleno, conforme veremos en la sexta clase.
4.6 Proyectos de las Construcciones Auxiliares
Las construcciones auxiliares deben ser pequeñas y de bajo costo, compatible con la vida útil prevista, puesto que el RS debe ser operado con máquinas y mano de obra tan solo suficientes para las actividades locales intransferibles de modo que sean mínimas las inversiones temporales.
Comprenden: cercas, portería, oficina, depósito, galpón y taller para máquinas, instalaciones sanitarias y de comodidad, iluminación, comunicaciones y seguridad.
Una cerca de alambre o madera facilita la identificación, disciplina y seguridad, mas también es necesario un cerco vivo de árboles, de importancia estética y política , pues oculta de los vecinos la visión de residuos sólidos, da buena apariencia y retiene papeles y plásticos levantados por el viento.
La portería debe tener medios para control cuantitativo del material que ingresa; si es posible, una balanza para pesar camiones.
4.7 Proyecto Paisajístico
El RS se debe integrar perfectamente al ambiente natural y adecuarse al uso futuro. No solo la superficie final del relleno, sino también la entrada y el contorno de la obra en ejecución, deben merecer consideraciones paisajísticas.
Una cobertura final espesa y drenaje de gases son esenciales a la vida vegetal sobre el relleno, que se restringe a algunas especies, mientras el relleno no se estabilice. Las plantas deben tener raíces superficiales que no atrapasen la cobertura, admitiéndose también el plantío en hoyos llenos con tierra abonada.
El plan de operación comprende un manual de operación, programa de entrenamiento y organigrama de administración del RS, con instrucciones para:
El plan de operación debe sistematizar las actividades a desarrollarse, definiendo grupos operacionales y controles respectivos, cuantificando la mano de obra a ser colocada, organizándola y además orientando el entrenamiento del personal.
El hecho de ser el RS una obra de largo plazo convierte este plan en un medio de comunicación del proyectista a los ejecutores.
Este documento consolida las inversiones y costos operacionales proyectados, presentando ordenadamente los servicios y obras a ser contratados, máquinas, equipos y materiales para uso en las operaciones del RS. También especifica y da los costos de mano de obra prevista.
Finalmente, propone una programación de inversiones, clasificándolas en mínimas y complementarias para orientación superior.
Coherente con la programación de inversiones, este plan debe enumerar las etapas de implementación y recomendar:
Capacitar a los participantes a organizar y dirigir la operación de un RS.
Los trabajos en un RS deben ser organizados y mantenidos con disciplina. Esta se logra a través de:
Los caminos de acceso, iluminación (si hubiera operación nocturna), redes de drenaje pluvial y superficie terminada del relleno deben mantenerse en buenas condiciones operativas.
El costo de la manutención de los accesos es inferior al de quiebra y paralización de un camión colector. Con esa finalidad deben almacenarse pedruscos, restos de demoliciones y tierra adecuada .
Llegando a la plaza de operaciones los vehículos deben ser orientados para descargar en el frente de trabajo. La plaza debe ser organizada y limpia, quitándose el polvo mediante aspersión de agua (carro tanque).
La vigilancia debe impedir el ingreso de personas extrañas y la excavación de materiales de los residuos sólidos.
La plaza de operaciones no debe ser, por este motivo, muy grande sino lo suficiente para la descarga y el movimiento de camiones y máquinas.
Una parcela de residuos sólidos descargados y empujados por un "bulldozer" hacia la celda en construcción se colocará en camadas, esparciéndose hacia el frente y hacia atrás en forma homogénea con un espesor de 20 a 30 cm. Esta operación se repite. Sobre cada camada el tractor debe pasar 4 a 6 veces, en bandas paralelas a modo de aplastar toda la superficie de la camada de residuos sólidos extendidos.
Todas las superficie del relleno (excepto la superficie superior, horizontal), formadas por las camadas extendidas, deben estar en pendiente de 1:3 (altura: avance), aproximadamente, para favorecer la compactación, drenaje, estabilidad del relleno y economía de la tierra.
Para concluir una celda el tractor extiende una capa de tierra adecuada compactándola a modo de cubrir entera y uniformemente la basura. Basta una capa de 10 a 15 cm, salvo objetivos especiales.
