GUÍA PARA RELLENOS SANITARIOS

EN PAÍSES EN DESARROLLO

 

____________

Agencia de Protección Ambiental

de los Estados Unidos (U.S. EPA)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

por:

CalRecovery, Inc.

725C Alfred Nobel Drive

Hercules, California 94547

EUA

1997

Sumario

Capítulo

Página

1.

Introducción

1-1

1.1

Antecedentes

1-1

1.2

Necesidades de un documento de orientación

1-3

1.3

Objetivo

1-5

1.4

Alcance del documento

1-5

2.

Principios Básicos de Rellenos Sanitarios

2-1

2.1

Introducción

2-1

2.2

Características de los residuos sólidos generados, desviados y dispuestos

2-2

2.3

Recolección de residuos sólidos en las áreas marginales

2-3

2.4

Sitios de disposición final de residuos sólidos

2-3

2.5

Principios del relleno sanitario

2-4

2.6

Métodos de operación de un relleno sanitario

2-6

2.7

Clausura de un botadero a cielo abierto

2-9

2.8

La función de los segregadores de residuos sólidos

2-9

Referencias

2-10

3.

Legislación Sobre Rellenos Sanitarios

3-1

3.1

Introducción

3-1

3.2

Australia (Perth, Australia Occidental)

3-1

3.3

Francia

3-2

3.4

Guatemala

3-4

3.5

Japón

3-7

3.6

México

3-9

3.7

Países Bajos

3-10

3.8

Paraguay

3-11

3.9

Perú

3-11

3.10

Sudáfrica

3-13

3.11

Estados Unidos de América

3-14

3.12

Conclusiones

3-15

Referencias

3-18

4.

Caracterización de los Residuos Sólidos

4-1

4.1

Tipos principales de residuos sólidos

4-5

4.2

Tipos de residuos sólidos

4-7

4.3

Cantidades y características de los residuos sólidos dispuestos

4-17

Referencias

4-27

5.

Impactos en los Rellenos Sanitarios de la Desviación de Residuos Sólidos

5-1

5.1

Introducción

5-1

5.2

Tipos de programa de desviación y sus impactos de los mismos

5-2

5.3

Características típicas de los residuos sólidos

5-5

5.4

Impactos generales de los programas de desviación de residuos sólidos

5-5

5.5

Impactos en los rellenos sanitarios de la desviación de residuos sólidos

5-8

6.

Selección del Sitio

6-1

6.1

Aspectos no geológicos

6-1

6.2

Aspectos geológicos

6-12

6.3

Clasificación propuesta para la selección de lugares

6-39

Referencias

6-47

7.

Infraestructura

7-1

7.1

Generalidades

7-1

7.2

Vías de circulación vehicular

7-2

7.3

Drenaje

7-4

7.4

Medición del peso (básculas)

7-5

7.5

Agua, electricidad y otros servicios

7-7

7.6

Estructuras

7-7

7.7

Cercado

7-8

7.8

Instalaciones para el lavado de vehículos

7-9

7.9

Áreas para cargas calientes

7-12

7.10

Otras instalaciones de apoyo

7-13

Referencias

7-15

8.

Diseño y Construcción

8-1

8.1

Consideraciones sobre el sitio para un relleno sanitario

8-1

8.2

Criterios generales de diseño

8-6

8.3

Tipos de relleno

8-9

8.4

Diseño y construcción de celdas

8-10

8.5

Contorno del relleno sanitario

8-20

8.6

Revestimiento de la base

8-22

8.7

Cobertura final

8-36

8.8

Uso de la tierra disponible

8-46

8.9

Garantía de la calidad de la construcción

8-46

8.10

Controles de las aguas subterráneas

8-50

8.11

Manejo de las aguas superficiales

8-51

8.12

Manejo del lixiviado

8-53

8.13

Manejo del gas del relleno sanitario

8-55

8.14

Previsiones para la recuperación de materiales

8-57

8.15

Disposición de residuos sólidos peligrosos (relleno de seguridad)

8-57

8.16

Disposición final combinada de diferentes tipos de residuos

8-63

8.17

Clausura del relleno sanitario

8-65

8.18

Uso del relleno sanitario luego de su clausura

8-67

Referencias

8-67

9.

Selección del Equipo

9-1

9.1

Consideraciones generales

9-1

9.2

Factores de selección

9-4

9.3

Categorías claves para el uso del equipo

9-6

9.4

Tipos de equipo

9-9

9.5

Inspección y mantenimiento

9-27

9.6

Requerimientos de equipo

9-28

Referencias

9-28

10.

Operación

10-1

10.1

Introducción

10-1

10.2

Procedimientos generales

10-1

10.3

Procedimientos específicos de operación

10-21

10.4

Control de rendimiento

10-34

10.5

Control ambiental

10-40

Referencias

10-48

11.

Procesos de Relleno Sanitario

11-1

11.1

Introducción

11-1

11.2

Procesos claves

11-2

11.3

Densidad en el sitio

11-12

11.4

Asentamiento

11-13

Referencias

11-15

12.

Formación de Lixiviado y Balance Hidráulico

12-1

12.1

Balance hidráulico

12-1

12.2

Migración de lixiviado

12-8

12.3

Características del lixiviado

12-9

Referencias

12-12

13.

Sistemas de Colección y Manejo de Lixiviado

13-1

13.1

Introducción

13-1

13.2

Identificación y selección del revestimiento

13-2

13.3

Sistemas de colección de lixiviado

13-2

13.4

Remoción y almacenamiento de lixiviado

13-7

13.5

Alternativas de manejo

13-10

13.6

Rellenos sanitarios existentes no revestidos

13-14

13.7

Resumen

13-15

Referencias

13-16

14.

Extracción y Uso del Gas del Relleno Sanitario

14-1

14.1

Producción de gas y su calidad en relación al tiempo

14-1

14.2

Aspectos de seguridad

14-6

14.3

Diseño básico de los sistemas de extracción de gases

14-7

14.4

Uso del gas del relleno sanitario

14-14

14.5

Información sobre el número y tipo de proyectos a nivel mundial

14-20

Referencias

14-20

15.

Recuperación y Utilización de Recursos

15-1

15.1

Introducción

15-1

15.2

Recuperación mecánica

15-2

15.3

Recuperación manual

15-4

15.4

Impactos de la separación y recuperación de residuos

15-5

Referencias

15-10

16.

Administración y Registro de Datos

16-1

16.1

Responsabilidades de la administración

16-1

16.2

Control del funcionamiento

16-7

16.3

Control ambiental

16-11

Referencias

16-12

17.

Clausura, Posclausura y Acción Correctiva

17-1

17.1

Introducción

17-1

17.2

Plan de clausura

17-3

17.3

Plan de posclausura

17-8

17.4

Costos de la clausura y posclausura

17-9

17.5

Uso del sitio y problemas de desarrollo

17-11

17.6

Clausura de botaderos y acción correctiva

17-15

17.7

Explotación y rehabilitación de un relleno

17-36

Referencias

17-43

18.

Consideraciones Económicas

18-1

18.1

Introducción

18-1

18.2

Métodos potenciales de reducción de costos

18-4

18.3

Costos de operación y de capital

18-6

18.4

Costos asociados con el equipo del relleno sanitario

18-12

Referencias

18-15

Apéndice A.- Referencias Adicionales

 

Capítulo 1

Introducción

1.1 Antecedentes

En muchos países en desarrollo, la capacidad para manejar los residuos sólidos de manera eficaz y segura se ve limitada por la escasez de recursos técnicos y financieros. Estas limitaciones para manejar los residuos sólidos generalmente se manifiestan en un almacenamiento inadecuado en el punto de generación, en una recolección ineficiente y deficiente, y en una disposición final insatisfactoria. El rápido crecimiento de la población y de la economía, combinados con la falta de capacitación en el manejo moderno de residuos sólidos, complica aún más los esfuerzos para mejorar los servicios relacionados con esos residuos. Actualmente se están realizando algunas mejoras importantes en los sistemas de manejo de residuos sólidos de los países en desarrollo con respecto al almacenamiento y a la recolección de los residuos sólidos; sin embargo, el alcance de estas mejoras en las prácticas de disposición final es muy limitado.

Generalmente, la disposición final de los residuos sólidos urbanos, en muchos lugares del mundo en desarrollo, consiste en transportar los residuos sólidos recolectados al espacio abierto disponible más cercano para descargados. Los únicos que tienen interés en que los residuos sólidos sean descargados así son las personas que segregan materiales considerados útiles y las aves y otros animales que buscan alimentos. En algunos casos, se queman los residuos sólidos para reducir su volumen y para evitar la presencia de animales e insectos. Este manejo inadecuado trae problemas, tales como la contaminación de las aguas superficiales y subterráneas, migración de gas del botadero, desparramo de residuos, olores y la presencia de insectos. En la figura 1-1 se observan sitios típicos de disposición final en países en desarrollo.

En años recientes se han propuesto el reciclaje, el compostaje y la incineración como métodos para minimizar la disposición final de residuos sólidos en el suelo. Muchos países industrializados han puesto en práctica estas alternativas a gran escala durante los últimos cinco a diez años, para reducir la disposición final de los residuos sólidos en el suelo. Sin embargo, aún las prácticas de recuperación de materiales y energía generan residuos sólidos que deben disponerse en el suelo. Un enfoque prometedor y apropiado, que ha ganado popularidad en los países en desarrollo, consiste en la disposición final de residuos sólidos en rellenos, con el objeto de mejorar la práctica de disposición final de los mismos, hasta tal punto que merezca la designación de "relleno sanitario moderno". La disposición final en rellenos sanitarios (disposición final controlada de residuos sólidos en el suelo), especialmente si se integra con algún tipo de recuperación de materiales, es adecuada para los países en desarrollo debido a su flexibilidad, relativa sencillez y al bajo costo de este método de disposición final de residuos sólidos. Además, en muchos países en desarrollo, los residuos sólidos tienen un alto contenido de humedad y son fácilmente biodegradables; por lo tanto, el relleno sanitario es un método apropiado para estabilizar los residuos sólidos. La naturaleza de los residuos sólidos (fácilmente degradables) y el uso de prácticas modernas de relleno sanitario también se pueden combinar para proveer beneficios potenciales a la comunidad en términos del mejoramiento de tierras marginales o usos de

Figura 1-1. Ejemplos de sitios típicos de disposición final de residuos sólidos en países en desarrollo

suelo más importantes, y en términos de realizar operaciones sostenibles de relleno sanitario (por ejemplo, reusar el mismo volumen ocupado por los residuos sólidos colocados en el relleno al inicio de la operación).

1.2 Necesidad de un documento de orientación

Muchos municipios de los países en desarrollo no pueden adoptar el uso de rellenos sanitarios debido a la falta de información práctica y confiable, compilada en un documento de orientación destinado específicamente para estos países. El presente documento trata en lo posible de cubrir este vacío mediante la descripción y explicación de tecnologías y procedimientos comprobados en la práctica. En el documento, se explican brevemente los principios básicos y se proporciona una orientación clara y concisa para aplicar las tecnologías.

Los escasos documentos disponibles en muchos países en desarrollo sobre la disposición final de residuos sólidos en rellenos sanitarios, se basan en tecnologías y prácticas adecuadas a condiciones y requerimientos de los países industrializados. Sin embargo, las tecnologías y prácticas que son convenientes para los países industrializados rara vez pueden transferirse con éxito a los países en desarrollo, sin haberse adecuado a las condiciones locales. Este documento presenta métodos para planificar y poner en práctica los rellenos sanitarios. Los métodos abarcan una variedad de prácticas que van desde sistemas complejos de ingeniería, diseñados para controlar y reducir los impactos en la salud y seguridad humana, hasta sistemas menos complejos que están al alcance de, particularmente, las comunidades pequeñas en los países en desarrollo a la vez que se promueve el control aceptable del impacto de la disposición final de los residuos sólidos en el suelo.

Este documento presenta sugerencias para la revisión y evaluación de la posibilidad de poner en práctica los rellenos sanitarios, basadas en los mejores criterios de ingeniería. El documento busca ser lo suficientemente amplio y general para cubrir la gran variedad de condiciones (técnicas, normativas, sociales, económicas, institucionales y otras) que existen en los países en desarrollo y no proporciona reglas rígidas que se puedan aplicar a todas las circunstancias. El documento ayudará a los usuarios a tomar decisiones de una manera lógica, definida y bien documentada. Sólo se usa el análisis y el diseño de ingeniería integral y detallado cuando es la única manera de explicar un concepto complejo. Las descripciones específicas, cuadros, bocetos y dibujos se usan liberalmente para transmitir los conceptos importantes al lector. Las referencias están citadas en cada sección del documento en caso que el lector desee consultar más detenidamente un tema específico. Las referencias han sido seleccionadas teniendo en cuenta su accesibilidad a los lectores. Además, se incluye una lista de otras publicaciones pertinentes al final del documento en el Apéndice A.

1.3 Objetivo

El objetivo central de este documento es proveer a los responsables del manejo de residuos sólidos las herramientas básicas para el desarrollo, la puesta en marcha y el control de un relleno sanitario. Los objetivos secundados incluyen la provisión de la información necesaria para tomar decisiones inteligentes sobre el grado de complejidad de un diseño específico para un relleno sanitario, así como sus ventajas y desventajas, y de los pasos requeridos para convertir un botadero a cielo abierto (vertederos sin control alguno) en un relleno sanitario. La información que se presenta en este documento de orientación toma en cuenta los limitados presupuestos y recursos de los países en desarrollo, así como el impacto de estas limitaciones en la capacidad de un país o comunidad para planificar y poner en marcha un relleno sanitario.

1.4 Alcance del documento

Este documento trata sobre los aspectos principales de la planificación, construcción y operación de un relleno sanitario. Pone énfasis en las condiciones, tecnologías y prácticas que existen en los países en desarrollo. Sin embargo, su amplia cobertura permite la inclusión de niveles técnicos propios de las zonas metropolitanas de los países en desarrollo. La gama de situaciones presentada en este documento brinda normas de disposición final mínimas y aceptables. Conforme crece la economía y la urbanización de las ciudades, la capacidad operativa y los presupuestos de las entidades responsables del saneamiento básico pueden aumentar lo suficiente como para imponer normas más estrictas de diseño y operación en la disposición final de residuos sólidos.

Este documento empieza con una descripción de los principios básicos (definiciones, principios) del uso de rellenos sanitarios y posteriormente examina todos los aspectos de la práctica, desde la planificación hasta la puesta en marcha. Está dirigido principalmente a los ingenieros, los planificadores y el personal operativo. Sin embargo, también es útil para los gerentes y funcionarios públicos de alto nivel, responsables de la planificación y del presupuesto. Los funcionarios municipales, al revisar este documento, pueden tomar conciencia de los aspectos y los complejidades del relleno sanitario y de su importancia en el manejo de los residuos sólidos para proteger al público y al ambiente.

El documento ha sido preparado de tal manera que el diseño y la operación del lugar de disposición final pueda mejorarse a medida que haya más recursos económicos y técnicos. Además, el documento de orientación contiene guías que son aplicables a muchas comunidades pequeñas en todo el mundo. El documento describe el diseño y la operación de rellenos sanitarios muy pequeños así como la metodología para mejorar un botadero a cielo abierto y convertirlo en un relleno sanitario.

 

 

Capítulo 2

Principios Básicos de los Rellenos Sanitarios

2.1 Introducción

Los rellenos sanitarios modernos se han desarrollado para contrarrestar las deficiencias del botadero a cielo abierto. Las deficiencias incluyen impactos adversos al ambiente y a la salud y seguridad del ser humano. El relleno sanitario, frente al botadero a cielo abierto, tiene las ventajas de crear una barrera entre el ambiente y los residuos sólidos; controlar y manejar las emisiones de gases provenientes de la descomposición de los residuos sólidos, y colectar y tratar el líquido lixiviado. Además, la práctica de rellenos sanitarios modernos implica que, una vez terminado el relleno sanitario, el sitio se debe dejar en condiciones ambientales similares a las originales y con un uso del suelo compatible con la instalación, lo cual, en varias situaciones, puede ser de beneficio a la comunidad.

La disposición final de residuos sólidos en rellenos sanitarios logra lo siguiente: 1) minimizar el contacto entre los residuos sólidos y el ambiente fuera del límite de relleno; 2) prevenir el acceso de insectos y roedores a los residuos sólidos; y 3) confinar los residuos sólidos dentro de un espacio definido. En consecuencia, los residuos sólidos están contenidos y, además, se administra y controla el impacto en la salud y la seguridad humana, y en la calidad ambiental.

Las cantidades y las características de los residuos sólidos que necesitan disposición final son dos de los factores más importantes que influencian el diseño y la operación de un relleno sanitario. Por ejemplo, para cierta capacidad de relleno y una serie de condiciones operacionales, la tasa de disposición de residuos sólidos determina la vida útil del relleno sanitario. También, la existencia, o futura puesta en marcha, de programas de reciclaje influencia las cantidades de residuos sólidos que eventualmente requerirán disposición final.

Por lo tanto, un análisis de un proyecto de relleno sanitario requiere que las tasas existentes y futuras de reciclaje sean consideradas. Dado que uno de los primeros puntos de consideración en el diseño de un relleno sanitario es la tasa de disposición final, la siguiente subsección trata sobre los residuos sólidos y los factores que influencian las cantidades que serían producidas para su disposición final (es decir, los residuos sólidos dispuestos).

2.2 Características de los residuos sólidos generados, desviados y dispuestos

Las cantidades de residuos sólidos que requieren disposición final son los que permanecen después que cualquier tipo de desviación de materiales se ha realizado (por ejemplo, después del reciclaje, compostaje, etc.) La desviación de materiales se puede llevar a cabo en varios lugares y en cualquier momento dentro del sistema de manejo de los residuos sólidos. Para fines de este documento, los residuos sólidos generados son los que se producen en el punto de generación y que, eventualmente, se recolectan. Los residuos sólidos generados excluyen cualquier residuo cuyo procesamiento sea ambientalmente aceptable dentro de la propiedad del generador. Existen diversas fuentes de generación; las principales se clasifican como residenciales, comerciales, institucionales e industriales. Además, hay varios subtipos de fuentes principales. Por ejemplo, los habitantes de edificios de apartamentos son un subtipo de los generadores residenciales y los mercados son un subtipo de los generadores comerciales. Dado que los países industrializados tienen una cobertura de recolección de casi 100%, la cantidad de residuos sólidos que se recoge es casi igual a la generada. Por otro lado, en los países en desarrollo, debido a diversas razones, la cantidad de residuos sólidos recolectados generalmente es mucho menor que la generada. Esta situación debe considerarse al planificar un sistema de recolección y disposición final. También deben tomarse en cuenta las tendencias de crecimiento de la población y de la economía cuando se determina la generación de residuos sólidos para un período de planificación.

Después que los residuos sólidos son recolectados, ellos pueden ser dispuestos o reciclados. Por lo tanto, los residuos sólidos generados equivalen a la suma de los residuos sólidos dispuestos mas los reciclados (o materiales secundarios). Los rellenos sanitarios, por definición, sólo incluyen a los residuos sólidos destinados a la disposición final (es decir, los residuos sólidos dispuestos).

Una discusión adicional con respecto a la desviación de residuos sólidos y sus impactos en las características de los residuos sólidos dispuestos se presenta en el capítulo 5.

2.3 Recolección de residuos sólidos en las áreas marginales

Las áreas marginales abarcan poblaciones que carecen de servicios básicos de saneamiento y que están generalmente, fuera del control gubernamental. Las poblaciones de las áreas marginales son a veces más grandes que la de la comunidad formal. Independientemente de su tamaño, las poblaciones de las áreas marginales constituyen centros de generación de residuos sólidos y, si sus residuos sólidos van a ser recolectados y dispuestos, estas cantidades deben considerarse durante la planificación de un sistema de manejo de residuos sólidos.

2.4 Sitios de disposición final de residuos sólidos

Este documento de orientación abarca dos tipos de disposición final de residuos sólidos: los rellenos sanitarios y los botaderos a cielo abierto. La mayor parte del mismo trata sobre el relleno sanitario; sin embargo, a lo largo de todo el documento se hace referencia a los botaderos a cielo abierto y una parte del mismo describe medidas correctivas aplicables a ellos. Un relleno sanitario se diferencia de un botadero a cielo abierto en que el relleno sanitario implica un diseño de ingeniería con una variedad de sistemas para controlar el impacto de la disposición final en la salud y la seguridad humana, y en el ambiente. Un botadero a cielo abierto es un método de disposición final sin control, que no ha sido el resultado de un diseño de ingeniería.

En este documento, se define al lugar de disposición final de residuos sólidos como la porción de terreno en la cual los residuos sólidos se entierran y cualquier espacio circundante dentro de sus límites. La propiedad circundante puede servir corno una zona de amortiguación, para apoyar las operaciones y las instalaciones relacionadas con el relleno sanitario (por ejemplo, el mantenimiento), las actividades no relacionadas (por ejemplo, depósitos de reciclaje) o para instalar rutas de acceso, caminos internos, etc.

2.5 Principios del relleno sanitario

Las definiciones aceptadas de lo que constituye un relleno sanitario moderno se basan en el concepto de aislar los residuos sólidos del ambiente hasta que se estabilicen y se tomen inocuos mediante procesos naturales biológicos, químicos y físicos. Las diferencias principales entre las definiciones de un relleno sanitario dependen del grado de aislamiento y de los medios de efectuado. En los países industrializados, el grado de aislamiento considerado necesario para proteger el ambiente, y la salud y la seguridad humana es generalmente mucho más elevado del que sería técnica y económicamente práctico en muchos países en desarrollo. En vados países industrializados, el alto nivel de contención requiere un diseño de ingeniería complejo y costoso.

Debe destacarse el uso apropiado de la definición de un relleno sanitario moderno porque, en muchos países en desarrollo, cualquier sitio de disposición final (sea un botadero o un relleno controlado) se califica comúnmente como "relleno sanitario". El uso del término conduce a la confusión y al escepticismo, en particular entre el público, y, de hecho, impide la aceptación de mejores condiciones sanitarias y desalienta la asignación de los recursos financieros que se requieren para este tipo de proyectos.

En los años sesenta y a principios de los años setenta, la definición de un relleno sanitario en los Estados Unidos y en otros países industrializados fue principalmente prescriptiva y exigía un diseño de ingeniería y la compactación de los residuos sólidos, seguido por la cobertura con una capa de tierra al finalizar cada jornada de trabajo. Durante este período, la distinción principal entre un relleno sanitario y un botadero a cielo abierto era la cobertura diaria con tierra [1,2].

A fines de los años setenta, esa definición se había tornado más explícita en los Estados Unidos, en cuanto a los requisitos de funcionamiento: "un relleno sanitario es un lugar de disposición final en el suelo, en el cual se usa un método diseñado de disposición final de residuos sólidos, de manera tal que se controlan los riesgos ambientales al esparcir los residuos sólidos en capas delgadas, al compactar los residuos sólidos al volumen práctico más pequeño y al aplicar y compactar el material de cobertura al finalizar cada jornada de trabajo".

Desde entonces, las definiciones del relleno sanitario se han ampliado y modificado para incluir la instalación de un revestimiento impermeable, así como disposiciones para colectar y tratar el lixiviado, para manejar el agua dentro y alrededor del relleno, y para controlar el gas del relleno sanitario. Sin embargo, a pesar de las ampliaciones, todas las definiciones incluyen tres requisitos básicos:

  1. compactar los residuos sólidos para conservar el recurso tierra, controlar el asentamiento, optimizar el proceso del relleno, o una combinación de estas razones;
  2. cubrir los residuos sólidos diariamente con material de cobertura para controlar el riesgo que representan los residuos sólidos; y
  3. controlar o prevenir el impacto ambiental adverso de los residuos sólidos dispuestos en el suelo sobre los recursos suelo, agua y aire, y su impacto posterior en la salud y seguridad pública.

Para ajustarse a la definición de un relleno sanitario moderno, éste debe reunir las tres condiciones claves anteriormente mencionadas, independientemente de la etapa de desarrollo del país en el cual está ubicado. Sin embargo, satisfacer las tres condiciones puede ser tecnológica y económicamente difícil o poco práctico en varios países en desarrollo. En consecuencia, la meta inmediata o de corto plazo debe centrarse en cumplir con las condiciones en la medida de lo posible, bajo las circunstancias existentes. La meta a largo plazo debe ser que las tres condiciones sean totalmente satisfechas. Se recomienda este enfoque, ya que los beneficios asociados con un relleno sanitario moderno sólo se cumplen cuando la instalación satisface plenamente las tres condiciones básicas. La más importante es la prevención del impacto negativo en la salud pública y el ambiente.

En la figura 2-1, se presenta un esquema que muestra las condiciones básicas y los procesos claves de un relleno sanitario. La figura 2-2 es la fotografía de un relleno sanitario.

2.6 Métodos de operación de un relleno sanitario

En este documento de orientación, se describen los métodos principales para la construcción de rellenos sanitarios (por ejemplo, método de área, método de trinchera, etc.). Independientemente del tipo de construcción, la operación adecuada de la disposición final en el suelo es uno de los aspectos claves del relleno sanitario. Los rellenos sanitarios modernos se operan como sistemas. En consecuencia, el manejo, el control y la evaluación de las operaciones son elementos importantes para asegurar el uso de prácticas seguras y ambientalmente adecuadas. Los rellenos sanitarios modernos usan comúnmente equipo pesado y maquinaria hidráulica y eléctrica (por ejemplo, bombas, aspersores, etc.) que requieren capacitación y habilidad para operarlos y mantenerlos en condiciones óptimas.

2.7 Clausura de un botadero a cielo abierto

El uso de las prácticas modernas de relleno sanitario puede mejorar o clausurar un botadero a cielo abierto. La prevalencia de botaderos a cielo abierto en los países en desarrollo permite aplicar métodos de clausura y mantener los lugares de disposición final después de su vida activa. Los métodos de ingeniería presentados en este documento de orientación pueden usarse para analizar y seleccionar las alternativas para el control o eliminación de las consecuencias adversas de los botaderos a cielo abierto en la salud y seguridad humana, y en el ambiente. Las alternativas incluyen cubrir el botadero o trasladar el contenido de un botadero a cielo abierto a un relleno sanitario.

 

 

Figura 2-1. Aspectos claves de un relleno sanitario

Figura 2-2. Ejemplo de un relleno sanitario moderno

2.8 La función de los segregadores de residuos sólidos

Dos tipos de segregación de residuos sólidos son pertinentes en la planificación, puesta en marcha y operación de los lugares de disposición final en el suelo en los países en desarrollo. En primer término, la segregación de residuos sólidos entre el punto de generación y el sito de disposición final influye en la cantidad de residuos sólidos que serán dispuestos. Por lo tanto, los procesos de segregación deben ser considerados al estimar las cantidades y las características de los residuos sólidos.

En segundo lugar, la segregación de residuos sólidos es una actividad generalizada en los vertederos de los países en desarrollo (al contrario de la situación en la mayoría de los países industrializados) y se espera que ocurra en los nuevos lugares de disposición final a menos que se apliquen políticas o programas para prevenir esa práctica. Dado que los segregadores forman parte de la estructura socioeconómica, su desplazamiento de un lugar de disposición final puede tener muchas consecuencias directas e indirectas. Mientras que la segregación de residuos sólidos sin supervisión ni control es perjudicial para la salud y la seguridad de las personas que realizan esta actividad, así como para el personal que opera la instalación, no es estrictamente necesaria la exclusión de los segregadores en los lugares de disposición final si sus actividades se administran y controlan apropiadamente. Este documento describe el impacto de la segregación de residuos sólidos y los métodos para incorporar, de manera adecuada, a los segregadores en el manejo general de la disposición final de residuos sólidos.

Referencias

  1. Sorg, T.J., H.L. Hickman, Sanitary Landfill Facts, SW-4ts, U.S. H.E.W. Public Health Service, National Center for Urban and Industrial Health, Solid Waste Program, Cincinnati, Ohio, EUA, 1968.
  2. Sanitary Landfill Planning Design, and Operation, Div. General Engineering and Radiological Health, New York State Dept. of Health, Albany, New York, EUA, 1968.

 

Capítulo 3

Legislación Sobre Rellenos Sanitarios

3.1 Introducción

No se puede ejecutar una estrategia de manejo de residuos sólidos sin el apoyo y la dirección de un marco legal adecuado. La legislación sobre el tema debe redactarse cuidadosamente y debe incluir una sede de normas y reglamentos que orienten el manejo de los residuos sólidos. La legislación no sólo debe incluir procedimientos para controlar las descargas (líquidas y gaseosas), sino también metodologías para supervisar y hacer cumplir los reglamentos. De manera ideal, la legislación debe ser sucinta, justa y eficaz en función de los costos. Además, antes de su promulgación, debe llevarse a cabo un análisis minucioso de los efectos potenciales de las leyes en términos de protección de la salud pública, preservaron ambiental e influencia general en el desarrollo económico.

A continuación se presenta una breve descripción de la legislación relacionada con residuos sólidos, vigente o en proyecto, de algunos países.

3.2 Australia (Perth, Australia Occidental)

Inicialmente, los criterios para el manejo de rellenos sanitarios en Australia Occidental se emitieron en un documento para discusión en enero de 1992. Los criterios finales, editados en octubre de 1993, presentan comentados de organismos gubernamentales, gobiernos locales, el sector privado, organizaciones no gubernamentales y el público en general sobre el documento para discusión.

Los criterios se aplican a todos los rellenos sanitarios oficiales del área metropolitana de Perth y a otras áreas, según lo determine el director ejecutivo de salud pública.

Los reglamentos para Australia Occidental son integrales y proporcionan orientación en todos los aspectos del diseño y la operación de rellenos sanitarios. Así, se hacen sugerencias sobre zonas de amortiguamiento, requisitos generales (cercado, caminos, control de plagas, control de incendios, compactación, supervisión y otros), pesaje, control de la contaminación del agua y manejo de los sitios después de su clausura.

3.3 Francia

La nueva Ley Francesa de Protección Ambiental se aprobó en julio de 1992. Esta ley ha tenido gran impacto en el contenido y el manejo de los rellenos sanitarios. La nueva ley refuerza dos leyes existentes y hace un esfuerzo por reducir la generación de residuos sólidos, incrementar el valor de los residuos sólidos a través de la recuperación de recursos, tratar los residuos sólidos cuyo valor no puede incrementarse y almacenar los residuos sólidos finales (derivados del tratamiento de residuos sólidos). La disposición final de residuos sólidos formará parte de un plan integrado de manejo de residuos sólidos y será parte de la etapa final en ‘a jerarquía de tratamiento de residuos sólidos a desarrollarse para cada departamento y región.

Este ambicioso esfuerzo para manejar los residuos sólidos será financiado a través de un impuesto que se recaudará por cada tonelada de residuos sólidos municipales depositado en los rellenos sanitarios. El impuesto será recaudado por la Agencia Ambiental Francesa (ADEME). Los fondos recaudados se emplearán para desarrollar nuevas técnicas de manejo de residuos sólidos, a fin de tratar los residuos sólidos domésticos y comerciales antes de su disposición final.

En el momento en que se aprobó la ley, se calculó que más del 95% de los residuos sólidos municipales se recogía y se trataba en el país. De manera similar, la tasa de recolección y tratamiento de residuos sólidos comerciales era relativamente alta. Por otro lado, aproximadamente 80 millones de toneladas de residuos sólidos peligrosos generados en el país cada año no se manejan adecuadamente. La nueva ley tiene por objetivo mejorar las prácticas de manejo de estos residuos.

Las primeras medidas tomadas por los legisladores y operadores de rellenos sanitarios se orientaron hacia la seguridad del relleno sanitario. La legislación exige requisitos técnicos estrictos, particularmente en la selección de sitios para rellenos sanitarios de residuos sólidos municipales. La nueva legislación define claramente los criterios para la selección de sitios, aspectos geológicos e hidrogeológicos, requiere que los revestimientos tengan una permeabilidad y espesor mínimos, y determina el manejo del lixiviado y el gas del relleno sanitario.

Debido a que es difícil predecir el período de vida de los residuos sólidos confinados, la nueva legislación trata de permitir sólo la disposición final de los residuos sólidos "más seguros" en los rellenos sanitarios. Por lo tanto, la nueva legislación introduce el concepto de residuo sólido "final". Según la ley, después del año 2002, sólo los residuos sólidos finales serán destinados al relleno sanitario. Los residuos sólidos finales pueden o no ser el resultado del tratamiento de residuos sólidos crudos. Los residuos sólidos finales son aquellos que ya no pueden ser tratados bajo las condiciones técnicas y económicas actuales, particularmente para reducir su potencial de contaminación a su grado de riesgo. En consecuencia, la definición de residuos sólidos finales aún está en evolución.

La ley de 1992 requiere el desarrollo de planes departamentales y regionales para el manejo y la disposición final de residuos sólidos. Los planes deben ser discutidos y aceptados por todos aquellos que participan en el manejo de residuos sólidos, tanto a nivel local como regional.

La cantidad y la composición de los residuos sólidos que requieren disposición final dependerán de las decisiones tomadas para la estructuración de los planes regionales y de las soluciones adoptadas para el tratamiento de residuos sólidos.

Pueden identificarse tres categorías principales de residuos sólidos finales - residuos sólidos finales provenientes de residuos sólidos peligrosos, residuos sólidos finales de RSM (residuos sólidos municipales), y residuos sólidos finales derivados del tratamiento de emisiones gaseosas provenientes de la incineración de residuos sólidos municipales.

La ley indica que la ceniza fina de los incineradores de RSM debe estabilizarse y cumplir con ciertos criterios. En general, la ceniza fina no cumple con los criterios y, en consecuencia, se espera que va a tener que ser solidificada y estabilizado.

La legislación ha hecho un intento por clasificar los diferentes tipos de residuos sólidos finales de RSM. Los RSM se dividen en varias categorías según su comportamiento potencial en el relleno sanitario.

Se espera que la ley de julio de 1992 tenga un impacto bastante importante en la cantidad y en la composición de los residuos sólidos que se disponen en un relleno sanitario. Actualmente, la mayoría de los residuos sólidos se incineran o se destinan a rellenos sanitarios. La nueva ley promoverá varias opciones de tratamiento a fin de reducir la cantidad de residuos sólidos destinados a rellenos sanitarios y de disminuir su contenido orgánico [3,4].

3.4 Guatemala

La principal ley ambiental en Guatemala es la Ley de Protección y Mejora del Ambiente. El Código de Salud es el principal instrumento legal en lo referente a aspectos sanitarios. El Código de Salud asigna al Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social la responsabilidad de dictar normas y reglamentos para la recolección, tratamiento y disposición final de residuos sólidos. El Código de Salud, a su vez, requiere que los municipios de Guatemala adopten las normas dictadas por el Ministerio de Salud Pública y Asistencia Social. El Código Municipal Guatemalteco da autoridad a los municipios para que establezcan, modifiquen y presten servicios para la recolección y disposición final de residuos sólidos municipales. Además, requiere que los municipios garanticen a la población el funcionamiento eficiente, seguro, continuo, cómodo e higiénico del servicio de manejo de residuos sólidos. En 1988, el Decreto 58-88 del Código Municipal incorporó una sede de artículos sobre saneamiento. En particular, el artículo 31 indica que se prestarán y administrarán servicios públicos mediante cualquiera de las dos modalidades: directamente por los municipios y/o por el sector privado, a través de franquicias asignadas en conformidad con la ley. Además, el artículo 40 indica que los municipios deben prestar servicios de saneamiento, barrido de calles, así como de recolección, tratamiento y disposición final de los residuos sólidos.

La constitución de Guatemala también otorga a cada ciudadano el derecho y la obligación a participar activamente en la planificación, ejecución y evaluación de programas referentes a la salud pública. Los requisitos establecidos por la constitución están reforzados por los códigos de salud y los códigos civiles que obligan a cada ciudadano a obedecer y cumplir con los reglamentos relacionados con la salud pública.

El Código de Salud, el Código Municipal y la Ley para la Protección y Mejora del Ambiente establecen sanciones administrativas, mientras que el Código Penal establece sanciones judiciales. Las sanciones administrativas son aplicadas por las entidades administrativas y las penales por los tribunales de la ley. La imposición de sanciones administrativas ha sido difícil debido a la dispersión de la legislación existente y a la duplicidad de diversas entidades administrativas. Además, la aplicación de la legislación existente es una tarea difícil, debido a que es ineficiente e ineficaz.

Varios instrumentos legales en Guatemala requieren el desarrollo y la ejecución de reglamentos para tratar específicamente el manejo de residuos sólidos. Lamentablemente, hasta ahora, no se han elaborado esos reglamentos.

Constitucionalmente, Guatemala reconoce el derecho fundamental a la salud. En principio, todos, el gobierno, las instituciones y los individuos, están obligados a cuidar la salud de cada ciudadano. La reglamentación y el control de residuos sólidos tiene especial importancia debido al potencial impacto negativo de los residuos sólidos en la salud pública y el ambiente. Existen diversas leyes y reglamentos guatemaltecos que tratan sobre el manejo de residuos sólidos en el país.

Los reglamentos primados de la ley ambiental nacional son: la Constitución Política de la República, la Ley de Protección y Mejora del Ambiente, el Código de Salud y el Código Municipal.

Los reglamentos específicos que tratan sobre el manejo de los residuos sólidos no se han desarrollado a nivel nacional. Los municipios no tienen reglamentos que estipulen el control del emplazamiento, diseño, construcción y operación de instalaciones para el manejo de residuos sólidos (por ejemplo, estaciones de transferencia, plantas de reciclaje y rellenos sanitarios).

El control ambiental de los servicios municipales de residuos sólidos es responsabilidad de los municipios. Sin embargo, en la mayoría de los municipios, la selección de las instalaciones de disposición final de residuos sólidos no considera los intereses ambientales o los potenciales impactos sanitarios negativos.

3.5 Japón

En Japón, la Ley de Disposición final de Residuos sólidos y Limpieza se promulgó en 1970 y se enmendó en 1991. En 1991, el Ministerio de Salud y Bienestar impulsó a los gobiernos locales para que construyan o reacondicionen sus instalaciones para el tratamiento de residuos sólidos y las inversiones se promovieron gracias a los subsidios del gobierno central. El programa de subsidios se inició en 1963 y se revisa cada cinco años. Los esfuerzos de planificación de los municipios tienen la orientación técnica de las guías que se publican bajo la dirección del Ministerio de Salud y Bienestar.

Desde la publicación de las primeras normas para los rellenos sanitarios, en 1979, las características de los residuos sólidos que se disponen han cambiado sustancialmente. Además, los sitios adecuados para el establecimiento de rellenos sanitarios se han vuelto cada vez más escasos. Las nuevas normas para rellenos sanitarios se promulgaron en 1988 y se ha preparado un nuevo documento de orientación técnica.

En 1989, en el Japón había más de 2.300 rellenos que recibían aproximadamente 34% del total de residuos sólidos municipales (incluidos residuos sólidos voluminosas).

Algunas de las políticas fundamentales de la disposición final en Japón pueden resumiese del siguiente modo:

Por lo tanto, de acuerdo con las políticas establecidas en los párrafos anteriores, los criterios para la disposición final de residuos sólidos se presentaron en la Orden de Cumplimiento de la Ley de Disposición Final de Residuos Sólidos. Los criterios se formularon con la finalidad de: 1) prevenir la contaminación de aguas superficiales y subterráneas por causa del lixiviado; 2) promover la reducción y la estabilización de residuos sólidos antes de la disposición final en el suelo a través de tecnologías apropiadas; y 3) adoptar la práctica del relleno sanitario para controlar olores, desparramos de residuos sólidos y vectores.

La ley de disposición final de residuos sólidos requiere que el propietario u operador de un relleno sanitario opere y mantenga el lugar según los criterios establecidos en el Mandato de 1977 del Ministerio de Salud y Bienestar, y la Oficina del Primer Ministro. También se le conoce como el "Mandato de 1977".

Los criterios técnicos requieren que los rellenos sanitarios que reciben RSM tengan un cercado perimetral, un letrero, un terraplén para contener residuos sólidos dentro del lugar, un sistema de revestimiento (si fuera necesario), sistemas de recolección y tratamiento de lixiviado (si procede), y de desviación y drenaje de aguas superficiales. Además, el diseño debe prevenir los deslizamientos y hundimientos.

El Mandato de 1977 requiere los siguientes procedimientos de operación y mantenimiento: control de la limpieza y del olor, control de incendios, cercado, actualización del letrero según sea necesario, inspección periódica del terraplén y revestimiento, control de gases explosivos, mantenimiento de las tuberías de lixiviado y drenaje, supervisión de aguas subterráneas, control de efluentes y escorrentías, aplicación de la cobertura final, registro y requisitos de clausura [4].

3.6 México

Actualmente existe un marco legal para el manejo de residuos sólidos en México a nivel federal, estatal y municipal. Sin embargo, las normas y reglas relacionadas con la ubicación, diseño, construcción, operación y supervisión de rellenos sanitarios no tienen los detalles técnicos adecuados. Si bien las normas y reglas aún no están suficientemente desarrolladas, el país tiene algunas ordenanzas básicas en cuanto al manejo de residuos sólidos y a la disposición final de residuos sólidos municipales en el suelo.

Las leyes definen los residuos sólidos no peligrosos y asignan responsabilidades para su manejo a las entidades federales y municipales. Las leyes también requieren que las entidades federales expidan reglamentos técnicos para regular la recolección, el tratamiento y la disposición final de todos los tipos de residuos sólidos.

La ley general de balance ecológico y protección ambiental, publicada en 1988 por la antigua Secretaría de Desarrollo Urbano y Ecología (SEDUE), derogó la Ley Federal de Protección Ambiental publicada en 1982 y brinda mayor flexibilidad de aplicación a nivel nacional. Esta ley delimita las responsabilidades que corresponden tanto al gobierno federal como a las entidades federales, de manera específica, a los estados y al Distrito Federal. Igualmente, la ley define una serie de criterios relacionados con la prevención de la contaminación del suelo originada por el manejo deficiente de los residuos sólidos.

La ley intenta prevenir y controlar la contaminación del suelo a través de la disposición final de residuos sólidos en rellenos sanitarios y mediante la autorización de confinamientos o depósitos para residuos sólidos. Prácticamente cada estado tiene una ley similar a la del gobierno federal. Existen artículos específicos que asignan responsabilidades al Estado para la selección de sitios de disposición final de residuos sólidos. Solo un número limitado de municipios cuenta con reglamentos para el manejo de residuos sólidos.

3.7 Países Bajos

La primera orden administrativa general para rellenos sanitarios en los Países Bajos se publicó en 1980. Esta orden compiló las primeras instrucciones sobre cómo operar un relleno sanitario y uno de sus aspectos más importantes fue que los residuos sólidos tenían que colocarse al menos 0,5 m por encima del nivel más alto de las aguas subterráneas. Además, se sugirió la instalación de un revestimiento de la base pero no como un requisito. Las instrucciones no suministraron información técnica adicional.

En 1985, la orden de 1980 fue reemplazada por una nueva orden general administrativa. La modificación más importante fue el requerimiento de un revestimiento de la base de los rellenos sanitarios. Sin embargo, no se proporcionaron normas técnicas al respecto. Se sugirió emplear revestimientos sintéticos y naturales.

En marzo de 1993, la legislación holandesa sobre rellenos sanitarios cambió considerablemente y se publicó una nueva ley sobre la protección ambiental y una nueva orden general administrativa para rellenos sanitarios. La nueva orden indicaba que los nuevos rellenos sanitarios que empezaban a operar después del 1 de marzo de 1995 debían reunir nuevos criterios técnicos y rellenos sanitarios que cerraban antes del 1 de marzo de 1995 tendrían que cumplir con la orden de 1985.

Algunos de los criterios técnicos más importantes señalados en la nueva orden se refieren a: 1) el uso de un sistema de revestimiento de la base; 2) la aplicación de un sistema de drenaje de lixiviado; 3) el uso de un sistema de control para proteger las aguas subterráneas; y 4) el uso de un sistema compuesto de recubrimiento final. El último conjunto de criterios se elaboró con mayor detalle técnico que el anterior.

3.8 Paraguay

Recientemente, el Ministerio de Salud Pública y Bienestar Social preparó un conjunto de anteproyectos de reglamentos nacionales y se espera que, en un futuro próximo, ellos se aprueben y se conviertan en ley.

La sección IX de los reglamentos se refiere a la disposición final sanitaria de residuos sólidos y estipula que debe realizarse de manera que se protejan los recursos naturales renovables y en conformidad con la tecnología del relleno sanitario.

Los reglamentos propuestos contienen requisitos mínimos para la selección del sitio de disposición final de residuos sólidos y su aprobación requiere la presentación de un documento técnico que trate temas pertinentes a la ubicación del mismo.

El proyecto de reglamento indica que un relleno puede operarse en los siguientes niveles: vertedero controlado (nivel l); relleno sanitario básico (nivel 2); relleno sanitario medio (nivel 3); y relleno sanitario avanzado (nivel 4). Se define y se describe cada uno de los niveles. El grado de complejidad de los requisitos y del diseño se incrementa según aumenta el nivel.

3.9 Perú

En el Perú, los primeros reglamentos que abordan el relleno sanitario se promulgaron en 1964. El Código Sanitario se enmendó en 1969 para incluir el potencial de recuperación de recursos de los residuos sólidos. Posteriormente, el concepto de "mercado" fue incluido por primera vez en el área de manejo de residuos sólidos en el Código Ambiental, la ley para la inversión privada y la ley para la promoción de la inversión privada en el campo del saneamiento. Estas modificaciones establecen responsabilidades en el manejo de residuos sólidos y permiten la participación del sector privado en el área.

Los artículos del reglamento son generales y tratan sobre la preparación de planes por un ingeniero, otorgan la responsabilidad de la recolección a los municipios, sugieren la recolección diaria de residuos sólidos, indican que los vehículos de recolección deben estar cubiertos y que su número debe ser suficiente para satisfacer las necesidades de la frecuencia de recolección.