Concluida un área significativa de relleno, deberá recibir una nueva capa de tierra de 40 cm como mínimo para nivelamiento y soporte de tráfico. Entre tanto, si esta no es la superficie final pero sí el soporte de la nueva celda de relleno, la capa podrá ser reducida a 20 cm.
El suelo para cobertura debe permitir buen soporte, del tipo arenoso- arcilloso, en general. Se debe esperar 2 a 3 meses para construir nuevas celdas sobre las anteriores por dos razones interdependientes: la descomposición aeróbica se favorecerá y, por ser muy productiva, apresurará el asentamiento, mejorando el soporte para recibir la celda superior. Observamos que las afirmaciones de este párrafo no se aplican a rellenos con objetivos poco convencionales- para explotación de metano, por ejemplo.
La altura de la celda es de 2.5 a 3.5 m generalmente y su ancho y avance dependen de la cantidad de basura diaria (ver tercera clase).
Los residuos sólidos así depositados adquieren una masa específica de entre 0.5 a 0.7 T/m3, conforme a la proporción de papeles, materiales voluminosos y humedad. que contengan.
Con el pasar del tiempo el residuo sólido se descompone, parte se transforma en gas y parte en líquido, la tierra de la cobertura y la humedad penetran en sus vacíos, condensando el relleno (0.8 a 0.9 T/ m3 en dos años) y haciéndolo asentar. Después de dos años el asentamiento se reduce mucho y prácticamente desaparece a los cinco años.
El asentamiento no es uniforme, sobre todo en rellenos de varias camadas de celdas, y ocasiona depresiones en la superficie del terreno, donde se acumula agua que luego es invadida por insectos y afluentes de residuos sólidos.
Para restablecer las condiciones sanitarias, el terreno debe sufrir nivelamientos periódicos, rehaciendo el drenaje.
Ya nos referimos a la conservación del drenaje pluvial periférico y de la superficie del relleno. También la plaza de operación debe tener drenes simples (ver tercera clase), algunos removibles, para no perjudicar el movimiento de los vehículos.
El líquido contaminado del relleno es colectado por los Drenes específicos, converge para un pozo de acumulación y es conducido al tratamiento proyectado.
El sistema será bueno si las aguas próximas no contienen contaminantes del RS y esto se verificará periódicamente a través del análisis de muestras recolectadas de la napa freática y de cursos de agua próximos, hasta 200 m siguiendo la pendiente de napa freática.
Los puntos de recolección de muestras de agua deben definirse en el proyecto y revisarse en la práctica. Las aguas deben analizarse antes de ingresar el residuo sólido en el lugar, para comparación de los análisis posteriores.
Ciudades muy pequeñas que no dispongan de máquinas apropiadas deben buscar un lugar para disposición de residuos sólidos que permita su operación con utensilios manuales y máquinas agrícolas de fácil adquisición.
Se podría localizar una pequeña depresión natural (seca) en la cual se vaciaría el residuo sólido y, con utensilios como la horquilla (garfio de tres dientes) o el rastrillo (ocho a diez dientes), se nivelarían sus superficies superiores y laterales ( 45 o menos) manteniendo los residuos sólidos apoyados en el barranco de tierra en una celda anteriormente construida. Al final del día se haría la cobertura con tierra previamente traída por un camión, esparciendo la tierra con auxilio de carritos de mano, pala y azadón. Ciertamente, el trabajo sería muy fatigante y, por esto, viable para pequeños volúmenes de residuos sólidos (hasta 40 m3 no compactados).
Una opción sería la apertura periódica (dos a cuatro meses) de una zanja (de sección de hasta 2 x 2 m) por una máquina alquilada que depositarla la tierra a lo largo de un borde, dejando el otro accesible a los camiones que diariamente depositarían residuo sólido llenando la zanja sin trasbordarlo y descargando en una o dos posiciones sucesivas de zanja.
El nivelamiento del residuo sólido (con caídas para los dos bordes) sería efectuado con utensilios manuales, así como la cobertura con tierra en la forma anteriormente referida.
En el libro "Management of solid wastes in developing countries" por Frank Flintoff, editado por la OMS y reproducido en español por Kunitoshi Sakurai en el manual "Disposición final", editado por el CEPIS en 1980, se describe un método bastante interesante que transcribimos a continuación.