El reglamento define al relleno sanitario como un método de disposición final de residuos sólidos en el suelo, cuyo objetivo es eliminar molestias y riesgos a la salud pública y que, mediante el uso de tecnologías apropiadas, los residuos sólidos se depositen en capas en el suelo y sean aislados de‘ ambiente al final de cada día de operación o a intervalos necesarios. Las condiciones que deben cumplirse para que un lugar de disposición final cumpla con los requisitos de un relleno sanitario se hacen en términos de la distancia de la ciudad, accesibilidad, dirección del viento y proximidad a fuentes de abastecimiento de agua. Además, se describe brevemente el tipo de suelos que serían preferibles, tales como la arcilla y el uso de arena que requeriría capas más espesas.

Los reglamentos que tratan sobre el diseño y la operación de un relleno sanitario indican que sólo dos métodos de rellenos sanitarios serían aceptables en el país: el de área y el de trinchera. La sección aborda las dimensiones de las capas y elevaciones para cada una de los tipos de rellenos sanitarios. También indica que los residuos sólidos deben compactarse y cubrirse cada día con una capa de tierra. La última capa de residuos sólidos debe ser cubierta con una capa de tierra dentro del plazo de una semana después de haber finalizado el relleno sanitario. Se presentan sugerencias adicionales en cuanto al acceso al sitio, cercado, residuos sólidos especiales, quema de residuos sólidos y otros elementos. Los anexos constan de ilustraciones que describen los métodos de área y de trinchera, incluidos el proceso de descarga y compactación.

3.10 Sudáfrica

Si bien Sudáfrica está altamente industrializada y desarrollada en muchos aspectos, el país reúne muchas de las características de un país en desarrollo en el área de manejo de residuos sólidos. Sudáfrica sufre un deterioro ambiental grave debido a prácticas de disposición final de residuos sólidos inferiores al promedio. En muchos casos, las instalaciones de disposición final de residuos sólidos están mal ubicadas, diseñadas y operadas. Además, muchas áreas rurales y marginales no cuentan con servicios de recolección de residuos sólidos ni usan rellenos sanitarios.

Para encarar la amplia variedad de dificultades experimentadas con la disposición final de residuos sólidos en el país, y al mismo tiempo, mantener una eficacia en función a los costos, el Department of Water Affairs and Forestry (Departamento de Asuntos Hídricos y Silvicultura) publicó en 1994 un documento que contiene los Requisitos Mínimos para la Disposición de Residuos Sólidos en el Relleno.

El objetivo principal de los requisitos mínimos es asegurar que se empleen medios más eficaces en función de los costos a fin de proteger el ambiente; en particular, los impactos adversos de la disposición final de residuos sólidos a corto y largo plazo sobre el recurso agua y la salud pública.

Para facilitar la aplicación de normas a una amplia variedad de lugares de disposición final de residuos sólidos, se ha establecido un sistema de clasificación de rellenos sanitarios que se basa en el tipo de residuos sólidos, el tamaño del relleno y el potencial de generar una cantidad significativa de lixiviado.

Algunos de los componentes básicos del diseño, relacionados con los requisitos mínimos incluyen: sistemas para interceptar el drenaje, separación de los residuos sólidos y las aguas subterráneas, sistemas de revestimiento de la base, sistemas de recolección de agua contaminada y de lixiviado, provisión de recubrimientos adecuados, estabilidad de taludes y otros [1].

 

3.11 Estados Unidos de América

La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (U.S. EPA) promulgó la serie de reglamentos actuales sobre rellenos sanitarios en 1988 y los culminó en octubre de 1991. La U.S. EPA considera a los gobiernos estatales y locales como los ejecutores de los diversos programas de manejo de residuos sólidos. El desarrollo y el estado de los reglamentos en los Estados Unidos antes del año 1988 se presenta en el capítulo 2.

Los reglamentos sobre rellenos sanitarios proporcionan requisitos nacionales mínimos que cada uno de los estados debe incorporar a su proceso de autorización de licencias para rellenos sanitarios. Estos reglamentos sobre rellenos sanitarios municipales se aplican sólo a aquellos lugares que reciben residuos sólidos domésticos. Los reglamentos constan de seis componentes principales: 1) restricciones de la ubicación; 2) operación; 3) diseño; 4) supervisión de aguas subterráneas y acciones correctivas; 5) clausura y posclausura; y 6) seguridad financiera para la clausura, posclausura y la acciones correctivas ya conocidas. Generalmente, cada uno de los seis componentes incluye: 1) normas de diseño que deben ser cumplidas estrictamente por el propietario u operador del relleno sanitario en un estado aprobado y 2) normas basadas en el desempeño flexible que permiten que un estado aprobado se adapte a las condiciones específicas de la instalación.

Desde que se promulgaron los reglamentos, la U.S. EPA ha participado en varias iniciativas para modificar los reglamentos u orientar la interpretación de ciertos temas. Algunas de las modificaciones de los reglamentos incluyen: desarrollo de nuevos mecanismos para gobiernos y empresas locales a fin de demostrar seguridad financiera, rellenos sanitarios pequeños áridos/remotos, filtración de muestras de aguas subterráneas y nuevas normas de desempeño y parámetros de emisión de aire para rellenos sanitarios municipales. La orientación relacionada con la interpretación ha tratado el uso potencial de la excavación y recuperación del relleno sanitario, así como la operación de un relleno sanitario como un biorreactor.

3.12 Conclusiones

Una revisión general de los reglamentos sobre rellenos sanitarios en varios países indica que hay una brecha considerable entre los países industrializados y los países económicamente en desarrollo, con respecto a legislación y reglamentos. Los reglamentos en los países considerados industrializados han evolucionado sustancialmente durante los últimos 30 años y se orientan principalmente hacia la protección de los recursos hídricos. Sin embargo, durante los últimos cinco años, algunos de los reglamentos de los países industrializados han sido o están siendo modificados a fin de reducir los riesgos de la contaminación mediante el control del tipo y de la calidad de los residuos sólidos que llegan a los rellenos sanitarios.

Por otro lado, una revisión de los materiales disponibles indica que la gran mayoría de los países en desarrollo no tienen una serie de reglamentos confiables dirigidos a la protección de la salud pública y el medio ambiente a nivel nacional o local. Si bien los municipios tienen algunos códigos de salud que se desarrollaron hace vados años, estos códigos abordan básicamente la necesidad de proporcionar servicios de recolección y disposición final.

Una serie de reglamentos por sí sola no es suficiente para garantizar la protección de la salud pública y el ambiente. Los requisitos de los reglamentos deben ser aplicados y los reglamentos cumplidos. Algunos países en desarrollo carecen de reglamentos y, en los países en los que existen reglamentos, ellos no son cumplidos debido a la carencia de motivación, recursos humanos, recursos financieros, o a una combinación de estos factores.

Es evidente que los reglamentos desarrollados para los países industrializados tienen algún impacto en otros países. Es común que los reglamentos de los países en desarrollo estén basados en aquellos preparados por los países industrializados. (Generalmente, estos reglamentos abordan requisitos estrictos, pertinentes a la impermeabilización, especialmente con membranas sintéticas). Uno de los requisitos claves que generalmente es adoptado de los países industrializados es la especificación de los sistemas de revestimiento con un permeabilidad hidráulica extremadamente baja, con la concomitante necesidad, en ciertos casos, de tener que incluir membranas sintéticas.

En raras ocasiones, los países en desarrollo han promulgado reglamentos modernos para el manejo de residuos sólidos. Lamentablemente, parece ser que los reglamentos que tratan sobre el saneamiento básico, en muchos casos, se han desarrollado sin considerar cuidadosamente temas científicos asociados con los reglamentos. Además, los reglamentos no incluyen rubros importantes, tales como los aspectos sociales, económicos, políticos y culturales. Los reglamentos también carecen de análisis cuidadosos que determinen el impacto financiero de su puesta en marcha, de mecanismos básicos para su aplicación y, en consecuencia, no se obedecen ni se ejecutan.

En la mayoría de los países en desarrollo, las instituciones responsables de la aplicación de la legislación relacionada con el manejo de residuos sólidos carecen de recursos humanos y financieros para cumplir con sus tareas. Además, la producción desordenada de normas judiciales ha dado lugar al traslape jurisdiccional y a la duplicidad de responsabilidades.

Siempre que sea posible, la legislación existente debe fomentar la preparación y la publicación de reglamentos específicos para el manejo de residuos sólidos. Los reglamentos deben abordar los siguientes temas para sistemas e instalaciones de residuos sólidos: 1) requisitos mínimos para la ubicación, diseño y operación; 2) autorización de la licencia de operación; 3) supervisión de las instalaciones; 4) cumplimiento de normas y reglamentos; y 5) sanciones por no cumplir con los reglamentos. Tanto la legislación como los reglamentos deben basarse en principios científicos sólidos y deben abordar temas sociales, económicos y similares. La legislación y los reglamentos también deben identificar, sin ambigüedades, a las instituciones responsables de la ejecución de reglamentos y los medios para obtener los recursos humanos y financieros para cumplir con las responsabilidades asignadas. Paralelamente al desarrollo de los reglamentos, es necesario desarrollar un marco institucional para llevar a cabo las diversas actividades señaladas por los reglamentos.

Además, es necesario desarrollar y poner en marcha mecanismos para la participación activa del público en la planificación, ejecución y evaluación de sistemas de manejo de residuos sólidos, así como definir claramente el organismo responsable de hacer cumplir los reglamentos, al que se le debe otorgar un presupuesto suficiente para que pueda cumplir con sus responsabilidades.

A continuación, se resumen los aspectos legales claves en los países en desarrollo con respecto al manejo de residuos sólidos.

Referencias

Ball, J.M., L. Bredenhann y G.E. Blight, "Applications of Minimum Requirement for Landfill Design in Southern Africa", Proceedings of the Fifth International Landfill Symposium, Sardinia 95, T.H. Christensen, R. Cossu y R. Stegmann eds., S. Margherita di Pula, Cagliari, Cerdeña, Italia, octubre de 1995.

ISWA Working Group on Sanitary Landfills, New French Policy on Landfills, Newsletter, volumen 1, No. 2, 1993.

Valentis, G., F. Weber, V. Kopp, and T. Gosset, "Implications of French Policy of Waste Management on Landfilling Practices", Proceedings, 25th ISWA Congress, Vienna, Austria, 1995.

Ikeguchi, T., "Progress in Sanitary Landfill Technology and Regulations in Japan: A Review", Waste Management & Research, 12(4), abril de 1994.

 

Capítulo 4

Caracterización de los Residuos Sólidos

El éxito del diseño y de la operación de un relleno sanitario requiere una planificación cuidadosa y detallada. Una de las primeras y más importantes actividades de la planificación es el estudio y descripción de los residuos sólidos que van a ser dispuestos en el relleno. En este capítulo, el proceso de planificación se limita a una discusión sobre las cantidades y características de los residuos sólidos y a la adquisición de información pertinente. Otros capítulos del documento tratan sobre los aspectos de planificación en relación a otros temas; por ejemplo, selección del lugar, diseño y construcción, etc. Este capítulo está dedicado a las cantidades y las características de los residuos sólidos debido a la influencia que ejercen sobre la planificación, ejecución y operación de un proyecto de relleno.

Una discusión sobre las características de los residuos sólidos necesariamente incluye el uso de términos y definiciones para describir a los residuos sólidos. Desafortunadamente, no existe un conjunto de términos y definiciones universales. Debido a que en varios casos se usan definiciones para describir tipos de residuos sólidos similares a través del mundo, los términos y definiciones que se usan en este documento no deben de considerarse absolutos. Se ha tratado de proveer suficiente información con respecto a los tipos de residuos sólidos y sus características para que los lectores puedan interpretar y usar la información que se presenta adecuadamente y poder aplicada a sus situaciones y condiciones locales.

Los datos sobre las cantidades y las características de los residuos sólidos incluyen tipos, cantidades, tasas unitarias de generación y propiedades físicas, mecánicas, químicas y biológicas de los residuos sólidos. Las cantidades y las características de los residuos sólidos que van a disponerse son de importancia inmediata para el diseñador y el operador de un relleno sanitario. Sin embargo, debido a que las cantidades y las características varían con el transcurso del tiempo, las personas involucradas en el proyecto de un relleno sanitario deben tener conocimiento de la dinámica de la generación de residuos sólidos. Como se trató en el capítulo 2, los residuos sólidos generados son la suma de los residuos sólidos dispuestos y los residuos sólidos desviados del relleno sanitario (por ejemplo, por medio del reciclaje de materiales secundarios).

En los países en desarrollo existen dos tipos generales de desviación del flujo de residuos sólidos: formal e informal. La desviación informal, necesaria para un segmento de la población, no es sancionada oficialmente por el gobierno, carece de controles para la protección de la seguridad y salud humana, y del ambiente, y típicamente consiste de la segregación en algún punto de la ruta de recolección, en el sitio de disposición final, o en ambos sitios. Los programas de desviación formal son sancionados por el gobierno y varían desde simples programas de reciclaje (por ejemplo, centros de acopio comunales) hasta sistemas complejos (por ejemplo, recolección selectiva de materiales para reciclar utilizando vehículos especialmente fabricados para ese fin). La segregación es un aspecto importante del manejo de residuos sólidos en vados países en desarrollo y, por lo tanto, en este documento se le da una atención particular y detallada en el capítulo 15. En el caso que la segregación es evaluada como una actividad organizada y controlada, la segregación puede ser considerada dentro de la definición de desviación que se usa en este documento. Generalmente, cuando en este documento se usa el término "desviación de residuos sólidos" se hace referencia a. programas formales y a sistemas para desviar el flujo de residuos sólidos, evitando su disposición final en el suelo.

Para obtener un diseño y una operación adecuados de un relleno sanitario es fundamental conocer las cantidades y las características de los residuos sólidos a ser dispuestos en el mismo. Entre otras cosas, estos parámetros influyen o contratan muchos aspectos del relleno sanitario durante toda su vida útil, incluyendo tasa anual de relleno, capacidad volumétrica requerida, producción y características del gas y lixiviado e impactos ambientales.

La cantidad de residuos sólidos determina vados aspectos críticos del diseño y de la operación del relleno sanitario, incluyendo el número y la frecuencia de vehículos, la superficie de terreno requerida y la cantidad de material de cobertura que se empleará. De manera similar, la composición y otras características de los residuos sólidos influyen significativamente en el número de pasadas necesarias para lograr un grado específico de compactación y en el tipo de equipo pesado necesario para la operación del relleno. Las características físicas, mecánicas, químicas y biológicas de los residuos sólidos, junto con las condiciones operativas del relleno sanitario, rigen el desempeño de los diversos procesos (por ejemplo, compactación, descomposición anaerobia y transporte hidráulico) que se presentan en un relleno sanitario y que, eventualmente, determinan el destino (por ejemplo, asentamiento, tasa de descomposición y productos de descomposición) de los residuos sólidos sometidos a estos procesos.

Las cantidades y las características de los residuos sólidos dispuestos (y, en consecuencia, el diseño, operación y desempeño del relleno) pueden estar influenciadas o controladas por programas que desvían (utilizan) ciertos componentes o materiales de los residuos sólidos generados. Son muchas las razones para ejecutar y mantener programas de desviación formal. Estos programas incluyen la recuperación de recursos valiosos que de otro modo serían dispuestos como residuos sólidos, la reducción de materiales problemáticos que ingresan al relleno sanitario el efecto adverso posterior sobre la operación y desempeño del relleno sanitario (por ejemplo, neumáticos, sustancias tóxicas, etc.) y la reducción de la cantidad de material destinado a la disposición en el suelo a fin de conservar la calidad del suelo, del agua y del aire. Desde el punto de vista de la planificación, diseño y operación de rellenos, se necesita ser consciente y comprender: 1) la distinción entre las características de los residuos sólidos dispuestos y los residuos sólidos generados; 2) los efectos potenciales de los programas de desviación sobre las características de los residuos sólidos dispuestos; 3) la potencial variación temporal sobre los efectos de los programas de desviación y sobre las características de los residuos sólidos dispuestos; y 4) otros factores que influyen en las características de los residuos sólidos (por ejemplo, los efectos estacionales).

Debido a que los programas de desviación de residuos sólidos pueden ser beneficiosos económica y ambientalmente, los mismos se están ejecutando en muchos países industrializados y en algunos países en desarrollo. Mientras que en el pasado las características y las cantidades de residuos sólidos dispuestos podían ser idénticas o muy similares a las de los residuos sólidos generados, la situación ha cambiado o está cambiando sustancialmente en todo el mundo. Actualmente, en algunos países industrializados, la extensión de los programas de desviación es tal que una porción sustancial de los residuos sólidos generados está siendo recuperada (en los Estados Unidos, 25% es el promedio de desviación nacional) y las características de los residuos sólidos destinados a la disposición final son significativamente distintas a las de los residuos sólidos generados. Los programas de desviación se están ejecutando por períodos prolongados (que pueden durar años), debido a los programas diversos que se requieren para lograr altos porcentajes de desviación. Por lo tanto, sus impactos en los residuos sólidos dispuestos pueden oscilar entre inicialmente moderados y eventualmente sustanciales. Los planificadores y diseñadores de rellenos sanitarios deben considerar esta condición dinámica, su magnitud y ramificaciones en el diseño y la operación del relleno.

Otras influencias sobre las cantidades y las características de los residuos sólidos dispuestos incluyen el clima y estación, nivel de desarrollo económico, acontecimiento de sucesos especiales o extraordinarios, (por ejemplo, temporadas turísticas), desastres naturales (por ejemplo, tormentas o terremotos) y tipo y número de generadores (por ejemplo, residenciales, comerciales e industriales).

Existen cuatro tendencias generales relacionadas con la generación de residuos sólidos en los países económicamente en desarrollo que son dignas de consideración cuando se planifican rellenos sanitarios a largo plazo. En primer lugar, la generación de residuos sólidos per cápita aumenta con el grado de desarrollo económico nacional. En segundo lugar, la mayor generación de residuos sólidos derivados del papel (en particular, para embalaje) generalmente evidencia el progreso económico de una nación. En tercer lugar, la concentración de materiales putrescibles en los residuos sólidos municipales disminuye con el progreso de la situación económica de una nación. Finalmente, la densidad volumétrica de los residuos sólidos se incremento a medida que disminuye el desarrollo económico, de 200 kg/m3 a aproximadamente 400 kg/m3, debido a la baja concentración de papel y productos derivados del papel y a las altas concentraciones de ceniza y residuos sólidos derivados de los alimentos.

Este capítulo describe lo siguiente:

  1. tipos principales de residuos sólidos municipales que se encuentran en los países en desarrollo,
  2. tipos de residuos sólidos que deberían aceptarse o rechazarse para su disposición en un relleno sanitario, y
  3. métodos para determinar con exactitud las cantidades y las características de los residuos sólidos.

 

4.1 Tipos principales de residuos sólidos

Tradicionalmente, los residuos sólidos municipales se han clasificado en función de tres generadores principales: residenciales (o domésticos), comerciales e industriales. Algunas veces, las fuentes institucionales se separan de las fuentes comerciales y, por lo tanto, la cuarta fuente se califica como institucional. En el esquema tradicional de clasificación, los residuos sólidos residenciales constan de residuos sólidos domésticos y de desperdicios o desechos. La fracción de residuos sólidos se presenta principalmente en forma de residuos sólidos derivados de la preparación y del consumo de alimentos (por ejemplo, restos de carne y verduras). Un término alternativo común, empleado para describir esta fracción de residuos sólidos es "putrescible". En el esquema tradicional, todos los residuos sólidos no clasificados como "residuos" se consideran como "desperdicios". Los principales elementos constitutivos de los desperdicios son:

En este documento, la composición de residuos sólidos de pacto y de jardín incluyen: poda de árboles, césped, hojas, y residuos de plantas de los jardines. Estos materiales son generalmente altamente biodegradables bajo condiciones adecuadas. En algunas localidades, residuos de patio y de jardín son denominados como "residuos verdes".

Otros elementos que históricamente (y actualmente) constituyen una porción sustancial de los residuos sólidos de países industrializados incluyen las chatarras, los artefactos electrodomésticos (productos blancos) y los residuos sólidos (escombros) de la construcción y demolición.

La lista de elementos constitutivos que actualmente se emplea en las naciones industrializadas es similar a la lista tradicional, excepto que las categorías principales se han subdividido en muchas subcategorías (por ejemplo, el papel y los productos de papel se subdividen en corrugados (cartón), periódicos, revistas, papel de oficina, etc.) debido al interés en el reciclaje y al impacto ambiental de materiales específicos (por ejemplo, residuos peligrosos domésticos, baterías de ácido y plomo, etc.). Los biosólidos (lodos del tratamiento de aguas residuales domésticas) también reciben atención porque son de origen municipal y pueden considerarse como residuos sólidos si se deshidratan adecuadamente. En algunos países en desarrollo, una clase de residuos sólidos prominentes son los agrícolas (por ejemplo, residuos de cultivos) y el estiércol.

Los residuos sólidos residenciales son generados por viviendas uni- y multi- familiares. En los países en desarrollo, los residuos sólidos domésticos contienen porcentajes sustanciales de materia putrescible y ceniza. La ceniza se genera durante la cocción y la calefacción con combustibles sólidos (por ejemplo, madera). Los residuos sólidos comerciales son producidos por negocios minoristas y mayoristas, oficinas y pequeñas instalaciones manufactureras. Los residuos sólidos institucionales son generados por oficinas gubernamentales, escuelas, instalaciones correccionales, etc. Los residuos sólidos industriales son producidos por plantas manufactureras, industrias pesadas y otros.

Una porción significativa de los residuos sólidos comerciales e industriales en países en desarrollo se presenta en forma de materiales que tienen valor y usos locales; por ejemplo, papel y productos del papel, chatarra, plástico, textiles, etc. A través de los segregadores y recicladores de residuos sólidos, una fracción significativa de residuos sólidos comerciales e industriales se remueve de los residuos sólidos antes que lleguen al lugar de disposición final.

4.2 Tipos de residuos sólidos

4.2.1 Importancia del tipo de residuos sólidos

Las características de los residuos sólidos que serán dispuestos son una de las consideraciones más importantes en el diseño y operación de un relleno sanitario. La naturaleza y composición de los residuos sólidos es uno de los factores más importantes que determinan los tipos, las cantidades y las características de los subproductos de los distintos procesos que ocurren dentro del relleno sanitario, y de los métodos apropiados de manejo de residuos sólidos. Por ejemplo, un tipo específico de residuo sólido debido a su corrosividad, toxicidad u otra propiedad peligrosa, puede requerir un manejo especial para proteger al personal y el equipo operativo contra lesiones y daños. Un ejemplo de la importancia del tipo de residuos sólidos en las operaciones de relleno sanitario son los residuos sólidos que contienen una concentración sustancial de materiales de baja densidad; por ejemplo, bolsas de plástico y espuma plástica. Estos residuos sólidos requieren un manejo y procesamiento hábiles si se quiere lograr una compactación y control adecuados de los mismos.

El impacto de los tipos y las características de los residuos sólidos sobre los procesos de relleno sanitario se describe con más detalle en los capítulos 5, 10 y 11.

4.2.2 Residuos sólidos aceptables

Generalmente, la mayoría de los residuos sólidos generados por fuentes residenciales (domésticas), comerciales, institucionales y agrícolas pueden disponerse en un relleno sanitario moderno con un riesgo mínimo de poner en peligro directa o indirectamente, la salud y seguridad humana, y la calidad del ambiente. Como referencia, estos residuos sólidos se tratan en esta sección bajo el título de "residuos sólidos aceptables". Esta generalización no comprende los residuos sólidos generados por fuentes industriales. Las características de los residuos sólidos industriales deberían examinarse cuidadosamente para evaluar si requieren un manejo y métodos especiales de disposición en el suelo, particularmente en aquellos lugares donde no existen o son inadecuados las políticas y/o reglamentos para el manejo de residuos peligrosos que pueden llegar al relleno sanitario. Según la definición empleada en este documento, los rellenos sanitarios no están diseñados para aceptar y procesar cantidades sustanciales de residuos peligrosos, los que deben disponerse en rellenos especialmente diseñados. En la subsección titulada "residuos inaceptables", se presenta información adicional sobre los residuos sólidos peligrosos.

De manera ideal, se deben aceptar sólo aquellos residuos para los que se ha diseñado una instalación determinada. Una excepción pueden ser los residuos que parecen encajar dentro de la capacidad del diseño existente o modificada de la instalación y que reúnen las características físicas, biológicas y químicas apropiadas. En muchas naciones de bajos ingresos, no se clasifican a los residuos como aceptables e inaceptables u otras categorías. En muchos países en desarrollo existen circunstancias en las que el único curso de acción factible para la disposición final es aceptar y enterrar todos los residuos sólidos sin excepción. La acción misma de remover los residuos sólidos de un ambiente abierto y colocados en un recinto controlado representa un progreso sustancial respecto a las prácticas y condiciones pasadas. En tales circunstancias, el control de los impactos adversos de la disposición conjunta de residuos sólidos y residuos peligrosos en la salud humana y el ambiente, se ejercería a través de la adecuada ubicación, diseño y operación de la instalación de disposición final en el suelo.

En general, los residuos sólidos que pueden considerarse como aceptables para la disposición en un relleno sanitario son los residuos sólidos generados por fuentes residenciales y comerciales así como lodos deshidratados (con excepción del lodo crudo de las aguas residuales) provenientes de las plantas de tratamiento de aguas residuales y de agua potable. La mayor porción de estos residuos sólidos serán los de origen residencial y comercial. En el cuadro 4-1 se presenta la densidad promedio de los residuos sólidos residenciales generados en diversas ciudades.

Algunos residuos sólidos, que de otro modo pueden designarse como inaceptables, pueden aceptarse en un relleno sanitario sí se someten a tratamiento y se ajustan a las condiciones descritas en la sección 4.2.4. Entre estos tipos de residuos se incluye a los residuos sólidos voluminosos (muebles, artefactos grandes, neumáticos, partes de automóviles), animales muertos, residuos hospitalarios y residuos de incineradores y de los equipos de control de la contaminación del aire. Estos residuos rara vez se encuentran en los municipios pequeños de los países en desarrollo, más bien son característicos de grandes áreas metropolitanas.

Cuadro 4-1. Densidad volumétrica promedio de los residuos sólidos residenciales

Ciudad

Densidad

(kg/m3)

Metro-Manila, Filipinas

209

Lima, Perú

176

Caracas, Venezuela

220

Asunción, Paraguay

390

Fuente: Referencia 1.

4.2.3 Residuos inaceptables

Debido a la ausencia de un sistema formal de políticas de residuos sólidos peligrosos, de

reglamentos y de mecanismos para hacerlos cumplir, la decisión sobre qué residuos se considerarán inaceptables para la disposición en un relleno sanitario debe ser tomada en conjunto por el generador de residuos sólidos, el organismo gubernamental responsable y el disecador u operador del lugar de disposición final. Los residuos sólidos inaceptables deben identificarse en el plan de desarrollo del relleno y se debe proporcionar una lista de estos residuos sólidos a los usuarios del lugar. Las consideraciones relacionadas con la aceptabilidad de tipos específicos de residuos sólidos deben incluir la hidrogeología del lugar, las cantidades y características físicas, químicas y biológicas de los residuos sólidos; los métodos alternativos disponibles para el procesamiento y disposición; los riesgos y efectos de los residuos sólidos para el ambiente y la salud pública; y la protección de la salud y de la seguridad del personal operativo [2].

Los tipos específicos de residuos que requieren aprobación del organismo gubernamental responsable para que se permitan disponer en el relleno sanitario incluye a los residuos peligrosos, residuos de centros de salud, grandes volúmenes de líquidos y semilíquidos, lodos libres de alta humedad, sustancias sumamente inflamables o volátiles, estiércol crudo de animales, lodos de tanques sépticos, lodo crudo de aguas residuales y residuos industriales. Los residuos de animales deben evaluarse pues algunos pueden ser infecciosos y contener organismos patógenos que pueden transmitiese a los seres humanos (zoonosis). En el cuadro 4-2 se enumeran algunos de los tipos de residuos que representan peligros y riesgos potenciales significativos. Los términos que se usan en el cuadro para describir los riesgos y peligros potenciales entre los varios tipos de residuos son para proveer al lector con una noción general de los tipos y problemas que podrían encontrar en el manejo y disposición final de los residuos sólidos. Los términos que se usan tienen definiciones e interpretaciones especificas en la legislación y las reglas promulgadas en algunos países.

Una definición apropiada de los residuos peligrosos para países en desarrollo es la siguiente: un residuo es peligroso si plantea un riesgo sustancial, presente o potencial, para la salud humana o de organismos vivos porque no son degradables o pueden magnificarse biológicamente, o pueden ser letales, o pueden causar o tender a causar efectos acumulativos perjudiciales.

4.2.4 Residuos especiales

Algunos residuos especiales se describen en esta sección. De estos, los residuos sólidos de centros de salud (infecciosos o médicos) y los lodos son los que se encuentran con más frecuencia (en términos de concentración y grado de peligro) en los rellenos y botaderos de los países en desarrollo antes que en los de los países industrializados. Por ello se les presta especial atención en este documento. Los residuos especiales generados en los países en desarrollo, a excepción de aquellos de los centros de salud y los lodos, son generalmente buenos candidatos para la segregación y el reciclaje durante la recolección y disposición en el sitio, una actividad característica de los países en desarrollo que se discute con mayores detalles en el capítulo 15.

El diseño y la operación de sitios de disposición final en el suelo para los residuos especiales que se describen en esta sección deben ser controlados debido a que algunos de estos residuos pueden causar riesgos y peligros sustanciales a la salud de los operadores y a la del publico (en el corto y largo plazo) y al ambiente. El algunos casos, métodos alternativos para el tratamiento y disposición final de los residuos sólidos podrían ser considerados.

4-2. Tipos de residuos que representan riesgos y peligros potenciales a un relleno sanitario

Tipo de residuos

Tipo general de riesgo o peligro

Tóxicos

Explosivos/ inflamables

Patógenos

Radioactivos

Residuos sólidos

       

Putrescibles

   

3

 

Voluminosos y combustibles

 

3

   

Voluminosos y no combustibles

3

3

   

Pequeños y combustibles

 

3

   

Pequeños y no combustibles

 

3

   

Latas, botellas, cilindros no vaciados

3

3

3

3

Cilindros con gas

 

3

   

Polvos

3

3

   

Residuos patológicos

3

 

3

3

Lodos

3

     

Escombros

3

3

   

Vehículos abandonados

 

3

   

Residuos radiológicos

     

3

Residuos líquidos

       

Aguas residuales

3

 

3

 

Aguas contaminadas

3

   

3

Compuestos orgánicos líquidos

3

3

3

 

Breas

3

3

   

Lodos

3

     

Residuos gaseososa

       

Olorosos

3

3

   

Partículas combustibles

 

3

   

Vapores orgánicos

3

3

   

Gases ácidos

3

3

   

a La disposición final de estos residuos en un relleno sanitario requiere que inicialmente se transformen a sólidos o que otros métodos de disposición final.

4.2.4.1 Lodos de aguas residuales

Los lodos de las aguas residuales (biosólidos) son sólidos sedimentables concentrados, generados como un subproducto del tratamiento de las aguas residuales municipales. Una planta de tratamiento de aguas residuales municipales puede incluir efluentes de tanques sépticos residenciales, comerciales e industriales y de letrinas públicas. Por lo general, en los países en desarrollo las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales municipales sólo se encuentran en áreas metropolitanas bien desarrolladas. En consecuencia, el tema de la disposición de lodos de aguas residuales en un relleno sanitario sólo ocurriría en aquellas áreas.

El lodo crudo (primario) de las aguas residuales y de tanques sépticos y letrinas no debe disponerse en rellenos sanitarios debido al grave riesgo que plantean para la salud humana, especialmente para el personal del relleno sanitario por la concentración de agentes patógenos humanos característicos de estos lodos. Los lodos tratados (secundarios o digeridos) pueden aceptarse en un relleno sanitario si se deshidratan hasta llegar a una concentración de sólidos de aproximadamente 15% o más y si se mezclan con residuos sólidos mixtos (algunas veces el proceso se denomina "co- disposición") de manera que el contenido de humedad de la mezcla sea menos de 50% a 60%. Se recomienda la aplicación inmediata de un recubrimiento después de la co- disposición a fin de aislar la mezcla del ambiente.

Entre las consideraciones importantes sobre la disposición de lodos del tratamiento de aguas residuales municipales en un relleno sanitario se encuentran el contenido de humedad del lodo al momento de ser descargado en el relleno, la proporción del volumen de residuos sólidos con relación al volumen de lodo requerido para ajustar el contenido de humedad a un intervalo recomendado, el grado de tratamiento concedido al lodo y, en algunas áreas, el contenido de metales en el lodo. Las concentraciones de metales pesados por encima de los niveles traza (de vestigio) pueden hacer que un lodo específico sea considerado como peligroso, lo que obligaría a un tratamiento diferente de la disposición final en un relleno sanitario. Las mayores concentraciones de metales en el lodo estarían en áreas donde las grandes industrias no tratan sus aguas residuales dentro de la industria sino en una planta municipal. Antes de permitir la disposición final de lodo proveniente del tratamiento de aguas residuales municipales en un relleno sanitario, se deben evaluar métodos alternativos de manejo, tales como la oxidación biológica, lagunas de tratamiento y compostaje.

4.2.4.2 Residuos industriales

Los residuos de procesos industriales presentan una amplia variedad de características químicas, físicas y biológicas. Los residuos industriales que pueden ingresar a un relleno sanitario son los líquidos, semilíquidos, láminas, hojas, gránulos, raspaduras, virutas y polvos. Los residuos pueden ser de cualquier forma y tamaño. Se recomienda la disposición combinada con residuos sólidos relativamente secos y absorbentes (papel, aserrín) para los residuos compuestos principalmente de líquidos no peligrosos y de semilíquidos.

 

4.2.4.3 Residuos volátiles e inflamables

Los residuos de esta categoría incluyen a los explosivos, líquidos y gases volátiles, y

combustibles con base de petróleo. Debido a que pueden ser peligrosos y provocar incendios, estos residuos deben someterse a estrictos procedimientos de control. Sí los residuos no son sumamente inflamables o volátiles, pueden mezclarse con otros. Sin embargo, como medida preventiva, todos los residuos de esta categoría deben disponerse en un área separada del lugar. El área debe indicarse claramente y se debe registrar la ubicación exacta en el plano final del lugar. No se debe permitir fuego al aire libre cerca de estos residuos. Además, los trabajadores no deben fumar en las proximidades.

4.2.4.4 Residuos voluminosos y escombros de la construcción y demolición

Los residuos voluminosos incluyen una variedad de materiales y elementos. Los automóviles, artefactos domésticos, y los muebles y elementos de gran tamaño que forman parte de los escombros de la construcción y demolición son ejemplos de residuos voluminosos generados en países industrializados. En los países en desarrollo, el reuso, la segregación y el reciclaje reducen drásticamente la cantidad y concentración de estos elementos antes de que lleguen a los lugares de disposición final. Por lo general, los materiales que sí llegan son sometidos a actividades posteriores de segregación y reciclaje. Los restos que quedan de las actividades de segregación y reciclaje deben seguir procedimientos especiales a fin de lograr su disposición. Los objetos grandes y difíciles de manejar tales como troncos, tocones y madera utilizable deben colocarse frente al lugar de trabajo y cubrirse con una capa de residuos sólidos municipales mixtos. Los residuos que podrían dañar los equipos del relleno sanitario (por ejemplo, alambres gruesos, tuberías, cables, chatarra) deben depositarse en la base del frente de trabajo y cubrirse con residuos sólidos mixtos u otro material apropiado antes de compactarlos.

4.2.4.5 Estiércol de animales

Si el estiércol de animales (tales como los provenientes de mataderos ubicados en áreas urbanas) se acepta en el relleno sanitario, el mismo debe compactarse en el área de trabajo de la manera convencional y cubrirse inmediatamente. El estiércol excesivamente húmedo debe mezclarse con residuos sólidos en tal proporción que no resulte en escurrimientos. El estiércol o la mezcla de estiércol debe cubrirse inmediatamente después de colocarlo en el relleno. Una forma alternativa que se practica algunas veces en los países en desarrollo es emplear el material antes o después de procesado en compost para mejorar suelos o rehabilitar terrenos.

4.2.4.6 Animales muertos

Los animales muertos (tales como los animales domésticos que mueren en las calles al ser atropellados por vehículos automotores) se pueden disponer en una planta de extracción de grasa. Este procedimiento es higiénico y genera productos útiles. Sin embargo, las circunstancias pueden requerir que los animales muertos se acepten en el relleno sanitario. Si sólo se incluyen pocos animales, pueden procesarse en el frente de trabajo junto con otros residuos sólidos. Si va a disponerse un gran número de animales muertos en el relleno sanitario, éstos deben depositarse en una fosa o trinchera especial y cubrirse con 0,5 a 1 m de suelo compactado. Si se aceptan animales que murieron debido a una enfermedad para la disposición final, la fosa debe aislarse del área de residuos sólidos convencionales y cubrirse lo antes posible. Puede requerirse la nivelación del terreno con el transcurso del tiempo para compensar los asentamientos por la descomposición de los animales y aplicarse cal u otros agentes químicos para controlar olores desagradables.

4.2.4.7 Neumáticos

Si se aceptan neumáticos de vehículos en el relleno, de preferencia deben cortarse en pedazos para reducir su volumen y controlar su tendencia a "flotar" hacia la parte superior del relleno sanitario. Un método alternativo de disposición menos deseable (pero factible si el número de neumáticos es pequeño) es esparcirlos en una sola capa en el fondo del relleno. Cuando estén disponibles, deben colocarse malezas o escombros de construcciones en la parte superior de los neumáticos y luego se depositan los residuos restantes en la parte superior de las dos capas.

4.2.4.8 Residuos sólidos de baja densidad

Los residuos sólidos de baja densidad tales como envases plásticos, fibras sintéticas, espuma y película plástica, y pedazos de goma pueden resurgir después de la compactación y aparecer en la superficie. Para contrarrestar esta tendencia, el material debe depositarse en capas delgadas, cubrirse con otros residuos y compactarse.

4.3 Cantidades y características de los residuos sólidos dispuestos

Conocer las cantidades y la composición de residuos sólidos es fundamental para la planificación, el diseño y la operación de un relleno sanitario. Durante el proceso de planificación, debe determinarse la tasa del flujo de residuos sólidos en el lugar de disposición final e identifica y evaluar los factores que influyen en el flujo con el transcurso del tiempo. Las tasas actuales y futuras del flujo de residuos sólidos dispuestos deben ser calculadas, ya que un relleno sanitario opera durante vados años.

La determinación y estimación de las cantidades y las características de los residuos sólidos deben calcularse mediante métodos científicos [3]. Entre los métodos relevantes se encuentran los desarrollados para el muestreo estadístico, a fin de determinar las cantidades de residuos sólidos a través de una investigación en base al peso (gravimétrica) y para determinar la composición de los residuos sólidos. También hay métodos disponibles para determinar otras propiedades de los residuos sólidos; por ejemplo, contenido de humedad, concentración de metales, granulometría y otros. Los métodos incluyen procedimientos para analizar datos y determinar su exactitud, precisión y calidad.

Para obtener un mayor grado de utilidad y exactitud, las determinaciones de campo sobre las cantidades y la composición de los residuos sólidos deben integrarse y conducirse concurrentemente. Una recomendación similar se aplica a la determinación de campo de otras características de residuos sólidos; por ejemplo, contenido de humedad y densidad volumétrica.

Antes de iniciar una investigación sobre la cantidad o la composición de los residuos sólidos, es importante asegurarse que no se realice ningún vertido o segregación "legal" antes de la recolección, o al menos que estas actividades se mantengan al mínimo o que se representen adecuadamente en el análisis de los datos. Esta advertencia concuerda con la meta general de un estudio cuantitativo de caracterización de residuos sólidos: el recuento de todos los residuos sólidos generados dentro del área de investigación.

4.3.1 Cantidades de residuos sólidos

Las cantidades de residuos sólidos dispuestos pueden calcularse a través de diversos métodos. En términos de exactitud y precisión durante un período fijo, la investigación del peso es el método más confiable. En un estudio del peso se emplean balanzas para pesar los vehículos que recolectan o disponen las cargas de residuos sólidos, con y sin carga. El peso neto se calcula directamente de la diferencia de los pesos con carga y sin ella. La situación ideal es pesar todas las cargas de residuos sólidos; sin embargo, la práctica puede imponer que sólo una muestra representativa pueda pesarse. Las balanzas de vehículos, permanentes o portátiles, son elementos que aseguran la precisión de una metodología.

Los otros métodos para determinar las cantidades de residuos sólidos son menos exactos y precisos. En orden de preferencia descendente, las otras opciones para estimar las cantidades emplean los siguientes procedimientos:

  1. Recuento de vehículos y densidad volumétrica de los residuos sólidos en el vehículo
  2. Este método depende de la recopilación de los siguientes datos durante un lapso adecuado de tiempo para asegurar resultados representativos: recuento del número de vehículos, estimación del volumen de la carga y densidad volumétrica de los residuos sólidos. La densidad volumétrica en el vehículo puede determinarse mediante un estudio del peso. Una de los mayores errores de este método es la inexactitud asociada con los volúmenes estimados, en particular los volúmenes de residuos sólidos contenidos en los vehículos de compactación y en otras cargas cubiertas. (Si bien no se recomienda y sólo se emplea en casos de dificultad financiera y como último recurso, la densidad volumétrica de los residuos sólidos en el vehículo puede calcularse de acuerdo a los datos registrados en la bibliografía, en la medida que se seleccionen los valores pertinentes de los muchos que pueden encontrarse).

     

  3. Recuento de vehículos y peso promedio de una carga de residuos sólidos

Este método es similar al descrito anteriormente. La diferencia principal radica en que el peso promedio de una carga de residuos sólidos se determina en lugar de estimar el volumen de la carga y de aplicar un valor para la densidad volumétrica de los residuos sólidos.

Independientemente del método seleccionado para estimar la cantidad de residuos sólidos, la utilidad, exactitud y precisión de los cálculos pueden incrementarse sustancialmente mediante la medición y compilación de datos por tipo de generador (o fuente) y según el tipo de vehículo de recolección [3]. En muchos casos, el tipo de generador (por ejemplo, residencial) puede relacionarse directamente con el tipo de vehículo de recolección (por ejemplo, compactador de carga trasera). Además, la recopilación de datos estadísticos e información relacionados con la demografía del área donde se recolectan los residuos sólidos permite el cálculo de las tasas unitarias (es decir, per capita) de los residuos sólidos recolectados y amplía aún más la utilidad de la recopilación de datos y el análisis. Muchos factores influyen en la tasa unitaria de generación de residuos sólidos, incluidos el nivel de desarrollo técnico y económico, las costumbres sociales y culturales, el clima, etc. Como punto de referencia, y de acuerdo a las cantidades recolectadas en vados países en desarrollo, las tasas unitarias de generación de residuos sólidos por lo general se encuentran en el intervalo de 0,2 a 1,5 kg/cápita/día. Los valores unitarios de la generación de residuos sólidos, junto con los datos de población y otras estadísticas demográficas, pueden emplearse para estimar las cantidades de residuos sólidos generados sobre un universo diferente del mismo tipo de generadores o vehículos de recolección. Como se mencionó en la sección 2, si la cantidad recolectada va a emplearse para estimar la cantidad actual de residuos sólidos dispuestos 0 la cantidad que va a ser dispuesta en caso se ampliara la cobertura de recolección, el efecto de la cobertura de recolección, de segregación (recuperación de recursos) antes de la disposición de residuos sólidos, o ambos, deben considerarse durante el proceso de cálculo de las cantidades de residuos sólidos dispuestos.

En la eventualidad que no hayan suficientes recursos para la recolección de datos con respecto a la generación y disposición de residuos sólidos, se pueden realizar estimaciones utilizando tasas unitarias de generación cuidadosamente seleccionadas y los datos sobre población. Este método de estimación es adecuado para la planificación pero no es un sustituto para la recolección de datos existentes necesarios para el diseño y la puesta en marcha de un relleno sanitario.

Con la selección de suposiciones apropiadas, los cálculos sobre las cantidades de residuos sólidos dispuestos pueden proyectarse para determinar cantidades futuras. La identificación y cuantificación de suposiciones incluye considerar principalmente: 1) el grado de cobertura de la recolección y el grado de recuperación de recursos en el futuro y 2) la tasa de crecimiento de la población y el desarrollo económico (véase la sección 2).

El plazo inicial de un estudio de cuantificación de residuos sólidos debe ser de un año y debe comprender muestreos programados al menos trimestral o semianualmente durante una o dos semanas. En ningún caso, la duración de las actividades de muestreo periódico para un tipo específico de población debe ser menor que el período programado de recolección de residuos sólidos. Por ejemplo, si la frecuencia de recolección es de una vez cada dos semanas, entonces la duración del período de muestreo debe ser al menos de dos semanas. Esta frecuencia y duración sugeridas para el muestreo y la medición proporcionarán datos y análisis suficientes para poder juzgar la exactitud, precisión y tendencia de los datos. Una vez que se hacen estos juicios, la frecuencia y duración de los estudios posteriores deben ser ajustadas adecuadamente.

4.3.2 Composición de los residuos sólidos

La composición de los residuos sólidos (dispuestos o generados) puede determinarse mediante el muestreo y la clasificación de muestras representativas en categorías específicas a través de métodos científicos. El número de categorías depende de ciertas variables, incluidas las actividades locales de reciclaje y recursos financieros. Las categorías mínimas sugeridas para el análisis inicial se presentan en el cuadro 4-3.

Las categorías que se muestran en el cuadro anterior pueden dividirse en más subcategorías, como se indica en el cuadro, si es que tal nivel de detalle es necesario, como para un programa de reciclaje. La lista de materiales debe mortificarse si fuera necesario después de analizar los resultados del muestreo y clasificación inicial (y posterior).

La muestra de residuos sólidos puede obtenerse en el lugar de generación, en una estación de transferencia o en un lugar de disposición, de acuerdo a la configuración del sistema de recolección y disposición local. La recopilación de datos debe hacerse trimestralmente o dos veces al año durante 12 meses, con etapas de muestreo de por lo menos 1 a 2 semanas, a fin de recolectar datos razonablemente exactos sobre la composición de los residuos sólidos de una comunidad. Como en el estudio de cuantificación de residuos sólidos, la duración del período de muestreo no debe ser menor que el período mínimo del servicio de recolección de residuos sólidos. Al igual que en la determinación de las cantidades de residuos sólidos, las muestras deben analizarse a partir de diferentes tipos de generadores y tipos de vehículos de recolección a fin de proporcionar datos de máxima utilidad para el diseño de la instalación.

En lo que se refiere al tamaño de la muestra para las determinaciones que incluyen la composición de residuos sólidos residenciales y comerciales, el peso mínimo por muestra debe estar en el orden de 100 kg; si es menos de 100 kg, se reduce la posibilidad de obtener una muestra representativa. La exactitud y precisión del muestreo están estrechamente relacionadas con la granulometría del material de muestra. Los residuos sólidos o cargas de residuos sólidos que contienen partículas grandes (por ejemplo, escombros de la demolición) pueden requerir muestras de mayor peso para asegurar una muestra representativa y su adecuado análisis. La magnitud de los errores debidos al cambio en el contenido y pérdida de humedad a través de la descomposición puede reducirse si el análisis de las muestras se inicia dos o tres horas después de su recolección.

 

 

Cuadro 4-3. Mínimo número de categorías para un análisis de composición

Materiales Orgánicos

 

Categoría

Subcategoría

Papel

Papel corrugado y de envoltura

 

Papel periódico

 

Otro tipo de papel

Plástico

Película

 

Rígido

Residuos de alimentos y mercados

 

Residuos de patios

 

Otros compuestos orgánicos

 

Materiales inorgánicos

 

Categoría

Subcategoría

Metales

Envases de aluminio para bebidas

 

Envases férricos para alimentos y bebidas

 

Otros

 

Envases para alimentos y bebidas

 

Otros

Otros compuestos inorgánicos

(concreto, ceniza, polvo, etc.)

Residuos peligrosos y especiales

(residuos tóxicos, lodos, residuos voluminosos, baterías, etc.)

El método recomendado para determinar la composición de residuos sólidos es el de la American Society for Testing and Materials (Designación ASTM D 5231-92, Método de Prueba Convencional para Determinar la Composición de Residuos Sólidos Municipales No Procesados). El método describe los procedimientos y métodos para seleccionar y recolectar muestras representativas de una carga de residuos sólidos en un vehículo para analizarse, para clasificarse manualmente, para el pesaje, para obtener los datos y para evaluar estadísticamente y presentar los datos. La exactitud de un análisis de composición está en función del número de muestras que son recolectadas y clasificadas. A manera de guía, y asumiendo que los recursos son limitados, el muestreo y clasificación deberían realizarse inicialmente dos veces por semana; cada estudio debería durar un lapso de tiempo igual o mayor que la frecuencia de recolección (por ejemplo, 7 días). Las muestras deben obtenerse de varios tipos de generadores específicos del área; por ejemplo, residencial, industrial, etc.

4.3.3 Otras características físicas

El diseño adecuado y la operación exitosa de un relleno sanitario requiere el conocimiento de otras características de los residuos sólidos. Entre las más importantes se encuentran: contenido de humedad, densidad volumétrica y granulometría de las partículas. Por ejemplo, se requiere conocer el contenido de humedad de los residuos sólidos para calcular la producción de lixiviado y para el diseño del sistema de manejo de materiales en el relleno. Además, la densidad volumétrica de los residuos sólidos debe conocerse para calcular la cantidad de residuos sólidos en algunos casos y para calcular los requisitos del material de cobertura. Una relación importante es que la densidad volumétrica es muy sensible al contenido de humedad. Finalmente, el tamaño de los residuos sólidos que ingresan a un relleno sanitario influye en su manejo y procesamiento. Las grandes cantidades de residuos sólidos voluminosos (materiales de gran tamaño, como por ejemplo, durmientes de ferrocarriles descartados, conductos, postes telefónicos, etc.) entregados a un relleno sanitario pueden representar problemas operativos si no han sido tomados en cuenta en el desarrollo del plan operativo del relleno sanitario.

Lo mejor es conocer cuantitativamente estas características; pero debido a la ausencia de métodos de cuantificación, los diseñadores y operadores del relleno sanitario deben conocer como mínimo las tres propiedades antes mencionadas. Los métodos de evaluación de la calidad incluyen la observación visual de todos los tipos de residuos sólidos considerados para la disposición, así como la observación de residuos sólidos entregados a los lugares de disposición final en otras ubicaciones que sirven a poblaciones con características similares.

En las siguientes subsecciones, se describen métodos y procedimientos para el análisis cuantitativo del contenido de humedad y la densidad volumétrica. Para ejecutar los análisis que se describen en las siguientes secciones, se requiere la recolección de muestras representativas de los residuos sólidos. Se puede utilizar una variedad de métodos para el muestreo. Un método bastante común consiste en mezclar suficientes cantidades de residuos sólidos en una pila, de tal manera que sean representativas de los residuos sólidos designados para el estudio y, subsecuentemente, seleccionar al azar un cuarto del volumen de la pila para uso como la muestra analítica (este procedimiento se llama método de cono y cuarteo). En el caso de los residuos sólidos domésticos, los pesos de muestras analíticas en el rango de 50 a 200 kg generalmente serían adecuados para la determinación del peso volumétrico sin compactar y para el contenido de humedad, a no ser que los datos disponibles indiquen que es necesario un peso de muestra diferente.

4.3.3.1 Contenido de humedad

El procedimiento para determinar el contenido de humedad es el siguiente:

  1. Pesar la muestra tal como se recibe (peso húmedo).
  2. Secar la muestra en un horno a una temperatura entre 80° y 100°C hasta que no ocurra ningún cambio en el peso. El secado al aire de la muestra puede emplearse antes del secado en el horno si dicho procedimiento es conveniente y mejora la productividad.
  3. Determinar el contenido de humedad a través de la siguiente fórmula:

donde:

WW = peso húmedo de la muestra; y

WD = peso seco de la muestra.

El peso de la muestra para determinar el contenido de humedad debe ser suficientemente alto para que sea representativo. En el caso de residuos sólidos residenciales y comerciales, una muestra de cerca de 25 a 50 kg, por lo general, es suficiente. El secado de los residuos sólidos húmedos y mixtos requiere un horno grande (horno de cocina u horno de un laboratorio comercial) y que la muestra se seque en lotes si no se puede acomodar toda la muestra al mismo tiempo.

Debido a que un horno suficientemente grande quizás no esté disponible para este análisis, un procedimiento aceptable es secar al aire la muestra hasta lograr un peso constante, calcular el contenido de humedad al aire como un porcentaje del peso húmedo y agregar de 8% a 10% al porcentaje calculado para convertir el porcentaje de humedad de secado al aire a un valor de secado en horno. Este procedimiento proporcionará un cálculo del contenido de humedad del secado en horno. La diferencia entre el contenido de humedad de secado al aire y aquel basado en el secado en horno (es decir, de 8% a 10%) puede determinarse (o confirmarse) experimentalmente para las condiciones locales al secar al aire y en hornos varias muestras de residuos sólidos. El método más exacto es secar el material de muestra en hornos.

4.3.3.2 Densidad volumétrica

La densidad volumétrica puede medirse al llenar un recipiente de volumen conocido con residuos sólidos y pesar el recipiente primero vacío y luego cargado. La medición de la densidad volumétrica, sin compactar, es sensible a la relación de las dimensiones del envase con respecto a la granulometría del material muestreado. La menor dimensión lineal del recipiente debe ser al menos tres veces la mayor dimensión lineal de las partículas. Además, si fuera posible, el recipiente debe agitarse levemente y llenarse para reducir el espacio vacío y así lograr un valor representativo de la densidad volumétrica de la muestra. La densidad volumétrica se calcula mediante la división del peso neto de los residuos sólidos (peso del recipiente cuando está cargado, menos el pesa del recipiente cuando está vacío) por su volumen. El resultado se expresa en kg/m3.

Referencias

  1. Diaz, L.F. y C.G. Golueke., "Solid Waste Management in Developing Countries", presentado en el BioCycle West Coast Workshop on Recycling Municipal Refuse, Sludge and Industrial Wastes, San Francisco, California, EUA, marzo de 1985, BioCycle, 26 (6):46-52, septiembre de 1985.
  2. Brunner, D.R., D.J. Keller, C.W. Reid, y J. Wheeler, Sanitary Landfill Guidelines - 1970, Departamento de Salud, Educación y Bienestar de los Estados Unidos, Oficina de Manejo de Residuos Sólidos, 1970.
  3.  

     

     

  4. Savage, G.M., "The History and Utility of Waste Characterization Studies", presentado en el Air & Waste Management Association 86th Annual Meeting & Exhibition, Denver, Colorado, EUA, junio de 1993, MSW Management, 4(3):70-78, mayo/junio de 1994.

 

Capítulo 5

Impactos en los Rellenos Sanitarios de la Desviación de Residuos Sólidos

5. 1 Introducción

En el capítulo 2 se trató sobre la importancia de las características de los residuos sólidos que ingresan al relleno sanitario. Antes de llegar al relleno sanitario, las características de los residuos sólidos pueden ser influenciadas o manipuladas desde el punto de generación hasta el sitio de disposición final. Los programas de desviación de residuos sólidos (es decir, los métodos y estrategias que reducen la cantidad y los tipos de materiales descartados para disposición final, o que llevan al reciclaje de materiales, o ambos) influyen y controlan directamente la cantidad y las propiedades de los residuos sólidos que ingresan a una instalación de disposición final en el suelo. Por lo tanto, los procesos de planificación, diseño y ejecución de la instalación de disposición final son sensibles al grado y a la naturaleza de los programas de desviación de residuos sólidos. Cuanto mayor es el grado de los programas de desviación, mayor es su impacto en los tipos y las cantidades de residuos sólidos que serían descargados en el sitio de disposición final y, por lo tanto, en el diseño y la operación de la instalación. Además, si el reciclaje de materiales sigue las tendencias de los últimos diez años en vados países industrializados, los residuos sólidos que llegarían a los sitios de disposición final deberían considerarse como que están en una condición dinámica en términos de cantidades y características y, por lo tanto, requieren una cercana supervisión. Uno de los resultados de un exitoso programa de desviación es que una menor cantidad de residuos sólidos requieren disposición final; por lo tanto, se requiere una capacidad menor de disposición final o se incremento la vida útil de un relleno sanitario existente.

Existen vados tipos de programas de desviación de residuos sólidos. Algunos ejemplos incluyen:

5.2 Tipos de programas de desviación y sus impactos de los mismos

Para el uso de esta guía, los programas de desviación se clasifican en: reducción de residuos sólidos, reciclaje, segregación, compostaje y recuperación de energía.

Los programas de reducción de residuos sólidos se ejecutan en el lugar de generación e incluyen aquellos que reducen o eliminan las cantidades, las características peligrosas o ambas cosas. Los programas de reciclaje se definen como aquellos autorizados por el gobierno (por ejemplo, programas formales). Los programas de reciclaje pueden ejecutarse en el lugar de generación y recolección de residuos sólidos (denominados programas de separación en la fuente) o en una instalación dedicada a la recuperación de materiales secundarios. En el caso de la separación en la fuente, el generador separa los materiales con cierto valor de los otros materiales (es decir, los que no tienen valor neto) para su recolección y procesamiento (en una planta de recuperación de materiales separados en la fuente). En el caso de la recuperación de materiales de residuos sólidos mixtos en una planta de procesamiento (por ejemplo, una estación de transferencia o una planta dedicada a la recuperación o al procesamiento de materiales de los residuos sólidos mixtos), la recuperación puede efectuarse mediante el procesamiento manual, mecánico o una combinación de ambos, y puede realizarse en la planta de procesamiento, cerca del relleno sanitario o en el relleno sanitario.

La segregación consiste en la recuperación y comercialización, no autorizada, de materiales con cierto valor de los componentes del flujo de los residuos sólidos descartados. Esta actividad puede ocurrir en cualquier lugar entre el punto de generación de los residuos sólidos hasta el lugar en el que se depositan antes de ser cubiertos en el relleno sanitario. Por lo general, en los países en desarrollo, la mayor parte de la segregación se realiza durante la recolección y en el lugar de disposición final.

El compostaje es la descomposición biológica controlada de materiales orgánicos mediante el empleo de uno de los varios procesos de alta o baja tecnología. Los programas convencionales de compostaje incluyen los que recolectan y procesan materiales orgánicos separados en la fuente y los que procesan residuos sólidos mixtos y producen compost de la fracción predominantemente orgánica. Independientemente de la manera de recolección y recuperación de materiales orgánicos, el producto final del compostaje sirve para mejorar el suelo. Si se dan las condiciones adecuadas, el compostaje también puede realizarse en el punto de generación.

La recuperación de energía implica el uso de materiales descartados, para la producción de energía, mediante cualquier proceso de conversión (por ejemplo, combustión directa, digestión anaerobia, gasificación térmica). Se buscan materiales combustibles descartados para los procesos de conversión de energía, los que pueden ser provistos por los programas que recolectan y procesan materiales combustibles separados en la fuente (por ejemplo, papel mixto) o por las instalaciones que recuperan una fracción combustible (por ejemplo, sistemas para la producción de combustibles derivados de residuos (CDR)). Las cantidades y las características de los residuos sólidos dispuestos pueden calcularse mediante métodos cuantitativos o cualitativos. El uso de métodos cuantitativos (por ejemplo, muestreo y medición del área de generación) proporciona información más exacta que el uso de métodos cualitativos, que emplean información de la bibliografía u otras fuentes para inducir conclusiones acerca de‘ área de generación de los residuos sólidos. Mediciones cuantitativas de las características existentes de los residuos sólidos son adecuadas para estimar las características durante la vida útil del relleno sanitario solamente si el flujo de residuos sólidos dispuestos y sus características no varían considerablemente o no hay posibilidad que varíen con el transcurso del tiempo. Los métodos cuantitativos también pueden emplearse para establecer variaciones estacionases (por ejemplo, un período de 12 meses) de las características de los residuos sólidos. En el caso de que las características de los residuos sólidos dispuestos varíen significativamente durante el período de vida de un relleno sanitario (por ejemplo, 10 a 20 años), las futuras características de los residuos sólidos deben calcularse mediante el análisis de todos los tipos de residuos sólidos (es decir, los residuos sólidos generados). Este análisis debe ser apoyado por medidas cuantitativas adecuadas. La estimación se realiza a partir de un análisis de las características de los residuos sólidos generados y de los desviados. En otras palabras, las características de los residuos sólidos dispuestos son iguales a las de los residuos sólidos generados, menos las características de los residuos sólidos desviados.

El principio fundamental en el cual se basa la estimación de las propiedades de los residuos sólidos dispuestos es la conservación de masa. Las propiedades básicas conservadas son la masa, la composición (es decir, el tipo de materiales, tales como latas, periódicos, residuos de alimentos, etc.) y los compuestos químicos. El principio de conservación de masa puede usarse en conexión con una estimación de las cantidades de varios tipos de materiales que llegan a la instalación para disposición final (por ejemplo, residuos sólidos voluminosos, residuos de alimentos, materiales reciclables, agua, compuestos químicos, etc. Estos tipos de estimaciones son útiles en la planificación e implantación de una instalación para relleno sanitario y sus sistemas (por ejemplo, sistemas para la captación de biogás, etc.).

Mediante el empleo de cantidades estimadas de los tipos de materiales y sus propiedades químicas, la composición de los tipos de materiales (tomando como base el peso) y las cargas químicas en el relleno sanitario puede calcularse de manera directa.

5.3 Características típicas de los residuos sólidos

En los cuadros 5-1 y 5-2 se muestra la composición típica de los residuos sólidos en diversas áreas del mundo y algunos datos útiles de diseño. Al revisar los datos en los cuadros, se puede observar que los residuos sólidos en los países en desarrollo pueden tener un alto contenido de materia putrescible (y, en consecuencia, alto contenido de humedad) y un gran porcentaje de materiales inertes (por ejemplo, ceniza). Las características de los residuos sólidos pueden variar según la fuente o tipo de residuo, como se muestra en el cuadro 5-2. También pueden presentarse variaciones estacionases en los residuos sólidos y estos pueden estar afectados por costumbres locales; por ejemplo, en algunas localidades se emplea carbón o madera para cocinar y ello genera ceniza que requiere disposición final. Las características de los residuos sólidos influyen en el diseño, operación y desempeño tanto de los sistemas de desviación como de disposición final.

5.4 Impactos generales de los programas de desviación de residuos sólidos

Es difícil presentar generalizaciones con respecto a la influencia de los programas de desviación en las cantidades y las características de los residuos sólidos dispuestos, particularmente si se trata de todos los países en vías de desarrollo. Por lo tanto, para proveer cierto conocimiento sobre la dependencia que tienen las características de los residuos sólidos dispuestos en los países en desarrollo, de los materiales que son desviados antes de llegar al relleno sanitario, se presentan algunos ejemplos de condiciones e influencias típicas.

Los programas que desvían los envases (por ejemplo, de vidrio y de metal) incrementan el contenido neto de humedad y el contenido orgánico de los residuos sólidos dispuestos, a menos que también se desvíen los materiales putrescibles. Por lo general, los materiales putrescibles tienen un alto contenido de humedad.

Cuadro 5-1. Cantidad y composición de los residuos sólidos municipales

(% de peso húmedo)a

Material

Areas urbanas, India

Ibadan, Nigeria

Manila, Filipinas

Asunción, Paraguay

Ciudad de México, México

Lima, Perú

Río de Janeiro, Brasil

Caracas, Venezuela

Berkeley, California

Putrescibles

74,7

76

53,7

60,8

56,4

34,3

47,8

40,4

41,5

Papel

2

6,6

12,9

12,2

16,7

24,3

31,5

34,9

40,3

Metales

0,1

2,5

5,8

2,3

5,7

3,4

5,9

6

3,1

Vidrio

0,2

0,6

3,5

4,6

3,7

1,7

4,7

6,6

5,6

Plásticos

1

4

1,6

4,4

5,8

2,9

3,9

7,8

6

Textiles

3

1,4

1,8

2,5

6

1,7

4,1

2

2

Cerámica, polvo, piedras

19

8,9

20,7

13,2

5,7

31,7

2,1

2,3

1,5

Generación (kg/cap/día)

0,9

0,4

0,9

1,4

1,5

2,1

1,2

2,1

2,2

Fuente: CalRecovery, Inc.

a Los datos de Berkeley, California están basados en muestreo de campo trimestrales (durante una semana) por un período de 12 meses. Los datos de las otras localidades son los resultados de uno o dos muestreos, cada uno, de 7 ó 14 días.

 

Cuadro 5-2. Composición promedio de varios tipos de residuos sólidos generados en Asunción, Paraguay (% peso)

Material

Residencial

Comercial

Mercado

Barrido de calles

Materiales putrescibles

70,8

57,9

83,7

23,1

Madera

0,5

2,1

3,4

0

Cartón

3,1

3,9

3,4

0,8

Papel

8

17

3,9

3,3

Material ferroso

2,6

1,8

0,3

0,5

Vidrio

4,8

9,9

2,3

2,5

Plástico

3,9

4,8

2,6

1,6

Cuero

0,4

0

0

0

Textiles

2,2

1,2

0,1

0,6

Tierra

3,7

1,4

0,3

67,6

Densidad volumétrica (kg/m3)

384

304

432

688

Fuente: CalRecovery, Inc.

Los programas que desvían porcentajes sustanciales de materiales putrescibles (por ejemplo, residuos de alimentos, residuos de jardín y residuos de mercados) de los residuos sólidos generados y ningún otro tipo de material, producen un residuo más inorgánico y seco.

5.5 Impactos en los rellenos sanitarios de la desviación de residuos sólidos

Los programas agresivos de desviación pueden cambiar sustancialmente las características y la cantidad de los residuos sólidos que llegan al sitio de disposición final.

Las características de los residuos sólidos dispuestos pueden estimarse tomando en cuenta la información que puede encontrarse en la bibliografía o considerando las características de los residuos sólidos que se miden localmente. Además, el proceso requiere el uso de relaciones fundamentales que rigen la estimación de las propiedades de una mezcla, basada en las propiedades de los componentes individuales.

Las propiedades de los residuos sólidos que influencian el diseño y la operación de los rellenos sanitarios son la densidad de los residuos sólidos en el estado en que llegan al relleno sanitario, los compuestos químicos presentes, el contenido de humedad y la composición de los residuos sólidos.

Los impactos de los programas de desviación en las cantidades y en la composición de los residuos sólidos que ingresan a los rellenos sanitarios dependen de los tipos específicos de los programas de desviación y de la tasa de desviación. Se puede emplear un balance de material y cálculos sobre la eficacia de los programas de desviación (por ejemplo, porcentaje de residuos sólidos generados que se desvían) para calcular los impactos. En el cuadro 5-3 se ilustran los impactos de los diferentes niveles de desviación en las cantidades y en la composición de los residuos sólidos dispuestos.

Cuadro 5-3. Ejemplo de los impactos de los diferentes niveles de desviación en la composición de los residuos sólidos municipales dispuestos

Tipo de material

Compo-sición Generala (%)

Bajo

Mediano

Alto

% Des-viado

Masa Dis-puesta

Compo-sición Dispuesta (%)

% Des-viado

Masa Dis-puesta

Compo-sición Dispuesta (%)

% Des-viado

Masa Dis-puesta

Compo-sición Dispuesta (%)

Metales

3

10

2,7

2,8

25

2,3

3

50

1,5

3,1

Vidrios

3

10

2,7

2,8

25

2,3

3

50

1,5

3,1

Plásticos

4

10

3,6

3,7

25

3

4

50

2

4,1

Otros materiales inertes

15

0

15

15,5

0

15

20,2

0

15

31,1

Subtotal de materiales

inertes

25

24

24,7

22,5

30,3

20

41,4

Papel

20

10

18

18,6

25

15

20,2

50

10

20,7

Materiales putrescibles

52

0

52

53,6

35

33,8

45,5

70

15,6

32,3

Subtotal de materiales

orgánicos

72

70

72,2

48,8

65,7

25,6

53

Textiles

3

0

3

3,1

0

3

4

10

2,7

5,6

Total

100

97

100

74,3

100

48,3

100

a Composición general = Composición de residuos sólidos generados.

 

En el caso de residuos sólidos mixtos que ingresan a una instalación de procesamiento o de disposición final, se puede calcular la propiedad conservada de la mezcla si se conoce la composición de la mezcla y las características de sus componentes. La relación que prima es:

en la ecuación:

P = es el valor de la propiedad o característica conservada de la mezcla de n componentes;

mfi = es la fracción de masa del componente "i"; y

pi = es la concentración de la propiedad "p" en el componente i.

Los valores de las características no conservadas no se adhieren a la sumatoria de la

multiplicación de la fracción i y propiedad i de la masa sobre todos los componentes. Un ejemplo de una característica no conservada es la densidad volumétrica.

En el cuadro 5-5 se ilustra un ejemplo del impacto de los programas de desviación en el análisis promedio último (es decir, carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno) de la mezcla de residuos sólidos que ingresan a un relleno sanitario.

La producción de gas y de lixiviado dependen de los tipos de materiales colocados en el relleno sanitario, de sus propiedades físicas, químicas, y biológicas así como de las condiciones operacionales y ambientales en el relleno sanitario y en sus alrededores. Se puede realizar cálculos de la producción y de la composición de gas en base a una estimación de un análisis elemental de los residuos sólidos y asumiendo que se producen reacciones químicas anaerobias. Es posible realizar estimaciones de las concentraciones de compuestos químicos en el lixiviado (por ejemplo, los compuestos solubles conservados, como el cloruro) utilizando las estimaciones de las tasas de carga de los compuestos químicos inherentes en los residuos sólidos que ingresan al relleno sanitario y estimaciones de flujos de agua a través del relleno sanitario, usando cualquiera de los numerosos modelos de reacciones químicas y de flujos hidráulicos en un sistema de relleno sanitario.

 

 

Cuadro 5-5. Ejemplo de la estimación del análisis promedio último de residuos sólidos municipales (RSM)

Compuesto del flujo de residuos sólidos

Composición (% peso húmedo)

Análisis último (% peso seco)

C

H

O

N

Metales ferrosos

3,9

0,8

0

0,2

0

Aluminio

1,2

0,8

0

0,2

0

Vidrio

5

0,5

0,1

0,4

0

Papel mixto

21,5

44

6,2

41,7

0,4

Papel periódico

11,6

48,8

6,1

42,7

0,1

Cartón

4,3

45,5

6,1

44,5

0,2

Plásticos

11,5

59,8

8,3

19

1

Residuos de jardines

10,1

49,3

6,4

36,3

3

Residuos de alimentos

15

41,7

5,8

27,6

2,8

Otros compuestos inorgánicos

7,1

0,5

0,1

0,4

0

Otros compuestos orgánicos

8,8

48,8

6,1

28,3

1,8

RSM

100

38,3

5,1

27,2

0,8

Nota: El balance del porcentaje de peso seco es azufre, cloro y ceniza.

El proceso de estimación que se describe en el párrafo anterior requiere la aplicación de criterios profesionales así como el uso de balances de masa básica y química. Los criterios profesionales incluyen la consideración de los efectos que no son fácilmente reducidos a principios básicos cuando se trata con asuntos relacionados con el ambiente en un relleno sanitario. Los efectos incluyen: grado de solubilidad de los metales, fenómenos asociados con tasas, (por ejemplo, tasas de producción de gas y lixiviado, y absorción), etc. Sin embargo, es posible realizar estimaciones en base a las peores o mejores condiciones (por ejemplo, todos los compuestos químicos se solubilizan en el lixiviado) y modificarlas a una estimación más probable por intermedio del uso de experiencia profesional y datos específicos del sitio.

La influencia de los programas de desviación y de los cambios en las características de los residuos sólidos dispuestos se extiende a la producción y a las características de los gases del relleno sanitario. La producción de gases está regida por el análisis promedio último de los residuos sólidos en el relleno sanitario y por las condiciones en el relleno sanitario. La producción de gases, así como su composición, se puede calcular mediante la reacción química básica de un proceso anaerobio. En el cuadro 5-6 se presenta un ejemplo.

Cuadro 5-6. Estimación de la producción de gas del relleno sanitario a partir de la descomposición máxima de los residuos sólidos

Ecuación que gobierna el proceso anaerobio de descomposición:

CaHbOcNd + ((4a-b-2c+3d)/4)H2O ® ((4a+b-2c-3d)/8)CH4 + ((4a-b+2c+3d)/8)CO2 + dNH3

donde:

C = carbono; H = hidrógeno; O = Oxígeno y N = Nitrógeno; y a, b, c, y d = número de moles

Se estima un 75% de sólidos volátiles en ase al peso seco.

Las siguientes estimaciones están basadas en el peso seco de los residuos sólidos

Insumo

Elemento

Moles

Peso Atómico

Fracción de masa

C

30

12,01

0,54

H

48

1,01

0,07

O

16

16

0,38

N

0,5

14,01

0,01

     

1,00

Producción de gas del relleno sanitario

Especie de gas

Peso molecular

Moles

Fracción de masa (kgo/kgvs)

Fracción de masa (kgo/kgi)

Comp. de gas (%)

CH4

16,05

16,81

0,40

0,30

31,4

CO2

44,01

13,19

0,86

0,65

67,6

NH3

17,04

0,50

0,01

0,01

1

Leyenda: kgo = producción en kg

kgi = peso del insumo (en kg)

kgvs = peso de sólidos volátiles en el insumo (en kg)

El ejemplo demuestra la degradación anaerobia de una mezcla hipotética de residuos sólidos (en base al peso seco y un contenido de sólidos volátiles de 75%), asumiendo una conversión total del carbono a dióxido de carbono y metano.

Las discusiones y los ejemplos presentados en los párrafos anteriores indican claramente que los programas de desviación de residuos sólidos pueden tener gran impacto en la cantidad y en las características de los residuos sólidos que llegan al lugar de disposición final. Muy pocos de estos programas se han implementado en los países en desarrollo y, en consecuencia, hay muy pocos datos disponibles en la bibliografía sobre sus impactos. Sin embargo, considerando la composición de los residuos sólidos, las experiencias de los países industrializados y los ejemplos presentados, es posible hacer algunas afirmaciones generales.

En muchos países en desarrollo, el componente principal de los residuos sólidos es orgánico (materia putrescible). En consecuencia, la ejecución de cualquier bpo de programa orientado hacia la desviación de la sustancia orgánica reduciría en gran medida la producción de gas y las características del lixiviado serían sustancialmente diferentes. Por ejemplo, el lixiviado tendería a contener concentraciones sustancialmente inferiores de DBO y DQO. Actualmente, la tendencia en varios países industrializados es el desarrollar estrategias de manejo de residuos sólidos orientadas hacia el procesamiento o la remoción de la mayor parte de la sustancia orgánica de los residuos sólidos antes de disponerlos en el suelo. En algunos casos, las políticas se dirigen a alcanzar una concentración aproximada de 5% de sólidos volátiles en los materiales apropiados para la disposición final.

La desviación de altos porcentajes de materia orgánica de los sitios de disposición final tiene otros impactos positivos en el diseño y en la operación de un relleno sanitario. Algunos de estos beneficios incluyen: bajo riesgo de generación de olores, menos vectores y menos asentamientos.

Por otro lado, si los programas de desviación sólo se limitan a remover aquellos materiales que por lo general se reciclan en los países en desarrollo, tales como los productos de papel, algunos metales, envases de vidrio, plásticos y textiles, las cantidades y las características del lixiviado probablemente serían las mismas.

 

Capítulo 6

Selección del Sitio

6.1 Aspectos no geológicos

6.1.1 Introducción

Esta sección trata sobre el proceso de selección del sitio destinado a ser un relleno sanitario. El proceso puede ser extenso; en los Estados Unidos típicamente se requiere un período de cinco a diez años para ubicar un sitio apropiado (desde un punto de vista de ingeniería), a fin de asegurar la aprobación del público y obtener el permiso de las agencias competentes. Este capítulo abarca los principales elementos no geológicos que deben considerarse en el proceso de selección de sitos para rellenos sanitarios.

6.1.2 Definición de la necesidad de un sitio

La evaluación de la necesidad de una instalación de disposición final en el suelo debe considerar vados elementos. El proceso general incluye la identificación de las cantidades y las características de los residuos sólidos que requieren disposición final, el desarrollo de criterios de selección de sitios, la ubicación de sitos con potencial, el análisis de los sitios y la selección final. El análisis, además de definir las condiciones de la situación actual, también debe considerar cualquier tipo de cambio que se esté planteando en los sistemas existentes (por ejemplo, cobertura de recolección), la influencia del crecimiento poblacional, nuevas instalaciones industriales, etc.

6.1.2.1 Diferentes tipos de residuos sólidos que pueden disponerse

Uno de los primeros pasos en el proceso de planificación es la definición de las cantidades y las características de los residuos sólidos que van a ingresar y ser dispuestos en el relleno sanitario. A menos que existan circunstancias o requisitos especiales o inusuales, los tipos de residuos sólidos son los siguientes: residenciales, comerciales e industriales. Existen otros tipos de residuos sólidos que se aceptan según se describe en el capítulo 4.

Las condiciones y circunstancias locales determinarán los tipos de generadores de residuos sólidos, y las cantidades y características de los residuos sólidos. Como se mencionó anteriormente (capítulo 4), algunos de los residuos sólidos generados por la industria pueden tener características que obligarán a su separación del relleno sanitario.

6.1.2.2 Medición de las cantidades

El conocimiento de los tipos de residuos sólidos debe complementarse con la determinación de la cantidad de residuos, tanto actual como proyectada, en el período de planificación. Por lo tanto, un objetivo del estudio de cuantificación es llegar a la cantidad anual actual de residuos sólidos que va a disponerse por unidad de tiempo (por ejemplo, Mg/año). El segundo objetivo es estimar la cantidad de residuos sólidos para subsecuentes años del período de planificación del proyecto. Generalmente, las proyecciones se realizan en base a la cantidad de residuos sólidos actuales y escalados (o reducidos) por medio de una fórmula matemática. Si bien en el pasado se han probado varios métodos y procedimientos, no se puede predecir la futura cantidad de residuos sólidos con exactitud. Se sugiere el uso de proyecciones poblacionales como un medio para estimar la futura cantidad de generación de residuos sólidos. Como ya se mencionó en el capítulo 4, el impacto de la recuperación de recursos, así como otros factores, también deben considerarse durante el proceso de estimación.

6.1.2.3 Determinación de la composición de los residuos sólidos

Es importante comprender adecuadamente las características de los residuos sólidos que requieren disposición final. Entre otros impactos, para una determinada masa de residuos sólidos, la cantidad de residuos sólidos influye en su densidad en el sitio, número de vehículos que ingresan al sito, superficie de terreno requerida y cantidad de cobertura necesaria. La composición de residuos sólidos se trata más detalladamente en el capítulo 4.

6.1.3 Revisión de las instalaciones existentes

La siguiente etapa de planificación de la estrategia de disposición final y selección del sitio apropiado es realizar una revisión minuciosa de todas las instalaciones existentes. Parte de esta tarea requiere un análisis de todos los sitios existentes y un cálculo de la capacidad de disposición final remanente. Este análisis puede requerir estudios topográficos para facilitar la determinación de la capacidad volumétrica remanente.

La capacidad restante de los sitios de disposición final puede determinarse a partir de planos topográficos existentes y los contornos finales de los sitios. Si no se dispone de planos, ellos deben prepararse. La evaluación de los sitios de disposición final de residuos sólidos no necesita llevarse a cabo con un alto grado de exactitud para producir resultados con fines de planificación. La limitación de la exactitud puede reducir el costo y el tiempo de los estudios. En algunos casos, los levantamientos topográficos aéreos pueden ser los métodos más eficaces para medir volúmenes, especialmente si el estudio abarca un gran número de sitios de disposición final.

La determinación exacta de la capacidad de disposición final restante y de la cantidad de residuos sólidos dispuestos es crucial para el proceso de ubicación del relleno sanitario ya que, en conjunto, influyen sustancialmente en la capacidad de la nueva instalación.

Después de concluir con el análisis de la capacidad volumétrica remanente para cada sitio de disposición final existente, se suman todas las capacidades. El total de la capacidad volumétrica se divide entre la estimación de la densidad de los residuos sólidos descargados en el sitio anualmente, lo cual equivale al estimado del número de años de capacidad antes que se requiera un nuevo sitio. La estimación del volumen para el nuevo sitio requiere una estimación de la densidad de los residuos sólidos en el sito y el cálculo de las cantidades de residuos sólidos que se anticipa serían recibidas en el relleno sanitario. La densidad en el sitio varía de acuerdo al tipo de residuos sólidos, el método y grado de compactación, la profundidad del relleno sanitario y otros factores. En ausencia de mejor información, y si se planifica un esfuerzo de compactación sustancial para el nuevo relleno sanitario, en el proceso de planificación se puede emplear un valor de 0,8 a 1 Mg/m3. Por otro lado, si se planea que el esfuerzo de compactación sea menor (o resulta ser laxo), la densidad en el sitio puede ser de 0,5 Mg/m3 o menos.

Un análisis de los sitios de disposición final existentes y de su vida útil y de su calidad puede ser útil para convencer a los funcionados y al público de la necesidad de establecer un nuevo sitio.

6.1.4 Plan

Una vez que se calcula el período de vida útil de las instalaciones existentes y de las propuestas, es útil desarrollar un plan de trabajo para seleccionar el nuevo sito. El seguimiento del plan de trabajo asegurará que el (los) sito(s) entre(n) en total operación cuando las instalaciones existentes alcancen su capacidad. Generalmente, los elementos del plan de trabajo están regidos por procedimientos legales y administrativos, y por requisitos vigentes dentro del área e incluyen: selección de sitos, preparación de una solicitud para el uso del suelo y presentación a las autoridades gubernamentales, procedimientos para la obtención de permisos y puesta en marcha de los trabajos de ingeniería. Durante la preparación del plan de trabajo, se debe tener en cuenta que el proceso puede llevar tiempo en completarse.

6.1.5 Evaluación de la capacidad potencial de un relleno sanitario

Una vez finalizado el plan de trabajo, el próximo paso es identificar los posibles lugares para el relleno sanitario. En primer lugar, se deben establecer los límites del área de búsqueda. Este procedimiento debe basarse en limitaciones demográficas y físicas tales como límites políticos o regionales, cadenas montañosas y ríos. Después de definir el área de búsqueda, se consideran la distancia de transporte, la topografía, la geología y las condiciones de las aguas superficiales y subterráneas.

La distancia del relleno sanitario al área de generación y recolección de residuos sólidos equivale a la distancia de transporte. Si el relleno sanitario se encuentra cerca del área de recolección, entonces los vehículos pueden dirigirse directamente al relleno sanitario. Si el relleno sanitario está lejos del área de recolección, se planifica una estación de transferencia, ya que los vehículos de recolección son equipos costosos e ineficientes para el transporte de residuos sólidos a largas distancias.

En la estación de transferencia, los residuos sólidos se transfieren de los vehículos de recolección a un sistema de transporte a granel compuesto por tracto- remolques. El transporte ferroviario también ha tenido un uso, aunque limitado, para este fin.

En esta etapa del proceso se analiza el costo global del sistema de recolección y disposición final para establecer distancias factibles hacia el sito de disposición final y las modalidades de transporte. El impacto de la recuperación de recursos también debe considerarse en el análisis, ya que afecta la cantidad de residuos sólidos que requerirá de disposición final y su costo debe incluirse en el costo total del sistema.

Generalmente, los rellenos sanitarios se benefician en gran medida de la economía de escala. Por ello, un relleno sanitario muy grande y apartado puede resultar menos costoso que un relleno sanitario pequeño y cercano.

6.1.6 Identificación de lugares

Una vez que se identifica el área de estudio, teniendo en cuenta los límites, las restricciones físicas y de acceso, el próximo paso es identificar los lugares apropiados. El sitio puede ser de dos tipos: áreas de excavación mineral en las cuales se pueden colocar residuos sólidos para restaurar el suelo y áreas de terreno virgen a las que se les dará nueva forma.

El desarrollo de una lista preliminar de lugares apropiados puede mejorar sustancialmente si se emplean mapas y visitas de campo. Una vez concluido este proceso, se debe preparar una lista de sitios potenciales en la que se incluye el nombre y ubicación de los sitios, así como anotaciones de sus ventajas y desventajas.

En términos de identificación de sitios con adecuada superficie de terreno para un relleno sanitario, un ejemplo de un criterio de selección inicial serían los sitios con una superficie de 20 a 50 ha para una comunidad de aproximadamente 100,000 habitantes.

6.1.7 Proceso de selección preliminar

En esta fase del proceso se eliminan algunos de los lugares potenciales y los que remanecen se someten a un análisis adicional. Hay cuatro factores críticos en la selección de un sito potencial: disponibilidad, limitaciones de planificación, acceso y capacidad. A continuación, se describen brevemente estos factores:

Otros factores locales críticos pueden formar parte del proceso de evaluación preliminar. Independientemente del número de criterios de evaluación, el objetivo principal de la selección preliminar de un sitio es identificar cuatro a seis lugares con potencial de desarrollo para un relleno sanitario.

6.1.8 Evaluación ambiental

La próxima etapa del proceso es llevar a cabo una evaluación ambiental de los lugares seleccionados en el análisis preliminar, la que requerirá el diseño y el cálculo de los costos totales para desarrollar y operar cada sito. Una vez que se completa esta etapa, es posible identificar los efectos ambientales potenciales de cada uno de ellos.

El análisis ambiental puede facilitarse mediante el desarrollo y el uso de un formato de evaluación. El formato debe listar cada sitio, cada criterio de evaluación y su factor de peso respectivo. Los criterios de evaluación ambiental deben tasarse de acuerdo a su importancia relativa. Al final del proceso de evaluación, se suma el puntaje para cada sitio y se establece una jerarquización de los sitios.

El formato de evaluación debe incluir una lista de los posibles impactos relacionados con el desarrollo y el uso del sitio, junto con información sobre costos, acceso y capacidad del relleno sanitario. Los elementos específicos que debe abordar el análisis incluyen los que se describen en el siguiente párrafo. También en el siguiente párrafo se sugieren valores para los factores de peso (en porcentaje) en caso que no existan otros factores en base a condiciones y circunstancias locales:

Una vez que se completa el formato de evaluación, se estudia cuidadosamente cada sito e

impacto ambiental potencial. Luego se identifican las medidas de mitigación potencial para los impactos ambientales adversos. Un ejemplo de mitigación es la construcción de un camino de desnivel o una berma para reducir el ruido o el impacto visual del relleno sanitario. El costo de las medidas de mitigación debe agregarse al costo de la planificación y puesta en marcha del sito evaluado.

Una vez finalizadas estas tareas, el próximo paso es descontar algunos lugares y reducir la lista de lugares potenciales a dos o tres. A esta altura es aconsejable consultar con el público.

6.1.9 Campaña de concientización pública

El interés público en aspectos ambientales se ha incrementado sustancialmente en los últimos años. El momento más oportuno para la búsqueda de opinión o la presentación de la propuesta al público es un asunto para debate.

Si se busca la opinión del público muy temprano durante el proceso, se puede generar oposición innecesaria; por otro lado, si se hace al final del proceso, el público puede dudar de que sus comentarios y consejos se tomen seriamente.

Cuando varias alternativas realistas surgen del proceso de selección descrito anteriormente, es el momento apropiado para notificar al público para permitir revisiones y para obtener comentarios.

Las inquietudes del público con respecto a la ubicación y la operación de un relleno sanitario incluyen los siguientes aspectos:

Una de las medidas más importantes que deben tomar los funcionarios públicos o las personas que desarrollan rellenos sanitarios para solicitar el apoyo del público es transformar cualquier vertedero al aire libre o lugares de disposición final mal operados en rellenos sanitarios bien administrados, incluyendo un plan bien definido para el uso final del relleno sanitario terminado.

6.1.9.1 Objetivos de una campaña de concientización pública

El éxito de una campaña de concientización pública para asegurar que el público apruebe un relleno sanitario depende de la formulación de un conjunto de objetivos claros, tales corno:

6.1.9.2 Ventajas de una campaña de concientización pública

Algunas de las ventajas de una campaña de concientización pública con los objetivos indicados anteriormente incluyen:

5.1.9.3 Desventajas de una campaña de concientización pública

Algunas de las desventajas potenciales de una campaña de concientización pública incluyen:

Si bien se enumeran las desventajas para discute a fondo el proceso de participación del público, la magnitud de las desventajas no son suficientes para exceder los beneficios de una campana efectiva de concientización pública.

6.1.9.4 Pasos de la campaña de concientización pública

A continuación se presenta una lista de los pasos más importantes de una campaña de concientización pública:

  1. Informar al público todos los detalles del plan.
  2. Establecer con el público la necesidad de un nuevo sitio de disposición final, explicándoles la situación, incluyendo el estado de las instalaciones existentes y la razón por la cual se necesita un nuevo sitio.
  3. Presentar las alternativas que se han considerado y las razones por las cuales se han rechazado o seleccionado.
  4. Explicar las operaciones, el proceso de administración, control del lixiviado y gas, y los procedimientos de clausura y posclausura.
  5. Describir los impactos del desarrollo y de la operación del relleno sanitario en el ambiente local y en las personas que pueden ser afectadas.
  6. Hacer todo lo posible para entender claramente las inquietudes de las personas que viven cerca del sitio.
  7. Mantener opciones abiertas. Si surge nueva información como resultado de la consulta con el público, entonces el proceso de selección debe ser flexible e incorporar los comentarios del público para la selección final.
  8. Revisar las evaluaciones anteriores de impactos ambientales de lugares potenciales mientras se recoge mayor o nueva información como consecuencia de las discusiones con personas y negocios afectados por la propuesta.

Finalmente, se debe hacer la selección final. A esta altura, el municipio o el responsable del relleno sanitario está preparado para presentar una solicitud formal para el desarrollo y el uso del sito. Muchos de los resultados y descubrimientos del proceso de selección de sitios serán útiles o se requerirán durante la preparación del diseño final y de los planes operativos.

Aunque la discusión en las secciones anteriores de este capítulo ha considerado, en general, que la ubicación de un relleno sanitario es la solución óptima, en ciertos casos, y debido a las circunstancias, puede ser necesaria o requerida la selección de vados sitios de disposición final. Por ejemplo, en el caso de una municipalidad grande de una región urbana con poca experiencia en el desarrollo de rellenos sanitarios, podría ser más fácil, a corto plazo, ejecutar vados rellenos sanitarios pequeños en lugar de uno relativamente grande.

 

6.2 Aspectos geológicos

6.2.1 Introducción

La aplicación de disciplinas científicas y de ingeniería, tales como geología, hidrogeología e hidrología, a los rellenos sanitarios requiere muchos años de estudio y de experiencia práctica. Teniendo esto en consideración, el objetivo de esta sección es modesto y está destinado a ayudar al lector a comprender los aspectos claves de las disciplinas ya mencionadas y su relación con la selección de sitos apropiados para un relleno sanitario.

El grado de riesgo de contaminación del suelo y de los recursos hidráulicos como consecuencia del relleno sanitario depende en gran parte de la geología e hidrogeología del sitio. Durante el proceso de selección de sitios, la geología e hidrogeología del área deben investigarse a fondo y considerarse tanto a nivel regional como local. Este conocimiento permitirá: 1) seleccionar las áreas más favorables (es decir, las que tienen un menor riesgo potencial de afectar negativamente al ambiente); 2) diseñar el relleno sanitario para controlar el potencial de contaminación.

Esta sección aborda los siguientes elementos:

6.2.2 Definiciones

6.2.2.1 Geología

La geología puede definirse como el estudio sistemático de los materiales, procesos, ambientes e historia de la tierra. Si bien los tres son complementarios, la naturaleza y la estructura de los materiales tienen mayor impacto en un relleno sanitario y, por ello, son el tema de este capítulo.

Tipos de roca y de suelos

Las rocas presentes en la superficie de la tierra y los suelos que provienen de ellas, pueden subdividirse en tres tipos; cada uno corresponde a su propia modalidad de formación y se vinculan a través del ciclo geológico (véase figura 6-1).