"El método de disposición final más empleado en América Latina y el Caribe es el de la descarga a campo abierto. Sin duda alguna, los vertederos a cielo abierto son fuentes de contaminación ambiental, y de cualquier manera se necesita eliminar este tipo de disposición. Por otro lado, en la Región existen muchas ciudades pequeñas que carecen de capacidad de adquirir y mantener los equipos pesados permanentes para rellenamiento sanitario (véase la siguiente tabla).
Rango |
Número de ciudades |
20,000 – 99,999 Hab. |
1,079 |
100,000 – 499,999 Hab. |
117 |
500,000 – 999,999 Hab. |
27 |
1,000,000 Hab. o más |
21 |
Por lo tanto, es indispensable proponer la operación manual de relleno sanitario como una alternativa para estas pequeñas ciudades. En la operación manual se usan equipos pesados solamente en la excavación en sitio del material de cobertura, puesto que la excavación manual es demasiado ineficiente. Sería conveniente solicitarle al Departamento de Obras Civiles que realice esta excavación periódicamente- una o dos veces por semana, conforme la necesidad- amontonando el material excavado cerca del frente de trabajo para evitar su transportación manual de larga distancia. En relación a la cantidad de excavación, ésta se puede calcular de acuerdo al siguiente ejemplo:
Población: 50,000 hab.
Producción de basura per cápita: 0.5 kg/hab/día
Densidad de basura compactada en el relleno de operación manual: 400 kg/ m3
Cantidad de material de cobertura de la basura compactada: 20 %
Frecuencia de excavación: una vez por semana
7
50,000 x 0.5 x 1 x 20 = 87.5 m3/ una excavación
400 100
En cuanto a los demás trabajos, todos pueden realizarse manualmente. A continuación se presentan los procedimientos de operación manual:
a. Construir, utilizando residuos de demolición, etc., un acceso al camino adyacente al sitio que sea apropiado en cualquier estado del tiempo. (Puede ser útil la ayuda de equipos para este trabajo) .
b. Comenzar a descargar la basura. Los camiones recolectores deben equiparse con mecanismos de descarga.
c. Nivelar la basura con rastrillos, moviéndola de arriba hacia abajo y estableciendo lados con pendiente del orden de los 45°.
d. Recubrir la basura con tierra al final de cada jornada, procurando un espesor del orden de 15 a 25 cm. Sería conveniente transportar la tierra con carritos de mano, colocándola y compactándola con palas.
e. Retroceder siempre los camiones recolectores lo más cerca posible al frente de trabajo para minimizar la distancia de transporte manual de basura. Colocar parachoques pesados para evitar retroceder demasiado. También sería necesario colocar planchas de acero sobre la basura recién colocada para evitar el hundimiento de los camiones.
En cuanto a la cantidad de mano de obra necesaria en la operación manual del relleno sanitario, la siguiente ecuación nos puede dar una idea general:
N° de mano de obra = Cantidad de basura (T/ día) + 1
10
Es posible llevar a cabo rellenos sanitarios con operación manual hasta llegar a la cantidad de 100 toneladas por día. Sin embargo, sería preferible el uso de equipos pesados permanentes en los rellenos de una capacidad de 50 toneladas por día o más.
1. Habilitar al participante para escoger el tipo y el tamaño de máquinas operacionales para RS.
2. Fortalecer sus bases para organizar el mantenimiento de máquinas y equipos de un RS.
En esta clase trataremos del equipo utilizado en la.operación del RS, comprendiendo la construcción del relleno y el mantenimiento de los accesos y sistemas drenantes.
Las obras de infraestructura y construcciones auxiliares consisten en servicios contratados con terceros, cuyo equipo no abarcaremos.
Preliminarmente debemos considerar que los servicios de limpieza disfrutan de poco privilegio en la administración municipal, por tanto:
Siendo así, deben preferirse máquinas convencionales, universales inclusive, porque es más probable que cuenten con mantenimiento y abastecimiento de piezas en cualquier ciudad.
Las máquinas especiales con garras propias para triturar y compactar basura, como la compactadora de RS, son muy productivas. Son apropiadas para rellenos de gran tamaño (más de 1,000 T/ día) donde pueden haber más de dos máquinas disponibles, especiales o no especiales.