 

Sedimentarias

Las rocas y los suelos sedimentarios se derivan principalmente de la destrucción (erosión o disolución química) de las rocas existentes, y su transporte y deposición en capas en el fondo le los mares, lagos y ríos. La sedimentación también puede presentarse directamente en la superficie como en el caso de las areniscas eólicas.

Las rocas y los suelos sedimentarios incluyen conglomerados, areniscas, piedras calizas, tiza, arcilla y otros.

Volcánicas

Las rocas y los suelos volcánicos se forman a través del surgimiento y enfriamiento del magma derretido en la superficie de la tierra. La composición original del magma derretido determinará las características finales de las rocas enfriadas y su resistencia al clima y su fracturación.

El magma de movimiento rápido y baja viscosidad genera las clásicas erupciones volcánicas (basaltos). El magma más fresco y espeso no se mueve tan fácilmente y se detiene debajo de la superficie, donde forma rocas más gruesas. Estas rocas son expuestas a la superficie mediante la erosión, formándose los granitos.

 

Metamórficas

Las rocas metamórficas son el resultado de la transformación de las rocas existentes (volcánicas o sedimentadas) mediante el calentamiento o la presión. El calor y la presión aplicados a las rocas resultan del enterramiento de sedimentos en la profundidad de la corteza, de la deformación durante el desarrollo de cadenas montañosas o de la proximidad de rocas volcánicas. Los ejemplos de rocas metamórficas incluyen esquistos, mármol (piedras calizas transformadas) y gneises (rocas volcánicas transformadas).

Se puede hacer una distinción importante entre "rocas duras" (basaltos, piedras calizas, granitos, algunas areniscas) y los suelos provenientes de ellas, y "rocas blandas" (tiza, arcillas, arena blanda, grava, granito desintegrado o basaltos) y sus suelos correspondientes. Las áreas que tienen una concentración relativamente alta de roca dura no son fáciles de manejar con el equipo de movimiento de tierra y, por lo tanto, son más costosas para manejar que las áreas con rocas y suelos blandos. Por lo general, la roca y los suelos "blandos" pueden extraerse con el equipo de movimiento de tierra.

Riesgos geológicos

Como se indicó anteriormente, la geología estudia los procesos de desarrollo de la tierra. La mayoría de estos procesos son lentos (por ejemplo, erosión, formación de montañas). Sin embargo, algunos son muy rápidos y pueden alterar drásticamente la superficie de la tierra. La probabilidad de que estos procesos se produzcan, agrupados bajo el término de riesgos geológicos, debe evaluarse al buscar un sitio con potencial para un relleno sanitario. Los riesgos geológicos más comunes se enumeran a continuación:

Permeabilidad

La permeabilidad es un término que expresa la cantidad de agua que pasa a través de un medio determinado (sustrato). Puede emplearse para describir el movimiento del líquido en las rocas, cemento y otros materiales. La tasa del flujo del liquido a través de un medio es fundamentalmente una función de las características del medio y del gradiente de presión hidráulica. La siguiente discusión se refiere a la permeabilidad de los líquidos en los suelos y, consecuentemente, los valores de permeabilidad que se presentan en el texto están relacionados al movimiento de liquido, y no al movimiento de gases bajo el efecto de un gradiente de presión.

La permeabilidad (k) se expresa en m/s, o cm/s; mientras mayor es el valor k, más permeable es el sustrato. Por ejemplo, una roca muy permeable, como la grava, tiene una permeabilidad de cerca de 10-4 m/s. Al otro lado del espectro, la arcilla no es muy permeable (común e incorrectamente denominada impermeable) y tiene una permeabilidad entre 10-9 y menos de 10-10m/s. El agua puede filtrarse a través de la arcilla pero en menor proporción.

Las rocas pueden clasificarse en una escala de permeabilidad del siguiente modo:

Altamente permeables

Permeables

Poco permeables

Impermeables

Grava

Arena

Arcillas arenosas

Arcillas

 

Rocas fracturadas

Rocas desintegradas

 

En la figura 6-2 se presentan valores típicos de permeabilidad para estos tipos de roca. Sin embargo, a un tipo determinado de roca no se le puede asignar automáticamente un valor k definitivo. La permeabilidad de un material depende de la homogeneidad local del sustrato (por ejemplo, arcilla mezclada con arena o viceversa), su grado de fractura y su estado de alternancia. En consecuencia, la permeabilidad (k) siempre debe controlarse y medirse in situ para determinar el valor local correcto.

 

Figura 6-2. Ejemplos de permeabilidad

 

 

 

 

 

Historia geológica

Para identificar el área más favorable para la ubicación de un relleno sanitario, es necesario comprender el desarrollo histórico de las características geológicas. Esta comprensión permite identificar los riesgos geológicos ya mencionados.

La comprensión de la historia geológica de un área se logra mediante el análisis cuidadoso de los mapas geológicos, y cuando éstos son inadecuados o inexistentes, a través de la exploración y perforación geológica. Por ejemplo, el estudio de un mapa geológico puede revelar la existencia de fallas bajo un recubrimiento de sedimento delgado (no visible en la superficie); el análisis de los patrones de sedimentación indica qué zonas pueden ser homogéneas, permeables o impermeables; y un estudio de la geomorfología de los ríos, terrazas y depósitos recientes indica las zonas de inundación.

6.2.2.2 Hidrología

La hidrología es la ciencia que estudia los procesos involucrados en el agotamiento y reaprovisionamiento de recursos hídricos. Estos procesos pueden comprenderse mejor al examinar el ciclo de agua presentado en la figura 6-3.

La fuerza motriz para el ciclo de agua es la energía radiante del sol. La radiación da lugar a la evaporación del agua superficial y el vapor resultante se convierte en parte de la atmósfera. Si se dan las condiciones atmosféricas favorables, el agua se condensará para formar las nubes que provocarán la precipitación. La precipitación puede retomar directamente y almacenarse en lagos y océanos, puede acumularse como nieve en las montañas elevadas y en las regiones polares o puede caer en forma de lluvia sobre la tierra. En el último caso, se puede interceptar cierta humedad a través de la vegetación, la que retornará a la atmósfera mediante la evapotranspiración. El resto de la precipitación puede formar la escorrentía superficial o puede infiltrarse en el suelo. Luego, la escorrentía superficial puede volver a almacenarse en lagos y océanos. El agua que se infiltra en el suelo será absorbida por las raíces de las plantas y transpirada hacia la atmósfera o puede percolar a través de la zona no saturada y el nivel freático. Las aguas subterráneas pueden acercarse a los puntos superficiales de descarga (arroyos, etc.) donde se convertirán en un componente de la escorrentía superficial que se vierte a los océanos y lagos.

En lo que a ubicación y diseño del relleno sanitario se refiere, se necesita registrar y evaluar los siguientes datos:

 

 

Figura 6-3. El ciclo hidráulico

 

Clima

El viento, la lluvia o nieve y la temperatura son condiciones climáticas que pueden determinar el tipo de operación, la cantidad y la colocación de la cobertura, los caminos que se necesitan y el tipo de estructuras que se construyen en un relleno sanitario. En consecuencia, es imperativo tener información sobre 1) el número de días en que se produce viento, temperatura de congelación, lluvia o nieve, 2) la intensidad de la precipitación, y 3) las variaciones estacionases de la temperatura para ayudar a seleccionar el sitio del relleno sanitario.

Lluvia o nieve

La precipitación debe considerarse en relación a la escorrentía de las aguas superficiales, los requisitos del sistema de drenaje, la generación de lixiviado, la factibilidad de las operaciones de mantenimiento en todo momento en el sitio, el movimiento del equipo y el acceso al sito. Por ejemplo, las zonas bajas que con frecuencia pueden inundarse o llenarse de fango durante la temporada de lluvias no deben elegirse en áreas con precipitación alta.

 

Clima y grado de infiltración

El clima es significativo debido a su relación directa con la cantidad de lluvia que puede infiltrarse al sistema de aguas subterráneas a través de la zona no saturada. El grado de infiltración depende de la cantidad de precipitación, volumen de inundación y escorrentía superficial y tasa de evapotranspiración. La temperatura ambiental y la humedad relativa también tienen un impacto en la infiltración, evaporación y evapotranspiración. El potencial de deterioro de las aguas subterráneas en la zona de influencia de un relleno sanitario bien construido y diseñado en regiones áridas y semiáridas es muy bajo, mientras que el potencial es muy alto en regiones húmedas. Otro factor de decisión al seleccionar un sitio apropiado es el carácter estacional de la precipitación.

Densidad de arroyos

La probabilidad de contaminación de las aguas superficiales se incrementa cuando un flujo inusualmente corto de agua subterránea precede la descarga de contaminantes en un área donde los arroyos están muy cercanos. Sin embargo, el grado de contaminación subterránea puede limitarse por medios subsuperficiales. De manera alternativa, los arroyos separados por un amplio espacio también pueden desarrollar zonas de contaminación de aguas subterráneas más grandes y a largo plazo.

6.2.2.3 Hidrogeología

La hidrogeología puede definirse como el estudio de las aguas subterráneas, su composición química, flujo y relación con el ambiente. La relación de las aguas subterráneas con el ciclo de agua puede observarse en la figura 6-3. El posible efecto de un relleno sanitario sobre el régimen de aguas subterráneas siempre debe evaluarse cuidadosamente.

Los principales términos y parámetros necesarios para comprender y evaluar los sistemas de aguas subterráneas son los siguientes:

 

Figura 6-4. Porosidad intergranular

Figura 6-5. Porosidad de la fisura

 

 

 

 

Figura 6-6. Acuífero cárstico

 

Acuífero

Un acuífero es un cuerpo subterráneo de rocas o suelos que contienen agua con permeabilidad suficiente para que el agua fluya. Se pueden distinguir tres tipos de acuíferos:

  1. Acuíferos arenosos - En estos acuíferos, el agua fluye a través de los vacíos y granos (porosidad intergranular) y pueden encontrarse en zonas de arena y grava. La porosidad intergranular se describe en la figura 6-4.
  2. Acuíferos fracturados - Estos acuíferos se presentan en terrenos de rocas fracturadas de poca permeabilidad tales como areniscas, tizas, piedra caliza y rocas volcánicas. El agua fluye a través de la interconexión de fracturas y grietas (porosidad de las fisuras). En la figura 6-5 se presenta un diagrama de la porosidad de la fisura.
  3. Acuíferos mixtos - Estos acuíferos tienen porosidad de la fisura e intergranular y se presentan en un ambiente cárstico. En la figura 6-6 se presenta un acuífero cárstico.

La rapidez del agua infiltrada para llegar al acuífero depende de la permeabilidad de las rocas y de los suelos. A través de la tiza, por ejemplo, el agua infiltrada puede tardar hasta un año para alcanzar el agua subterránea. No obstante, en el esquisto y el granito, consideradas rocas impermeables, el agua puede filtrarse rápidamente a través de las áreas fracturadas o desintegradas.

 

Configuraciones de los acuíferos

Los acuíferos se clasifican en no confinados o confinados, según las condiciones de los límites de su formación.

Un acuífero confinado está delimitado entre dos capas impermeables. El agua está bajo presión y, en consecuencia, el nivel de agua se elevará en una perforación que penetre el acuífero. El nivel al cual llega el agua en la perforación se llama nivel piezométrico. En la figura 6-7 se presenta el diagrama de un acuífero confinado.

En el acuífero no confinado, el nivel freático (o nivel piezométrico) no está restringido; consecuentemente, el nivel freático puede fluctuar según las estaciones (véase la figura 6-7).

Áreas de recarga y descarga

Según se observó en el cielo del agua (figura 6-3), los acuíferos se llenan (recargan) por la infiltración del agua de lluvia a través de los estratos permeables (figura 6-8). Al llegar al acuífero, el agua fluye bajo el gradiente hidráulico regional y nuevamente descarga en la superficie por medio de los manantiales, las filtraciones a los ríos y el bombeo de pozos.

Dentro de un acuífero, el agua no está estática, sino que fluye de la zona de recarga a la zona de descarga. Las tasas de flujo varían según el tipo de acuífero; por ejemplo, 1500 m/año en tierra aluvial y de 3,5 a 9 km/año en un sistema cárstico.

Área saturada y no saturada

En un acuífero no confinado, el agua que fluye hacia abajo de la superficie encuentra dos áreas sucesivas.

El área no saturada está compuesta de intersticios de roca ocupados en parte por agua y en parte por una fase gaseosa (aire).

El área saturada se inicia en el nivel freático, cuando los intersticios de roca y del suelo se llenan completamente de agua. En esta área, las aguas subterráneas fluyen bajo el gradiente hidráulico regional hacia la zona de descarga.

En ambas zonas, la saturada y la no saturada, diferentes mecanismos complejos pueden interactuar con el líquido percolado (lixiviado u otro contaminante): absorción, neutralización, precipitación, óxido- reducción, y biodegradación. Aunque estos mecanismos se han observado, todavía tienen que ser precisamente comprendidos y cuantificados.

 

 

Figura 6-7. Esquema de un acuífero confinado y no confinado

Figura 6-8. Recarga de acuíferos por medio de la precipitación

Conductividad, porosidad y velocidad hidráulica

La conductividad y la porosidad hidráulica comúnmente se emplean para caracterizar a los suelos; los tres términos (conductividad, porosidad y velocidad hidráulica) se usan para caracterizar a los acuíferas. Antes de definidos, se debe comprender la ley más importante que gobierna el flujo de líquidos a través de los suelos: la ley de Darcy.

La ley de Darcy (véase la figura 6-9) permite calcular la tasa de flujo de un liquido (Q) a través de una determinada área transversal de un suelo.

Figura 6-9. La ley de Darcy

La ecuación es la siguiente:

Q = kSi

donde:

Q = descarga (m3/s),

k = permeabilidad o conductividad hidráulica (m/s),

S = área transversal, y

i = gradiente hidráulico.

En la figura 6-10 se presenta un ejemplo de aplicación de la ley de Darcy.

Figura 6-10. Aplicación de la ley de Darcy

Si se asume que hay 2 m de residuos sólidos saturados de agua sobre una superficie de 1 km2 (es decir, 106m2) que descansa sobre una base de 5 m de arcilla con una permeabilidad de k = 10-12m/s, el flujo del agua a través de la capa "impermeable" puede describirse del siguiente modo:

Q = 10-12 m/s x 10-6m2 x 2/5= 4,107m3/s = 12 m3/año

La conductividad hidráulica es sinónimo de la permeabilidad (k), anteriormente definida.

La porosidad es la medida del espacio del poro intersticial, expresado como el volumen

relativo (en %) de roca o suelo ocupado por los vacíos. En realidad, parte del agua presente en el vacío es retenida por fuerzas de atracción molecular, de adhesión y de cohesión y, en consecuencia, no se puede almacenar el agua "libre". Por lo tanto, en términos de almacenamiento real, es más apropiado el uso de la porosidad efectiva (n); es decir, el espacio libre de almacenamiento. Por ejemplo, si bien la arcilla tiene una porosidad total alta, su porosidad efectiva es baja (cuadro 6-1).

Cuadro 6-1. Valores de porosidad, tipo de flujo y conductividad hidráulica saturada de varios tipos de suelos

Tipo de roca

Porosidad total (%)

Porosidad efectiva (%)

Tipo de flujo

Conductividad hidráulica saturada (m/d)

Arcilla

45 a 55

1 a 10

I

10-2 a 10-5

Tiza

35 a 50

0.5 a 5

F + I

10 a 10-3

Arena

35 a 40

10 a 30

I

10 a 1

Grava

30 a 40

15 a 30

I

102 a 10

Arenisca

10 a 20

5 a 15

F + I

10 a 10-1

Esquisto

1 a 10

0.5 a 5

F + I

10-1 a 10-7

Piedra caliza

1 a 10

0.5 a 5

F (+I)

amplia

Ignea y metamórfica

(probablemente menos de 1)

F (+I)

amplia

F = flujo de la fisura

I = flujo intergranular

6.2.3 Riesgos de la contaminación del agua por residuos sólidos

6.2.3.1 Contaminación del agua superficial

A continuación se enumeran los principales riesgos de contaminación del agua superficial (figura 6-11):

  1. Si una instalación de disposición final en el suelo está ubicada debajo del nivel de inundación, en cada inundación el agua penetrará en los residuos sólidos, fluirá a través del relleno sanitario y diseminará agua contaminada. En algunos casos, la inundación llevará los residuos sólidos al río y a los alrededores. En consecuencia, las zonas inundables deben identificarse y, en general, se deben evitar.
  2. En forma similar, una instalación de disposición final que se encuentre cerca del mar representará una fuente potencial de contaminación del mar y de las playas vecinas durante las mareas altas.
  3. Una instalación de disposición final que se encuentre cerca de una fuente de agua superficial, por ejemplo, un río o lago, representará una fuente de contaminación debido al potencial de filtración de lixiviado desde la base del relleno sanitario hasta el cuerpo de agua.

 

 

Figura 6-11. Riesgos de contaminación de aguas superficiales

 

 

6.2.3.2 Contaminación de aguas subterráneas

Varias situaciones pueden dar lugar a la contaminación de aguas subterráneas:

  1. Si un relleno sanitario con una base permeable está ubicado en el nivel freático - el área no saturada no existe y el lixiviado se filtrará directamente en el acuífero y creará una pluma de contaminación que puede difundirse ampliamente.
  2. Si un relleno sanitario con una base permeable se ubica sobre un área fracturada con suelos permeables, tales como arena y grava, el lixiviado llegará al acuífero directa y rápidamente a través de las fracturas o de los suelos permeables.
  3. El lixiviado puede alcanzar un acuífero a través de un área impermeable heterogénea y discontinua (por ejemplo, a lo largo de una zona de falla o una capa delgada de piedra caliza dentro de un horizonte de arcilla).

6.2.4 Procedimiento para realizar un estudio geológico/hidrogeológico

6.2.4.1 Estudio regional

Para realizar un estudio regional se debe recabar la siguiente información:

  1. geología del área para identificar zonas de falla, áreas impermeables, irregularidades y otros;
  2. geomorfología del área para identificar riesgos geológicos, tales como áreas de inundación, y para delinear las cuencas de agua; e
  3. hidrología del área para identificar todos los acuíferos junto con la red de agua superficial y la dirección de flujo del agua.

La información anterior puede obtenerse de mapas existentes, fotos aéreas, perforaciones y del trabajo de campo.

6.2.4.2 Estudio local

Para realizar un estudio de las condiciones se deben obtener los siguientes datos:

Los datos anteriores pueden obtenerse mediante los siguientes métodos:

6.2.4.3 Escenarios de mejores y peores casos

Un medio efectivo de evaluar los datos y la información recogida en el estudio geológico/hidrogeológico y de brindar un contexto para seleccionar el sito óptimo consiste en definir los mejores y peores sitos para un relleno sanitario.

Escenario del mejor caso

Escenario del peor caso

Desde luego, se deben conciliar diversos factores para seleccionar el sitio, ya que rara vez se encuentran todas las condiciones ideales en una ubicación determinada. Sin embargo, la identificación y evaluación de los factores pertinentes permitirán incluir medidas apropiadas cuando las condiciones reales no cumplan con lo ideal.

6.2.4.4 Conclusión

Comprender las condiciones geológicas regionales y locales es un requisito previo para asegurar la selección del mejor sitio disponible y para evaluar los riesgos potenciales de contaminación del agua por un relleno sanitario. Con dicho conocimiento, es posible minimizar los riesgos a través del diseño apropiado. En consecuencia, la geología e hidrogeología forman parte del proceso de la ubicación de un relleno sanitario y deben considerarse durante la fase de diseño.

Finalmente, el conocimiento hidrogeológico recogido durante la fase de ubicación también se empleará cuando se diseñe el sistema de vigilancia de aguas subterráneas en el sitio, durante y después del uso del relleno sanitario.

6.3 Clasificación propuesta para la selección de lugares

Los factores importantes que deben considerarse en la selección de un sito para el relleno sanitario se trataron en las secciones anteriores. Sin embargo, el grado de desarrollo de las comunidades y, sin duda alguna, su capacidad de pago constituyen consideraciones importantes. Por definición, las comunidades de los países económicamente en desarrollo son relativamente pobres. Las grandes ciudades de un país en desarrollo, aunque pobres, pueden tener fuentes de ingresos suficientemente elevadas como para aplicar normas estrictas a la disposición final de residuos sólidos. Por otro lado, las comunidades pequeñas generalmente no pueden darse el lujo de eliminar sus residuos sólidos aplicando estas mismas normas.

Hay una sede de razones que apoyan el concepto de que las normas para rellenos sanitarios en los países en desarrollo no necesariamente tienen que ser idénticas a las que son empleadas en los países industrializados. Algunos de los argumentos más importantes de este concepto incluyen lo siguiente:

  1. La composición de los residuos sólidos generados en los países en desarrollo es sustancialmente diferente a la de los países industrializados. Según se muestra en el cuadro 4-1, algunas ciudades en los países en desarrollo generan residuos sólidos municipales con una concentración relativamente alta de residuos sólidos de alimentos y de elevada humedad. Por otro lado, las comunidades con economías pobres que emplean carbón o madera para cocinar y para calefacción generan residuos sólidos con una alta concentración de ceniza. En algunas de estas localidades, gran parte de la materia derivada del papel y de especies vegetales también se emplea como combustible.
  2. La cantidad de residuos sólidos generados per cápita en algunos de los países más pobres puede ser tres a cuatro veces menor que la generada en los países industrializados. En consecuencia, una comunidad de determinado tamaño de un país en desarrollo producirá sustancialmente menor cantidad de residuos sólidos que una comunidad de igual tamaño en un país industrializado. Debido a que se producen menos residuos sólidos, un relleno sanitario usado por una comunidad con la misma población seria más pequeño o tendría una vida útil más larga, lo que representa un potencial de contaminación de menor grado.
  3. El clima en muchos países en desarrollo es húmedo y el potencial para la producción de lixiviado es elevado, mientras que algunas regiones áridas (por ejemplo, partes de la India, África y América del Sur), tienen un potencial bajo para la producción de lixiviado. Si bien en los países industrializados se aplican los mismos patrones independientemente del clima, los patrones en los países en desarrollo no podrían ser tan exigentes si hay poca o ninguna posibilidad de que se genere lixiviado. Esta falta de exigencia puede hacer que el relleno sanitario sea más económico sin afectar la protección ambiental.

En consecuencia, los miembros del Grupo de Trabajo en Rellenos Sanitarios de la ISWA (siglas en Inglés de la Asociación Internacional de Residuos Sólidos) ha propuesto una clasificación de rellenos sanitarios en países económicamente en desarrollo [5]. La propuesta tiene por objetivo establecer patrones graduales que no comprometan la protección ambiental. El esquema de clasificación se considera apropiado para países industrializados o en desarrollo. Sin embargo, probablemente sea más atractivo en los países en desarrollo, donde la capacidad económica es un tema fundamental. La clasificación se aplica a rellenos sanitarios que sólo reciben residuos sólidos domésticos y comerciales, y residuos sólidos industriales secos, no peligrosos.

La clasificación que se presenta en esta sección puede emplearse tanto para la selección como para la investigación de sitios y en la evaluación del impacto ambiental. Se presenta una breve descripción de la clasificación ya que estos aspectos del proceso son importantes para el establecimiento de un relleno sanitario. En las referencias 5 y 6 se encuentra una presentación más detallada.

 

 

 

6.3.1 Componentes del sistema de clasificación

La clasificación propuesta depende de la evaluación de los componentes que se describen a continuación: tipo de residuos sólidos, tamaño del relleno sanitario y condiciones climáticas.

6.3.1.1 Tipo de residuos sólidos

En la clasificación propuesta, la composición de los residuos sólidos se considera en función de la concentración relativa de la sustancia orgánica. Si la concentración de materia biodegradable excede el 20% (masa seca), los residuos sólidos se clasifican como tipo "B" o residuos sólidos sumamente biodegradables. Si la concentración de materia biodegradable es menor que 20%, los residuos sólidos se clasifican como tipo "b" o residuos sólidos poco biodegradables. La división menor que y mayor que 20% es arbitrada.

6.3.1.2 Tamaño del relleno sanitario

Obviamente, el tamaño de los rellenos sanitarios operativos aumenta de acuerdo al tiempo. La tasa de disposición de residuos sólidos es una de las características de mayor influencia en la necesidad de contar con instalaciones, equipo y capacidad operativa. Por lo tanto, esta clasificación se basa en la tasa máxima de disposición (TMD) en Mg de residuos sólidos depositados por año. La TMD es la tasa proyectada de disposición final al término del período de vida útil del relleno sanitario. La TMD se calcula en base a la tasa inicial de disposición (TID) y a la tasa anual de crecimiento calculada para la comunidad donde se encuentra el relleno sanitario. La TID se calcula según la cantidad de residuos sólidos que se dispone en el sito o mediante el empleo de la tasa de generación per cápita.

La TMD puede calcularse del siguiente modo:

TMD = (TID) (I+D)t

donde:

D es la tasa anual de desarrollo del relleno sanitario calculada en % anual, y

t es el período de vida del relleno sanitario calculado en años.

En consecuencia, la masa de residuos sólidos depositada después de t años de operación (Mt) puede calcularse del siguiente modo:

Quizás, en muchas áreas, en particular en municipios pequeños, no se disponga de básculas para el pesaje de los camiones, para determinar con exactitud la tasa de disposición en unidades de masa. En estos casos, se puede realizar una estimación mediante el empleo de cálculos volumétricos, del número de vehículos que entran al sitio y de la densidad volumétrica de los residuos sólidos.

La clasificación según el tamaño se presenta en el cuadro 6-2. Un relleno sanitario "comunal" sería uno que sirve a una población menor de 1.500 habitantes. Un relleno sanitario "pequeño" serviría a una comunidad de hasta 30.000 habitantes. Un relleno sanitario "medio" y "grande" serviría a ciudades con poblaciones mayores de 30.000 personas. Las tasas de generación actual per cápita o las cantidades totales de residuos sólidos de cierta población varían, y deberían usarse, si están disponibles, para obtener la clasificación de TMD adecuada.

Cuadro 6-2. Clasificación de los rellenos sanitarios según su tamaño

Tamaño del relleno sanitario

Tasa máxima de disposición (TMD) (Mg/año)

Comunal (C)

menos de 250

Pequeño (P)

hasta 5.000

Mediano (M)

gasta 150.000

Grande (G)

más de 150.000

6.3.1.3 Clima

Se ha demostrado que la cantidad de lixiviado generado en un relleno sanitario depende de las condiciones climáticas, del tipo de residuos sólidos y del contenido de humedad en los residuos sólidos al momento de la disposición. El efecto del clima sobre el relleno sanitario puede cuantificarse mediante un balance de agua. Básicamente, la diferencia entre el insumo neto de agua y la capacidad de los residuos sólidos de almacenada estaría disponible para formar el lixiviado.

La evaporación de una superficie de agua puede medirse a través de métodos convencionales. En climas húmedos, la diferencia entre el insumo de agua y el agua almacenada será positiva durante un año o una temporada. En climas áridos, la diferencia será negativa durante todo el año o durante más de una temporada específica. Por lo tanto, en climas áridos, los rellenos sanitarios quizás no produzcan una cantidad significativa de lixiviado o sólo lo produzcan de vez en cuando o como resultado de la carga de residuos sólidos depositados en el relleno sanitario.

En caso que no se produzca una cantidad significativa de lixiviado, los partidarios de este parámetro sugieren que las normas para la ubicación y el diseño de un relleno sanitario no sean tan exigentes y que se ignore la potencial contaminación causada por el lixiviado, omitiéndose el sistema de recolección de lixiviado y el revestimiento del relleno sanitario. Sin embargo, esta situación dependerá de las condiciones geológicas y de las aguas subterráneas del sitio.

Sin embargo, incluso en un clima árido, hay años húmedos ocasionales. Si se presentan condiciones desfavorables, se puede formar lixiviado, el que se puede filtrar por debajo del relleno sanitario. Siempre que esto no ocurra más de una vez cada cinco años y que los estratos de los cimientos del relleno sanitario sean relativamente impermeables para que haya cierto grado de atenuación, las consecuencias de este escape quizás no sean graves y puedan pasarse por alto.

El sistema de clasificación propuesto emplea un balance de agua climático para decidir si un relleno sanitario generará cantidades significativas de lixiviado y, en consecuencia, si se debe incluir en el diseño un sistema de recolección de lixiviado y de revestimiento de la base. El balance de agua climático puede expresarse de la siguiente manera:

W = R - E

donde:

R es la precipitación (mm),

E es la evaporación del relleno sanitario (mm), y

W es la cantidad de humedad perdida o retenida en los residuos sólidos (mm).

En la ecuación anterior se ha pasado por alto la afluencia de la precipitación. Según los partidarios de la clasificación, este enfoque no sólo es conservador, sino también realista para la mayoría de los rellenos sanitarios en los países en desarrollo y en los países industrializados donde las capas de cobertura son semi- permeables. La falta de escorrentía ocurre porque, en muchos lugares, el 85% de la precipitación de 24 horas es menor que 10 mm. Esta cantidad de lluvia relativamente pequeña puede ser absorbida fácilmente por una capa de suelo semi- permeable. Debido a que el valor de W representa la condición de los residuos sólidos a largo plazo, la capacidad de campo (es decir, la capacidad para mantener la humedad) de los residuos sólidos no aparece en el balance de agua climático. Para permitir la influencia estacional y patrones de clima variable, W se calcula para la estación registrada más húmeda del año. Si el valor de W es positivo, el relleno sanitario generará lixiviado en un año húmedo. Por otro lado, si W es negativo, el relleno sanitario no generará lixiviado ni en el año más húmedo.

Ya que la precipitación y la evaporación en cualquier año no necesariamente se correlacionan, W se calcula para años sucesivamente más secos a fin de establecer: 1) si W es positivo en menos de uno de cada cinco años para los cuales existen datos disponibles, ó 2) si W es positivo en más de uno de cada cinco años. Según las condiciones predominantes, el valor de uno de cada cinco años puede mortificarse a uno de cada diez años o más, según las condiciones climáticas e hidrogeológicas locales y los factores ambientales. Si W es positivo en menos de uno de cada cinco años, el sitio se clasifica como -W (W negativo) y se puede omitir el sistema de recolección de lixiviado y revestimiento del fondo. Sin embargo, si W es positivo en más de uno de cada cinco años, el sitio se clasifica como +W. En este caso, se generaría lixiviado, y se debería incorporar en el diseño un sistema de recolección y extracción de lixiviado así como un revestimiento de la base.

6.3.2 Sistema de clasificación

Este sistema de clasificación permitirá determinar la necesidad de instalar revestimientos y sistemas de recolección, de extracción y tratamiento de lixiviado. Mayores detalles sobre el sistema de clasificación se pueden obtener en las referencias 5, 6 y 7.

Referencias

  1. Attar, A.M., "Siting a landfill: The First Step", World Wastes, 32 (13):14-20, 29 de diciembre de 1989.
  2. Guidelines for the Land Disposal of Solid Wastes, U.S. EPA, Federal Register (diario oficial de EE.UU.), 1985.
  3. Northeim, C.M., y otros, Handbook for the Design, Construction, and Operation of Sanitary Landfills, copia del borrador. Preparado por el Research Triangle Institute for U.S. EPA, febrero de 1987.
  4. Brink, A. B.A., T.C. Partridge y A.A. B. Williams, Soil Survey for Engineering, Clarendon Press, Oxford, Inglaterra, 1982.
  5. International Solid Waste Association, Working Group on Sanitary Landfills, Graded Standards of Classification to Allow for Improved, Affordable Standards to be Introduced for Landfilling of Domestic Refuse in Developing Countries, Copenhague, Dinamarca, 1996.
  6. Department of Water Affairs and Forestry, República de Sudáfrica, Waste Management Series: Minimum Requirements for Waste Disposal by Landfill, Volume 1, ISBN 0621-16297-4, 1994.
  7. Blight, G.E., "Standards for Landfills in Developing Countries", Waste Management & Research, 14(4), agosto de 1996.

 

Capítulo 7

Infraestructura

7.1 Generalidades

Este capítulo presenta un resumen y una discusión de las diversas instalaciones de apoyo o infraestructura que deben considerarse durante la planificación de un relleno sanitario. La infraestructura puede incluir lo siguiente:

Por lo general, casi todas las instalaciones de apoyo antes mencionadas están presentes en un relleno sanitario moderno para facilitar la operación efectiva del mismo. Muchos de los temas tratados en este capítulo también se describen en otras secciones de este documento de orientación.

7.2 Vías de circulación vehicular

Las rutas de acceso al relleno sanitario incluyen rutas permanentes (para todo tipo de clima) que se unen al sistema de vías públicas, rutas permanentes en el lugar y caminos temporales hacia el frente de trabajo.

Si el sistema de vías públicas está pavimentado, es buena idea pavimentar la ruta de acceso permanente al lugar. La sección pavimentada debe llegar hasta la caseta de entrada o donde se encuentran las básculas, según sea necesario. Más allá de este punto, las rutas permanentes se extenderán hasta los alrededores del frente de trabajo, especialmente si el lugar es extenso. Si el terreno lo permite, es ventajoso tener una ruta que cubra el perímetro del sitio, porque se facilita el mantenimiento del lugar, el flujo de tránsito se hace eficaz y es posible que el tránsito unidireccional sea una opción práctica.

Las rutas permanentes deben estar diseñadas para sobrellevar el volumen y las cargas previstas de vehículos y peatones. En todos los casos, los patrones de flujo de tránsito se deben diseñar de tal manera que minimicen el conflicto entre peatones y vehículos. En lo posible, se deben evitar las curvas a la entrada y a la salida, y al diseñar las rutas se deben considerar distancias de visibilidad seguras. El tránsito unidireccional puede reducir el riesgo de accidentes vehiculares y hacer eficaz el flujo de tránsito.

El sistema vial se debe coordinar con el sistema de drenaje del relleno sanitario para evitar que los caminos se inunden durante las épocas de lluvias. Idealmente, los caminos deben constar de dos carriles (ancho total mínimo de 7,5 m) para el tránsito de doble sentido. Las pendientes cuesta arriba no deben exceder las limitaciones del equipo motorizado en menos de 7% y menos de 10% en las pendientes cuesta abajo [1]. Si bien el costo inicial de las rutas permanentes puede ser mayor que el de las rutas temporales, la diferencia se compensa por el ahorro en la reparación y el mantenimiento de equipos, y en tiempo.

Si el tránsito esperado de vehículos de descarga es sólo de 25 a 50 viajes por día, por la general, un suelo nivelado y compactado será suficiente en condiciones secas. Un tránsito de más de 50 viajes por día probablemente justificaría el uso de cloruro de calcio como un inhibidor del polvo o de aglomerantes tales como cemento portland o asfalto. Un tránsito mayor de 100 a 150 viajes completos indicaría la necesidad de una superficie pavimentada con una base, un aglomerante y una capa de rodadura.

Debido a que la ubicación del frente de trabajo cambia constantemente, las rutas del sistema vial permanente hacia el frente de trabajo son temporales en cuanto a su naturaleza y construcción. Generalmente, la reubicación esporádica de rutas temporales sobre áreas rellenadas anteriormente es necesaria y deseable, ya que el tránsito de vehículos sobre los residuos sólidos contribuye a la compactación del relleno sanitario. Las rutas temporales pueden construirse en el relleno sanitario al compactar la cubierta de suelo ya presente. Las rutas pueden cubrirse con una capa de material de tracción, como grava, piedra triturada, cenizas, concreto quebrado, mortero, o ladrillos triturados, de acuerdo a las condiciones de humedad. La cal, el cemento a los aglomerantes de asfalto incrementarían la capacidad de servicio de las rutas temporales.

El diseño de las rutas de acceso al sitio dependerá de las condiciones del desarrollo local y más específicamente, de la realidad de la comunidad servida por el sitio de disposición final.

Por ejemplo, la construcción de un relleno sanitario moderno y de gran capacidad en un país en desarrollo generalmente estaría destinado principalmente a comunidades urbanas relativamente grandes; es decir, áreas metropolitanas y ciudades capitales - al menos para un futuro próximo. Los residuos sólidos generados en muchas de las grandes comunidades urbanas son recolectados por vehículos de recolección convencionales. Por lo tanto, los rellenos sanitarios que sirven a estas comunidades tendrían que acomodarse a estos tipos de camiones. Al mismo tiempo, debido a que la mayoría de los centro urbanos grandes, incluso los más desarrollados económicamente, tienen numerosas áreas económicamente deprimidas, el tránsito hacia, del y en el relleno sanitario también incluirá una sede de vehículos de transporte que varían desde el más primitivo (por ejemplo, carretas jaladas por animales o manualmente) hasta el relativamente moderno vehículo motorizado (por ejemplo, automóviles y camionetas de carga). Estos tipos y el número de vehículos contribuyen a la complejidad de la planificación, del diseño de rutas y del reglamento de tránsito.

Debido a que la segregación de residuos sólidos es una actividad que normalmente está presente en una instalación de disposición final en el suelo, el tránsito adicional resultante debido a esta actividad también debe considerarse durante el diseño del sistema de caminos. La segregación de residuos sólidos se trata en el capítulo 15.

7.3 Drenaje

Generalmente, el agua tiene impactos adversos sustanciales en todas las fases de los rellenos sanitarios. El agua interfiere con la construcción y operación debido a que reduce la tracción, particularmente, por que convierte a las arcillas resbalosas y difíciles de trabajarlas. El agua también promueve la generación de lixiviado. En la subsección anterior, se hizo referencia al drenaje de los caminos y los rellenos. En general, el drenaje debe considerarse como parte integral del diseño del relleno sanitario. Las instalaciones y estructuras necesarias para el manejo adecuado de escorrentías del agua de lluvia deben clasificarse por tamaño, y han de construirse y mantenerse adecuadamente durante las operaciones del relleno sanitario.

La planificación del sitio de relleno debe incluir todas las características esenciales para el control del drenaje: canales, conductos, canales revestidos, estanques de retención, estructuras de descarga, etc. La ubicación de estas instalaciones debe considerarse cuidadosamente, ya que influirá en el proyecto del relleno sanitario. En particular, los estanques de retención o las lagunas de sedimentación pueden tener requisitos sustanciales con respecto al área y deben instalarse en los puntos mas bajos del terreno. Si el terreno en donde está ubicado el relleno sanitario es pequeño, puede ser necesario considerar el uso de áreas adyacentes para el manejo de aguas pluviales. Las instalaciones de drenaje deben ser lo suficientemente grandes para poder soportar cualquier tormenta que pueda influir en el diseño; por lo general, una precipitación que ocurre cada 25 años durante 24 horas. En el capítulo 8 se presenta una descripción más completa del manejo de aguas superficiales.

7.4 Medición del peso (básculas)

Es necesario tener un buen conocimiento de las cantidades gravimétricas y volumétricas de los residuos sólidos entregados al sito de disposición final por ser esencial en el desarrollo y en la ejecución de la recolección de residuos sólidos y en las estrategias de relleno sanitario, así como en el reglamento y control de la operación del relleno sanitario. Las estimaciones volumétricas de los residuos sólidos que ingresan a un relleno sanitario son subjetivas y, por lo tanto, pueden tener una inexactitud significativa; en consecuencia, hasta cierto punto, todos los residuos sólidos que ingresan al relleno sanitario deberían ser pesadas.

Figura 7-1. Ejemplo de una báscula para camiones

Los tipos de básculas que se usan en un relleno sanitario varían de acuerdo a la complejidad del sistema, y oscilan desde básculas electrónicas automatizados hasta unidades de viga sencillas y portátiles. La plataforma de la balanza, puede ser de madera, acero, o concreto. La balanza debe ser capaz de pesar el vehículo más grande que usualmente llegue al relleno sanitario; 30 a 60 Mg sería el limite adecuado en la mayoría de los casos. Idealmente, la plataforma debe ser lo suficientemente larga para acomodar todos los ejes del vehículo de manera simultánea. Una alternativa, en caso de que los recursos financieros sean limitados, es el uso de una balanza más corta donde se mida individualmente el peso en el eje frontal y luego en el eje trasero. En la figura 7-1 se presenta un ejemplo de una balanza para camiones. Por lo general, las básculas están ubicadas cerca de la entrada del relleno sanitario o de la caseta de vigilancia, en un recodo de la ruta de acceso principal. La ubicación y el diseño de esta área deben acomodar a los vehículos que esperan para ser pesados.

7.5 Agua, electricidad y otros servicios

Idealmente, los servicios de electricidad, de agua, de comunicación y de saneamiento básico deben brindarse en el sito de disposición final. Sin embargo, la probabilidad de que todos estos servicios estén disponibles en un país en desarrollo es remota. La electricidad se empleará para la iluminación y la energía. Estos dos usos son casi esenciales si el mantenimiento y la reparación de equipos se realizan en el lugar. La electricidad puede producirse en el sito a través de un generador portátil. El agua debe estar disponible para bebida, control de incendios, control de polvo y saneamiento de los empleados. Si no hay acceso al alcantarillado, las aguas residuales domésticas pueden descargarse en un sistema séptico con un campo de lixiviación. En caso que los inodoros de lavado automático no resulten prácticos, deben construirse letrinas bien ventiladas.

7.6 Estructuras

Si la factibilidad técnica y económica lo permiten, se debe construir una o varias estructuras para proporcionar espacio a la oficina, construir instalaciones para los empleados, proporcionar un área para almacenar, mantener y reparar el equipo y para servir como caseta de pesaje. Si no se cuentan con estas instalaciones, se limitará la operación del relleno sanitario. El espacio de oficina se necesita para mantener los registros y realizar las actividades administrativas. La estructura del equipo sirve como garaje y taller de reparación. La moral, bienestar y productividad de los empleados se beneficiarán si las estructuras también incluyen un consultorio médico, instalaciones para el personal (por ejemplo, inodoros, casilleros, etc.) y comedor. Los edificios que se emplearán por menos de diez años deben ser temporales, y de preferencia, portátiles.

El diseño y la construcción de todos los edificios deben considerar el movimiento de gases y los asentamientos diferenciales del relleno sanitario. En general, se debe evitar construir edificios sobre el relleno sanitario. A medida que el relleno sanitario envejece, los asentamientos diferenciales pueden causar daños irreparables a los cimientos de una

construcción. Si fuera necesario colocar una estructura permanente en un relleno sanitario,

se requerirá de un diseño especial de los cimientos - generalmente una cimentación de pilotes que penetre las celdas de residuos sólidos hasta llegar a suelo firme o a un lecho de rocas debajo del relleno sanitario en sí.

Ya sea temporal o permanente, cualquier estructura en un relleno sanitario puede estar sujeta a riesgos causados por el gas del relleno sanitario. El gas que emana del relleno sanitario puede migrar a través de grietas en cimientos u otras aberturas y llegar a un edificio. Incluso los edificios que se encuentran fuera del límite de los residuos sólidos pueden estar afectados por la migración de gases del relleno sanitario a través del suelo, zanjas para la luz o electricidad, etc. En consecuencia, es importante que cualquier estructura que se encuentre sobre o cerca del relleno sanitario tenga previsiones para detectar, prevenir y controlar la acumulación de gas del relleno sanitario. Las fuentes de ignición, tales como los calentadores y las llamas abiertas, pueden causar explosiones de gas y deben estar restringidas en cualquier área donde pueda acumularse el gas del relleno sanitario. El manejo de gas del relleno sanitario se discute más detalladamente en los capítulos 8 y 14.

7.7 Cercado

El acceso a la operación del relleno sanitario puede controlarse mediante la construcción de una cerca alrededor del lugar, la que permite:

Si bien un cercado perimetral quizás no resulte práctico para un lugar grande, el cercado debe considerarse para rellenos sanitarios pequeños. El tipo y la altura del cercado están determinados por los recursos y las condiciones disponibles en el sito.

Las cercas para el control del desparramo de residuos sólidos deben construirse en los alrededores inmediatos del frente de trabajo, a fin de evitar que los papeles y otros residuos livianos sean dispersados por el viento. Por lo general, una cerca baja (cerca de 1 m) es suficiente cuando se emplean trincheras protegidas del viento; mientras que una cerca de 2 a 3 m de altura puede ser necesaria en un área con mucho viento. Las cercas para el control del desparramo de residuos sólidos colocadas cerca del área de trabajo tienden a ser móviles.

En las figuras 7-2 y 7-3 se presentan diagramas de instalaciones típicas de cercas portátiles para el control del desparramo de residuos sólidos.

 

Figura 7-2. Cerca portátil para el control del desparramo de papeles y plásticos

Figura 7-3. Ubicación correcta del cercado portátil para el control del desparramo de papeles y plásticos de acuerdo a la dirección del viento

Algunas veces, las cercas permanentes para el control del desparramo de residuos sólidos se construyen siguiendo la dirección del viento a fin de prevenir que los materiales transportados por el viento se introduzcan en las propiedades adyacentes. Una cerca efectiva para ese fin puede construirse de manera simple y económica con una malla suspendida entre postes verticales altos (5 a 10 m). Además, las plantas o árboles altos y las bermas de tierra construidas contra el viento pueden servir como rompevientos y como muros de contención de esos residuos.

7.8 Instalaciones para el lavado de vehículos

Las provisiones para el lavado de vehículos deben incluirse en el diseño de la instalación si existe adecuado abastecimiento de agua. El lavado de vehículos se refiere a la limpieza general del equipo empleado en el relleno sanitario y al lavado de las ruedas de los vehículos de recolección.

Los requisitos para el lavado de vehículos son: una fuente de agua confiable, una bomba u otros medios para esparcir el agua a presión y un área de lavado con control de la escorrentía.

El área de lavado debe tener una superficie pavimentada para evitar la formación de lodo y debe tener rebordes o bermas para desviar la escorrentía hacia un canal de recolección. Corno en el caso del diseño de los otros sistemas de drenaje en el relleno sanitario, los canales deben protegerse de la erosión. La escorrentía cargada de sedimentos debe desviarse hacia una trampa o laguna de sedimentación. A menudo, es posible dirigir esta escorrentía hacia el drenaje del relleno sanitario principal y hacia el sistema de control de la erosión. Una laguna de detención de aguas pluviales o un estanque de almacenamiento empleado para casos de incendio puede proveer agua para el lavado de vehículos.

Por lo general, las instalaciones para el lavado de vehículos están ubicadas cerca del área de almacenamiento del equipo y de la salida del relleno sanitario. Las rutas de acceso al relleno sanitario y las rutas públicas pavimentadas requieren el lavado de las ruedas de los vehículos que transportan residuos sólidos, a fin de mantener limpios los caminos. Las áreas de lavado de equipos y de las ruedas pueden ser las mismas o estar colindantes. La ubicación lógica para el lavado de ruedas es a la salida del frente de trabajo y debe ubicarse en un área pavimentada. Algunas veces se emplean dispositivos mecánicos para el lavado de ruedas grandes.

7.9 Áreas para cargas calientes

Las prácticas apropiadas de manejo recomiendan que todas las cargas de residuos sólidos que ingresan al relleno sanitario se inspeccionen en el vehículo antes de su descarga en el frente de trabajo. Cualquier carga humeante, ardiente o que contenga material radioactiva, debe enviarse directamente al área de cargas calientes. Allí, el material se descarga para que pueda extinguirse el fuego; en el caso de material radioactiva, el mismo no se manipula hasta que llegue el personal capacitado para manejarlo. El área para cargas calientes debe ubicarse cerca del punto de control de inspección, pero lejos del tránsito y de las instalaciones del personal. El suelo debe estar descubierto, sin vegetación ni material combustible y debe tener un tamaño de 10 m x 10 m como mínimo. Dentro de este sito debe contarse con un sistema de aspersión de agua a presión. En todo momento, un estanque de almacenamiento u otra fuente de agua debe estar disponible para casos de incendio.

7.10 Otras instalaciones de apoyo

Se puede proporcionar infraestructura en el relleno sanitario para apoyar operaciones tales como:

7.10.1 Recuperación de materiales

Si en el relleno sanitario se incluye la recuperación de materiales, se deben establecer cuidadosas consideraciones para controlar el tránsito y la ubicación de las operaciones de reciclaje y segregación. La planificación de la recuperación de materiales debe desarrollarse desde el inicio del proyecto e incorporarse a la planificación de la instalación general y al plan operativo. En el capítulo 15 se presenta una discusión detallada de la recuperación de materiales.

7.10.2 Residuos sólidos especiales

Los residuos sólidos especiales a los que se refiere este documento de orientación incluyen los residuos peligrosos y algunos tipos de lodos que requieren provisiones especiales para su manejo y disposición. En el caso de residuos peligrosos, la disposición debe realizarse en un relleno sanitario de seguridad y, si fuera posible, en forma separada de los residuos sólidos municipales. El capítulo 8 trata más detalladamente sobre los rellenos de seguridad.

7.10.3 Manejo del líquido lixiviado

El manejo del líquido lixiviado (o, simplemente, lixiviado) del relleno sanitario concierne a todos los rellenos pero es sumamente importante para las instalaciones que se construyen con revestimientos de la base. Los rellenos sanitarios revestidos deben tener previsiones para recolectar y tratar el lixiviado lo cual, por lo general, incluirá estación(es) de bombeo de lixiviado y planta(s) de tratamiento. En áreas muy urbanizadas, el alcantarillado público puede estar cerca del relleno sanitario, en cuyo caso el lixiviado podría descargarse al sistema municipal de tratamiento de aguas residuales. El pretratamiento del lixiviado antes de su descarga al alcantarillado público puede ser necesario para proteger la operación de las obras públicas para el tratamiento de efluentes.

La ubicación de las instalaciones de bombeo y de tratamiento de lixiviado en el sitio debe incluirse dentro del plan general de desarrollo del lugar desde el inicio del proyecto. Las lagunas de tratamiento de lixiviado, por ejemplo, pueden requerir una superficie sustancial. Si estas instalaciones se sitúan en la pendiente descendente del lugar, puede ser posible reducir o incluso eliminar la necesidad de bombear el lixiviado.

El manejo de lixiviado se trata más detalladamente en los capítulos 8 y 13.

7.10.4 Manejo del gas del relleno sanitario

Las instalaciones para el manejo del gas del relleno sanitario pueden incluir respiraderos pasivos, zanjas, pozos de extracción, tuberías de colección, sondas detectoras de migración, quemadores, o dispositivos para la recuperación de energía. Por lo general, los respiraderos, las zanjas y los pozos de extracción se ubican dentro del área de relleno sanitario, mientras que los otros componentes están fuera del límite de las celdas de residuos sólidos. Como en el caso de las otras infraestructuras, las instalaciones para el manejo de gas del relleno sanitario deben integrarse al diseño general del sitio. En los capítulos 8 y 14 se presenta una discusión adicional sobre el gas del relleno sanitario.

Referencias

Northein, C.M., y otros, Handbook for the Design Construction, and Operation of Sanitary Landfills, preparado por el Research Triangle Institute para la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, febrero de 1987.

 

Capítulo 8

Diseño y Construcción

8.1 Consideraciones sobre el sitio para un relleno sanitario

En el capítulo 6 se presentaron los métodos y los criterios para seleccionar el sido para el relleno sanitario. Sin embargo, las consideraciones sobre el sito no concluyen con la selección, también son importantes durante el diseño del relleno sanitario. El relleno sanitario debe diseñarse para adecuarse al lugar y, en caso que la estética sea un problema, la instalación también debe armonizar con los alrededores. Debido a que no hay dos lugares idénticos, el diseño del relleno sanitario puede variar sustancialmente, aunque la capacidad de disposición sea la misma. Los factores del sitio que pueden afectar el diseño del relleno sanitario son la topografía, las condiciones subsuperficiales, el tamaño y la forma del terreno, el aprovechamiento de los alrededores, la disponibilidad de material de cobertura en el sitio, la estética, el uso futuro del sito y las propiedades circundantes, además de otras consideraciones. Si bien las posibles variaciones y combinaciones de los factores que influyen en el diseño de un sitio de disposición final son muy numerosas para describirlas en su totalidad, es importante para el diseñador tener conciencia de todos los factores locales que se relacionan con el desarrollo del relleno sanitario.

Las siguientes subsecciones presentan consideraciones claves sobre las características del sitio que se relacionan con el diseño y la construcción de un relleno sanitario.

8.1.1 Preparación del sitio para un relleno sanitario

La preparación del sitio se refiere a los diversos procedimientos relacionados con la modificación del terreno a fin de prepararlo para la construcción del relleno sanitario. Según las características del sitio, este trabajo puede ser menor o mayor. Por ejemplo, la preparación del sitio será menor en un terreno relativamente llano, desprovisto de vegetación, donde el relleno sanitario se podría establecer sobre una pendiente existente. Un ejemplo de trabajo mayor sería cuando la preparación del sitio requiere una extensa excavación o modificación del flujo de las aguas superficiales e incluye las siguientes actividades antes de proceder al relleno sanitario en sí:

 

8.1.1.1 Desmonte y deshierbe

El desmonte comprende la remoción de árboles, matorrales y enredaderas; árboles caídos; y otros materiales tales como grandes piedras o residuos sólidos. El deshierbe incluye la remoción de troncos y raíces. Por lo general, la remoción de raíces se hace a una profundidad de 15 a 50 cm. El desmonte debe realizarse en cualquier área que impida el libre movimiento y la operación de vehículos y equipos, o que obstaculice el desempeño del relleno sanitario.

Todos los troncos deben removerse del área despejada, lo que puede requerir el uso de equipo pesado. La extracción de raíces quizás no sea necesaria en todas las áreas. Algunas áreas quizás no requieran desmonte porque se asignarán a la acumulación de tierra, a rutas recubiertas con grava o a áreas que recibirán los residuos sólidos. Sin embargo, cualquier área con revestimiento de base debe desmontarse completamente para asegurar la estabilidad e integridad del sistema de revestimiento a largo plazo.

La cantidad relativa de superficie despejada debe mantenerse al mínimo posible para facilitar la supervisión del sitio y disminuir el impacto ambiental negativo. En sitios grandes, el desmonte gradual reducirá la erosión, la generación de polvo, la sedimentación y la formación excesiva de grietas en el terreno. Puede que sea necesario evitar el desmonte y deshierbe en su totalidad durante períodos húmedos. Los árboles y arbustos en la periferia del relleno sanitario deben retenerse hasta donde sea posible.

En algunos países en desarrollo, debido a la escasez crónica de combustible, doméstico, el sitio del relleno sanitario puede haber sido despojado de vegetación combustible. El desmonte es irrelevante en estos casos. En otros casos se puede requerir un desmonte y deshierbe sustancial a fin de aprovechar un sitio ideal.

8.1.1.2 Drenaje, erosión, control de sedimentación y acceso al sitio para un relleno sanitario

Se requerirá hacer previsiones adecuadas para el drenaje, la erosión y el control de la sedimentación, así como para el acceso al relleno sanitario durante la preparación del sito. Estas previsiones pueden ser temporales, como en el caso de las rutas a una zanja de préstamo dentro del sito o las instalaciones de apoyo permanente a la operación del relleno sanitario. La discusión acerca del drenaje, la erosión y el control de la sedimentación y el acceso al sitio pueden encontrarse tanto en las subsecciones siguientes como en el capítulo 7.

8.1.1.3 Excavación y acumulación de tierra

La mayoría de los sitios para un relleno sanitario requiere una excavación sustancial de suelo para la preparación del relleno sanitario. Por lo general, el suelo excavado se emplea en la construcción y la operación del relleno sanitario. Cuando se rellena con residuos sólidos, la excavación puede representar un porcentaje significativo de la capacidad del relleno sanitario.

Debido a que puede haber un lapso de vados meses o incluso años entre el tiempo de excavación y el tiempo de empleo del suelo, se debe proporcionar un área de tamaño apropiado para acumular este material. Las características físicas de los suelos excavados pueden variar considerablemente en las distintas partes del relleno sanitario. En consecuencia, puede ser deseable establecer cúmulos separados para los diferentes tipos de tierra extraída del sitio. En forma similar, deben reservarse áreas separadas para cualquier material importado al sitio del relleno sanitario. La tierra excavada que no se empleará en el sitio (es decir, el material de exceso) puede venderse para otros fines y los ingresos de las ventas pueden usarse para solventar los costos del relleno sanitario.

La tierra vegetal debe removerse de todas las áreas que van a excavarse o refrenarse con residuos sólidos. La tierra vegetal, un recurso valioso, se necesitará posteriormente para la cobertura final y para la restauración de las áreas modificadas. La tierra vegetal extraída debe acoplarse cuidadosamente en el sitio, tomándose precauciones para evitar que se mezcle con otros materiales del suelo, y prevenir su lavado en las excavaciones o vías de drenaje.

Al desarrollar el relleno sanitario, se debe considerar la secuencia de actividades incluidas en la preparación del sito. Es una práctica común que en una fase se rellene mientras se excava para la próxima fase. La sincronización de estas operaciones es crítica para operar el relleno sanitario eficiente y económicamente. Además, la secuencia de la excavación debe estar incluida en el plan general para manejar las aguas superficiales en el sitio, evitar estancamientos, minimizar la erosión y evitar molestas a la operación activa del relleno sanitario.

8.1.1.4 Nivelación

La nivelación preparatoria es el proceso de contornear el terreno para crear las nivelaciones básicas requeridas una vez que se completan los procesos de desmonte, deshierbe y excavación de cerca. La nivelación también se realiza en la construcción de caminos, sistemas de drenaje y otras instalaciones de apoyo al relleno sanitario.

Los planes de nivelación preparatoria deben desarrollarse de acuerdo al diseño del drenaje del sitio, las medidas de control de la erosión y las rutas de acceso. Los planes deben mostrar elevaciones del contorno de todas las zonas modificadas y deben establecer criterios para las pendientes mínimas y máximas en todas las áreas de corte y de relleno. Es importante que las pendientes e inclinaciones de la base del relleno sanitario se desarrollen sólo después de considerar cuidadosamente las condiciones subsuperficiales (por ejemplo, tipo y profundidad del suelo con respecto al nivel freático) y el drenaje del área.

En caso de construir un relleno sanitario con revestimiento impermeable y con un sistema para el manejo del lixiviado, el fondo del relleno sanitario debe tener una pendiente para facilitar la recolección de lixiviado. Se recomienda una pendiente mínima de 2%. Para rellenos no revestidos, la nivelación preparatoria es menos crítica pero debe hacerse de acuerdo al plan de diseño a fin de eliminar irregularidades superficiales, controlar la escorrentía y prevenir el estancamiento.

8.1.2 Ubicación de las Instalaciones

El plan del sitio para un relleno sanitario debe incluir un esquema detallado de las áreas iniciales y futuras y de las principales instalaciones de apoyo. Los elementos específicos del plan dependerán de la naturaleza física del sitio y de los servicios que se proporcionarán en el relleno sanitario. Una discusión detallada del desarrollo y diseño de los planes del sitio se presenta en el capítulo 7.

8.1.3 Zonas de amortiguamiento

En los límites del relleno sanitario, pero generalmente dentro de la propiedad donde se encuentra el mismo, se debe crear una zona o franja de amortiguamiento que proporcione una transición estética entre el relleno sanitario y la propiedad adyacente. Esta zona puede ser un área natural no contaminada o una zona restaurada, hasta alcanzar una apariencia natural. Las mejoras pueden incluir árboles altos o frondosos para proporcionar una visión placentera de los alrededores del relleno sanitario y para aislado de su contorno. Ocasionalmente, se establecen bermas con áreas verdes con el mismo fin. Si el área circundante está poblada, las bermas y áreas verdes también pueden ayudar a controlar el ruido de las operaciones del relleno sanitario.

Mientras más amplia sea la zona de amortiguamiento, más eficaz resultará aislar el relleno sanitario de la propiedad colindante. Por ejemplo, en los Estados Unidos, es común establecer determinadas distancias desde el relleno sanitario hasta la línea de propiedad. La mayoría de los países en desarrollo carecen de reglamentos específicos de este tipo y, por lo general, la previsión de zonas de amortiguamiento alrededor del relleno sanitario es más que nada una cuestión que se deja al criterio de los responsables del sitio. Una zona de amortiguamiento adecuada aumentaría la aceptación del público del relleno sanitario y su operación. Generalmente, es una buena inversión el reducir problemas futuros con respecto a las aguas subterráneas y a la calidad y migración de gas. Si es necesario, las arreas de amortiguamiento pueden venderse para usos de suelo compatibles con un relleno sanitario una vez que la instalación ha sido terminada y el control del área no indica problemas con las aguas subterráneas y con el biogas.

8.2 Criterios generales de diseño

Los criterios para el diseño del relleno sanitario deben desarrollarse específicamente para satisfacer los requisitos particulares de un país o región. Los factores locales que afectan la conveniencia de ciertos criterios del diseño incluyen el clima, las características de los residuos sólidos, la disponibilidad de los materiales de construcción, los recursos económicos de la población y el nivel educativo de los recursos humanos. Sin embargo, existen criterios generales que se aplican al diseño y la construcción de los rellenos en todos los casos y se relacionan con la protección de la salud humana y el ambiente. En consecuencia, estos criterios pueden considerarse como normas universales. En los siguientes párrafos se presenta una breve descripción de ellas.

 

8.2.1 Protección de las aguas subterráneas

Los recursos hidráulicos deben protegerse mediante la ubicación del relleno sanitario pendiente abajo de los acuíferos y de las principales fuentes de agua potable. Si las condiciones climáticas lo requieren y la situación económica lo permite, el relleno sanitario debe contar con un revestimiento impermeable en la base para reducir el riesgo de contaminación de las aguas subterráneas. El relleno sanitario puede construirse sobre una capa de suelo natural de baja permeabilidad, lo cual evitaría el elevado costo de instalar un revestimiento sintético. Si el relleno sanitario se construye sin revestimiento, se debe mantener una separación mínima de 3 m entre la base del relleno sanitario (y paredes laterales en los casos en que el nivel freático ha sido reducido artificialmente y existe un gradiente de presión de las paredes hacia el interior) y sobre el nivel de las aguas subterráneas y de la superficie del lecho de piedras si fuera posible, y no deberían establecerse pozos de agua potable dentro de un radio de aproximadamente 2 km del sitio. Incluso, es deseable una mayor distancia de separación vertical.

8.2.2 Protección de las aguas superficiales

Los recursos hidráulicos superficiales deben protegerse mediante la prevención del contacto entre las aguas superficiales y los residuos sólidos. La escorrentía debe desviarse de las áreas más altas para que fluya alrededor y no a través del relleno sanitario. El relleno sanitario también debe limitarse para que la escorrentía no drene hada el área de trabajo o forme charcos en el relleno sanitario. La escorrentía debe canalizarse hacia lagunas de sedimentación para permitir que sedimenten los sólidos en suspensión antes que la escorrentía se introduzca en los cursos naturales de drenaje.

8.2.3 Eficiencia espacial

Los cortes y rellenos deben equilibrarse para que haya suficiente cantidad de tierra del mismo sitio, disponible para la construcción, operación y clausura del relleno sanitario. La necesidad de importar tierra para estos fines debe evitarse siempre que sea posible. Por lo general, los rellenos más profundos y elevados serán más eficaces en la utilización de espacio y costo que los rellenos de poca profundidad, de más amplia extensión e igual capacidad.

8.2.4 Estabilidad de los taludes

Ya sea durante la preparación inicial del sito o durante la operación del relleno sanitario, los taludes deben diseñarse y construirse de manera que sean estables. El plan de diseño de la instalación debe considerar, analizar y asegurar la estabilidad del terreno natural, el tipo de taludes, los residuos sólidos dispuestos y las mezclas de capas de residuos sólidos, el suelo y los materiales sintéticos. El análisis debe considerar que, si bien las propiedades de los suelos no varían durante el tiempo de vida de relleno sanitario, las propiedades de los residuos sólidos dispuestos cambian debido a los procesos que ocurren en el relleno sanitario. Los cambios en algunas de estas propiedades influyen sobre la estabilidad de los residuos sólidos dispuestos y sobre las estructuras compuestas de capas de residuos sólidos, tierra y materiales sintéticos. Las faltas de las instalaciones causadas por la inestabilidad del suelo, los residuos sólidos o ambos pueden ser catastróficas si las cantidades involucradas son grandes. En particular, los vertederos a cielo abierto son susceptibles y candidatos a fallas ocasionadas por los residuos sólidos o el suelo ya que, por definición, no han sido diseñados con criterios de ingeniería. Dos ejemplos de fallas de estabilidad en vertederos a cielo abierto son los que ocurrieron en Sarajevo (antes Yugoslavia) en 1977 y en Estambul, Turquía en 1993; la última falla produjo grandes daños a la propiedad, además de la pérdida de 39 personas [5].

Las principales propiedades que rigen la estabilidad de los taludes de residuos sólidos, suelo, y materiales sintéticos son la densidad volumétrica en el sito, el ángulo de fricción y la cohesión interceptada [6]. Estas propiedades están, a su vez, influidas por el contenido de humedad de los materiales y por otras condiciones; por ejemplo, el esfuerzo de compactación (ejercido mecánicamente o causado por la sobrecarga), la porosidad, etc. Los valores sugeridos del ángulo de fricción y de la cohesión interceptada para los residuos sólidos municipales basados en datos limitados son aproximadamente 25 grados y 30 kPA, respectivamente. Si se conoce o se determina la densidad volumétrica en el sito, el ángulo de fricción y la cohesión interceptada, un profesional capacitado puede diseñar con seguridad las alturas y los taludes de un relleno sanitario.

En el diseño y la construcción de los taludes, los ángulos naturales de reposo de los materiales no deben excederse bajo ninguna circunstancia. En los taludes donde se colocarán sistemas de revestimiento o cobertura final, se debe considerar la estabilidad global y del revestimiento (capacidad de los materiales instalados para no deslizarse). Bajo condiciones típicas, los taludes de suelo son estables a 1 (vertical): 3 (horizontal). Además, deben realizarse análisis de estabilidad de los taludes, cuando sea necesario, para determinar factores de seguridad.

8.3 Tipos de rellenos

Bajo las condiciones que prevalecen en la mayoría de los países en desarrollo, los rellenos pueden ser revestidos o no revestidos. También pueden ser clasificados según los tipos de residuos sólidos que reciben.

8.3.1 Rellenos sanitarios

Por lo general, los rellenos sanitarios reciben residuos sólidos domésticos o municipales. Estas instalaciones pueden estar revestidas o no revestidas. Un relleno sanitario revestido tiene una barrera natural o sintética de poca permeabilidad instalada en su base. El propósito del revestimiento es prevenir el movimiento de lixiviado y de gas hacia el suelo o las aguas subterráneas circundantes. Cuando se coloca un revestimiento en el sitio, deben tomarse medidas para remover y tratar o disponer apropiadamente el lixiviado que se acumula sobre el revestimiento. El costo de la aplicación de revestimientos sintéticos y sofisticados en el fondo, combinado con el sistema de tratamiento y recolección de lixiviado, puede ser prohibitivo para muchos países en desarrollo. Por este motivo, los rellenos sanitarios en los países en desarrollo generalmente no están revestidos o lo están con suelos naturales de baja permeabilidad. Para proteger las aguas subterráneas, el diseño del relleno sanitario debe considerar la buena ubicación, el cumplimiento del reglamento de los residuos sólidos que se aceptan, la atención a las operaciones generales del relleno sanitario, la desviación o control del agua para que no entre en contacto con los residuos sólidos enterrados y la vigilancia periódica de las aguas subterráneas.

8.3.2 Rellenos de seguridad

Los rellenos de seguridad son aquellos con revestimientos de la base y con todos los controles para recibir la mayor parte de los residuos sólidos, incluidos los residuos sólidos peligrosos. En los países en desarrollo, los rellenos de seguridad se emplean para la disposición de algunos residuos sólidos peligrosos.

8.3.3 Rellenos especiales

Los rellenos especiales se diseñan para la disposición final de residuos sólidos específicos, tales como escombros de la construcción y demolición de edificaciones o algunos productos industriales. De acuerdo a las características de los residuos sólidos, estas instalaciones pueden ser o no revestidas. Como los escombros de la demolición son residuos sólidos inertes, ellos pueden disponerse con seguridad en un relleno sanitario; sin embargo, esto puede representar un gasto innecesario. El manejo de los residuos de construcción y de demolición difiere del de los residuos sólidos domésticos; una gran fracción de los mismos es reciclable y debe procesarse para la recuperación de materiales y, por lo tanto, debe desviarse de su disposición final en el suelo.

8.4 Diseño y construcción de celdas

La experiencia ha mostrado que no hay un método único de relleno sanitario apropiado para todos los sitos y que un solo método no es necesariamente la mejor solución para un sito determinado. La selección de un método específico depende de las características físicas del sito, del clima, la cantidad y el tipo de residuos sólidos que van a acomodarse y de los costos relativos de las diversas opciones. Los dos métodos básicos de relleno sanitario son el de trinchera (figura 8-1) y el de área (figura 8-2). En el método de trinchera, el espacio volumétrico del relleno sanitario y su cobertura se obtienen principalmente de la excavación dentro del área en la cual se depositarán los residuos sólidos. Por otro lado, en el caso del método de área, la excavación para obtener volumen para los residuos sólidos y para el material de cobertura dentro del área destinada para depositar los residuos sólidos es mínima; el material de cobertura se obtiene principalmente fuera del área. La elección entre el método de trinchera y de área está principalmente basada en la topografía, geología, y profundidad de las aguas subterráneas. La mayoría de los rellenos sanitarios usan una combinación de trinchera y área.

 

Figura 8-1. Método de trinchera para el relleno sanitario

 

 

Figura 8-2. Método de área para el relleno sanitario

 

8.4.1 Definición de celda

Los rellenos sanitarios están constituidos por celdas. La celda está conformada por un espacio cerrado y sirve para mitigar el impacto inmediato de los residuos sólidos en la salud y seguridad pública, y el ambiente. Los problemas más inmediatos son los relacionados con vectores, olor, incendios potenciales y estética.

Una celda se forma con los residuos sólidos esparcidos y compactados en capas dentro de un área confinada. Al término de cada jornada, los residuos sólidos compactados (incluida el área de trabajo) se cubren completamente con una capa de suelo delgada y continua, y fuego se compartan. Generalmente, el espesor de la cobertura es de aproximadamente 15 cm. El volumen de residuos sólidos compactados y su cobertura diaria de suelo forman una celda.

Las celdas diarias de residuos sólidos se colocan de manera secuencial, lado a lado y fila por fila, hasta llenar el área de relleno. Una serie de celdas colindantes a la misma altura constituyen una "franja". Un área de relleno completa puede constar de varias franjas. Las estructuras de las celdas y franjas se presentan en las figuras 8-2, 8-3, y 8-4.

Figura 8-3. Ilustración de la estructura de las franjas y celdas de un relleno sanitario

Figura 8-4. Ilustración de un relleno sanitario en un cañón

 

 

El tamaño y el diseño de las celdas depende de la cantidad de residuos sólidos que requieren disposición. Los elementos básicos de una celda son: altura, longitud, ancho del área de trabajo e inclinación de la celda y de las paredes laterales.

Los factores que afectan las dimensiones de una celda son: cantidad de residuos sólidos, espesor de cobertura diaria, estabilidad de los taludes y grado de compactación. Según aumenta la altura de las celdas, disminuye la cantidad relativa de material de cobertura (la proporción de tierra con respecto a los residuos sólidos). La altura de una celda típica varía entre 2 y 4 metros. Las franjas más delgadas de lo que se mencionó anteriormente podrían tener algún beneficio en términos de evitar o controlar incendios y para acelerar el inicio de la fase metanogénica; sin embargo, una desventaja es la mayor tasa entre el material de cobertura y los residuos sólidos.

Otro parámetro importante es el ancho de la celda o del área de trabajo. El ancho del área de trabajo determina el manejo de la disposición final. En la mayoría de los países en desarrollo, el área de trabajo es demasiada ancha o no hay un área de trabajo claramente delimitada. El ancho mínimo del área de trabajo depende de dos factores claves: 1) tipo de equipo empleado para distribuir y compactar los residuos sólidos y 2) máximo número de vehículos que llegan en las horas pico. Generalmente, se recomienda que el ancho mínimo de la celda sea de 2 a 2,5 veces el ancho de la cuchilla del equipo empleado para construir la celda. En el cuadro 8-1 se presentan sugerencias para el ancho de las celdas de acuerdo a la cantidad de residuos sólidos. En lo que al número de vehículos se refiere, es aconsejable alcanzar un equilibrio práctico entre el ancho de la celda y el número máximo de vehículos que llegan en las horas pico. El ancho requerido del área de trabajo (en metros) puede calcularse al multiplicar por cuatro el número máximo de vehículos que llegan en las horas pico.

Cuadro 8-1. Ancho mínimo sugerido para las celdas según la cantidad diaria de residuos sólidos

Cantidad de residuos sólidos (Mg/d)

Ancho mínimo de la celda (m)

20 a 50

8

25 a 130

10

130 a 250

12

250 a 500

15

La pendiente de la celda es el plano inclinado sobre el cual se distribuyen los residuos sólidos. La pendiente máxima recomendada es 1:4 (vertical: horizontal). Sin embargo, a veces se prefieren pendientes menores; por ejemplo, se logra una máxima compactación cuando el ángulo del área de trabajo es casi horizontal. Si los taludes externos de la celda completada representan la superficie terminada del relleno sanitario, no deben exceder 1:3. De acuerdo al análisis de estabilidad de la pendiente, pueden requerirse pendientes externas de menos de 1:4, 6 incluso de 1:5, para evitar fallas en los taludes y para reducir el mantenimiento a largo plazo.

 

8.4.2 Método de trinchera

Como su nombre lo indica, en este método, se excava una trinchera. La excavación generalmente es de determinado tamaño para recibir una cantidad específica de residuos sólidos. Dependiendo de las circunstancias locales (por ejemplo, de la disponibilidad de equipos), la excavación puede definirse como para recibir vados días de residuos sólidos o más (por ejemplo, un año). Una vez que los residuos sólidos se descargan en la trinchera, el material se compacta y se cubre (figura 8- l). Por lo tanto, cada trinchera puede considerarse una celda.

En el proceso de disposición final, los residuos sólidos se depositan en la pendiente de la trinchera (pendiente máxima 1:4). El material excavado sirve como material de cobertura. Lo que no se emplea para la cobertura diaria, se acumula para usar posteriormente en un área de relleno sanitario que puede construirse en la parte superior de la trinchera terminada.

La estabilidad de la pared lateral es un factor muy importante en el diseño de la trinchera. La estabilidad de la pared lateral depende de la resistencia característica del suelo, la profundidad de la trinchera, la distancia entre las trincheras y la inclinación de la pared lateral. Se puede alcanzar una profundidad y pendiente máximas de la pared vertical cuando los suelos son arcilla, morena glacial, u otros suelos compactos de granos finos y bien clasificados. Los suelos más débiles requieren inclinaciones de pared lateral más suaves para preservar la estabilidad. Otros factores que pueden afectar la estabilidad del suelo y la pendiente permisible de la pared lateral son las condiciones cismáticas y el período en el que la trinchera permanece abierta. En todos los casos, las pendientes de la pared lateral deben diseñarse de tal manera que no constituyan un peligro para los trabajadores ni el equipo que opera dentro y cerca de la trinchera. Como se indicó anteriormente, se debe mantener una distancia apropiada entre en la base del relleno sanitario y el nivel de las aguas subterráneas. En consecuencia, la protección de las aguas subterráneas plantea otra limitación para la profundidad de la trinchera.

El ancho de la trinchera debe ser suficientemente amplio para acomodar la descarga de residuos sólidos de los vehículos de recolección y el manejo del equipo de compactación. Se debe determinar el ancho considerando el número y el tipo de vehículos que empleará el relleno sanitario. En general, la práctica sugiere que el ancho debe ser por lo menos el doble de la unidad de equipo más grande que se empleará en la trinchera.

De acuerdo al tamaño del relleno sanitario, la excavación de trincheras puede ser una operación continua (para cumplir con los requisitos del relleno sanitario) o periódica. Si se requiere una excavación periódica, podría ser posible contratar a una entidad que cuente con equipo especializado. Se logra una mayor eficiencia si fuego de llenar una trinchera se excava otra para recibir los residuos sólidos del siguiente día.

La alineación de las trincheras en relación a la dirección predominante del viento influirá en la cantidad de residuos sólidos transportados por el viento. La alineación más efectiva es la perpendicular al viento predominante.

La base de la trinchera debe tener una inclinación en relación al área de trabajo para asegurar un buen drenaje. Durante temporadas húmedas, el agua que pueda acumularse en la base de la trinchera debe bombearse hacia fuera. El agua superficial puede desviarse de la trinchera mediante la construcción de bermas temporales en los costados de la excavación.

8.4.3 Método de área

El método de área implica colocar residuos sólidos sobre una superficie preparada anteriormente para ese fin (figura 8-2). En este método, una capa de residuos sólidos se extiende y se compacta en la superficie del suelo (sobre la ladera inclinada) o, en el caso de un relleno sanitario revestido, en la parte superior del sistema de revestimiento (figura 8-3). Luego, el material de cobertura se distribuye y se compacta sobre los residuos sólidos. También puede adaptarse para la disposición de residuos sólidos en canteras, minas a cielo abierto, barrancos, valles, cañones, y otros tipos de depresiones del terreno (figura 8-4).

8.4.4 Método de rampa

El método de rampa o pendiente progresiva es una variación del método de área. Consiste en esparcir y consolidar los residuos sólidos en un talud, tal como se ilustra en la figura 8-5. El material de cobertura, obtenido directamente frente al área de trabajo, se esparce y consolida sobre los residuos sólidos. Debido a que este método no necesita importar material de cobertura, fomenta una mayor eficiencia del uso del espacio únicamente cuando se construye una sola franja.

Figura 8-5. Método de rampa en un relleno sanitario

 

8.4.5 Combinación

Los métodos de área y de trinchera pueden combinarse en la construcción y la operación de un relleno sanitario. Por ejemplo, si el sitio tiene profundidades variables de suelo operable, el método de trinchera podría emplearse en suelos de mayor profundidad. El material no empleado para la cobertura de la trinchera se reservará para las secciones donde se ha aplicado el método de área. Mediante el uso del método de área y del material de cobertura acumulado, se podrían construir franjas adicionales sobre una franja completada.

8.5 Contorno del relleno sanitario

En las secciones anteriores se explicó que el relleno sanitario puede construirse debajo o encima del nivel original del terreno. Además, el tamaño y la forma del relleno sanitario dependen del sitio. El contorno topográfico incluye la conformación del sitio a través del control del relleno sanitario y la nivelación. La determinación del tamaño, forma, configuración de taludes y altura final del relleno sanitario es un paso esencial del diseño. Los contornos de elevación para lograr la dimensión requerida del relleno sanitario deben establecerse en los planes finales de nivelación, como parte del diseño original. Debido a que, por lo general, es ventajoso construir un relleno sanitario por etapas, los planes de nivelación deben consistir de una sede de esquemas que correspondan a las diferentes etapas de construcción. No es necesario indicar que el contorno del relleno sanitario debe reflejar el uso eventual del sito. Una discusión del uso de suelo de un relleno sanitario terminado se presenta en otros capítulos de esta guía, incluyendo el capítulo 17.

Un ejemplo de contorno topográfico consiste en rellenar sobre la nivelación, a fin de que se forme una colina. Este tipo de construcción puede tener una gran repercusión en cualquier paisaje que de otro modo sería relativamente llano. Otro ejemplo de contorno topográfico consiste en rellenar contra la ladera natural de una colina para extenderla hacia afuera. La apariencia será más natural si el contorno del relleno sanitario tiene líneas y transiciones suaves, en lugar de cambios abruptos en la ladera. La construcción de una colina con residuos sólidos compactados es una tarea difícil. El diseño de los taludes debe basarse en análisis de estabilidad de las pendientes y en la opinión de ingenieros profesionales, y no en reglas generales.

8.6 Revestimiento de la base

Los revestimientos se emplean en los rellenos sanitarios modernos para proteger las aguas subterráneas de la contaminación por lixiviado. Debido a las limitaciones de los recursos económicos y a la falta de disponibilidad de materiales de baja permeabilidad en varios países económicamente en desarrollo, la instalación de revestimiento de la base quizás no sea factible. La necesidad de instalar un revestimiento de la base depende de varios factores. Dos de los más importantes son las condiciones locales hidrogeológicas y climáticas. Se puede omitir el revestimiento de la base si el sitio está ubicado en una región árida o semiárida, donde la precipitación es de 25 cm o menos por año y la tasa de evaporación es mayor que 50 cm. Si se reúnen las condiciones climáticas anteriores y los cálculos de ingeniería muestran que el potencial para la generación de lixiviado es muy bajo, la omisión del revestimiento de la base puede justificarse siempre que las fuentes de agua superficial y subterránea se ubiquen lejos del sito de disposición final. Un análisis de ingeniería adecuado sobre el impacto potencial de un relleno sanitario no revestido en el agua superficial y subterránea debe identificar datos de la precipitación y las posibilidades de inundación.

Si las condiciones ameritan la aplicación de un revestimiento de la base, el diseño debe ser tal que los materiales usados, así como las instalaciones para la colección y el tratamiento de lixiviado, sean seleccionados y diseñados cuidadosamente, ya que su inclusión podría representar una carga económica sustancial.

Los revestimientos de la base de los rellenos sanitarios incluyen aquellos hechos con suelo y arcilla, y los hechos manualmente. Ya sean hechos a mano o sintéticos, los revestimientos quizás no estén fácilmente disponibles o no sean suficientemente seguros, aún si un país en desarrollo tiene los recursos económicos para construir un relleno sanitario revestido. Por otra lado, muchos lugares no tienen disponible fuentes de arcilla u otros suelos de baja permeabilidad para la construcción de revestimientos. En consecuencia, la aplicación del revestimiento dependerá del costo y de la disponibilidad de materiales.

Los sistemas de revestimiento pueden ser: únicos, dobles o compuestos. Como su nombre lo indica, un sistema de revestimiento único consta de un sólo componente impermeable o de baja permeabilidad. El revestimiento puede ser tierra natural o sintético, colocándose encima un sistema de recolección de lixiviado (figura 8-6). Un sistema de revestimiento doble consta de dos componentes, que pueden ser de materiales iguales o distintos. Sobre la parte superior o primaria del revestimiento se instala el sistema de recolección de lixiviado y entre el revestimiento primario y secundado se coloca un sistema de detección de fugas (figura 8-7).

Figura 8-6. Ejemplo de un revestimiento único con un sistema de colección de lixiviado

Figura 8-7. Ejemplo de un revestimiento doble con un sistema de detección de fugas

Un revestimiento integrado está compuesto de dos materiales diferentes. Generalmente, se emplea directamente un revestimiento sintético de membrana flexible (RMF) sobre la arcilla u otro suelo de baja permeabilidad.

8.6.1 Revestimientos de arcilla

Los revestimientos de arcilla o de suelos de baja permeabilidad se emplean en sistemas de revestimiento único e integrado. Debido a la disponibilidad relativa de la arcilla en general, comparado con los materiales sintéticos, los revestimientos de arcilla son los más usados en los países económicamente en desarrollo. Ocasionalmente, los revestimientos de arcilla se emplean como un componente de los sistemas de revestimiento doble. En situaciones que requieren contención segura, tales como la contención de residuos sólidos peligrosos, deben emplearse los revestimientos dobles e integrados. Un revestimiento de arcilla puede ser un revestimiento único o el componente inferior de un sistema compuesta. Usado como revestimiento puede reducir e incluso prevenir que el lixiviado migre del relleno sanitario hada el nivel subsuperficial. El componente inferior de un revestimiento integrado constituye una capa protectora para el revestimiento de membrana flexible como soporte para las rupturas. Una función útil de los revestimientos de arcilla es servir a largo plazo como una estructura estable para las instalaciones que se construyan sobre ellos.

8.6.1.1 Materiales

Para que un suelo sirva como revestimiento adecuado, debe tener baja permeabilidad (conductibilidad hidráulica k). La conductibilidad hidráulica ideal debe de ser igual o menor que 1 x 10-7 cm/seg cuando se compacta en el campo. Después de la compactación, el revestimiento debe soportar su propio peso así como la instalación suprayacente y debe poder manejarse con equipo de construcción. Finalmente, un revestimiento de arcilla no debe sufrir pérdidas significativas de permeabilidad o resistencia cuando se exponga a los residuos sólidos o al lixiviado. Un suelo con una característica específica deficiente puede tomarse apropiado si se mezcla con otro suelo o con un aditivo. Un ejemplo es la adición de bentonita para reducir la permeabilidad. Idealmente, un laboratorio debe determinar las características de compactación y permeabilidad del material seleccionado para proporcionar e identificar el contenido de humedad, densidad, fuerza de compactación y permeabilidad. Además, se recomienda construir una celda de prueba para comprobar los resultados de los análisis del laboratorio, así como para evaluar el desempeño del material en el campo.

De los materiales disponibles, la arcilla bien compactada se emplea frecuentemente debido a sus propiedades y disponibilidad general. Sin embargo, las áreas desérticas e islas de origen volcánico no tienen depósitos suficientes de arcilla. Usualmente, un revestimiento de arcilla se construye como una capa consolidada, con un espesor de 0,3 a 1 m. Para que funcione como revestimiento; la arcilla debe mantenerse húmeda. Si no hay suficiente arcilla disponible localmente, pueden agregarse aditivos (por ejemplo, montmorilonita) para formar un material de revestimiento efectivo. El uso de aditivos también requiere la evaluación de un laboratorio, así como pruebas de control en el campo para determinar los tipos, las cantidades y los procedimientos óptimos de instalación.

Si reúnen las especificaciones necesarias, el uso del propio suelo del relleno sanitario sería lo más conveniente y efectivo en función de los costos. De otro modo, debe importarse el suelo apropiado. Obviamente, el costo se convierte en una consideración importante cuando se emplea material externo. En los países en desarrollo, la factibilidad económica dependerá de los costos de la excavación y el transporte. En la mayoría de casos, no resultará práctico el transporte desde una distancia apreciable. Si el material para revestimiento se excava localmente o se importa, generalmente se almacena como un cúmulo de préstamo que se establece en el sitio.

8.6.1.2 Diseño

Las prácticas geotécnicas convencionales que se adaptan a la geología y a los requisitos operativos locales deben tomarse en cuenta en el diseño del recubrimiento del relleno sanitario. El recubrimiento debe estar debajo de toda el área de relleno sanitario que se cubrirá con residuos sólidos y debe ser suficientemente impermeable y espeso para impedir el flujo de lixiviado y para proporcionar una base estable para los componentes suprayacentes. Su espesor debe ser uniforme y su diseño y colocación debe tener en cuenta las tuberías y los sumideros de colección de lixiviado.

Antes de instalar el revestimiento, deben prepararse la base y los taludes del sitio. La preparación generalmente consiste en la excavación y nivelación. Las pendientes de las paredes laterales que se sugiere para poner revestimientos son aproximadamente 1:4. Las pendientes sugeridas para el sistema de recolección del lixiviados del 2% al 5% y, para las tuberías, del 1% al 3%.

En general, los revestimientos de arcilla o suelo de baja permeabilidad se vierten sobre suelos compactados en una serie de capas (franjas) con un espesor específico. Si bien el uso de franjas más delgadas facilita la compactación, los costos de construcción son mayores, ya que se incremento el número de elevaciones por unidad de espesor del revestimiento. En general, el espesor de una franja de revestimiento antes de la compactación es de 15 a 20 cm.

8.6.1.3 Instalación

El revestimiento se instala en la base del relleno sanitario utilizando palas transportadoras o camiones. El material se extiende de manera pareja, y luego se deshace y se homogeneiza mediante rastrillos de discos, arado rotatorio o implementos manuales para facilitar la compactación. Si se emplean aditivos de suelo, se aplican de manera pareja y luego se mezclan completamente en el suelo.

El revestimiento puede construirse en secciones o en un solo bloque. En una instalación pequeña, todo el revestimiento puede construirse en un solo bloque mientras, que la instalación en secciones o segmentos sería la más apropiada para rellenos grandes. En este último caso, los residuos sólidos se colocan sobre secciones acabadas del revestimiento mientras se construyen las siguientes porciones. Es importante que no haya interrupción entre las secciones. Esto puede hacerse mediante el biselado o corte por etapas del borde de una sección apenas se instale, a fin de que la sección subsiguiente pueda unirse con la sección anterior (figura 8-8).

Figura 8-8. Ejemplo de instalación de un segmento de revestimiento

Un alto grado de compactación (y, en consecuencia, bajo grado de permeabilidad) del revestimiento depende del contenido de humedad. Cualquier cambio del contenido de humedad (por ejemplo, por intermedio de la evaporación o por la adición de humedad) debe hacerse antes de colocar el revestimiento. Debe tenerse cuidado de llegar a una distribución de la humedad de manera uniforme en todo el suelo; esto se logra al mezclar y permitir un tiempo adecuado de equilibrio después de añadir la humedad. El tiempo requerido puede ser de días o incluso semanas si el suelo está muy seco o si se emplean ciertos aditivos. Si el suelo es demasiado húmedo, debería esparcirse en capas, sin compactarse, hasta que esté suficientemente seco y luego debe mezclarse y compactarse en el revestimiento. El control de la humedad es crítico para el adecuado desempeño de un revestimiento. Si el suelo es demasiado húmedo (barroso) no puede trabajarse y se es demasiado seco, no puede ser suficientemente compactado.

El uso de arcillas del sitio como revestimiento generalmente requiere compactación y ajuste de la humedad para poder obtener un revestimiento satisfactorio. La recompactación generalmente es necesaria para asegurar que no existen, grietas y fracturas que podrían comprometer el desempeño del sistema de revestimiento.

Por lo general, las prácticas y el equipo que se emplean para el movimiento de tierra son apropiados para compactar un revestimiento. El equipo pesado de compactación que cuenta con cilindros pata de cabra es ideal. El éxito de la compactación depende de la unión adecuada de las capas individuales del revestimiento. La unión de las capas puede realizarse al escarificar la superficie de la última franja antes de agregar la próxima y al asegurar que el contenido de humedad de las franjas adyacentes sea similar. Si la pendiente de la pared lateral no es muy acentuada, puede compactarse en franjas continuas con las capas de revestimiento de la base. Las paredes laterales de las pendientes escarpadas pueden compactarse en franjas horizontales ya que el equipo de compactación no puede operar en laderas escarpadas. La unión es especialmente importante en paredes laterales escarpadas debido a que la separación entre las franjas puede servir como ruta de migración del lixiviado a través del revestimiento. En general, las franjas horizontales sobre laderas escarpadas no deben exceder de 1:4, a menos que se hayan considerado medidas especiales para laderas escarpadas en el diseño.

Debido a que las condiciones climáticas influyen en la construcción de revestimientos, deben tomarse medidas para minimizar sus impactos. Por ejemplo, la precipitación puede interferir con las operaciones de construcción mediante la erosión o inundación del sitio, o humedad excesiva del material de revestimiento. Una medida de precaución sería sellar o laminar la ropa compactada para que el agua drene y no forme charcos sobre la superficie del revestimiento. Por el contrario, si el material de revestimiento se seca, se pueden formar grietas, lo que incrementaría la permeabilidad del revestimiento. Las grietas sólo pueden remediarse mediante el ajuste del contenido de humedad y la recompactación de la porción afectada. Los revestimientos no deben construirse con suelos congelados y deben protegerse de temperaturas por debajo del punto de congelación.

Con respecto a la colocación de revestimiento de la base usando suelos de baja permeabilidad en los países en desarrollo, se debe tener en cuenta su disponibilidad y el equipo pesado empleado. Los tractores sobre orugas para compactar el suelo se encuentran disponibles en la mayoría de los países en desarrollo. Por lo general, debido a los costos, la competencia por los fondos, o el préstamo de equipos de otros departamentos, los tractores tienden a ser más pequeños (menor capacidad de producción y de peso bruto más liviano). Lamentablemente, los tractores sobre orugas no son el equipo ideal para compactar suelos de arcilla y para lograr una conductibilidad hidráulica de 10-7 cm a menos. Los estudios de campo [7] han mostrado que este nivel de permeabilidad en los suelos arcillosos requiere que 50% de los granos pase por una malla de 200 mm y un contenido de arcilla mayor que 25%. Por otro lado, los tractores sobre orugas son más convenientes para compactar suelos de grano grueso, de manera que 4% a 8% de los granos pase por una malla de 200 mm. En consecuencia, para colocar con éxito un revestimiento de la base, los diseñadores e instaladores deben ser conscientes de la necesidad de usar equipo pesado adecuado, así como de la disponibilidad de suelos apropiados.