El tractor de orugas con lámina frontal ("bulldozer") es la máquina universal para corte y manipulación de tierra y de residuos sólidos en RS.
Proyectado para empujar tierra cuya masa específica es de tres a cinco veces superior a la del residuo sólido, el tractor requiere de algunas adaptaciones para una mayor productividad. La principal es la utilización de una lámina de mayor capacidad, como las usadas para empujar carbón. Por medio de barras de acero espaciadas lo suficiente para que la tierra pase entre los vacíos (previniendo una sobrecarga al trabajar con tierra) y para no obstruir la visión del operador de la máquina, se puede aumentar la altura de la lámina convencional angulable, óptima para cortar y empujar tierra, en un 50%.
Las zapatas de la oruga deben ser altas para triturar mejor la basura y no deslizarse sobre ella.
Obsérvese que la presión ejercida por el tractor sobre el residuo sólido es del orden de 0.5 a 0.6 kg/ cm2 , poco superior a la presión de un hombre sobre un pie. La compactación del residuo sólido depende de esa presión y, sobre todo, de la trituración producida por las zapatas, la cual es satisfactoria sobre una camada delgada de basura.
Las compactadoras para RS trituran y actúan sobre la basura con mucha mayor presión puesto que concentran su peso en una pequeña área de contacto con el terreno. Son más rápidas también, sin embargo sufren deslizamientos cuando operan en pendiente y el residuo sólido es húmedo.
2.1 Especificaciones
En folletos editados por fabricantes encontramos especificaciones y rendimientos. Observemos que el rendimiento operacional en el trabajo con residuo sólido es superior al indicado en los folletos para tierra, como se puede apreciar a través de los siguientes datos obtenidos en RS en Río de Janeiro:
Es conveniente que se disponga de máquinas para la construcción y otras auxiliares de tipo capaz de sustituir a las primeras en emergencias.
Entre tanto, en rellenos pequeños la máquina operadora acostumbra ser la única disponible, ejecutando servicios auxiliares en horas ociosas. En este caso, debe seleccionarse la máquina operadora en función de la hora pico.
En la página siguiente presentamos una tabla extraída de la bibliografía de las máquinas recomendadas para RS.
2.2 Máquinas Auxiliares
Dependiendo del método constructivo, del tamaño del relleno, de las necesidades para extracción y transporte de tierra y de otras circunstancias, deberemos dotar al RS de máquinas auxiliares. Por ejemplo, un relleno en trincheras de gran tamaño exigirá una excavadora permanentemente, mientras que la apertura de una trinchera para un relleno pequeño podría contratarse con terceros si la propia máquina principal no puede abrirla.
Si la distancia a la tierra por excavar de las inmediaciones del RS no fuera superior a 50 m, podría usarse un tractor de orugas con lámina frontal angulable, o una retroexcavadora. En rellenos pequeños una sola máquina trabajará la tierra y la basura.
Si la tierra estuviera distante, se usará una retroexcavadora de ruedas para distancias poco superiores a 100 m, una excavadora- transportadora ("scraper") para distancias de hasta 1,000 m, o será necesaria la excavación por medio de máquinas y camiones basculares para transporte.
Un carro- tanque provisto de manguera y aspersores se usará para controlar el polvo y la humedad adecuados a la compactación del residuo sólido, de la cobertura y de los accesos, además de abastecer de agua limpia a las máquinas.
Una bomba especial para agua y cieno, accionada por un motor no eléctrico, debe estar disponible para desaguar agua de lluvia.
Basura (t/ día) |
Cantidad |
Tipo |
Peso (t) |
Accesorios (conforme a necesidad de RS) |
hasta 40 |
1 |
Tractor de oruga o de ruedas |
5 a 15 |
Lámina frontal convencional Lámina frontal especial p/R.S. Cargador frontal (0.75 a 1.5 m3) |
40 a 140 |
1 |
Tractor de oruga o de ruedas |
15 a 30 |
Lámina frontal especial p/R.S. Cargador frontal (1.5 m3 a 3.0 m3) Balde de múltiples usos |
140 a 280 |
1 a 2 |
Tractor de oruga o de ruedas |
15 o más |
Idem. |
más de 280 |
2 o más |
Tractor de oruga o de ruedas |
20 o más |
Idem |
Para recolección de muestras de agua y líquido percolado para análisis es suficiente una bomba manual.
El mantenimiento de las zanjas de drenaje puede efectuarse con una excavadora de cuchara o una retroexcavadora acoplada a una pala- cargadora.
El control de operación, consumo, ocurrencia de defectos y quiebras, sustitución de piezas y otros servicios mecánicos y eléctricos debe estar organizado y provisto de datos valiosos para la evaluación del desempeño y para el mantenimiento de equipos. Presentamos a continuación recomendaciones y modelos de fichas de control.
El mantenimiento se clasifica en preventivo y correctivo. El primero se planifica mediante instrucciones del fabricante y la historia obtenida en el control de operación y mantenimiento de la máquina. En cuanto al preventivo, se realiza en el propio RS. El mantenimiento correctivo podrá exigir recursos de taller externo especializado.
Todo mantenimiento depende esencialmente del abastecimiento de materiales, siendo este uno de los mayores problemas de orden administrativo. El planeamiento del mantenimiento incluye la previsión de piezas, lubricantes y otros materiales que deben estar disponibles en depósito en el RS o en el almacén de la entidad o del vendedor- en este caso, prontos a ser suministrados.
En el RS deben guardarse combustibles, lubricantes y agua que serán conducidos a máquina, acondicionados higiénicamente y aplicados con bombas propias.
El material rodante de las máquinas debe limpiarse diariamente, raspándose los residuos acumulados en las orugas, rodetes y carcasas. Los neumáticos deben limpiarse y su presión regularse conforme lo indique el fabricante.
La limpieza de los radiadores y sus rejillas puede efectuarse diariamente con aire comprimido o chorros de agua, volviéndose fácil con la adaptación de bisagras a la reja frontal. La obstrucción de las colmenas puede minimizarse con el uso de un ventilador reversible.
Los operadores deben instruirse para evitar curvas cerradas y desplazamientos de la máquina a alta velocidad, sobre todo en retroceso.
Los tractores de oruga alcanzan una vida útil de 25,000 horas en RS con los cuidados arriba recomendados y la sustitución periódica de las zapatas (cada 1,400 horas), pines y tapones (cada 2,800 horas), segmentos de la rueda motriz (cada 3,500 horas) y todo el material rodante cada 10,000 horas. Es usual la sustitución por piezas recuperadas mediante soldadura eléctrica (variando los períodos señalados) y en este caso lo principal es la selección del electrodo .
Las máquinas con neumáticos no son recomendables para movimiento de residuos sólidos debido a las frecuentes paralizaciones por daños causados por materiales de la basura, además de tener bajo rendimiento debido a que se deslizan sobre la basura. Existen protectores especiales de acero, en forma de mallas o bandas dentadas que se ligan a los neumáticos cubriendo toda la parte expuesta, como también existen ruedas revestidas de caucho macizo para máquinas. Un estudio técnico y económico mostrará la conveniencia de tales adaptaciones o la sustitución de la máquina de neumáticos por una de orugas.
A pesar de los inconvenientes citados, en pequeñas ciudades que no puedan mantener una máquina de orugas en el RS, podrá utilizarse un tractor con ruedas macizas o neumáticos (revestidos o no con protectores), tomándose algunos cuidados operacionales:
La máquina podrá equiparse con un balde (pala mecánica) o con una placa de empuje. La pala mecánica es más versátil, pudiendo transportar residuo sólido y tierra.
Podrá adaptarse un tractor agrícola normalmente dotado de ruedas de fierro, si tal solución es la forma más fácil en la ciudad en cuestión.
Capacitar al participante a proyectar un sistema de control del RS que abarque operaciones, costos, construcciones y medio ambiente.
El control del RS es parte del control del sistema de limpieza urbana y comprende:
El control se desarrolla en tres fases: recolección de datos, procesamiento o síntesis informativa y análisis de las informaciones. Recomendamos que estas dos fases sean ejecutadas en la oficina de control central de limpieza urbana, restringiéndose los recursos y costos en RS a la recolección de datos. Ciertamente, la gerencia del RS será informada por la oficina de control central.