8.6.2 Revestimientos de membrana flexible

El revestimiento de membrana flexible (RMF) está hecho con láminas prefabricadas de polímeros. Las palabras revestimiento y revestimiento de membrana flexible a veces se emplean indistintamente. También se usa el término geomembrana.

Un revestimiento flexible puede emplearse de varias maneras. Por ejemplo, como un único revestimiento instalado directamente sobre la base (suelo) del relleno sanitario o puede ser parte de un revestimiento integrado colocado sobre un revestimiento de suelo. Finalmente, puede colocarse encima o debajo de un sistema de detección de fugas en un relleno sanitario de doble revestimiento.

El diseño de un sistema de revestimiento que utiliza un revestimiento de membrana flexible por lo general tiene las facciones de un sistema de revestimiento de suelo; es decir, una base impermeable, un sistema de captación y drenaje, y un sistema de tuberías para el transporte de lixiviado.

Es posible que los RMF quizás no estén disponibles en algunos países en desarrollo. Si lo estuvieran, se debe dar importancia a los costos, así como a la conveniencia de su instalación.

Los pasos principales que deben tomarse al colocar un revestimiento de membrana flexible

son: 1) selección del material del RMF, 2) diseño de la nivelación y 3) planificación de la instalación. La planificación incluye el diseño de subcomponentes, tales como sistemas de sellado y anclado, y respiraderos. Entre las membranas más comunes se encuentran las de polietileno de alta densidad, polietileno mejorado y polietileno clorosulfonado [2,3]. Los criterios importantes para la selección de un RMF incluyen:

En un país en desarrollo, los criterios más importantes serán la disponibilidad y el costo. Otro criterio importante es la disponibilidad de equipo y personal capacitado para la instalación adecuada del revestimiento sintético.

Debido a la ausencia de instalaciones de prueba, los juicios relacionados con la compatibilidad química tendrán que remitirse a las especificaciones del fabricante. En lo referente a las propiedades mecánicas, los RMF con gran resistencia y poco estiramiento son más convenientes donde se requiera mayor resistencia (por ejemplo, pendientes mayores que 1:3). Los RMF de menor resistencia y mayor estiramiento (por ejemplo, polietileno de alta densidad, polietileno clorosulfonado, gomas) son más apropiados cuando el terreno tiene grandes deformaciones, asentamiento diferencial o hundimiento. Otras propiedades físicas que deben considerarse son:

La meteorización puede tomar la forma de deterioro por radiación ultravioleta, reacciones de ozono y migración plastificante. Los agentes del ataque biológico incluyen bacteria, hongos y roedores. En este caso específico, es necesario depender de los datos proporcionados por el fabricante y de la ayuda de profesionales capacitados. Si bien existe bibliografía disponible, por lo general esta información es difícil de obtener en un país en desarrollo.

La nivelación sobre la cual se coloca un revestimiento de membrana flexible es un factor clave para mantener su integridad. La nivelación debe servir como una estructura de apoyo y debe prevenir la acumulación de gas y líquido debajo del revestimiento. La preparación de la superficie debe incluir la remoción de piedras (mayores de 2,5 cm), raíces y otros residuos sólidos. El material orgánico debe removerse para reducir la sedimentación y la producción de gas proveniente de la sustancia orgánica en descomposición debajo del revestimiento. Se deben evitar suelos que se expanden o se contraen en exceso debido a la tensión repetida impuesta al revestimiento por la contracción y la expansión. Finalmente, la superficie del sustrato debe compactarse para proporcionar una base firme y sólida para el revestimiento.

Se puede producir gas debajo del revestimiento debido a los microbios del suelo subyacente. Podría deberse al aire atrapado durante la instalación del revestimiento o al aire que asciende del nivel de aguas subterráneas. Independientemente de su origen, el gas podría levantar la membrana y crear tensión sobre ella. El líquido puede acumularse como consecuencia de las fugas en el revestimiento o de la infiltración de las aguas subterráneas. Las consecuencias de la acumulación pueden ser la tensión por el levantamiento y la reducción de la resistencia de los suelos subyacentes. El lixiviado que emerge a través de las rupturas en la membrana puede contaminar los suelos circundantes.

Además de la tensión mecánica resultante de la acumulación de gas y líquido, la tensión puede ser causada por hundimiento debajo del revestimiento. Otra tensión mecánica puede tomar la forma de: 1) tensión tangencial debido a los diferentes movimientos de la nivelación, 2) tensión concentrada que puede producir perforaciones y rasgaduras, y 3) tensión repetida que fatiga o desgasta el revestimiento. Todas estas fallas pueden prevenirse o minimizarse si:

Entre las medidas que pueden adaptarse para el diseño del cimiento se encuentran la

configuración de la nivelación para evitar cambios abruptos (es decir, buscar un terreno tan liso o uniforme como sea posible).

Las pendientes de las paredes laterales deben ser tales que la tensión tangencial no exceda la resistencia de la cobertura. Entre las principales características del diseño de las capas del lecho protector se encuentran: provisión de drenaje para evitar la acumulación de gas o líquido y protección del revestimiento contra perforaciones. La capa del drenaje puede ser de arena, grava u otro material similar. De manera alternativa, se puede usar geotextiles (tela diseñada para proporcionar resistencia a la tensión y para servir como filtro).

Algunos de los problemas relacionados con las capas de drenaje granular son:

Estos problemas se evitan con los geotextiles. Además, protegen el revestimiento contra

tensiones mecánicas. Sin embargo, los geotextiles en contacto con revestimientos pueden presentar otra serie de dificultades, especialmente en lo que se refiere al desprendimiento en pendientes acentuadas. Se puede evitar la necesidad de una capa de drenaje debajo del revestimiento si existe una adecuada separación vertical entre el revestimiento y las aguas subterráneas y si el control del drenaje del perímetro es efectivo.

Tal como se ha indicado, el diseño de cualquier sistema de revestimiento es una tarea compleja y crítica, y las variables son muchas. El diseño debe ser realizado únicamente por ingenieros capacitados y competentes. En forma similar, la instalación de un revestimiento de membrana flexible es una tarea compleja y crítica y debe ser emprendida por una empresa capacitada y competente, bajo la supervisión del fabricante o de un instalador designado por el fabricante, además de la de un ingeniero capacitado en el tema.

8.7 Cobertura final

Con respecto a la disposición final de residuos sólidos en rellenos sanitarios, la cobertura final es el único método para limitar la generación de lixiviado y, por lo tanto, para evitar la contaminación potencial de las aguas subterráneas en sitios que no están ubicados dentro de las aguas subterráneas. La cobertura final se usa para limitar el flujo de agua dentro del relleno sanitario de las fuentes naturales externas (por ejemplo, precipitación pluvial). Un buen sistema de cobertura final también sirve para reducir el tiempo y el gasto relacionados con el cuidado a largo plazo, y para reducir los impactos ambientales negativos, mientras que, al mismo tiempo, promueve el uso productivo del relleno sanitario clausurado y de su entorno.

La cobertura final del relleno sanitario (también llamada capa final) tiene varios propósitos, a saber:

En algunos países industrializados existen sistemas, sencillos y complejos, de cobertura final con múltiples capas. En un país en desarrollo, los diseños más sencillos son más accesibles (debido a la escasez general y al costo de obtener material adecuado para cobertura), pero quizás no ofrezcan un desempeño enteramente satisfactorio. Cuando se hacen concesiones en el diseño y la construcción, se requerirán mayores requisitos de mantenimiento durante el período de posclausura.

El diseño básico de una cobertura final contiene dos capas: 1) capa superficial (o apoyo para material vegetal) y 2) capa de barrera hidráulica (figura 8-9). La capa superficial o para vegetación tiene una cobertura de pasto resistente y perenne que promueve la evapotranspiración y ayuda a controlar la erosión por el viento y el agua. Debajo de la capa superficial se encuentra la capa de barrera hidráulica, que consta de un suelo de baja permeabilidad, lo que impide la infiltración del agua proveniente de la capa superficial que no se perdió en la escorrentía o evapotranspiración y que también mantiene el agua para su eventual evapotranspiración.

 

Figura 8-9. Diseño básico de un sistema de cobertura final

En un país en desarrollo, es aconsejable emplear una capa superficial de aproximadamente 50 cm de espesor y una de 2.0 cm para la barrera hidráulica. Este diseño es aceptable en áreas con mucha evaporación y poca precipitación (es decir, en regiones áridas y semiáridas).

En otros climas, y cuando las situaciones exigen protección, puede ser necesario incluir capas de mayor espesor u otras capas en el diseño final del sistema de cobertura. Por ejemplo, en climas húmedos, el diseño básico de dos capas no puede controlar la cantidad de infiltración sin causar saturación y desprendimiento de la capa superior del suelo.

De acuerdo a lo descrito anteriormente, las tres rutas para reducir la infiltración en el relleno sanitario son:

  1. promoción y canalización de la escorrentía,
  2. aumento de la evapotranspiración, y
  3. reducción del paso de agua a través de la capa de la barrera.

Para promover la escorrentía, la superficie terminada del relleno sanitario debe tener una

pendiente mínima de 5%, la que proporcionará un buen drenaje y permitirá la sedimentación diferencial del relleno sanitario con el transcurso del tiempo. La siembra de una cobertura vegetal ayudará a prevenir la erosión y removerá una gran fracción de agua a través de la evapotranspiración. La capa de la barrera hidráulica será sumamente efectiva si se compone de un material de muy baja permeabilidad (cuanto más baja la conductibilidad hidráulica mejor); la mas adecuada es de 10-7 cm/seg o menos.

Como ya se indicó, la acumulación sustancial de humedad sobre la capa de la barrera hidráulica podría causar problemas en el desempeño del sistema de cobertura final. El problema puede solucionarse si se agrega una capa de drenaje sobre la capa de la barrera hidráulica, pero incrementa la complejidad de la cubierta y es un ejemplo de los diseños más elaborados que son posibles en coberturas de múltiples capas. Según se muestra en la figura 8-10, hay ocho capas diferentes que pueden considerarse en el diseño de una cobertura final y son las siguientes:

  1. capa superficial (para el sustento de la vegetación),
  2. capa del filtro (superior),
  3. barrera biótica,
  4. capa de drenaje,
  5. barrera hidráulica,
  6. capa de cimientos (amortiguador),
  7. capa del filtro (inferior), y
  8. capa de ventilación de gas.

La función y los criterios esenciales para cada capa se resumen a continuación.

8.7.1 Capa superficial (vegetación)

Esta capa es necesaria para proteger la cobertura de la erosión causada por el viento. También sirve para reducir la infiltración a través de la evapotranspiración. Esta capa debe ser de aproximadamente 60 cm y debe ser conformada por tierra vegetal nutritiva y densa para lograr el crecimiento de plantas y tener una pendiente para evitar la acumulación de agua. Este material puede mezclarse con compost, lodo o estiércol de animales.

8.7.2 Capa del filtro

Cada vez que se colocan suelos finos sobre suelos gruesos, existe migración de suelos finos hacia los vacíos de la capa más gruesa. Este fenómeno lleva a la obstrucción de la capa gruesa. Las capas del filtro se emplean para eliminar las partículas finas de la infiltración y para permitir que los gas del relleno sanitario fluyan hacia arriba. Una capa graduada de partículas finas y gruesas (de arriba a abajo) puede emplearse como capa del filtro. Un filtro de arena también puede usarse como un medio para la filtración. Los filtros de tela sintética (geotextiles) también pueden realizar esta función si están disponibles localmente.

Figura 8-10. Componentes de un sistema complejo de cobertura final

8.7.3 Barrera biótica

La integridad de la barrera hidráulica debe mantenerse durante el período de diseño. Las plantas y animales pueden perforar la barrera hidráulica y, por lo tanto, arruinar su desempeño. Un método para controlar este problema potencial es segar y podar frecuentemente las plantas.

Se puede emplear rodenticidas, pero con mesura, ya que se puede contaminar las aguas superficiales o subterráneas. Otro método de control consiste en instalar una barrera biótica mediante una capa de escombros de construcción o roca triturada del tamaño que prevenga el avance de plantas y animales en las capas subyacentes. Las capas bióticas pueden tener entre 30 y 60 cm de espesor, dependiendo de las condiciones específicas del sitio.

8.7.4 Capa de drenaje

En la mayoría de los casos, el diseño de la cobertura final debe incorporar el diseño de una capa de drenaje. Las pocas excepciones estarían en las zonas áridas, donde la precipitación es reducida. El único propósito de esta capa es interceptar el flujo descendente de la infiltración y desviada lateralmente (hacia el perímetro del relleno sanitario) antes que pueda penetrar en la barrera hidráulica.

En la figura 8-11 se presenta el diagrama de un sistema de capa de drenaje. Según la figura, la capa debe inclinarse hacia los puntos de recolección en el perímetro del relleno sanitario, ser de material poroso y tener una conductibilidad hidráulica de 10-2 cm/seg o más, y el espesor de la capa debe ser por lo menos 30 cm. Los materiales apropiados incluyen arenas de tamaño mediano o grueso, grava y medios de drenaje sintético (geonets).

Figura 8-11. Inclinación del drenaje hacia el sistema de colección

8.7.5 Barrera hidráulica

La barrera hidráulica es probablemente la capa más importante de un sistema de cobertura final; su función principal es prevenir que la precipitación se infiltre en los residuos sólidos. En los países industrializados, estas barreras están constituidas por revestimientos de membrana flexible o de granos finos y de poca permeabilidad, compactados cuidadosamente. En los países en desarrollo, las barreras de arcilla o suelo de baja permeabilidad deben ser la primera elección. El espesor de esta capa depende de las condiciones del sitio, pero debe ser de por lo menos 30 cm, aunque la meta sería 60 cm. El suelo puede mezclarse con otros materiales, tales como arcilla de bentonita y ceniza fina para lograr la permeabilidad mas baja posible, con la meta de que la permeabilidad sea igual o menor que 10-7 crn/sec. El éxito de la cobertura final depende de la integridad de la barrera hidráulica.

La integridad de la barrera hidráulica puede estar afectada negativamente por tres mecanismos: químico, mecánico y ambiental. De los tres, el deterioro químico se produce como resultado de las reacciones entre vapores, gas y el material de la barrera y es el menos molesto. El deterioro mecánico se debe a factores relacionados con la construcción, tales como sobrecarga excesiva, alta compactación, la presencia de troncos, inadecuado contenido de humedad a la hora de compactación, y perforaciones por materiales punzantes. El deterioro ambiental es causado por el secado, humedecimiento, congelamiento, descongelamiento y penetración de raíces. Aún cuando se encuentren disponibles, el uso de membranas sintéticas para la construcción de revestimientos puede ser relativamente costoso en algunos países en desarrollo. Si se emplean membranas sintéticas, pueden protegerse adecuadamente del daño mecánico (durante la construcción y el mantenimiento posclausura) al instalarlas con un adecuado contrapiso y una capa protectora de arena que también puede servir como capa de drenaje.

8.7.6 Capa de cimiento (amortiguador)

La capa de cimiento está diseñada para servir como un amortiguador entre la capa de la barrera hidráulica y los residuos sólidos a fin de soportar la carga de la cobertura. Se la instala directamente debajo de la capa de la barrera. Por lo general, esta capa es de suelo de grano mediano a grueso compactado. También puede emplearse un geotextil para este propósito.

La instalación de una capa de cimiento no es la única consideración en el diseño del cimiento para sistemas de cobertura del relleno sanitario. Debido a que uno de los intereses principales es el control de la sedimentación del sistema de cobertura causada por la descomposición de los residuos sólidos subyacentes, un medio particularmente eficaz de proteger al sistema es proporcionar una nivelación bien diseñada y construida. La duración de los componentes de la cobertura será más extensa si la nivelación es suave y se compacta adecuadamente antes que se coloque el material de cobertura final.

 

 

 

8.7.7 Capa de ventilación del gas

El gas del relleno sanitario (biogás) es producto de la descomposición de la sustancia orgánica (véase la subsección 8.13 y los capítulos 11 y 14). El sistema de cobertura final debe proporcionar un medio para liberar el gas generado después que se haya colocado la cobertura. La capa de ventilación de gas proporciona el mecanismo para la descarga de gas mediante una capa porosa de por lo menos 30 cm colocada tan cerca de los residuos sólidos como sea posible y debajo de la capa de la barrera hidráulica. La capa puede ser parte de un sistema estático o dinámico de recolección de gas (véase capítulo 14). Puede resultar sumamente económico combinar las funciones de la capa de ventilación y de cimientos en una sola capa. Un diseño típico incluirá una capa de 15 a 30 cm de suelo sumamente permeable (k mayor que 10-2 cm/sec, similar a la de una capa de drenaje) o la permeabilidad equivalente de los geotextiles.

Cuadro 8-2. Usos típicos de suelos para la construcción y operación de un relleno sanitario

Material

Usos

Arcilla, arcilla limosa (k=10-7 cm/seg después de la compactación)

Revestimiento de la base, capas de la barrera hidráulica

Morena densa (k=10-7 cm/seg después de la compactación), las piedras no exceden 10 cm

Revestimientos de la base, capas de la barrera hidráulica

Sedimentos, arena limosa, arena fina

Relleno y nivelación general en el sitio, cobertura diaria e intermedia

Arena de tamaño mediano a grueso

Drenaje, ventilación de gas y capas de cimiento; relleno y nivelación general en el sitio; lecho de tuberías

Grava

Capas de drenaje y ventilación de gas; caminos y terraplenes; lechos de tuberías; zanjas de drenaje

Piedras, roca triturada de hasta 4 cm

Drenaje para colección de lixiviado; ventilación de gas, zanjas y pozos; bases y superficies de caminos (sólo roca angular)

Piedras, fragmentos de roca de 4 a 40 cm

Ripio para la protección de canales y estabilización de laderas

Piedras, fragmentos de roca de más de 40 cm

Ripio para la protección y estabilización de laderas mayores y vías de drenaje

Material de préstamo, las piedras no exceden 15 cm

Relleno y nivelación general en el sitio

Suelo vegetal

Cobertura vegetal

8.8 Uso de la tierra disponible

Una operación de relleno sanitario eficiente y económica es la que usa productivamente la tierra disponible localmente y dentro del sito, lo que reducirá los costos de remolque del material, de la construcción y de la operación del relleno sanitario. En el cuadro 8-2 se presenta una lista de posibles usos de diferentes tipos de tierra que pueden estar al alcance de un proyecto específico de relleno sanitario.

8.9 Garantía de la calidad de la construcción

Esta sección presenta una sede de recomendaciones para lograr un diseño adecuado y confiable del relleno sanitario. En algunas ubicaciones será muy difícil cumplir con todas las recomendaciones. Sin embargo, se reconoce que en los países en desarrollo hay zonas que han alcanzado un nivel complejo en el diseño y la operación de rellenos sanitarios. Aunque las actuales condiciones de algunas comunidades no les permiten cumplir las sugerencias, se presentan estas recomendaciones para que tomen consciencia de las complejidades asociadas con un programa adecuado que garantice la calidad de la construcción.

El ingeniero de diseño es responsable de asegurar que los materiales especificados para la construcción del relleno sanitario tengan el tamaño, la calidad, la durabilidad y el desempeño adecuados para realizar la función concebida. La responsabilidad del que instala los equipos (por ejemplo, la cuadrilla municipal, el contratista de la construcción) es obtener los materiales específicos e instalarlos de acuerdo a las especificaciones del ingeniero. Finalmente, el agente de supervisión del propietario (generalmente el ingeniero) debe asegurarse que el que realiza las instalaciones, documente las especificaciones de los materiales y ejecute las pruebas de campo requeridas.

La práctica moderna del relleno sanitario incluye la presentación de informes de las pruebas de laboratorio o certificaciones escritas del fabricante que indican que los materiales más importante s para la construcción del relleno sanitario satisfacen las propiedades físicas establecidas en las especificaciones. Algunos de los materiales de construcción importantes incluyen la tierra y los productos elaborados. El dueño, o el agente del dueño, debe recibir estas certificaciones e informes para aprobados antes que los materiales se instalen, y de preferencia antes de que se entreguen al sito de trabajo, o antes que sean excavados si se obtienen en el sito.

Los informes o certificados del laboratorio, según sea pertinente, deben presentarse para los siguientes materiales de construcción:

Las pruebas típicas de laboratorio de los tipos de suelo incluyen: contenido de humedad natural, granulometría, límites de Atterburg y compactación modificada Proctor. La prueba de conductibilidad hidráulica se realiza en suelos de baja permeabilidad, así como en medios de drenaje y ventilación de gas. Como se indicó anteriormente, se debe prestar atención especial al contenido de humedad y a la compactación adecuada de las arcillas durante la preparación e instalación de las arcillas como barreras hidráulicas.

En Estados Unidos, es común requerir pruebas de muestras tomadas de la zanja de préstamo y luego requerir pruebas posteriores del material entregado, con una frecuencia específica de muestreo. Se recomienda que los tipos de suelo se prueben en el terreno para comprobar la densidad de la compactación y el contenido de humedad después de terminar cada franja. El relleno estructural para los cimientos del relleno sanitario, las bermas de tierra y otros deben compactarse a una densidad relativa de 90%. Los rellenos no estructurales y las capas de suelo dentro de la cobertura final pueden compactarse a una densidad relativa de 75%.

Los productos elaborados que generalmente requieren certificados en países industrializados incluyen: todos los sistemas de tubería y accesorios, revestimientos de membrana flexible, geotextiles y otros materiales geosintéticos. Además, las especificaciones deben requerir que el contratista presente diseños para cualquier fabricación especial. En el ejemplo de la instalación de un revestimiento de membrana flexible, el contratista incluirá lo siguiente:

Durante la instalación, se debe pedir al contratista que mantenga un registro del control de calidad para documentar el progreso del trabajo, incluidos la ubicación y los resultados de las pruebas en el terreno. Los resultados de la prueba de laboratorio de cualquier muestra tomada para pruebas de las costuras en el terreno deben presentarse al dueño tan pronto estén disponibles. Al finalizar la instalación, el contratista debe presentar al dueño copia de todos los certificados, resultados de la prueba, registros y notas de campo. El registro de los planos de la instalación terminada también debe incluirse en la documentación.

8.10 Controles de las aguas subterráneas

Como se discutió en las subsecciones 8.2 y 8.6, en caso que las condiciones sean tales que se pueda implementar un relleno sanitario no revestido, es importante proporcionar una separación vertical entre el fondo del relleno sanitario y el acuífero subyacente (por ejemplo, 3 m). El requisito de separación también es pertinente a situaciones en donde el acuífero ha sido artificialmente bajado y las paredes laterales del relleno sanitario estén potencialmente sujetas a la intrusión de las aguas subterráneas. En el caso de rellenos revestidos, la separación es menos crítica; pero es conveniente proporcionar al menos una distancia nominal entre el revestimiento y el nivel más alto de la capa freática.

Para lograr una separación adecuada entre el nivel freático y el relleno sanitario, en algunos casos, se puede bajar el nivel freático por intermedio del bombeo o puede ser posible el desvío lateral de las aguas. Cuando un relleno sanitario se ubica dentro de un acuífero, el mismo está sujeto a un gradiente de presión interna debido al agua. Si la fuente y flujo del agua son artificialmente modificados, se puede obtener una separación adecuada entre el relleno sanitario y el agua.

En algunos casos, la reducción del nivel freático, en combinación con la excavación del terreno, pueden ser usados para obtener tierra de cobertura y espacio para el relleno sanitario.

Sin embargo, en un país en desarrollo generalmente no resulta práctico reducir el nivel freático a través del bombeo debido al esfuerzo requerido y al gasto de operación y mantenimiento. En consecuencia, en la mayoría de los casos, cualquier modificación del nivel del agua subterránea tendría que darse mediante el drenaje por gravedad. La capacidad para recoger y agotar aguas subterráneas dependerá de la transmisión de las aguas subterráneas a través del suelo, la que depende de la carga disponible y de la permeabilidad del suelo. Los intentos de modificar el nivel de aguas subterráneas serán posibles sólo cuando los suelos sean razonablemente permeables y la topografía permita el libre drenaje de las aguas subterráneas recolectadas hacia una salida superficial en algún declive inferior.

El método usual empleado para desviar las aguas subterráneas es instalar zanjas interceptaras en el lado ascendente del relleno sanitario. Este concepto se ilustra en la figura 8-12. Un material sumamente permeable que puede ser usada como interceptor, en caso que el agregado convencional no esté disponible localmente, es el vidrio cortado en grandes pedazos, proveniente de las operaciones de recuperación de recursos. El diseño del sistema de control de aguas subterráneas debe considerarse cuidadosamente, ya que debe funcionar de manera confiable y práctica, sin mantenimiento, durante el período de relleno en sí y el período de posclausura.

Figura 8-12. Zanja interceptora de aguas subterráneas

8.11 Manejo de las aguas superficiales

Por lo general, el manejo de aguas superficiales consiste en:

La importancia y los métodos de manejo de aguas superficiales ya se indicaron en este capítulo, así como en el capítulo 7.

8.12 Manejo de lixiviado

El propósito del manejo de lixiviado es prevenir que los contaminantes del lixiviado se introduzcan en el acuífero subyacente y en cualquier masa de agua superficial. Los tres principios del manejo de lixiviado son: minimización, prevención y contención.

8.12.1 Minimización

La primera regla es minimizar la cantidad de lixiviado generado mediante el diseño y la operación del relleno. Como se indicó anteriormente, la infiltración de la precipitación y de las aguas superficiales es la vía principal de generación de lixiviado. En consecuencia, se debe minimizar la infiltración a través de las siguientes medidas:

8.12.2 Prevención

Idealmente, el relleno sanitario debe construirse encima del nivel freático. El cumplimiento de esta condición prevendrá la formación de lixiviado, ya que se evitará el contacto de los residuos sólidos con las aguas subterráneas. Aunque si es posible debe ser evitado, cuando un relleno sanitario es ubicado dentro del nivel de las aguas subterráneas y, por lo tanto, es sujeto a un gradiente de presión hidráulica hacia el interior, se debe prevenir el contacto entre los residuos sólidos y el agua por medio de un diseño adecuado del sistema de revestimiento.

8.12.3 Contención

La contención de lixiviado es posible sólo en rellenos sanitarios revestidos o en los constituidos de suelo arcilloso o de suelo subrasante de morena. El lixiviado debe recogerse mediante un sistema de recolección instalado encima del revestimiento del relleno sanitario para su posterior tratamiento o disposición. Generalmente, el lixiviado se remueve por bombeo. La alternativa a la recolección y tratamiento de lixiviado que se produce es un continuo aumento del nivel del lixiviado dentro del relleno sanitario, lo cual, en el pasado, condujo a sustanciales problemas y costos en los sitios de disposición final. Los costos de contención, colección, extracción y tratamiento de lixiviado son relativamente elevados. En caso que la colección o contención no sea factible, la estrategia para el manejo de lixiviado debe ser la aplicación efectiva de los conceptos de prevención y minimización.

En los capítulos 12 y 13 se presentan discusiones detalladas sobre la generación de lixiviado y los sistemas de colección y tratamiento.

 

8.13 Manejo de gas del relleno sanitario

El manejo de gases del relleno sanitario incluye:

Se puede prevenir la migración de gas del relleno sanitario al proporcionar zonas de gran

permeabilidad dentro del mismo por las que el gas fluirá preferentemente. Por lo general, esto se hace mediante la instalación de una capa permeable de ventilación de gas y de un sistema de captación en áreas cubiertas del relleno sanitario (véase subsección 8.7). La capa de ventilación usa como escape respiraderos verticales (figura 8-13) que penetran la cobertura final para liberar el gas hacia la atmósfera. El espacio típico entre respiraderos superficiales es uno por cada 4000 m2 de superficie asumiendo buen movimiento de gas y capas con alta permeabilidad, o una por cada 1000 m2 de superficie si el movimiento del gas hacia los puntos de colección es bajo.

Figura 8-13. Capa de ventilación y respiradero vertical de gas

Los sistemas de ventilación de gas de bajo costo que se emplean en algunos países en desarrollo incluyen el uso de columnas de rocas como medio poroso, sujetas en forma de columnas mediante una malla rígida de alambre o cilindros de 200 litros sin tapa ni fondo. Las columnas de malla de alambre o del cilindro se extienden verticalmente según se incrementa la altura del relleno sanitario.

Ocasionalmente, las medidas pasivas de control quizás no sean suficientes para detener la migración lateral del gas. En tales casos, se pueden instalar controles adicionales, por ejemplo, capas permeables bajo la cubierta o dentro del relleno sanitario para facilitar el movimiento lateral y la descarga del gas o trincheras llenas de grava, altamente permeables y con una pared exterior de baja permeabilidad, ubicadas en el límite de los residuos sólidos que se extienden desde la superficie del terreno hasta debajo de la base del relleno sanitario. En casos extremos, se puede necesitar el uso de sistemas activos de ventilación.

Los sistemas activos de extracción de gas para el control de emisiones o recuperación de energía sólo son factibles en grandes rellenos sanitarios de áreas urbanas. El tema de la extracción y utilización de gas se considera detalladamente en el capítulo 14.

8.14 Previsiones para la recuperación de materiales

La recuperación de materiales provenientes de los residuos sólidos mixtos entregados a las instalaciones de disposición final en el suelo se practica y, por lo general, se acepta en muchos países en desarrollo. Las operaciones de recuperación pueden incluir pocos o muchos segregadores de materiales, según las condiciones locales. Independientemente de la densidad, los segregadores representan un aspecto del proceso de disposición final de residuos sólidos que debe administrarse y controlarse si se piensa comercializar los materiales recuperados en el sitio de disposición final. La importancia de los segregadores en cuanto al diseño y la operación de sitos de disposición final merece que el tema se trate por separado en el capítulo 15.

8.15 Disposición de residuos sólidos peligrosos (relleno de seguridad)

8.15.1 Generalidades

Existe una variedad de residuos peligrosos que también se generan en los países en desarrollo, independientemente del grado de desarrollo, y que requieren disposición final de manera segura y ambientalmente aceptable. En muchos países en desarrollo y en algunos países industrializados, las disposiciones legales, normas, medidas preventivas, o procedimientos de control relacionados con la protección de la salud pública y del ambiente son inadecuadas. Como resultado, los residuos sólidos y peligrosos a menudo se mezclan y se entregan en forma combinada para su disposición final en el suelo.

Sin embargo, en los casos donde la recolección de residuos sólidos peligrosos se separa de la de los residuos sólidos municipales, la disposición de residuos peligrosos en los rellenos de seguridad ofrece una medida adicional de protección a la salud y seguridad humana y al ambiente, en comparación con su disposición final en una instalación con un grado inferior de manejo y contención; por ejemplo, un relleno sanitario de residuos sólidos municipales.

Debido a que las características de los residuos peligrosos es universal, las medidas requeridas para su disposición en los países en desarrollo no debe diferir de aquellas impuestas en los países industrializados. Si bien el tema principal de este documento son los residuos sólidos municipales, el hecho de que los residuos peligrosos puedan constituir una porción sustancial de algunos residuos sólidos mixtos en ciertos lugares es razón suficiente para dedicar parte de esta guía a los métodos aceptables para su disposición final en el suelo.

 

8.15.2 Definición y criterios básicos

Un relleno de seguridad es un sistema complejo de ingeniería, especialmente diseñado para contener residuos peligrosos de manera que no puedan entrar en contacto con el ambiente. En consecuencia, un relleno genuinamente seguro debe satisfacer los siguientes criterios:

  1. Los residuos sólidos dispuestos en el relleno sanitario deben estar completamente confinados por una capa de suelo de baja permeabilidad (por ejemplo, arcilla) o un revestimiento de material impermeable.
  2. La distancia entre la base del revestimiento y las aguas subterráneas será suficiente como para prevenir su contacto bajo todas las condiciones.
  3. El lixiviado y todos los otros líquidos no deben acumularse dentro o fuera de la contención.
  4. El sistema de contención debe incluir un sistema para detectar fugas.
  5. Las aguas subterráneas deben vigilarse de manera que no se detecte ninguna fuga en el relleno sanitario.
  6. El relleno sanitario debe estar ubicado de manera que se encuentre aislado de fuentes de aguas superficiales y subsuperficiales; estará exento de inundaciones, terremotos, u otros desastres naturales y su ubicación no será requerida para otros usos después de su clausura [1].

8.15.3 Diseño de un relleno de seguridad

Cualquier relleno que contenga concentraciones significativas de residuos peligrosos y que represente una amenaza a la calidad de las aguas superficiales o subterráneas debe tener un sistema de revestimiento integrado o doble (véase subsección 8.6). El diseño dependerá en gran parte de las características hidrogeológicas del sitio. En un entorno ideal, habrá una distancia adecuada al nivel freático y los suelos subyacentes tendrán poca permeabilidad. Si los suelos naturales tienen una conductibilidad hidráulica de 10-7 m/seg o menos después de la compactación, pueden servir como un componente del revestimiento integrado. Si las condiciones no son ideales pero sí satisfacen los criterios mínimos de ubicación, se puede instalar un sistema compuesto o de doble revestimiento después de preparar apropiadamente el sitio.

El sistema de colección de lixiviado debe instalarse directamente encima del revestimiento. Deben tomarse medidas para retirar el lixiviado según se acumule y para tratarlo o disponerlo adecuadamente.

El diseño del relleno de seguridad debe contemplar la segregación de elementos incompatibles de los residuos peligrosos, incluyendo, si fuera necesario, la separación de residuos sólidos de los líquidos. De otro modo, la mezcla de residuos incompatibles podría dar lugar a reacciones químicas adversas, explosiones u otros efectos peligrosos (por ejemplo, mezcla de residuos sumamente cáusticos con residuos sumamente ácidos). La separación de residuos incompatibles se realiza mediante la subdivisión del relleno de seguridad con diques revestidos o bermas. El diseño del sistema de colección de lixiviado también debe contemplar la separación de formas químicamente incompatibles de lixiviado.

Como una regla general, el relleno de seguridad sólo debe aceptar residuos sólidos, es decir, residuos que no tengan drenaje de líquido cuando se coloquen sobre una tela filtrante. Los agentes de aglomeración apropiados pueden agregarse a los residuos líquidos peligrosos para que satisfagan los requisitos de humedad y, en consecuencia, para que la mezcla pueda manejarse como una materia sólida. Se debe evitar la ubicación de residuos líquidos dentro del relleno si es que los residuos causarían reacciones adversas o si crearían problemas con respecto a la generación, captación, confinamiento o tratamiento del lixiviado.

Los pozos de vigilancia de las aguas subterráneas son otro aspecto importante del diseño de los rellenos de seguridad. Los pozos deben colocarse en la pendiente ascendente y descendiente, más allá de los límites del revestimiento. Si la instalación tiene un revestimiento doble, las provisiones también deben permitir la detección de fugas entre ambos revestimientos. La ubicación horizontal de los pozos y los intervalos verticales deben considerarse cuidadosamente. El diseño del sistema de vigilancia de las aguas subterráneas debe ser realizado por un hidrogeólogo o un ingeniero experimentado.

El diseño, la operación y la vigilancia de un relleno de seguridad es una tarea sumamente compleja y requiere el concurso de profesionales capacitados. Los diversos elementos de un relleno de seguridad se muestran en las figuras 8-14 y 8-15.

Figura 8-14. Corte transversal de un relleno de seguridad

 

 

 

 

Figura 8-15. Ilustración de un relleno de seguridad

8.15.4 Clausura del relleno de seguridad

Obviamente, la operación del relleno de seguridad se termina una vez que se agota su capacidad. La clausura debe diseñarse de manera que se asegure la descontaminación total y que no plantee una amenaza para la seguridad pública ni el ambiente. Estos objetivos se logran al instalar un sistema de cobertura final de buena calidad y al contemplar el manejo de lixiviado, gases, el mantenimiento del sito y el control durante el período de posclausura. El diseño de los sistemas de cobertura final se describe en la subsección 8.7. Los requisitos generales para la clausura y posclausura del relleno se tratan más adelante (en la subsección 8.18), así como en el capítulo 17.

Luego de la clausura, no debe considerarse viable el uso posterior de un relleno de seguridad. El relleno cerrado no debe excavarse o perturbarse de ninguna manera, y debe aislarse del público ya que la mayoría de los residuos peligrosos enterrados continúan siendo peligrosos mucho después de su entierro inicial.

3.16 Disposición final combinada de diferentes tipos de residuos

La disposición final combinada se refiere a la práctica de mezclar un tipo de residuos con otro y a la consecuente disposición final de la mezcla. Si bien la disposición final combinada descrita en esta sección se aplica a la mayoría de los lodos no industriales, se desarrolla el almacenamiento, tratamiento y disposición de residuos (principalmente, residuos fecales). Entre los ejemplos de estos lodos se encuentran los provenientes de plantas de tratamiento de aguas residuales convencionales, bombeo de tanques sépticos, lodo de letrinas y excretas humanas en general.

A. pesar de los riesgos a la salud pública y de las molestias atribuidas a la disposición de excretas humanas no tratadas, con frecuencia éstas se codisponen con los residuos sólidos municipales en varios países en desarrollo. Estos riesgos y molestias se amplifican por la prevalencia de los vertederos a cielo abierto. Si bien quizás no sean tan pronunciados, los mismos riesgos afectan la disposición en vertederos a cielo abierto de residuos sólidos municipales y lodos primarios derivados de plantas de tratamiento de aguas residuales (es decir, crudos). Los riesgos pueden reducirse sustancialmente al recurrir al uso de los rellenos sanitarios.

Un enfoque efectivo de la disposición final combinada consiste en depositar el lodo en la parte superior de los residuos sólidos en el área de trabajo del relleno sanitario. El lodo y los residuos sólidos se mezclan completamente y la mezcla se extiende, se compacta y se cubre de la manera usual en el relleno sanitario.

Para que este enfoque funcione de manera efectiva, el lodo aplicado debe comportarse más como un líquido que como un sólido. Idealmente, el contenido de sólidos en el lodo debe ser mínimo, de 20% a 30% del peso húmedo. El líquido del lodo es absorbido por los residuos sólidos. En los Estados Unidos, los residuos sólidos municipales tienen una considerable capacidad de absorción de humedad, de 60 a 120 kg de humedad por cada 100 kg de residuos sólidos (peso húmedo), debido a la gran concentración de papel. Con estos residuos, el peso del agua en el lodo no debe exceder 50% del peso de los residuos sólidos a los cuales se aplica. Debido a que el contenido de humedad y elementos putrescibles de los residuos sólidos generados en los países en desarrollo tiende a ser mucho mayor que los de los países industrializados, la capacidad de absorción de los residuos sólidos de un país en desarrollo sería correspondientemente inferior. En consecuencia, el peso máximo de agua en el lodo aplicado debe ser considerablemente menor que 50% del peso de los residuos sólidos.

En las situaciones en los que los lodos no pueden ser o no son deshidratados a aproximadamente 20% o 30% de humedad (por ejemplo, lodos primarios con un contenido de humedad de 2% a 4%) pueden esparcirse desde un camión sobre una capa de residuos sólidos en el área de trabajo en donde los residuos sólidos sirven como agente de aglomeración. Por ejemplo, la tasa de aglomeración para un lodo con un contenido de sólidos de 3% debe ser por lo menos de 7 Mg de residuos sólidos por cada 1 Mg de lodo. Si el contenido de sólidos del lodo fuera de 20% o más, la proporción de aglomeración de los residuos sólidos con respecto al lodo sería sólo de 4 a 1. En la práctica, la aplicación de lodos con un contenido de sólidos de cerca de 3% debe evitarse debido a los posibles problemas operativos y a las consecuencias adversas para la salud humana y el ambiente. Si se practica la disposición final combinada y hay segregadores, se les debe restringir el contacto con los lodos o los residuos sólidos mezclados a fin de proteger su salud y su seguridad.

Un concepto diferente de disposición combinada incluye el uso de una mezcla de lodo y suelo como material de cobertura diaria o final. El enfoque tiene las siguientes ventajas potenciales:

  1. La cantidad de lodo que se dispone en el área de trabajo del relleno sanitario se reduce o se elimina mediante el uso alternativo de lodo.
  2. Debido al contenido de nitrógeno y fósforo del lodo, la mezcla promueve el crecimiento de vegetación en áreas donde se aplica el lodo; de ese modo se reduce el uso de fertilizantes.
  3. Los problemas relacionados con condiciones sanitarias pobres en el área de disposición final y con la erosión pueden mitigarse mediante el uso alternativo de lodo con una mezcla de lodo y suelo.

Como se describió anteriormente, una desventaja principal de la práctica de disposición final combinada es que se limita a los lodos bien estabilizados (es decir, digeridos). La limitación surge del hecho de que el lodo aplicado en el terreno no se entierra completamente. El lodo no estabilizado genera una molesta potencial y un riesgo para la salud cuando se expone a seres humanos, vectores y a la intemperie.

8.17 Clausura del relleno sanitario

La clausura de un relleno sanitario requiere el diseño y la construcción de los siguientes elementos:

En la subsección 8.7. se describieron los criterios y normas para el diseño de los sistemas de cobertura final. La cobertura final debe integrarse al plan general de drenaje y de control de la erosión a fin de asegurar el rendimiento efectivo a largo plazo después de la clausura de estos sistemas. El plan de nivelación final, que muestra los contornos terminados del relleno sanitario, debe incluir bermas o canales de desviación a intervalos regulares para minimizar la erosión del sistema de cobertura y para controlar la escorrentía de los taludes del relleno sanitario. La separación máxima recomendada para los canales de desviación es de uno por cada ocho metros de elevación.

Por lo general, el diseño del manejo de lixiviado se completa como parte del esfuerzo del diseño inicial. Sin embargo, antes de la clausura, el sistema debe reexaminarse a fin de evaluar que sea plenamente funcional y apropiado para las condiciones luego de la clausura. Por ejemplo, a través de este análisis se puede modificar el diseño de las instalaciones de bombeo o almacenamiento de lixiviado.

Si el manejo del gas del relleno sanitario se realiza por medio de la ventilación pasiva, este sistema debe diseñarse de acuerdo al sistema de cobertura final (véase subsecciones 8.7 y 8.13). Si el sistema de manejo de gas es activo (dinámico), probablemente se construyó y operó durante el período activo del relleno sanitario y puede que se requiera modificar el sistema al momento de la clausura. Las modificaciones pueden incluir pozos adicionales de extracción y tuberías de recolección de gas en áreas que anteriormente no se encontraban en servicio. Cualquier hoyo en la cobertura del relleno sanitario para colocar respiraderos de gas o pozos, debe detallarse cuidadosamente en el diseño para asegurar un sellado efectivo y permanente. El método de sellado debe permitir el movimiento relativo de los componentes de la sedimentación del relleno sanitario. El sello debe prevenir la infiltración de agua y, en el caso de los sistemas activos de colección de gas, debe prevenir la entrada de aire en el relleno sanitario.

Otras consideraciones para el diseño de la clausura incluyen el desmantelamiento de las estructuras temporales y la restauración de las áreas periféricas que apoyaron las operaciones pero que no formaron parte del relleno propiamente dicho. Estas áreas deben, como mínimo, nivelarse, cubrirse con una capa de tierra vegetal y sembrarse adecuadamente, a menos que se haya designado otro uso productivo del terreno.

8.18 Uso del relleno sanitario luego de su clausura

Sí cualquier área del relleno sanitario se emplea después de la clausura, el diseño debe considerar este uso específico. Por ejemplo, la provisión de áreas recreacionales afectaría el contorno final del sitio, así como el diseño de los sistemas de manejo de gas y de drenaje. La naturaleza de los rellenos cerrados es tal que presenta muchos obstáculos y limitaciones para el reuso. En el capítulo 17 se presentan temas relacionados con el desarrollo del relleno sanitario luego del cierre.

Referencias

  1. Northeim, C.M., et al., Handbook for the Design, Construction, and Operation of Sanitary Landfills, preparado para la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos por el Research Triangle Institute, 1987.
  2. Bruner, D.R., y D.S. Keller, Sanitary Landfill Design and Operation, Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Informe No. BS-650, 1972.
  3. Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Requirements for Hazardous Waste Landfill Design, Construction and Closure, EPA/625/4-891022, 1989.
  4. Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Design, Operation, and Closure of Municipal Solid Waste Landfills, EPA/625/R-941008, 1994.
  5. G. Kocasoy y K. Cud, "The Üraniye- Hekimbasi Open Dump Accident", Waste Management & Research, 13:305-314, 1995.
  6. Cancelli, A., "Soil and Refuse Stability in Sanitary Landfills", Sanitary Landfilling: Process, Technology and Environmental Impact, T.H. Christensen, R. Cossu y R. Stegman, eds., Academic Press, Londres, Inglaterra, 1989.
  7. Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Technical Resource Document: Design, Construction and Operation of Hazardous and Non-Hazardous Waste Surface Impoundments, EPA/530/BS-91/054, junio de 1991.

Capítulo 9

Selección del Equipo

9.1 Consideraciones generales

La construcción y la operación de un relleno sanitario requiere el uso de equipo adecuado. A menos que gran parte del equipo pueda prestarse de otras actividades o usos, la adquisición del mismo, así como su operación y mantenimiento representan una fracción importante de la inversión total de un relleno sanitario y del presupuesto anual de la operación. El equipo de tamaño inadecuado y en malas condiciones da lugar a costos de operación y capital superiores al óptimo. En consecuencia, para que una operación de relleno sanitario sea óptima, la selección y especificación del equipo deben concordar con el tipo y método de relleno elegido. Los requisitos del equipo deben considerar el manejo, compactación y cobertura de los residuos sólidos, así como la construcción de celdas y la conclusión del trabajo en el terreno.

La discusión en este capítulo considera que, en muchos casos, la disponibilidad del equipo podría ser limitada y que el mismo podría ser prestado (por ejemplo, de otro departamento del municipio) para realizar la operación de relleno sanitario. Por lo tanto, la programación y el uso multifuncional de los equipos son relevantes e importantes.

A continuación se tratarán los siguientes puntos: 1) el equipo de repuesto, 2) el equipo multifuncional, y 3) el mantenimiento y la reparación del equipo.