Se recolectan los siguientes datos para la evaluación del desempeño, de costos, mantenimiento e historia:
En las tres páginas subsiguientes presentamos modelos informativos.
Deben conservarse en el RS los manuales de operación y mantenimiento, así como el inventario de los equipos.
Las referencias de niveles señalados con ocasión del levantamiento topográfico (ver segunda clase) serán utilizadas para control de construcción del relleno.
Periódicamente (cada seis meses, por ejemplo) se levantan puntos de la superficie rellenada para poder trazar perfiles y confrontarlos con el proyecto. Los desvíos son interpretados, evaluándose la construcción y el proyecto para una toma de decisión.
Tales levantamientos permiten el desarrollo del relleno y drenes.
La liquidación de cuentas y el análisis de costos se efectúan en la oficina de control central, a partir de las informaciones del RS.
En la página siguiente presentamos una tabla- guía para análisis de costos extraída de la bibliografía.
La disposición de residuos sólidos en RS comúnmente cuesta del 5 al 10% del total del sistema de limpieza. Como referencia, presentamos costos apropiados para Río de Janeiro:
Relleno Metropolitano 4,000 T/ día US$1.00/ T
Relleno Jacarepaguá 700 T/ día US$2.50/ T
| Nombre del Relleno Sanitario: __________________________ |
Portería: __________________ | Material Recibido:
___________________ ___________________________________ |
Fecha: ________________ |
| Encargado: ________________ |
Hora y Minutos |
N° del Vehículo |
Carga |
Peso (Kg) |
Volumen (m3) o Anchura X Longitud X Altura |
||||
Origen |
Tipo(*) |
Lleno |
Vacío |
Carga |
||||
* Conforme padrón
Observación: En caso de
perjuicio, describir la ocurrencia.
Aprobación del Encargado ________________________
Item De Costo (C) |
Unidad |
Si C> Previsto, Análisis |
| Mano De Obra | $/ T de Basura |
Eficiencia |
| Horas Extras | ||
| Horas Totales | ||
| Tierra de Cobertura | $/ T de Basura |
Material de Cobertura Utilizado |
| Costo de Material de Cobertura | ||
| Equipos | $/ T de Basura |
Equipos Utilizados |
| Eficiencia del Equipo | ||
| Costos Indirectos | $/ T de Basura |
Cantidad de Basura Recibida |
| Costos No Previstos |
En Sao Paulo, Brasil, la operación del RS (que recibe por lo menos 1,000 T/ día de basura y dispone de tierra a menos de 100 m) fue contratada con una empresa privada a US$0.50 por tonelada en 1972 y a US$0.61 en 1978.
En Porto Alegre, Brasil, la Prefectura ejecuta un RS proyectado para elevar el nivel de un área inundable de 140 Ha con el objeto de urbanizar y construir casas y edificios de apartamentos sobre el terreno recuperado. La empresa es privada, por lo que la Prefectura recibe un pago que cubre enteramente el costo de disposición.
En Santiago, Chile, la operación está contratada a los siguientes precios:
El control de las aguas freáticas y superficiales debe ser mensual en un inicio, y menos frecuente después de confirmada la no contaminación por el relleno.
Como dijimos en la clase anterior, deben recolectarse muestras en los puntos más altos y más bajos del RS, siguiendo la dirección de la napa freática, a distancias diversas hasta 200 m, antes, durante y después de la construcción del relleno.
Los parámetros a analizar son aquellos exigidos por la autoridad local que controla las aguas. Como ilustración presentamos resultados de análisis y exigencias para agua potable por la OMS.
Con mayor frecuencia deben controlarse los líquidos que entran y salen del tratamiento proyectado, analizándose los parámetros exigidos para su lanzamiento en la red de alcantarillado o en agua superficial- conforme fuera el grado de tratamiento.
Será útil la medición de la precipitación pluvial en el RS cuya correlación con la producción de líquido percolado servirá al perfeccionamiento del proyecto de tratamiento.
La emisión de gases por las chimeneas debe ser verificada, por lo menos en las áreas donde se preveen edificaciones.