9.1.1 Equipo de repuesto

El relleno sanitario debe tener equipo de repuesto para optimizar el costo de sus operaciones y para asegurar la continuidad de las actividades. El factor de redundancia recomendado para el equipo pesado rodante, destinado a una tarea específica, es de 0,3. El mismo factor de redundancia se aplica al número de horas de operación. Es razonable estimar un potencial máximo de 20 horas de trabajo continuo por día para el equipo pesado (se reservan 4 horas para el abastecimiento de combustible, mantenimiento y reparación).

Para calcular el número de unidades de repuesto, al factor de redundancia se le agrega 1,0 y la suma se multiplica por el número total de horas de trabajo (sin exceder 20 horas por unidad de equipo) especificado por el diseño y el plan de operación del relleno sanitario, y la cifra resultante se divide entre 20 horas por máquina y se redondea a la unidad más cercana. Por ejemplo, si el diseño especifica que dos máquinas operen un total de 36 horas por día (es decir, 18 horas cada una), usando un factor de redundancia de 0,3, el total requerido de horas es de 46,8 por día. Debido a la limitación diaria de 20 horas de operación para cada equipo, se requieren tres máquinas cuando se redondea el resultado del cálculo (es decir 2,34).

Si bien la compra del equipo de repuesto incrementará el presupuesto de capital, el equipo adicional asegurará la continuidad del servicio y extenderá la vida útil de las máquinas. El nivel (es decir, la magnitud) de la capacidad de reserva para una función específica afecta tanto al tipo y la frecuencia del mantenimiento como a las operaciones de reparación. Por ejemplo, siendo las demás condiciones las mismas, puede esperarse que un sistema con un factor adecuado de reserva mantenga su equipo en mejores condiciones que uno con un factor inadecuado. La expectativa se debe a que la redundancia adecuada de equipo permite reparar y efectuar el mantenimiento en el momento que el servicio se necesita, evitándose el riesgo y eventualidad de reparaciones mayores.

9.1.2 Equipo multifuncional

El uso de equipo multifuncional, es decir, el equipo que es capaz de realizar más de una función, constituye un medio de alcanzar la redundancia ofrecida por la alternativa del equipo de repuesto. El equipo multifuncional también optimiza el uso del equipo y los gastos de capital en equipo.

Dos ejemplos de equipo multifuncional son: 1) un compactador que puede utilizarse para la compactación, para la cobertura de los residuos sólidos y para la construcción de los caminos en el sitio; y 2) un cargador sobre orugas equipado con una cuchara multifuncional que puede emplearse para mover y esparcir el material de cobertura, y para empujar y compactar los residuos sólidos. La estrategia del uso múltiple exige que el requerimiento de tiempo para cada actividad específica y las piezas de equipo se planifique cuidadosamente durante el diseño de la operación del relleno sanitario y se haga el control después de la puesta en práctica para que las horas útiles de cada equipo se optimicen para cada actividad específica.

La incorporación o potencial de incorporación del equipo multifuncional en el relleno sanitario requiere la elaboración previa y cuidadosa, en la etapa de planificación, de un horario y una descripción de las actividades más importantes (por ejemplo, el esparcimiento y compactación de residuos sólidos, la cobertura de residuos sólidos compactados, etc.). Posteriormente, las principales actividades y el horado se comparan con la función y la disponibilidad del equipo de otras actividades relacionadas (por ejemplo, la construcción de caminos, etc.). Luego, el uso del equipo multifuncional se identifica e incorpora en el plan de operación del relleno sanitario. Para actividades operativas del relleno sanitario que no pueden ser satisfechas con el equipo multifuncional, se debe adquirir o prestar equipo adicional.

9.1.3 Mantenimiento y reparación

El mantenimiento y la reparación del equipo requiere una planificación detallada para satisfacer una de las principales misiones del relleno sanitario: el servicio continuo y satisfactorio de la disposición de residuos sólidos. Se recomienda que el mantenimiento preventivo y la mayoría de las reparaciones se realicen en el campo para evitar la incomodidad de transportar el equipo a un taller lejano. Un lugar protegido para el mantenimiento y la reparación es una meta del diseño y da importancia a estas funciones que contribuyen a la operación exitosa del relleno sanitario. Un lavado frecuente de toda la reserva rodante asignada al manejo de los residuos sólidos es de gran ayuda para mantener el equipo en buenas condiciones. El lavado aumentará la vida útil del equipo y reducirá el potencial desgaste debido a la fricción resultante de la acumulación de polvo y partículas en los diferentes componentes mecánicos del equipo (así como rodajes, etc.). Una inspección y limpieza regular y frecuente (incluyendo el lavado, si fuera necesario) de los radiadores es otra tarea que debe programarse para todo el equipo que entra en contacto directo con los residuos sólidos. Esta operación debe realizarse al menos diariamente. Las otras operaciones de mantenimiento, descritas en los manuales o catálogos de operación y mantenimiento de los fabricantes, deben programarse por adelantado en el plan de operaciones y realizarse según las especificaciones de los fabricantes.

Los operadores del relleno sanitario deben estar preparados para realizar las reparaciones mecánicas livianas (es decir, las que no requieren más de dos días completos). Para este tipo de reparaciones, es importante tener las herramientas necesarias y un suministro adecuado de repuestos. Si un proveedor confiable puede proporcionar los repuestos requeridos en un período razonable, se reduce la necesidad de un almacenamiento adecuado de repuestos.

9.2 Factores de selección

Deben considerarse tres factores importantes cuando se selecciona el equipo:

  1. cantidad de residuos sólidos que van a ser dispuestos y el tipo de material que se maneja;
  2. factibilidad económica; y
  3. disponibilidad del mantenimiento adecuado, de instalaciones de reparación y de personal capacitado.

La factibilidad económica y el adecuado mantenimiento y reparación son especialmente importantes en los países en desarrollo. Sin embargo, el no considerar cualquiera de los tres factores mencionados hace que la operación de un relleno sanitario sea realmente imposible.

La importancia de la capacidad del equipo para acomodar el flujo constante de residuos sólidos en el sitio de disposición final es obvia. El mantenimiento y la reparación también son importantes, ya que las operaciones del relleno sanitario dependen de las unidades de equipo pesado que operan bajo condiciones severas de trabajo.

A excepción de las operaciones más pequeñas, un relleno sanitario implica el movimiento de cantidades significativas de materiales (suelo y residuos sólidos). El manejo de los materiales empieza con la preparación del sitio, continúa con la operación del relleno sanitario y culmina con la clausura del mismo. Debido a las limitaciones del rendimiento humano, la productividad y otras consideraciones prácticas, la tasa de residuos sólidos y de suelo que se mueve manualmente y las de control ambiental son menores en comparación con la cantidad de residuos sólidos que ingresa a la mayoría de los sitios de disposición final. Por lo tanto, la mayoría de las operaciones de disposición final en el suelo dependen de la mecanización. Bajo ciertas condiciones, es posible depender del trabajo manual y del equipo agrícola apropiadamente modificado (por ejemplo, tractores).

De. acuerdo a las condiciones de la operación de relleno sanitario, aún el equipo más resistente se daña con frecuencia a menos que se mantenga debidamente. La necesidad de un mantenimiento óptimo es más importante en los países en desarrollo porque a menudo las piezas de repuesto son difíciles de obtener en el momento oportuno. El problema del mantenimiento es mayor aún debido a la escasez de personal capacitado para el mantenimiento de equipo pesado.

9.3 Categorías claves para el uso del equipo

Las áreas principales que usan equipo mecanizado pueden agruparse en las siguientes tres categorías:

  1. actividades relacionadas con el sitio (excavación, manejo, compactación),
  2. actividades relacionadas con los residuos sólidos (manejo, compactación), y
  3. otras funciones de apoyo.

Según la cantidad de residuos sólidos que requieren ser dispuestos y otras acciones de la

operación, un equipo puede tener la capacidad de realizar vanas actividades comprendidas en las tres categorías de uso; es decir, servir como equipo multifuncional. La versatilidad es una consideración esencial en la selección de equipo, cuando es probable que se utilice para más de un uso y en el cual la disponibilidad de algunos o todos los tipos de equipos es limitado.

9.3.1 Uso relacionado con el tipo de suelo

La excavación, manejo y compactación de los suelos para revestimiento y cobertura son elementos claves para seleccionar y especificar el equipo del relleno sanitario. Los procedimientos de mecanización y la complejidad del equipo para realizar las tareas relacionadas con el suelo de un relleno sanitario sólo difieren levemente de los usados en otras operaciones que mueven suelo. Este criterio se extiende también a las modificaciones y variaciones en el equipo, a los procedimientos o a ambas cosas, que pueden necesitarse para satisfacer requisitos específicos debido a las condiciones locales topográficas y del suelo. Por ejemplo, el equipo sobre ruedas generalmente es conveniente para excavar suelos predominantemente de arena, grava, arcilla y sedimentos. Por otro lado, el equipo sobre orugas es apropiado para suelos más difíciles de operar. También pueden requerirse otras variaciones y modificaciones para acomodar los cambios estacionales a las propiedades del suelo.

Si el suelo debe trasladarse a distancias menores de 100 m, los cargadores, tractores, etc. usados para mover los residuos sólidos en el relleno sanitario pueden servir para este fin. Para transportar tierra a distancias mayores de 100 m se debe usar otro tipo de equipo.

En otra parte de esta guía se trata sobre el esparcimiento y la compactación de suelo. En la sección 9.4 se describen los tipos de equipo.

9.3.2 Uso relacionado con los residuos sólidos

Un relleno sanitario emplea equipo para distribuir, esparcir y compactar los residuos sólidos. Para los rellenos sanitarios de pequeña escala y aquellos con recursos económicos limitados, el equipo empleado para remover el suelo puede sustituir al equipo especializado para manejar residuos sólidos. El esparcimiento y la compactación de los residuos sólidos descargados de los vehículos de recolección puede optimizarse mediante la confinación de la descarga al área de trabajo más próxima. Por lo tanto, el esparcimiento y la compactación de los residuos sólidos se integran eficazmente y se eleva la eficiencia general y la productividad de las operaciones (la minimización del tamaño del frente de trabajo también es beneficiosa para controlar el impacto ambiental). Además, es posible que el mismo tractor sobre orugas que mueve y esparce el suelo pueda realizar el esparcimiento y la compactación de los residuos sólidos.

La compactación de los residuos sólidos exige una atención cuidadosa debido a sus muchos efectos a corto y largo plazo, en la operación del relleno sanitario, y en la tasa y grado de asentamientos. Uno de los efectos más importantes de la compactación se manifiesta en la densidad de los residuos sólidos dentro del relleno sanitario y, en consecuencia, en las cantidades de residuos sólidos que pueden desecharse en un espacio específico.

Si las otras condiciones son iguales, el equipo pesado diseñado para la compactación de los residuos sólidos mezclados es más eficaz y eficiente para este tipo de aplicación que el equipo liviano diseñado principalmente para mover suelo. Sin embargo, ya que la densidad de los residuos sólidos en el terreno también depende del número de veces que el equipo pasa sobre los mismos, el incremento de pasadas puede compensar, hasta cierto punto, el menor peso de la máquina. El esparcimiento de los residuos sólidos en capas delgadas, además de incrementar las pasadas sobre las capas también compensa el peso inferior de la máquina. El número de pasadas para lograr la compactación suficiente también depende del contenido de humedad, la composición y otras propiedades de los residuos sólidos. En el capítulo 10 se presenta una discusión adicional sobre la relación entre las especificaciones del equipo y el desempeño de la compactación.

El equipo del relleno sanitario debe ser robusto porque las condiciones de operación en un relleno sanitario son difíciles. Los radiadores tienden a obstruirse y la carrocería y partes del equipo pueden dañarse con los residuos sólidos protuberantes. Los neumáticos, a pesar de su adecuación a trabajos pesados, con frecuencia pueden reventar o cortarse. Estas circunstancias demuestran la necesidad de mantener un almacén de repuestos y una instalación de reparación y mantenimiento adecuado dentro del relleno sanitario.

9.3.3 Funciones de apoyo

En lo que se refiere a las fases de construcción iniciales y posteriores de un relleno sanitario, puede necesitarse equipo para la instalación de caminos y de control ambiental como los revestimientos de membrana flexible y las coberturas, los pozos de control, las instalaciones de recolección de lixiviado y los respiradores de gas.

Las funciones de apoyo durante la fase de la operación incluye la extensión y el mantenimiento de los caminos en el área de trabajo, el control del polvo y la protección contra incendios. A pesar de que la recolección y los vehículos de transporte que entregan los residuos sólidos al sitio están equipados con un mecanismo de autodescarga, puede necesitarse equipo adicional para la descarga de los residuos. Esta situación se da especialmente en aquellos rellenos sanitarios que cuentan con vehículos de recolección antiguos y mal mantenidos. En general, algunas de las funciones de apoyo (tales como la extensión y el mantenimiento de caminos) durante la fase de la operación pueden aprovechar la máquina empleada para el esparcimiento y la compactación del suelo y de los residuos sólidos.

9.4 Tipos de equipo

La selección del equipo debe basarse en el uso primario y en la capacidad del mismo para adaptarse con éxito a las condiciones peculiares del sitio. Una consideración secundaria es la capacidad del equipo para satisfacer múltiples usos. Las consideraciones relacionadas con el uso primario tienen que ver con las características del suelo, topografía y clima; por las características de los residuos sólidos, cantidad y tasa de entrega; y por las limitaciones presupuestarias. Otro factor es el posible uso del equipo fuera del sito.

Más adelante se discutirán los usos y las características principales de los diferentes tipos de equipo usados en los rellenos sanitarios.

9.4.1 Tractor sobre orugas con hoja topadora(bulldozer)

9.4.1.1 Usos

Los tractores sobre orugas se utilizan para distribuir y compactar residuos sólidos, así como para preparar el terreno, distribuir la cobertura diaria y final y concluir el trabajo general del suelo. En la figura 9-1 se presenta una fotografía que muestra este tipo de tractor.

Figura 9-1. Tractor sobre orugas

 

9.4.1.2 Características

Los tractores sobre orugas están equipados con orugas metálicas que tienen anchos convencionales que varían, de 460 mm, 510 mm, 560 mm y 610 mm. Las orugas deben tener pestañas lo suficientemente altas para reducir el tamaño (por ejemplo, comprimir y romper) de los residuos sólidos y prevenir que los tractores se deslicen en el frente de trabajo u otras pendientes.

La presión ejercida sobre los residuos sólidos se logra al distribuir el peso de la máquina sobre la superficie de contacto. El siguiente cuadro presenta algunos valores típicos para estas máquinas:

Potencia

(kW)

Peso

(kg)

Area de contacto con residuos sólidos

(m2)

Presión

(kg/cm2)

100

11,750

2,16

0,54

150

16,100

3,76

0,58

220

24,800

3,19

0,78

El grado de compactación de los residuos sólidos depende de la presión ejercida. Como se indicó anteriormente, mientras más delgada sea la capa de residuos sólidos, más eficaz será la presión aplicada al fondo de la capa. Las máquinas sobre orugas no son muy eficaces para compactar residuos sólidos debido a su baja capacidad de presión.

Para obtener la máxima eficiencia de una máquina sobre orugas, ella debe de estar equipada con una hoja adecuada para empujar el material. La densidad de los residuos sólidos descargados de un vehículo de recolección es aproximadamente un tercio menor que la del suelo; en consecuencia, el tamaño de la hoja puede aumentarse, sin sobrecargar el equipo, mediante una malla de acero que no interfiera la visibilidad del operador como sería en el caso de una placa sólida. Las dimensiones de las hojas varían de acuerdo a cada modelo. Por ejemplo, una máquina típica de 100 kW tendría una hoja con las siguientes dimensiones:

La hoja se controla a través de un mecanismo hidráulico. La productividad estimada para un modelo típico de 100 kW en superficies llanas es de 50 Mg de residuos sólidos por hora de trabajo productivo. En superficies inclinadas la producción será menor; en el caso de una pendiente de 20°, la producción se reducirá a aproximadamente 40 Mg/h para el modelo 100 kW indicado anteriormente.

9.4.2 Compactadores pata de cabra con hoja topadora

9.4.2.1 Usos

Los compactadores se usan para esparcir y compactar los residuos sólidos que ingresan al relleno sanitario. En la figura 9-2 se muestra la fotografía de un compactador pata de cabra con hoja topadora.

Figura 9-2. Compactador

9.4.2.2 Características

Los compactadores están equipados con un motor diesel convencional o turbo. Las ruedas metálicas generalmente tienen dientes alternados invertidos en forma de una "V", que les permite concentrar el peso de la máquina sobre una superficie de contacto más pequeña que una máquina sobre orugas y, en consecuencia, ejercen una mayor presión sobre los residuos sólidos. El siguiente cuadro indica la presión promedio para dos tipos de compactadores, basada en el área de contacto.

Potencia

(kW)

Peso

(kg)

Presión promedio

(kg/cm2)

110

16.000

75

130

26.000

120

Al operar en condiciones similares, los compactadores son en general más versátiles y rápidos que los tractores sobre orugas para esparcir y compactar residuos sólidos. Un modelo típico de 110 kW tendrá una productividad aproximada de 75 Mg/h en superficies llanas. La productividad disminuye a cerca de 60 Mg/h si la pendiente de trabajo es de 20°.

Los compactadores pata de cabra están equipados con una hoja topadora de control hidráulico a la que se le adiciona una malla de metal para aumentar su capacidad. Las dimensiones comunes de la hoja son las siguientes:

9.4.3 Cargadores frontales

9.4.3.1 Usos

Los cargadores frontales se usan para excavar el suelo blando (es decir, el suelo que ofrece poca resistencia), para cargar el material excavado en los camiones y transportarlo a distancias no mayores de 50 y 60 m (para la eficiencia óptima). En la figura 9-3 se muestra la fotografía de un cargador frontal.

Figura 9-3. Cargado frontal

9.4.3.2 Características

Los cargadores frontales generalmente están equipados con motor diesel y cuatro ruedas. Las unidades pueden estar equipadas con ruedas sólidas, neumáticas o llenas de espuma. El tipo de neumáticos depende de la aplicación y de las condiciones de trabajo. Se seleccionan los neumáticos sólidos y los llenos de espuma cuando están expuestos a objetos agudos que pueden cortados y perforados. El eje frontal está fijo y el eje trasero puede ser movible. Los modelos varían en potencia de 50 a 370 kW. La capacidad de la cuchara varía de 0,8 a 6m3. Los modelos usados con mayor frecuencia son los de 75 a 110 kW. En el siguiente cuadro se presentan algunas características de los cargadores frontales:

Potencia

(kW)

Peso

(kg)

Capacidad de la cuchara

(m3)

75

9.280

1,34 a 1,72

100

11.550

1,72 a 2,68

Si el suelo es blando, un cargador frontal de 100 kW con una cuchara con capacidad de 1,9m3 podría excavar y cargar en un camión volquete (o basculante) aproximadamente 160m3/h. Si el suelo es más firme (es decir, ofrece más resistencia a la penetración de la cuchara), la productividad disminuirá. Para mantener la misma productividad, se necesitaría una unidad más apropiada para realizar la excavación.

Los cargadores frontales también son eficaces para trabajar suelos arcillosos para la cobertura de los residuos sólidos y para preparar sitios destinados a rellenos sanitarios.

9.4.4 Cargadores sobre orugas

9.4.4.1 Usos

Los cargadores sobre orugas pueden realizar funciones similares a las de los cargadores frontales y son capaces de excavar el suelo duro y bien compactado. Su distancia óptima de transporte generalmente no excede los 30 m. La baja presión que ejerce en el suelo es beneficial e incluso necesaria en varias operaciones del relleno sanitario; es decir, la carga de tierra en barro o en una superficie blanda.

En situaciones de emergencia y cuando las cantidades diarias son pequeñas, los cargadores sobre orugas pueden emplearse para manejar (es decir para esparcir y compactar) los residuos sólidos. También pueden utilizarse para contornear y nivelar el material de cobertura. En algunos casos, el cargador sobre oruga puede ser más eficiente y flexible que una máquina sobre oruga equipada con una hoja topadora.

9.4.4.2 Características

Los cargadores sobre orugas están equipados con motores diesel de 50 a 200 kW. El siguiente cuadro describe algunos parámetros y valores típicos para este tipo de equipo.

Potencia

(kW)

Peso

(kg)

Area de contacto con residuos (m2)

Capacidad de la cuchara (m3)

70

12.340

1,54

1,34

100

13.700

1,79

1,34 a 1,74

140

21.300

2,48

1,90 a 2,48

La cuchara en los cargadores sobre orugas se opera a través de un mecanismo hidráulico y en muchos casos puede lograrse una mejor eficiencia y flexibilidad si es multifuncional. Este tipo de cuchara realiza cuatro operaciones diferentes según la posición en la cual se opere.

La cuchara tiene una sección fija y otra movible. El movimiento puede ser controlado por el operador con la misma palanca de control. Con una cuchara multifuncional, un cargador sobre orugas puede servir como los siguientes equipos:

  1. Cargador - Para descargar material con la cuchara.
  2. Tractor - Al levantar la sección movible se permite el empuje y nivelación del material.
  3. Raspador - En suelos blandos y arcillosos la acción de corte puede controlarse con la abertura.
  4. Cuchara de almeja - El cargador puede usarse para levantar troncos y ramas de árboles. Esto puede realizarse al sostener material entre el seguro y el borde de la parte inferior de la cuchara.

La versatilidad de un cargador sobre orugas es beneficiosa para los rellenos sanitarios, especialmente cuando la disponibilidad del equipo o los recursos financieros son limitados.

9.4.5 Excavadoras sobre orugas

9.4.5.1 Usos

Dos tipos de excavadoras son relevantes para el trabajo pesado de un relleno sanitario: 1) la excavadora común con sobre orugas en la cual la cuchara y el movimiento para la excavación es hacia la cabina, y 2) el modelo con la hoja frontal en el cual el movimiento para excavar es en sentido contrario a la cabina. Las excavadoras comunes se emplean para excavar el suelo, para cargar los equipos de carga y para aplicar la cubierta primaria o diaria sobre los residuos sólidos (es decir, como en el método de trincheras). Este equipo también puede usarse para ciertas operaciones de movimiento de tierra. Tal como los equipos sobre orugas, la carga (del vehículo y carga neta) se distribuye sobre un área grande de oruga, por lo tanto, se minimiza la presión aplicada en el suelo. Este rasgo es importante en algunas operaciones de relleno sanitario, es decir, en condiciones con lodos o suelos blandos. El equipo tiene la aptitud de escarbar y realizar excavaciones profundas a altas tasas de productividad (las excavadoras mas pequeñas tipo tractor, es decir, las retroexcavadoras, tienen una profundidad más limitada y una productividad menor que las excavadoras tipo oruga).

9.4.5.2 Características

La excavadora está equipada con un motor diesel y un sistema hidráulico para controlar el movimiento de los brazos de carga y de la cuchara. Generalmente, las potencias de los motores están en el rango de 100 a 500 kW. Como se mencionó anteriormente, la cuchara de la excavadora común está en dirección a la cabina y el movimiento de excavación es hacia el operador.

La excavación sigue estas cuatro fases:

  1. cargar la cuchara,
  2. rotar cuando está cargada,
  3. abrir la cuchara y descargar el material, y
  4. rotar cuando está descargada.

La duración de la excavación depende del tamaño del equipo y de las condiciones del sitio.

Cuando la excavación es difícil o la zanja es profunda, el tiempo de trabajo será más extenso. Los fabricantes describen el tiempo o el método de cálculo, según el modelo del equipo y las condiciones del sitio (por ejemplo, tipo de suelo, profundidad de la excavación). La profundidad de la excavación (medida a nivel del suelo) depende del alcance del brazo. El siguiente cuadro proporciona algunas especificaciones típicas para las excavadoras.

Potencia

(kW)

Peso

(kg)

Longitud del brazo (m)

Capacidad de la cuchara

(m2)

Profundidad máxima de la excavación

(m3)

100

22.680

2,44

0,75

6,4

145

34.020

2,90

1,18

7,3

240

56.200

3,20

1,94

8,5

9.4.6 Excavadoras con palas frontales

9.4.6.1 Usos

Las excavadoras con palas frontales se emplean para excavar las zanjas para colocar los residuos sólidos, para cargar tierra y roca en los equipos de carga, y para realizar la cobertura primaria o diaria de las celdas del relleno sanitario (sin compactar ni nivelar los residuos sólidos). Como se mencionó anteriormente, las excavadoras con palas frontales son diferentes de las excavadoras convencionales en las que la apertura de la cuchara es en sentido opuesto a la cabina y el movimiento articulado de la cuchara es en sentido opuesto a la cabina. Por lo tanto, las excavadoras con palas frontales están limitadas mecánicamente a la excavación cerca de la superficie y a mover pilas de material cerca de la superficie y no tienen suficiente alcance para excavar como la excavadora típica. Este equipo no es adecuado para realizar excavaciones profundas.

 

9.4.6.2 Características

Las excavadoras con palas frontales están montadas sobre un equipo que tiene un motor diesel cuya potencia varía de 300 a 600 kW aproximadamente. Las zapatas, por lo general, tienen un ancho de 600 a 700 mm. Estas máquinas están equipadas con un brazo operado mecánicamente. La longitud del brazo puede variar de 10 a 15 m. El radio de la operación varía de 6 a 13 m según el equipo. De acuerdo al tipo de suelo y al tamaño y uso de la cuchara, este tipo de excavadora puede alcanzar profundidades de hasta 4 m. Generalmente, las cucharas tienen una capacidad de 0,6 ó 0,8 m3 . El peso de una excavadora de 100 kW de palas frontales es de 20.500 kg aproximadamente.

9.4.7 Motoniveladoras

9.4.7.1 Usos

Las niveladoras se usan en la construcción y el mantenimiento de los caminos, terraplenes y canales de drenaje, y para perfilar y nivelar el material de cobertura. La fotografía de una niveladora se muestra en la Figura 9-4.

Figura 9-4. Niveladora

9.4.7.2 Características

Las niveladoras están equipadas con un motor diesel, ruedas de goma y potencia de conducción. Los típicos pesos y potencias de este tipo de equipo se presentan en el siguiente cuadro:

Potencia

(kW)

Peso

(kg)

90

12.000

165

18.280

La cuchara convencional tiene las siguientes dimensiones: longitud: 4,0 m; altura: 0,7 m; y

espesor 25 mm.

Estas máquinas pueden llevar un raspador como equipo adicional para romper la tierra o

mezclar suelos. Un raspador típico tiene 11 dientes configurados a manera de ganchos, con terminales reemplazabas. La profundidad de raspado varía según el modelo de 0,2 a 0,4 m.

9.4.8 Raspadoras

9.4.8.1 Usos

Las raspadores se usan para excavar, transportar, y distribuir grandes volúmenes de suelo a altas tasas de productividad en superficies relativamente planas o moderadamente onduladas. Debido a su alta tasa de productividad, ellas son comúnmente usadas en rellenos sanitarios grandes para excavar y distribuir tierra para cobertura y para revestimientos. La fotografía de una raspadora sobre ruedas se presenta en la Figura 9-5.

Figura 9-5. Raspadora

9.4.8.2 Características

La raspadores pueden tener sus propios medio de propulsión o pueden ser remolcadas por otros equipos (por ejemplo, por una topadora); ellas son relativamente maniobrables. Las raspadoras están equipadas con una cuchilla para cortar o con un sistema con elevación el cual corta y dirige el suelo excavado dentro de una unidad de almacenamiento. Las capacidades volumétricas de almacenamiento están en el orden de 10 a 40 m3.

En el cuadro 9-1 se presenta la capacidad aproximada de movimiento de tierra para los cargadores y las raspadores.

Capacidad de las unidades

(m3)

Distancia del trayecto (m)

0

30

60

90

120

150

180

240

300

Cargador sobre orugas

                 

1 Ό

40

30

25

20

15

-

     

1 ½

50

35

30

25

20

15

     

2

80

60

45

40

35

30

     

Raspadoras de tiro

                 

14

       

190

170

150

125

100

12

       

165

145

125

100

75

7

       

90

80

75

60

55

Raspadoras

                 

20

         

400

380

340

300

14

         

250

240

210

180

11

         

170

160

140

120

9.4.9 Compactadoras pata de cabra

9.4.9.1 Usos

Las compactadoras pata de cabra se usan para compactar los suelos y terraplenes.

9.4.9.2 Características

Una compactadora pata de cabra puede ser de remolque o autopropulsada. Está compuesta por dos tambores cilíndricos con "patas" que ejercen presión sobre el suelo. Los tambores pueden llenarse con agua. La presión promedio depende del tipo de "pata" pues existen vados diseños. Una compactadora compuesta de dos tambores cilíndricos tiene las siguientes especificaciones:

Como estas máquinas tienen un mecanismo que permite la articulación de los tambores, puede lograrse una compactación uniforme aún sobre las capas irregulares del suelo.

 

9.4.10 Compactadoras con ruedas neumáticas

9.4.10.1 Usos

Las compactadoras con ruedas neumáticas se usan para compactar las capas superiores de los suelos y las subcapas, especialmente cuando la tierra es margosa. Pueden obtenerse densidades altas y uniformes en todo el espesor de las capas.

9.4.10.2 Características

Estas máquinas pueden ser remolcadas o autopropulsadas. La carga se transmite al suelo a través de la superficie de contacto de los neumáticos que forman la unidad rodante. Por lo general estas compactadoras tienen siete neumáticos.

Se usa arena húmeda como material de lastre (a una densidad de 2.000 kg/m), lo que permite lograr un peso entre 13.000 y 35.000 kg. La operación es la siguiente:

Estas máquinas tienen un sistema que controla adecuadamente la presión de los neumáticos.

9.4.11 Compactadoras de tambor vibratorio autopropulsadas

9.4.1 1.1 Usos

Las compactadoras de tambor vibratorio se usan para compactar suelos y para cubrir materiales formados por suelos normales, granulados o similares a la arcilla.

9.4.11.2 Características

Esta máquina está diseñada y construida para producir eficazmente la compactación de los tipos de suelos indicados anteriormente. Las compactadoras de tambor vibratorio tienen un tambor metálico en el frente y sus dimensiones aproximadas son:

Las compactadoras tienen llantas neumáticas en la parte trasera. El sistema de vibración es

operado por un motor hidrostático directamente conectado al vibrador, lo que permite variaciones en la amplitud y frecuencia, independientemente de la velocidad del motor propulsor. La frecuencia de vibración puede regularse hasta alcanzar un máximo de 2.000 vibraciones/min. El peso del equipo varía según el modelo (9.000 a 12.000 kg).

9.4.12 Drenaje de los canales

Hay dos tipos de equipo que pueden usarse para drenar los canales:

  1. Las bombas centrífugas impulsadas por motores de combustión internos - La potencia promedio de los motores para este tipo de bomba, por lo general, está en el rango de 6 a 10 kW. Con esta potencia puede lograrse una capacidad de bombeo de 6 a 30 m3/h según la eficiencia del sistema, las pérdidas de la línea y la carga gravitatoria.
  2. Bomba sumergible con motor eléctrico - Se recomienda este tipo de bomba para el manejo de lixiviado. La capacidad de bombeo para este tipo de bomba es de 8 a 15 m3/h.

9.4.13 Trituradoras de escombros

El propósito de esta trituradora es desmenuzar las partículas grandes para obtener una granulometría adecuada del tamaño del material de cobertura. Las máquinas tienen generalmente una potencia promedio de cerca de 100 a 300 kW. Estas trituradoras generalmente funcionan con un motor de combustión interna o con un motor eléctrico.

9.5 Inspección y mantenimiento

Como se indicó anteriormente, los costos asociados con la operación y el mantenimiento del equipo usado en los rellenos sanitarios representan una porción importante de los costos totales de la operación y mantenimiento. La inspección frecuente y un programa de mantenimiento sistemático son necesarios para mantener al equipo trabajando productivamente. Por el contrario, el descuido del mantenimiento preventivo puede conducir a problemas graves que son muy costosos de remediar y/o puede tomar períodos desmesurados para reparar. En lo que se refiere a la operación de un relleno sanitario, eso puede significar deterioro de maquinaria, compactación inadecuada o aplicación insuficiente del material de cobertura, lo que puede repercutir adversamente en la salud pública y en el ambiente.

En consecuencia, se recomienda la inspección regular del equipo usado en las operaciones de relleno sanitario. Unos pueden requerir inspección diaria, mientras que otros sólo inspección semanal. La operación continua y la baja frecuencia de deterioro (es decir, alta disponibilidad de equipo) se logra mediante la puesta en marcha de un programa de mantenimiento preventivo, el cual debe basarse en las orientaciones proporcionadas por los fabricantes y complementarse con la práctica del mantenimiento preventivo.

Con respecto a la importancia que se debe brindar al mantenimiento preventivo y a la reparación adecuada, deben proporcionarse instalaciones cerca o dentro del relleno sanitario para llevarías a cabo y ellas deben incluir estacionamientos, herramientas, equipo de prueba y un almacén de repuestos. Debe solicitarse que los fabricantes de equipo proporcionen una lista básica de repuestos, así como el nombre y la ubicación del abastecedor, lo ideal es que éste se encuentre en el país.

9.6 Requerimientos de equipo

El número y el tipo de equipo necesario para la disposición de los residuos sólidos en rellenos sanitarios depende de muchos factores, los cuales se han descrito a lo largo de esta sección. Uno de los factores claves es la cantidad de residuos sólidos a disponerse; es decir, el flujo de masa diario de los residuos sólidos recibidos en la instalación. Como orientación para el lector, algunos requerimientos de equipo se presentan en el cuadro 9-2. Cuando se revise el cuadro, se debe mantener en mente que la disponibilidad del equipo adecuado para las operaciones de relleno sanitario puede ser un problema sustancial en algunos países en desarrollo. Por lo tanto, en algunos casos, los arreglos en lo que se refiere a requisitos y a desempeño podrían ser necesarios para poder realizar una operación de relleno sanitario.

Mg/día

Equipo

Cantidad

Tipo

Peso (kg)

Potencia (kW)

0 a 20

1

TO

<6.800

<60

   

CGO

<9.000

<50

   

CRN

<9.000

<75

   

CO

N/A

N/A

20 a 50

1

TO

6.800 a 9.000

60 a 80

   

CGO

9.000 a 11.000

75 a 100

   

CRN

9.000 a 10.000

90 a 110

   

CO

El más pequeño disponible

110

50 a 130

1

TO

9.000 a 11.000

80 a 100

   

CGO

11.000 a 15.000

75 a 100

   

CRN

10.000 a 12.500

90 a 110

   

CO

Como esté disponible

110

130 a 250

1

TO

14.000 a 16.000

110 a 130

   

CGO

15.000 a 20.000

110 a 140

   

CRN

12.500 a 16.000

110 a 140

   

CO

14.000 a 19.000

110 a 140

250 a 500

1 a 2

TO

21.500 a 24.000

190 a 220

   

CGO

Combinación

 
   

CRN

Combinación

 
   

CO

Combinación

 
   

R

   
   

DL

   
   

CT

   

TO : Tractor sobre orugas R: Raspadora

CO: Compactador sobre orugas CRN: Cargador con ruedas neumáticas

CT: Camión tanque DL: Dragalíneas

CGO: Cargador sobre orugas

N/A= no aplicable

El equipo puede ser propio o alquilado, dependiendo de las condiciones locales y de las políticas de adquisición. Sin considerar el método de adquisición, se debe de tener en mente que: 1) la vida útil del equipo de un relleno sanitario es relativamente corta; por ejemplo, de 5 a 10 años, debido a las difíciles y arduas condiciones; y 2) la vida del equipo se optimiza a través de la puesta en marcha de un programa de mantenimiento preventivo.

Referencias

  1. Bruner, D.R. y D.S. Keller, Sanitary Landfill Design and Operation, U.S. EPA, Report No. BS-650, 1972.

 

Capítulo 10

Operación

10.1 Introducción

La operación exitosa de un relleno sanitario requiere planificación cuidadosa, manejo eficaz, uso adecuado de la mano de obra y del equipo mecanizado, y un frecuente control del rendimiento. El control del rendimiento se inicia con la recepción y la disposición final de los residuos sólidos y continúa con las operaciones que atañen a la protección de la salud y la seguridad humana, así como a la protección del ambiente. En este capítulo se describen las actividades que conforman la operación de un relleno sanitario. Debido a su naturaleza, las operaciones más importantes incluyen las del equipo pesado, de la mano de obra y del control del impacto de la disposición final de residuos sólidos en la salud pública y en el ambiente.

Este capítulo está dividido en tres partes: 1) procedimientos generales (los que son independientes del tipo de relleno sanitario); 2) procedimientos operativos específicos (los que dependen del tipo de relleno sanitario); y 3) evaluación del rendimiento. Además, se presenta una discusión sobre el control de potenciales problemas ambientales.

10.2 Procedimientos generales

Las consideraciones de operación que se aplican a todos los tipos de rellenos sanitarios incluyen lo siguiente:

10.2.1 Horario de operación

Es frecuente que el horario de operación del relleno sanitario se fije de acuerdo al horario de la recolección de residuos sólidos. Sin embargo, el control y el manejo adecuado de los residuos sólidos dispuestos y la contabilidad adecuada de la cantidad de residuos sólidos, puede requerir alguna modificación en la recolección y en los horados para mejorar la operación de los sitos de disposición final. Por ejemplo, en los Estados Unidos es típico que los sitios de disposición final estén abiertos desde la madrugada (6:00) hasta fines de la tarde (16:00 a 18:00 aproximadamente). La operación del relleno sanitario debe tomar en cuenta las condiciones locales de tránsito.

El horario de operación puede mortificarse de acuerdo a la frecuencia estacional de la generación de residuos sólidos. En ciertos períodos del año puede haber una mayor generación de residuos sólidos que en otras (por ejemplo, durante la temporada turística o las festividades). Si el sitio de disposición final no está abierto las 24 horas del día, se debe permitir que los operadores tengan tiempo suficiente para cubrir las entregas de residuos sólidos del día y para efectuar la limpieza general. Fuera de la entrada se pueden colocar grandes contenedores para depositar pequeñas cantidades de residuos sólidos después del horario normal de operación. Está demás decir que la colocación de anuncios que especifican el horario de funcionamiento de un relleno sanitario constituye un aspecto importante de la operación del mismo.

Al comenzar el día, el personal debe llegar a la instalación lo suficientemente temprano como para preparar el equipo y el lugar antes de la llegada de las primeras cargas de residuos sólidos. Las actividades preliminares típicas son: la reubicación del cercado para el control de los materiales que son desparramados por el viento, el mantenimiento y el abastecimiento de combustible a los equipos, la preparación de áreas de descarga, la limpieza de los caminos, el establecimiento de un plan para el pesaje y el mantenimiento de un registro, y la remoción de nieve (donde sea pertinente).

10.2.2 Preparación y mantenimiento de los sitios de disposición final

10.2.2.1 Preparación de los sitios de disposición final

A medida que el frente de trabajo se llena y se requieran áreas adicionales para disponer los residuos sólidos, estas nuevas áreas deben despejarse, excavarse y revestirse. En forma similar, a medida que se disponen los residuos sólidos, debe aplicarse, cuanto antes, una cobertura final sobre ellos.

Los sitos de disposición final deben prepararse y construirse según las especificaciones del diseño, lo que incluye:

10.2.2.2 Mantenimiento de caminos

El mantenimiento de los caminos de acceso al relleno sanitario es una tarea permanente y, a menudo, constituye una operación costosa. Independientemente del tipo de superficie (suelo, grava o pavimento), los caminos deben inspeccionarse y mantenerse con frecuencia. Las reparaciones típicas incluyen la nivelación del suelo y de la grava, la cobertura de huecos y la limpieza de los canales de drenaje. Como el mantenimiento adecuado de caminos implica una operación costosa, a menudo se descuida. La falta de mantenimiento adecuado de los caminos ocasiona daños a los vehículos, retrasos innecesarios y condiciones inseguras. En algunos caminos pueden colocarse secciones de áreas ásperas bien marcadas u obstáculos (por ejemplo, lomadas) para controlar la velocidad excesiva y, en consecuencia, reducir el deterioro de los caminos.

10.2.2.3 Mantenimiento general

Tanto las instalaciones para el tratamiento de residuos sólidos como los sitos de disposición final requieren un mantenimiento continuo. Al comienzo de la operación, el gerente del relleno sanitario debe preparar un cronograma detallado del mantenimiento con fechas específicas para el desempeño de las tareas. Los tipos de tareas que se requieren incluyen:

A medida que las áreas del relleno sanitario se llenan, los mapas deben actualizarse y deben

identificar, por áreas, los tipos de residuos sólidos que fueron dispuestos, incluyendo los residuos especiales, la profundidad de la celda, así como otras características propias del lugar. En la figura 10-1 se muestra un mapa que indica la secuencia de la operación.

 

 

 

 

 

 

Figura 10-1. Secuencia típica de operación

10.2.3 Clima adverso

El manejo adecuado de las consecuencias de las condiciones meteorológicas adversas

desempeña una función importante en la operación exitosa de un relleno sanitario. Los períodos de lluvia excesiva, las temperaturas muy frías o el calor extremo pueden interrumpir la rutina de un relleno sanitario. La cantidad de lluvia durante la preparación de los sitios de disposición final tiene un impacto directo en el contenido de humedad del suelo, así como en los niveles de las aguas subterráneas. Ambos parámetros son importantes para controlar la cohesión del suelo y su permeabilidad durante la colocación del revestimiento de arcilla u otros componentes para compactar el suelo. Las temperaturas sumamente bajas (condiciones de congelación durante la construcción del relleno sanitario) también repercuten en la trabajabilidad del suelo y en su permeabilidad. La temperatura ambiental puede afectar la instalación de los revestimientos de membrana flexible (RMF), particularmente de las costuras, y en su rendimiento.

El clima también puede causar un impacto en el rendimiento y en la operación del relleno sanitario. En lugares que tienen lluvias intensas, si no se toman medidas preventivas, puede que los caminos y las áreas de descarga se enloden, lo cual retrasaría las operaciones. Las lluvias intensas también pueden aumentar el nivel freático y afectar los sistemas para desviar las aguas subterráneas, los cuales son diseñados para proteger al relleno sanitario de los ingresos de las aguas subterráneas. Los suelos húmedos y saturados por la precipitación también pueden volverse inestables si no están soportados (por ejemplo, las paredes laterales de una operación de trinchera) o si están almacenados en pilas o en taludes con ángulos bastante inclinados. Uno de los medios más eficaces de manejar la lluvia intensa y el flujo de agua superficial consiste en mantener los taludes de los canales de drenaje en la periferia del sitio de disposición final para que desvíen el agua lejos de los residuos sólidos. En caso que el sitio de disposición final sea relativamente llano, el sistema de colección de lixiviado ayudará a reducir algunos de los problemas asociados con las lluvias excesivas. Sin embargo, si éste no tiene la capacidad de acomodarse a las condiciones extremas, la presión líquida se acumulará dentro del relleno sanitario y dará lugar a la migración de lixiviado. La reducción de la densidad del suelo, que puede causar inestabilidad en el revestimiento, también puede ser el resultado de la lluvia intensa.

Por otro lado, un clima muy seco puede endurecer el suelo y hacer difícil la excavación o compactación. Además, cuando hay ausencia de humedad, la materia orgánica no se descompone con facilidad. En las zonas áridas, es común que la evaporación del suelo sea mayor que la precipitación. En consecuencia, muy poco o ningún lixiviado se forma dentro del relleno sanitario. Los rellenos sanitarios de las regiones áridas y semiáridas pueden operarse sin revestimiento de fondo ni sistema de colección de lixiviado, con tal que haya protección adecuada de las aguas subterráneas. En efecto, se ha sugerido que los mejores sitios para los rellenos sanitarios son las regiones áridas [10]. El suelo seco también puede conducir a la formación de grietas y aumentar la permeabilidad del suelo. Las temperaturas frías extremas pueden congelar la tierra acumulada y convertiría en inservible. Las temperaturas inferiores al punto de congelación pueden afectar la operación adecuada del equipo, así como los componentes del sistema de colección de lixiviado ubicados sobre la línea de congelación. Las operaciones eficaces requieren que los problemas de operación, como los descritos anteriormente, se prevean y que la gerencia desarrolle planes de contingencia para abordarlos satisfactoriamente. En el cuadro 10-1 se enumeran los problemas causados por el clima adverso y las soluciones potenciales a los mismos.

Problema

Solución

 

Clima húmedo

Caminos de acceso enlodados

  • Añadir cenizas, piedra molida o residuos de demolición de construcciones
 
  • Mantener una área de trabajo especial con caminos permanentes

Area de descarga enlodada

  • Esparcir tierra seca
 
  • Mantener el equipo de compactación fuera del área, descargar y mover los residuos sólidos de manera perpendicular al área.
 
  • Nivelar el área de descarga levemente para permitir la escorrentía

Suelo húmedo/no operable

  • Mantener pilas compactadas e inclinadas y cubiertas con alquitrán

La permeabilidad/densidad del suelo varía con el diseño

  • No compactar suelos cuando hay exceso de humedad
 
  • Proteger el suelo (por ejemplo, con coberturas)

Obstrucción del sistema de colección de lixiviado por la escorrentía

  • Añadir barreras
 
  • Limpieza periódica de la red de tuberías
 

Clima seco

Terrenos secos- imposibilidad de excavar e incremento en la permeabilidad

  • Cubrir el suelo para prevenir el secado
 
  • Humedecer el suelo
 

Clima frío

Suelo congelado

  • Aislar pilas con hojas, nieve o paja
 
  • Echar sal al suelo
 
  • Mantener el suelo/arena bien drenado
 
  • Remover el suelo continuamente

 

10.2.4 Recepción de residuos sólidos y circulación de vehículos

Cada relleno sanitario debe mantener un control a la entrada al mismo, lo que permite al operador 1) mantener el registro del peso o volumen de las cargas que ingresan, 2) dirigir los vehículos que ingresan hacia una ubicación específica y 3) rechazar los materiales que no son adecuados al sitio. Deben colocarse letreros a la entrada al relleno sanitario, que indiquen claramente el reglamento del sito de disposición final, el horado de operación, las tarifas para los usuarios, los números telefónicos de emergencia, información sobre su autorización para operar y otros datos pertinentes.