Parámetros |
PB - 2 |
PB – 3 |
PB - 7 |
|||
Antes |
17 Meses |
Antes |
15 Meses |
Antes |
15 Meses |
|
| pH | 4.6 |
6.8 |
4.8 |
6.7 |
4.6 |
7 |
| DBO (mg/ l) | 63 |
62 |
15 |
26 |
40 |
30 |
| DQO (mg/ l) | 140 |
171 |
160 |
144 |
220 |
40 |
| Nitratos (mg/ l) | 0.0 |
0.0 |
0.0 |
|||
| RTC (colonias/ ml) | 153,000 |
100,000 |
30,400 |
39,000 |
28,800 |
1,080 |
Notas:
Antes: Los pozos PB-2, PB-3 y PB-7 estaban a las distancias de 70, 150 y 100 m (rumbo opuesto) del lote inicial del relleno.
Después: El sitio de recolección estaba rellenado desde 17, 15 y 15 meses.
Parámetro |
IP - 4 |
IP – 5 |
IP - 7 |
|||
31 Meses |
71 Meses |
23 Meses |
63 Meses |
Abril 76 |
Agosto 79 |
|
| PH | 6.7 |
7.6 |
7.4 |
7.0 |
6.6 |
6.4 |
| DBO (mg/ l) | 136 |
290 |
450 |
500 |
11 |
12 |
| DQO (mg/ l) | 536 |
7,600 |
3,200 |
1,520 |
88 |
48 |
| Nitrógeno (mg/ l) | 49.2 |
94.5 |
2.7 |
2.3 |
||
| Cloratos (mg/ l) | 308 |
105 |
1,184 |
95.6 |
6.7 |
|
| Sulfatos (mg/ l) | 7.4 |
7.7 |
29.8 |
68 |
7 |
96 |
| Sulfato total (mg/ l) | 1.16 |
150 |
15.2 |
72 |
0.4 |
5.4 |
| Conductividad (umho/ cm) | 5,000 |
3,000 |
||||
| RTC * (colonias/ ml) | 270,000 |
1’920,000 |
168,000 |
228,000 |
84,000 |
185,000 |
Notas:
* Recuento total de colonias (RTC)
Sustancias Presentes |
Límites (*) (mg/ l) |
||
Recomendado |
Aceptable |
Tolerancia |
|
| ABS (sulfonato de alcohol-benceno) | 0.5 |
1.0 |
--- |
| Arsénico (As) | --- |
--- |
0.05 |
| Bario (Ba) | --- |
--- |
1.0 |
| Cadmio (Cd) | --- |
--- |
0.01 |
| Calcio (Ca) | 75 |
200 |
--- |
| Extracto de carbono en clorofol (CCE) | 0.2 |
0.5 (**) |
--- |
| Cloratos (Cl) | 200 |
600 |
--- |
| Cromo hexavalente (Cr+6) | --- |
--- |
0.05 |
| Cobre (Cu) | 1.0 |
1.5 |
--- |
| Cianatos (CN) | --- |
--- |
0.2 |
| Fluoratos (F) | --- |
1.0/1.5 |
--- |
| pH (concent. iones H+) | 7.0/8.5 |
6.5/9.2 |
--- |
| Fierro (Fe) | 0.3 |
1.5 |
--- |
| Plomo (Pb) | --- |
--- |
0.05 |
| Magnesio (Mg) | 50 |
150 |
--- |
| Sulfatos de Mg y Na | 500 |
1,000 |
--- |
| Manganeso (Mn) | 0.1 |
0.5 |
--- |
| Nitratos (NO3) | --- |
45 |
--- |
| Compuestos fenólicos (en forma de fenol) | 0.001 |
0.002 |
--- |
| Selenio (Se) | --- |
--- |
0.01 |
| Sulfatos (SO4) | 200 |
400 |
--- |
| Zinc (Zn) | 5 |
15 |
--- |
Notas:
(*) Recomendados: concentraciones satisfactorias para el consumo.
Aceptables: concentraciones arriba de las cuales la potabilidad
del agua se perjudicaría "notablemente".
Tolerancia: concentraciones arriba de las cuales puede existir un
riesgo real para la salud.
(**) Concentraciones superiores a 0.2 mg/ l exigen análisis adicional para determinar el agente causante.
Actualizado el 22/Feb/99
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