El control de la cantidad (peso o volumen) de residuos sólidos que recibe el relleno sanitario permite que un operador evalúe la eficiencia de la operación en términos del uso de la tierra y de la compactación. Estos registras también permiten al operador predecir, con cierto grado de exactitud, la vida útil del sitio de disposición final, la que puede calcularse conjuntamente con estudios topográficos y aereotopográficos. Los estudios aereotopográficos pueden ser innecesarios o demasiado costosos para ciertas ubicaciones. Por otro lado, las tarifas para los usuarios pueden evaluarse con exactitud y de manera adecuada a través del control de la cantidad recibida de residuos sólidos. Existen diversos métodos para controlar la cantidad recibida de residuos sólidos. Los rellenos sanitarios más grandes y modernos usan básculas para camiones. Aunque es preferible controlar el peso, los lugares que reciben cantidades de residuos sólidos relativamente pequeñas pueden optar por registrar el volumen de los residuos sólidos. A falta de una báscula permanente en el sitio de disposición final, puede determinarse el peso de los residuos sólidos durante un corto período mediante una báscula portátil alquilada. Los resultados del estudio de pesaje pueden emplearse para desarrollar tarifas para los usuarios y para calcular la recepción anual de residuos sólidos. Desde luego, este método no considera cambio alguno en el flujo de residuos sólidos y, en consecuencia, las cantidades después de completado el estudio.

10.2.5 Control ambiental

En la mayoría de las situaciones, se establecen reglamentos que requieren la inclusión de controles ambientales para proteger al ambiente del potencial impacto negativo de los rellenos sanitarios. Los controles ambientales más usados incluyen: barreras impermeables

(revestimientos), sistemas de colección de lixiviado, sistemas de control del gas del relleno sanitario y sistemas de cobertura. En la capítulo 8 se presentan el diseño y la construcción adecuada de estos controles. El control ambiental es necesario para proteger el ambiente durante la operación, clausura y posclausura del relleno sanitario. Estas prácticas se describen en las siguientes secciones y se esbozan en el cuadro 10-2.

10.2.5.1 Sistema de control de lixiviado

La generación y el control de lixiviado es un aspecto importante de las operaciones del relleno sanitario porque el líquido puede migrar más allá de los límites de la instalación y contaminar las aguas subterráneas y superficiales [1]. La tasa de producción de lixiviado puede reducirse sustancialmente si se cubren los residuos sólidos con un material de baja permeabilidad.

También puede controlarse después del cierre del sitio de disposición final mediante la instalación y el mantenimiento de un revestimiento que minimice la cantidad de líquido que penetra en los residuos sólidos. En la mayoría los de casos se producirá lixiviado en las instalaciones de disposición final de residuos sólidos municipales. En consecuencia, los sitios de disposición final que cuentan con un revestimiento de la base, deben mantener un sistema de colección de lixiviado para prevenir su acumulación y evitar la presión excesiva sobre el revestimiento y sobre las paredes del relleno sanitario. Las referencias 2, 3 y 4 tratan sobre la producción, colección y operación de sistemas de tratamiento de lixiviado.

 

Cuadro 10-2. Prácticas de control ambiental en el relleno sanitario

Cuadro 10-2. Prácticas de control ambiental en el relleno sanitario (cont.)

10.2.5.2 Sedimentación y erosión

Una pendiente o declive inapropiados, en general, produce escorrentía con alta concentración de sedimentos. Durante la operación del relleno sanitario, la pendiente debe mantenerse entre 2% y 5% para promover el drenaje superficial y, al mismo tiempo, minimizar la velocidad del flujo. Las áreas que carecen de vegetación deben mantenerse al mínimo durante la operación del relleno sanitario. La construcción y el mantenimiento de dispositivos para controlar la sedimentación (canales para regar el pasto, acequias de desviación, ripio, cuenca de sedimentación) son críticos para una operación ambientalmente adecuada. Durante la clausura final del relleno sanitario, la nivelación final, la siembra y el mantenimiento de un sistema de cobertura final ayudan a prevenir la erosión a largo plazo y los problemas de sedimentación.

10.2.5.3 Lodos

Las lluvias intensas y la nieve derretida durante la primavera pueden producir lodos. Para reducir su impacto adverso en las operaciones diarias, los caminos de acceso deben pavimentarse y mantenerse en forma sistemática. Una alternativa consiste en esparcir una mezcla de materiales de partículas grandes (como arena o grava), o suelos de arcilla para el tráfico pesado.

El lodo puede ser arrastrado a los caminos públicos por el equipo del relleno sanitario o los vehículos de recolección y puede ocasionar fricciones en las relaciones públicas de las instalaciones de disposición sanitaria [5]. Idealmente, debe instalarse un área de lavado cerca de la entrada para limpiar el fango adherido a los vehículos de transporte. Algunos silos de disposición final tienen áreas específicas que sólo se emplean cuando el clima es adverso y hay lodo que podría dificultar la operación. Estas áreas deben planificarse con cuidado y, si fuera posible, deben ubicarse cerca de la entrada principal para reducir el recorrido.

10.2.5.4 Material particulado

Las partículas presentes en el aire (por ejemplo, el polvo) en un sitio de disposición final son generadas por el viento, por los vehículos de recolección y por el equipo pesado que transitan en los caminos de tierra seca o rutas pavimentadas sucias. Las emisiones particuladas también pueden generarse durante la descarga, colocación y compactación de los residuos sólidos secos o durante la excavación y el transporte de suelos secos. Para reducir la cantidad de material particulado, los caminos de acceso deben pavimentarse o tener una capa de grava. Además, a los caminos puede aplicarse agua u otros productos químicos que controlan el polvo, según sea necesario. Debe dejarse de lado la práctica relativamente común de verter aceites residuales en los caminos. La excavación o el movimiento de suelos cuando están húmedos limita la generación del material particulado. En forma similar, los residuos sólidos secos deben humedecerse levemente antes de su disposición final. Otro medio de reducir el polvo consiste en el establecimiento de áreas verdes en las zonas terminadas en cuanto sea posible.

Especialmente en el caso de rellenos sanitarios cerca de áreas pobladas, se debe disponer de un camión cisterna o remolque para humedecer los caminos de tierra y las áreas de trabajo como un método de controlar el polvo.

10.2.5.5 Vectores

Las moscas, mosquitos y roedores pueden estar presentes en los rellenos sanitarios. Estos y otros vectores pueden controlarse si se aplica frecuentemente una capa adecuada de tierra compactada sobre los residuos sólidos. Se ha demostrado que una cobertura diaria de 15 cm de tierra compactada, con algún contenido de arcilla, prevendrá la aparición y la reproducción de moscas. Aún así, la operación del relleno sanitario debe incluir la inspección regular y un programa de control de moscas. Para controlar los mosquitos es necesario prevenir la acumulación de agua estancada mediante la nivelación del terreno y la cobertura de los residuos sólidos.

Los neumáticos representan un riesgo de incendios y constituyen sitios de reproducción de mosquitos cuando se acumula agua en ellos. Por lo tanto, no se debe permitir el almacenamiento de neumáticos en los rellenos sanitarios. Además, como los neumáticos tienden a migrar hacia la superficie del relleno sanitario, deberían ser cortados o ubicados cuidadosamente lo más lejos posible de la superficie.

Las ratas y los ratones pueden llegar al relleno sanitario junto con los residuos sólidos. Si se forman nidos de ratas en áreas adyacentes o en una porción descuidada del sitio, será necesaria la intervención del departamento de salud local para exterminarlas. Los empleados del relleno sanitario deben aprender a reconocer las madrigueras y otras señales que evidencien su presencia para tomar las medidas oportunas de control.

10.2.5.6 Olores

Hay varias fuentes potenciales de mal olor en un relleno sanitario y pueden generarse en las siguientes situaciones:

Los olores generados por los residuos sólidos generalmente pueden mitigarse rápidamente si se cubren los residuos sólidos y se asegura que la cobertura se mantenga intacta.

Ocasionalmente, al relleno sanitario pueden llegar cargas particularmente hediondas. La llegada de estos materiales debe programarse de manera tal que se disponga de recursos humanos y equipo suficiente para cubrir de inmediato los residuos sólidos. Si no es posible separarlos, las cargas malolientes pueden mezclarse o cubrirse con otros residuos sólidos para controlar el problema de emisión de olor. La cal o ciertos agentes químicos enmascaradores también pueden emplearse con diverso grado de eficacia para controlar los olores, dependiendo de las propiedades del material ofensivo.

10.2.5.7 Ruido

Hay varias fuentes de ruido en los rellenos sanitarios, incluyendo los vehículos de recolección y el equipo de operación. El ruido suele ser similar al generado por cualquier actividad de construcción pesada y se limita al sitio y a las calles usadas para transportar los residuos sólidos al sitio de disposición final. Uno de los generadores de ruido más importantes son los motores, especialmente aquellos que no poseen silenciadores, y es particularmente significativo cuando el motor está con carga sustancial (por ejemplo, cuando realiza la descarga hidráulica o transita por una pendiente escarpada). Las áreas ruidosas deben ubicarse lejos de los receptores sensibles a ruidos. Para reducir el número total de individuos expuestos al ruido, deben realizarse todos los esfuerzos para que el acceso al sitio de disposición final se ubique en el área menos poblada. Además, el sitio puede estar aislado o rodeado de una zona de amortiguación para que el ruido no perturbe a nadie. La instalación de barreras auditivas adecuadamente diseñadas y construidas, como las bermas de tierra, paredes y árboles, pueden ser métodos eficaces para controlar los ruidos.

10.2.5.8 Estética

Para reducir el impacto ambiental y hacer que el relleno sanitario sea aceptado por el público, el diseño del sitio debe ser compatible con los alrededores. Durante la preparación de sitios de disposición final es importante dejar tantos árboles como sea posible para formar una barrera visual. Las bermas también pueden emplearse como barreras visuales. El uso de efectos arquitectónicos a la entrada al sito, la limitación de la disposición final en áreas designadas, y un paisaje atractivo ayudarán a crear un ambiente agradable. Además, debe hacerse todo intento por minimizar el tamaño del frente de trabajo. El impacto visual negativo también disminuye si se controla la generación de polvo.

10.2.5.9 Aves

Las aves, especialmente en las zonas costeras, son atraídas por los rellenos sanitarios debido a la potencial fuente de alimentos. Las aves pueden plantear un grave riesgo a las aeronaves y crear una molestia al personal y a los vecinos de la instalación. En los Estados Unidos, los criterios para la clasificación de los sitios de disposición final de residuos sólidos determinan que una instalación no debe estar ubicada dentro de un radio de 3.000 m de un aeropuerto activo que recibe turbojets o dentro de una distancia de 1.500 m de un aeropuerto activo usado por aeronaves a pistón [6]. Varios dispositivos son usados para controlar la presencia de las aves en los sitios de disposición final de residuos sólidos; algunos de ellos (producción de ruidos, cuerdas de nilón o medidas similares) pueden proporcionar algún control temporal. Sin embargo, la cobertura rápida y completa de todos los residuos sólidos es la práctica de control más eficaz.

10.2.5.10 Desparramo de residuos sólidos

Una de las quejas más frecuentes de las personas que viven cerca de los sitios de disposición final de residuos sólidos es la presencia de residuos sólidos fuera del límite de la instalación de disposición final. La presencia de residuos sólidos puede reducirse sustancialmente mediante:

A pesar de los esfuerzos y de las medidas de control, generalmente, el desparramo de residuos sólidos es inevitable en un relleno sanitario. Una cerca alrededor del sitio ayudará a contener los residuos sólidos y a prevenir que llegue a las propiedades adyacentes. La limpieza diaria, especialmente al finalizar la jornada de trabajo, puede limitar la cantidad de residuos sólidos que pueden esparcirse hacia las propiedades adyacentes y puede optimizar la recolección de los residuos sólidos desparramados porque la recolección dentro de un área limitada es más eficiente que la recolección en una zona amplia.

10.2.5.11 Incendios

Los sitios de disposición final de residuos sólidos representan un riesgo por la posibilidad de incendios o de que los residuos sólidos ardan. El combustible para la reacción puede originarse por las sustancias orgánicas contenidas en los residuos sólidos y/o el metano producto de la descomposición biológica. Para que los residuos sólidos se quemen o ardan, deben existir tres condiciones:

  1. una fuente de material combustible (por ejemplo, carbono);
  2. un oxidante, generalmente el aire atrapado en los residuos sólidos enterrados; y
  3. calor suficiente que permita la combustión y los procesos pirolíticos.

Las fuentes de calor, entre otras, pueden ser los residuos sólidos ardientes entregados al

relleno sanitario o producidos por reacciones químicas que ocurren en el relleno sanitario.

En los países en desarrollo, la quema de residuos sólidos puede ser intencional (por ejemplo, como un método para reducir su volumen) o no. La prevención y el control de incendios en los botaderos a cielo abierto es difícil porque, generalmente, no tienen ningún sistema de contención. En este sentido, la estructura de las celdas y el sistema de control del gas de un relleno sanitario moderno supera una grave deficiencia del botadero a cielo abierto.

Controlar los incendios en los rellenos sanitarios o en los botaderos a cielo abierto requiere prácticas similares y es posible mediante una de las tres circunstancias siguientes: 1) se elimina o se consume la fuente de combustible; 2) se elimina o se consume el oxidante; 3) se elimina la fuente de calor requerida para la reacción. En la referencia 11 se presenta una discusión exhaustiva de los mecanismos de control de los incendios en las instalaciones de disposición final de residuos sólidos.

La ignición incontrolada de materiales combustibles (quema a cielo abierto) no debe ser permitida en los rellenos sanitarios. Las razones para esta recomendación incluyen la protección del trabajador y de la salud y la seguridad pública, las consecuencias en la calidad del aire, y el impacto visual negativo. Se debe estar alerta y tomar conciencia de las fuentes potenciales de incendios en los rellenos sanitarios. Las fuentes incluyen la recepción de residuos sólidos calientes, las chispas de los vehículos, el incendio de algún equipo, el vandalismo y la incineración con fines de segregación (por ejemplo, extracción del aislamiento de alambres de cobre). Un buen programa de seguridad, combinado con la observación atenta, puede mitigar la mayoría de incendios en el sito de disposición final. Los residuos sólidos calientes y sumamente inflamables no deben mezclarse y deben disponerse en áreas específicas del relleno sanitario y mojarse o sofocarse con tierra o agua antes de la disposición final. Todos los vehículos del relleno sanitario deben tener extinguidores de fuego para reducir el daño del equipo por incendio.

Si no hay disponibilidad de agua, debe haber un camión cisterna o remolque, equipado con una bomba accionada por gasolina o petróleo. Existen varias técnicas para afrontar incendios. Los residuos sólidos que estén ardiendo o quemándose y que se encuentran cerca de la superficie del relleno sanitario pueden excavarse y apagarse con tierra o agua. Los incendios a gran profundidad a veces pueden apagarse aplicando suelo húmedo en la superficie. Sin embargo, los incendios que se originan en un nivel más profundo necesitarán de excavación y deberán apagarse en la superficie. Los grandes incendios deben ser controlados por bomberos capacitados y experimentados.

Cuando se excava, se debe tener cuidado de minimizar el potencial de combustión rápida o la explosión por la presencia de gas metano y su exposición al oxígeno (aire). La estructura de las celdas del relleno sanitario debe ser hecha de tal manera que permita el control de incendios. El límite de las celdas (es decir, la cobertura diaria e intermedia con tierra) actúa como una barrera contra incendios.

Donde se usa carbón o madera para cocinar y para la calefacción doméstica, la ceniza caliente dispuesta con otros residuos sólidos domésticos representa un riesgo de incendio. En esos casos, se deben inspeccionar las cargas para identificar la presencia de cenizas calientes y de materiales ardientes o en brasas. Una vez identificados, esos materiales deben descargarse y apagarse completamente con tierra o agua antes de proceder a su disposición final en el relleno sanitario.

10.2.6 Transporte independiente

La mayoría de los sitios de disposición final permiten la descarga de residuos sólidos por parte de transportistas independientes o particulares, quienes usualmente usan vehículos pequeños para ese propósito. Es común que estos transportistas, debido al uso infrecuente del sitio de disposición final, estén poco familiarizados con las prácticas de tal sitio y, en consecuencia, pueden dañar sus vehículos, causar retrasos en el frente de trabajo y provocar accidentes.

Existen varias opciones para organizar los vehículos de transporte independiente. Estos vehículos pueden ser dirigidos a áreas específicas del frente de trabajo lejos de la zona usada por los grandes vehículos de recolección. Alternativamente, puede usarse un pequeño sistema de transferencia dentro del sitio de disposición final, tal como el uso de grandes vehículos de recolección (ubicados en sitios alejados del frente de trabajo) que cuando están llenos se remolcan al frente de trabajo, camiones volquetes y contenedores tipo "roll-off". Normalmente, se construye una plataforma para descargar pequeños volúmenes de residuos sólidos en los grandes contenedores.

El punto de transferencia debe ubicarse a la entrada al relleno sanitario y adyacente a un camino principal bien mantenido. Esta área deberá estar en un punto que pueda ser observado por el personal del relleno sanitario. Si la estación de transferencia se usa frecuentemente, un empleado necesitará supervisar y operar la instalación de manera permanente. Se puede agregar una operación de recuperación de recursos a la estación de transferencia si se dispone de supervisión. Una estación de transferencia representa problemas potenciales de desparramo de residuos sólidos e incendios en el contenedor, especialmente por el abuso de los usuarios. Sin embargo, el costo de un sistema de transferencia muchas veces se justifica pues reduce el costo de mantenimiento de los caminos, simplifica las operaciones, las hace más seguras en el frente de trabajo y facilita las buenas relaciones públicas.

10.2.7 Recuperación de materiales y segregación de residuos sólidos

La segregación (separación) o la clasificación incontrolado de los residuos sólidos para recuperar materiales que pueden volver a usarse o reciclarse es una práctica común en la mayoría de los países en desarrollo. Esta práctica se prohibe estrictamente en los frentes de trabajo de los rellenos sanitarios de los países industrializados debido al alto riesgo de accidentes y para salud de los segregadores. Si se permite la separación de los residuos sólidos, debe controlarse y realizarse lejos del frente de trabajo, bajo condiciones sanitarias y supervisión directa del en cargado del relleno sanitario. Las operaciones de separación de los residuos sólidos y el almacenamiento de los materiales segregados deben confinarse a un área específica o en una instalación especial para que no dificulten la operación del relleno sanitario. También deben establecerse controles estrictos sobre los tipos de materiales, el almacenamiento y la frecuencia de su remoción para que no se desarrollen condiciones adversas. A los individuos que trabajan en la separación de residuos sólidos se les debe exigir o proporcionar uniformes, cascos, máscaras, botas y servicios de saneamiento básico.

Material adicional con respecto a la segregación de materiales del flujo de residuos sólidos se presenta en el capítulo 15.

10.3 Procedimientos específicos de operación

En los rellenos sanitarios se aplican tres procedimientos básicos de operación y su uso depende del método de disposición final. Los tres procedimientos son:

  1. preparación del sitio,
  2. flujo de tránsito y descarga, y
  3. compactación y cobertura de residuos sólidos.

Estos procedimientos se presentan en función de los dos métodos más comunes de

disposición final: de área y de trinchera.

La secuencia y el método de operación de un relleno sanitario dependen de factores específicos para cada sitio. Los más importantes incluyen las características físicas del sitio de disposición final, los tipos de residuos sólidos y la tasa de recepción de residuos sólidos. Puede haber más de un método satisfactorio para un determinado sitio.

Como se ha indicado anteriormente, los dos métodos operativos básicos son el de trinchera y el de área. La diferencia principal entre ambos es que la operación de trinchera emplea una excavación preparada y, por ello, el frente de trabajo queda delimitado por dos paredes laterales. Por otro lado, el método de área no requiere preparación superficial extensa. El ancho del frente de trabajo es, al menos en teoría, ilimitado. Una práctica común es usar ambos métodos en diferentes ubicaciones y épocas. Por ejemplo, las operaciones iniciales de disposición final pueden usar un diseño de trinchera y, posteriormente, el método de área en la parte superior de las trincheras completas.

10.3.1 Preparación del sitio

Las excavaciones deben seguir una secuencia específica, de manera tal que el material de suelo extraído pueda emplearse en otro lugar sin necesidad de acumulado. Este procedimiento elimina la doble manipulación del material. Se ha desarrollado un modelo que ayuda a planificar el movimiento del suelo [7]. Sin embargo, con frecuencia es necesario apilar cierta cantidad de tierra para sacar provecho total de los diversos tipos de suelos. Por ejemplo, la capa superior del suelo debe acumularse para ser usado en los caminos, como cobertura diaria o para la construcción del sistema de colección de lixiviado o de drenaje superficial. La arcilla puede excavarse selectivamente y usarse como material de revestimiento, diques, cobertura provisional y final o para complementar la nivelación.

La tierra que se apila debe compactarse en áreas y pendientes apropiadas para mantenerla tan seca como sea posible, lo más cerca posible del lugar donde se usará. Las pilas no deben dificultar el tránsito, cubrir áreas que puedan necesitarse para otras funciones ni bloquear el funcionamiento de los sistemas de drenaje.

10.3.2 Flujo de tránsito y descarga

El procedimiento general para la recepción de los residuos sólidos a la entrada del relleno sanitario se describe en otro acápite. Este procedimiento se aplica a ambos métodos.

Puede facilitarse el esparcimiento, la compactación y la cobertura de los residuos sólidos al controlar la posición de los vehículos de recolección mientras descargan. Si los vehículos de recolección se dirigen hacia áreas que ya han sido llenadas, éstas deben estar bien compactadas. Cuando sea posible, deben colocarse escombros y otros residuos sólidos pesados donde sea beneficioso al plan de drenaje. Los caminos deben diseñarse y construirse de manera tal que no dificulten la acumulación o el manejo de tierra.

El frente de trabajo debe ser tan estrecho como sea posible, sin limitar indebidamente las operaciones normales. Para facilitarlo, un trabajador debe estar en el frente del relleno propiamente dicho durante las horas de operación, equipado con un silbato, sirena o banderas para dirigir a los vehículos hacia las secciones apropiadas del frente de trabajo. Se pueden emplear barricadas y marcadores para señalar el área que se está usando en el día.

Es preferible mantener el área de descarga al pie del frente de trabajo porque el esparcimiento y la compactación son más fáciles y eficaces cuando se realizan desde la base hacia la parte superior del frente de trabajo (ver figura 10-2). Si la descarga ocurre en la parte superior del frente de trabajo, se debe evitar que los residuos sólidos sean simplemente empujados sobre la pendiente del frente de trabajo sin adecuada compactación (como sucede en muchos países en desarrollo). La descarga de los residuos sólidos al pie del frente de trabajo impide que los residuos sólidos se dispersen, lo que no sucede si la descarga se hace en la parte superior del frente. El área de descarga debe mantenerse limpia, seca y nivelada para prevenir que los vehículos se dañen, vuelquen a enloden. En los lugares pequeños, será necesario proporcionar un área de descarga más grande que el frente de trabajo. En los rellenos sanitarios grandes o donde se procesan grandes cantidades de desechos en tiempos relativamente cortos, se debe reservar un área para los camiones de descarga manual. Si el frente del relleno sanitario no es lo suficientemente ancho para permitir este proceso, los vehículos de operación manual pueden descargar en la parte superior del frente de trabajo.

10.3.3 Compactación y cobertura de residuos sólidos

El esparcimiento y las operaciones de compactación deben mantener la densidad adecuada de las celdas, su altura, pendiente y ancho a lo largo del día.

La densidad compactada de los residuos sólidos depende principalmente de cuatro variables: el espesor de las capas; el peso (o presión aplicada) del equipo; la pendiente del frente de trabajo; y el número de pasadas del equipo. La pendiente del frente de trabajo no debe exceder de 1:4; en la práctica se usa 1:5. Generalmente, cuatro a seis pasadas con equipo pesado (más de 20.000 kg) sobre ruedas u orugas proporcionarán un alto grado de compactación. Aunque con más pasadas se logra una mayor compactación, la recuperación de la inversión disminuye sustancialmente luego de más de seis pasadas. Un operador capacitado y experimentado reconoce cuándo las pasadas adicionales producirán una mayor compactación. Para prevenir áreas blandas en el relleno sanitario (es decir, susceptibles al asentamiento cuando se aplica una carga), las cargas muy húmedas deben separarse y mezclarse con materiales secos antes y durante el esparcimiento (por ejemplo, una carga de plásticos o con ramas debe mezclarse con residuos sólidos domésticos). En la figura 10-2 se muestra la secuencia de la compactación.

Figura 10-2. Proceso de descarga y de compactación

La altura final de la descarga generalmente se determina por el plan de nivelación del terreno, el uso del suelo y las limitaciones de la operación. En rellenos sanitarios sumamente profundos que permiten un gran número de descargas, la altura de la descarga puede estar limitada por el equipo. Así, la descarga dependerá de la capacidad del cargador frontal para proporcionar una cobertura completa con una pasada. La altura típica de una descarga varía de 2,5 a 4,5 m.

En la figura 10-3, 10-4 y 10-5 se ilustra la relación entre la densidad y el número de pasadas, el espesor de la capa de residuos sólidos y el peso del equipo de compactación, respectivamente.

 

 

 

Figura 10-3. Impacto de las pasadas sobre la densidad relativa del relleno

Figura 10-4. Relación entre el espesor de la capa de residuos sólidos y la densidad relativa compactada del relleno sanitario

Figura 10-5. Relación entre el peso del equipo y la densidad relativa en el sitio

La pendiente de una celda no debe exceder de 15° ó 1:4 (vertical: horizontal). La pendiente debe establecerse al colocar y compactar adecuadamente las cargas iníciales y debe mantenerse constante a lo largo del día. Si todos los otros factores permanecen constantes, cuando el frente de trabajo es mas horizontal, mayor es el grado de compactación de los residuos sólidos y el conté de‘ equipo de compactación. Sin embargo, si el frente de trabajo se acerca demasiado al plano horizontal, aumenta la posibilidad de problemas con respecto a un buen drenaje y el control de una mayor área de residuos sólidos expuestas. Además, los requisitos de material de cobertura aumentan cuando la pendiente del frente de trabajo disminuye.

La acumulación de tierra y el método de aplicación debe llevarse a cabo de tal manera que la cobertura no se mezcle con los residuos sólidos. Esta situación puede prevenirse al depositar la tierra en la parte superior de la celda o adyacente al frente. En el momento que se aplica la cobertura, el equipo de esparcimiento sólo debe viajar sobre la el material de cobertura y no sobre los residuos sólidos. El equipo de esparcimiento no debería viajar sobre los residuos sólidos hacia la tierra fresca porque esta práctica tiende a depositar residuos sólidos en la parte superior del material de cobertura. Los neumáticos de los diversos tipos de equipo deben limpiarse antes de aplicar o de compactar la tierra.

Las motoniveladoras son los equipos más usados en los países industrializados para aplicar el material de cobertura. Las motoniveladoras reducen la doble manipulación. Lamentablemente, son equipos costosos y los neumáticos pueden dañarse con los residuos sólidos. Las dragalíneas también pueden usarse para aplicar material de cobertura, sin embargo, su requiere una nivelación y compactación adicional del material de cobertura. Independientemente del método de aplicación, la cobertura debe ser compactada y esparcida. Los tractores sobre orugas también pueden aplicar la cobertura aunque, si están equipados solamente con una hoja topadora, pueden requerir otro tipo de equipo para depositar el material de cobertura cerca del frente de trabajo. Comúnmente, dos pasadas con el equipo apropiado proporcionarán compactación suficiente a la cobertura diaria.

El principal objetivo de la aplicación de la cobertura diaria es consolar los vectores, el desparramo de residuos sólidos, el olor, la infiltración de agua y, hasta cierto punto, los incendios. Bajo condiciones ideales, los residuos sólidos deben esparcirse y compactarse en el frente de trabajo lo más pronto posible y cubiertos con la cobertura diaria al final de la jornada. La compactación nivela el sitio y facilita la cobertura y operaciones posteriores al proveer una superficie lisa. Usualmente, un espesor compactado mínimo de 15 cm de cobertura diaria es suficiente para alcanzar el objetivo. El espesor puede exceder de 15 cm si se requiere una mayor profundidad para cubrir todos los residuos sólidos. La cobertura debe aplicarse a la superficie y a las pendientes laterales a medida que progresa la construcción de celdas. El talud lateral de la celda activa (por ejemplo, la superficie de residuos sólidos expuestos y que es perpendicular al frente de trabajo) debe tener una adecuada pendiente y debe ser cubierto con material de cobertura a medida que avanza el frente de trabajo. Este procedimiento de compactación y cobertura del talud lateral debe ser similar al procedimiento que se sigue con el frente de trabajo. Estos procedimientos operacionales evitan que el viento transporte residuos sólidos y requiere que sólo el frente de trabajo y el talud lateral sean cubiertos al finalizar la jornada de trabajo [9].

La cobertura intermedia tiene la misma función que la cobertura diaria; sin embargo, la cobertura intermedia permanece expuesta a la intemperie durante un período más largo y también puede servir como superficie temporal para el tráfico. La compactación mínima sugerida para una cobertura intermedia es 30 cm. Esta cobertura debe colocarse cuanto antes sobre la superficie de la descarga, pero suficientemente lejos de la actividad diaria para prevenir que el equipo disperse residuos sólidos sobre ella.

Las áreas terminadas deben cubrirse con la capa final de tierra lo antes posible, tal como se detalla en la sección 8.7. La profundidad, el tipo de suelo a emplear y los requisitos de compactación deben especificarse en el diseño y en el plan de operación. Todo el relleno sanitario, excepto algunos centímetros superiores, deben compactarse para reducir la permeabilidad del suelo. Puede agregarse una capa de tierra vegetal a la superficie de la cobertura final. La siembra, acondicionamiento del suelo vegetal, fertilización y ajuste del pH debe hacerse inmediatamente después de la cobertura final. Una publicación de la Agenda de Protección Ambiental de los Estados Unidos proporciona información sobre los procedimientos convencionales para sembrar vegetación sobre la cobertura final [8]. La vegetación debe ser apropiada al suelo y al clima local. En el capítulo 8 se presenta una discusión sobre las coberturas. No se debe aplicar tierra demasiado húmeda o congelada. Debe reservarse una cantidad de tierra para facilitar cualquier nivelación que pueda requerirse para mantener las especificaciones del diseño. Una vez finalizados los trabajos, no se permitirá el tráfico sobre el área cubierta.

10.3.4 Método de área

Es común que el método de área se use en depresiones naturales, en áreas preparadas, o en la parte superior de las trincheras llenas. La parte inferior puede ser de tierra natural, una superficie preparada y con revestimiento, suelo compactado o suplementos de suelo. El uso de cualquiera de estos materiales depende de las reglamentaciones locales y de las especificaciones del diseño. En la figura 8-2 se muestra la operación típica del método de área. El método de área requiere suelo importado del sitio o de afuera del mismo para los revestimientos y las coberturas.

El objetivo más importante al preparar un área para su relleno sanitario es utilizar la mayor parte del suelo disponible que reúna los requisitos del diseño. Al mismo tiempo, la preparación del terreno debe evitar al mínimo cualquier alteración de la vegetación y el suelo natural. Para cumplir con estos objetivos, es necesario realizar un inventario integral de la cantidad y del tipo de suelo disponible.

10.3.5 Método de trinchera

El método de trinchera se aplica con mayor frecuencia en terrenos llanos con suelos profundos. El ancho y la profundidad de las trincheras pueden variar mucho de sitio en sitio. En la figura 8-1 se ilustra una operación típica de trinchera. Las operaciones de trinchera producen un excedente de cerca y proporcionan confinamiento lateral al frente de la operación. Si las otras condiciones se mantienen constantes, las operaciones de trinchera pueden requerir más terreno y equipo que las operaciones de área. Además, las operaciones de trinchera pueden necesitar gran espacio para la acumulación y el manejo de tierra.

En general, la profundidad y el ancho de la trinchera se especifican en el diseño y en los planes de operación. La excavación de la primera trinchera e incluso de trincheras posteriores, pueden requerir la acumulación de grandes cantidades de tierra. Esta acumulación debe hacerse de manera tal que permita su disponibilidad para usarse como material de revestimiento o de cobertura y que no impida otras operaciones del relleno sanitario.

Como se ha indicado anteriormente, el tamaño de las áreas no excavadas entre trincheras depende de la profundidad de la trinchera y de las características del suelo. En general, mientras más cohesivo sea el suelo, se requerirá menos espacio entre las trincheras. Por otro lado, la distancia entre las trincheras adyacentes aumenta a medida que la profundidad de las trincheras se incrementa.

El manejo y acumulación de tierra puede optimizarse mediante dos enfoques. El primero se conoce como de cobertura y relleno escalonado. Este enfoque usa la tierra de una trinchera excavada como cobertura de la trinchera adyacente que está en proceso de llenarse. La tierra de la primera trinchera debe acumularse. El segundo enfoque se conoce como la trinchera gradual, en la que la berra excavada de un extremo de la trinchera se usa como material de cobertura para los residuos sólidos depositados al otro extremo de la misma

trinchera.

Generalmente, el frente de trabajo en las trincheras está mejor definido que en las operaciones de área. En el método de trinchera, los residuos sólidos se descargan desde el interior de la trinchera. Los residuos sólidos nunca deben descargarse desde el borde de la trinchera debido al riesgo de accidentes a los operadores y a los usuarios del sitio. En este método se construye una rampa hacia la base de la trinchera y se mantiene a un nivel apropiado para el tránsito de vehículos. Los planes de contingencia deben diseñarse e implementarse durante la época de lluvias o cuando otras situaciones dificulten o hagan riesgoso el uso de la rampa.

Las paredes de la trinchera ayudan a controlar el ancho del frente y el tamaño de la celda. Por otro lado, las paredes de la trinchera pueden interferir con la compactación si la pendiente de los costados es demasiado escarpada para que las ruedas u orugas lleguen al borde de los residuos sólidos contra la pared lateral, y para mantener espacio para la cuchilla.

Las trincheras estrechas pueden acumular rápidamente los residuos sólidos durante los períodos pico de entrega. En estas condiciones, la compactación adecuada quizás no sea posible si todos los residuos sólidos se descargan en el frente de trabajo. Para prevenir esta situación, lo mejor es compactar levemente los residuos sólidos en la base de la trinchera y esparcirlos y compactarlos a medida que el tiempo lo permita.

Cuando se usa el método de área en la parte superior de una trinchera llena, la secuencia de la operación debe ser tal que el relleno de área comience inmediatamente después del relleno de trinchera. Debe reservarse tierra suficiente para que las descargas del área en la parte superior de las trincheras tengan una cobertura adecuada.

10.4 Control del rendimiento

Es importante que el administrador del relleno sanitario tenga la capacidad de evaluar si el relleno sanitario está cumpliendo sus metas. Para ello, deben establecerse métodos de evaluación del rendimiento de la instalación. Existen muchos aspectos en el control del rendimiento que incluyen aspectos técnicos como no técnicos. Los elementos principales del rendimiento del relleno sanitario que puede medirse o evaluarse fácilmente son:

El control ambiental está estrechamente relacionado con el control del rendimiento. El control ambiental se discutirá en otra sección.

10.4.1 Cantidad de residuos sólidos

Los residuos sólidos que ingresan al relleno sanitario deben ser pesados y, de ser posible, debe mantenerse un registro de los pesos. Los rellenos sanitarios grandes, en particular, deben tener básculas. Los residuos sólidos diferentes (por ejemplo, residuos sólidos municipales e industriales) deben ser pesados y registrados por separado. Dependiendo de la estructura de gerenciamiento del relleno sanitario y su área de servicio, también puede ser necesario pesar y registrar las cargas de residuos sólidos de acuerdo a su origen. Este tipo de información puede ser especialmente útil para los planificadores del manejo de residuos sólidos y también para establecer responsabilidades de los costos así como para fines de facturación. Los datos de los pesajes deben registrarse meticulosamente y mantenerse como parte del registro de operación del relleno sanitario. Para asegurar la validez de los datos, deben calibrarse las básculas al iniciarse el funcionamiento del relleno sanitario y, posteriormente, por lo menos una vez cada seis meses.

En algunas localidades, los rellenos sanitarios pueden ser o demasiado pequeños para merecer la instalación de básculas, o quizás el municipio no tenga los recursos financieros para instalar una. En tales casos, el volumen de residuos sólidos de cada descarga (por tipo de residuos sólidos) debe registrarse de la manera más exacta como sea posible. Esto puede hacerse mediante la medición de la longitud, el ancho y la altura de la carga, calculándose luego el volumen de la siguiente forma:

Volumen (m3) = Longitud (m) x Ancho (m) x Altura (m).

En algunos casos, se conocerán las cargas convencionales de los vehículos que ingresan al relleno sanitario. Dado que algunos residuos sólidos pueden compactarse durante su transporte, será importante tener en cuenta tales diferencias al registrar las cargas. La manera más eficaz de representar las variaciones de densidad de los residuos sólidos es por medio de la conversión de los volúmenes medidos a pesos. Una vez que se sabe o se calcula la densidad de los residuos sólidos, la conversión matemática es sencilla:

Peso (Mg) = Volumen (m3) x Densidad (Mg/m3).

La densidad se puede calcular tomando como base la experiencia, el peso representativo de cargas que han ingresado al relleno sanitario y la información obtenida de los fabricantes de los vehículos compactadores. Las pruebas de pesaje pueden llevarse a cabo con básculas portátiles en el relleno sanitario.

Tal como se trata en la capítulo 4, la densidad de los residuos sólidos varía enormemente según el nivel económico del país y del tipo de residuo, su fuente y su grado de humedad. Dado que los valores de densidad son de suma importancia para el manejo adecuado de las operaciones de disposición final y, ya que difieren considerablemente de acuerdo al lugar, es importante que la información sobre la densidad de los residuos sólidos se determine para las condiciones locales.

10.4.2 Tasa de relleno

La tasa a la cual se llena un relleno sanitario tiene relación directa con la vida útil del sitio. Por ejemplo, si la tasa de relleno puede reducirse o moderarse a través de un buen manejo, el relleno sanitario tendrá una vida útil más larga para una capacidad determinada (volumen). La tasa de relleno depende de la tasa de residuos sólidos dispuestos y del material de cobertura usado. La manera más confiable de determinar la tasa de relleno consiste en realizar estudios sobre el terreno o una inspección aérea de la zona llenada y, usando esa información, calcular el volumen o el 'espacio de aire' ocupado entre las dos fechas del estudio. En los rellenos sanitarios grandes, puede ser práctico ejecutar estudios anuales de la superficie mediante fotogrametría aérea digital. De esta forma, el volumen anual puede calcularse con los datos computarizados de elevación provenientes de cartografías sucesivas. De acuerdo al uso de los datos del estudio y del lapso entre los estudios, puede ser necesario considerar el asentamiento del relleno sanitario al interpretar los resultados y al aplicar estimaciones futuras.

Un medio menos contable para calcular la tasa de relleno consiste en convertir los datos de la cantidad de residuos sólidos depositados en estimaciones volumétricas de los residuos sólidos compactados en el terreno. Se debe agregar el volumen de cobertura diaria. El uso de los datos sobre la cantidad de residuos sólidas requiere que se conozcan con razonable exactitud los valores de la densidad compactada y que los procedimientos de compactación se mantengan de manera constante.

Una vez que se establece la tasa volumétrica de relleno, puede relacionarse con los datos de peso para que la capacidad del relleno sanitario pueda expresarse en función del peso (Mg) o del volumen (m3) de residuos sólidos.

Independientemente del método seleccionado para estimar la tasa de relleno, es esencial

conocerla para predecir la vida de un relleno sanitario activo. Este conocimiento será de valor no sólo para el administrador del relleno sanitario, sino que también para otros responsables de la planificación del manejo de residuos sólidos.

10.4.3 Uso de material de cobertura

Es importante conocer la tasa de uso del material de cobertura diario e intermedio porque este material ocupa espacio (volumen) en el relleno sanitario que, de otro modo, estaría disponible para la disposición final de residuos sólidos. Por lo tanto, la cobertura tiene dos costos: el costo directo del material de cobertura y el costo indirecto por la capacidad perdida para disponer residuos sólidos. Una meta importante de las operaciones de disposición final debe consistir en el uso de la tasa mínima de material de cobertura, compatible con las buenas prácticas de disposición sanitaria. Dado que la profundidad mínima de cobertura diaria recomendada es aproximadamente 15 cm, normalmente la única manera de disminuir la proporción de material de cobertura consiste en aumentar la profundidad de los residuos sólidos compactados antes de ser cubiertos. Esta operación puede o no ser práctica, dependiendo de la situación específica.

A través del control del material de cobertura con relación a la cantidad de residuos sólidos que ingresa al sitio o a la cantidad compactada en el relleno sanitario, el gerente o encargado del sitio puede analizar la tendencia de los requisitos de cobertura y buscar posibilidades de reducirla. Para determinar el uso del material de cobertura, el operador puede contar las cargas de material de cobertura que traen los vehículos o medir el material de cobertura extraído de áreas dedicadas a este fin. Para las instalaciones más pequeñas, contar las cargas de volúmenes conocidos puede ser el método más práctico. La medición de volúmenes removidos de otras áreas puede hacerse contando las cargas o por estudios topográficos del terreno antes y después de la excavación.

10.4.4 Lixiviado

En cualquier relleno sanitario que colecta lixiviado, la cantidad de lixiviado debe medirse constantemente y registrarse de dos maneras: mediante la lectura de los niveles líquidos en los tanques o en los embalses de almacenamiento de lixiviado, o la lectura de las bombas de lixiviado o de las líneas de descarga equipadas con medidores de flujo.

La cantidad de lixiviado debe registrarse para analizar las tendencias o variaciones significativas con el transcurso del tiempo. Debe hacerse una correlación de los cambios en la cantidad de lixiviado con los cambios en los niveles de precipitación. Las variaciones que no se relacionan con los efectos de las lluvias pueden buscarse en los cambios de operación del relleno sanitario. También es útil comparar la proporción actual de la generación de lixiviado con los cálculos del diseño original. Si las tasas reales exceden los cálculos por un margen sustancial, puede deberse a un problema de operación o el exceso podría indicar que las instalaciones para recoger, transportar o tratar el lixiviado son pequeñas.

 

10.4. 5 Gas del relleno sanitario

Una vez instaladas las coberturas finales a parciales, la superficie del relleno sanitario debe evaluarse periódicamente para observar señales adversas producidas por el gas en él producido. Estas señales pueden incluir efectos observables en la vegetación de la cobertura final, olores fuertes o brechas visibles en el sistema de cobertura por donde se emiten vapores o donde se puede observar humo o llamas del gas en combustión. En el caso de los revestimientos con membrana flexible, la acumulación excesiva de presión de gas debajo del revestimiento puede crear burbujas grandes y levantado.

Cualquiera de las señales descritas en el párrafo anterior revelará la necesidad de tomar medidas adicionales para contener, colectar o descargar el gas. En los sistemas pasivos, la adición de ventilación en los lugares críticos puede corregir el problema. En los sistemas activos, las emisiones no deseadas o la acumulación del gas puede controlarse mediante el aumento del vacío en los pozos de extracción o en los respiraderos existentes, o con la instalación de pozos adicionales o ventilación en las áreas problemáticas.

10.4.6 Seguridad de los trabajadores

El elemento humano es la consideración más importante del rendimiento del relleno sanitario. Debe recalcarse la seguridad de los trabajadores en todos los aspectos de las operaciones del relleno sanitario mediante la capacitación de la mano de obra y el control del lugar de trabajo para evitar prácticas inseguras. Esta capacitación y el control son tareas que deben estar bajo la dirección de especialistas experimentados.

En los rellenos sanitarios donde se da prioridad a la seguridad, los beneficios probables son la motivación del personal y un alto nivel de eficiencia operativo. Un relleno sanitario con un buen historial de seguridad generalmente es una instalación bien administrada. Por el contrario, un relleno sanitario con un historial de seguridad pobre, probablemente sufre otros problemas operativos. Por estas razones, es importante que se de seguimiento a la seguridad de los trabajadores durante las operaciones. Quizás las únicas y más útiles medidas de rendimiento de seguridad son los números de lesiones y las horas perdidas debido a lesiones. En los Estados Unidos es común colocar letreros prominentes en los lugares de trabajo, con la siguiente inscripción: "Hemos trabajado xx horas sin pérdida de tiempo por lesiones"; esto sirve como un recordatorio de la importancia de la seguridad y como un incentivo para que los empleados mantengan hábitos laborales seguros.

10.5 Control ambiental

El control ambiental se refiere a las inspecciones y pruebas periódicas realizadas para evaluar las repercusiones del relleno sanitario en su ambiente circundante. El control ambiental para los rellenos sanitarios se divide en las siguientes cuatro categorías:

  1. erosión y sedimentación,
  2. calidad de las aguas subterráneas,
  3. calidad superficial del agua, y
  4. calidad del aire y migración del gas.

Algunas actividades de control incluyen más de una de las categorías mencionadas anteriormente.

Por ejemplo, la evaluación de la cobertura del relleno sanitario por emanación de lixiviado se aplica a los ítems 2 y 3.

10.5.1 Erosión y sedimentación

En cualquier etapa de la vida del relleno sanitario, grandes áreas de terreno que han sufrido alteraciones podrían estar expuestas a la intemperie. Por lo tanto, si no se aplican medidas de control adecuadas, podrían ocurrir problemas potenciales asociados con la erosión y la sedimentación. Incluso después del cierre del relleno sanitario, la erosión y el control de la sedimentación constituirán un requisito de mantenimiento a largo plazo.

El control ambiental debe incluir la inspección periódica de la superficie del relleno sanitario y los sistemas de drenaje para verificar la erosión excesiva o la acumulación de sedimentos. Los sedimentos depositados en los canales deben extraerse rápidamente y las cuencas o trampas de sedimentación aguas abajo deben limpiarse periódicamente para mantener su nivel de rendimiento. Los canales naturales que reciben escorrentía del relleno sanitario deben controlarse con frecuencia y después de cada tormenta para observar los signos de la acumulación de sedimentos provenientes del relleno sanitario. De acuerdo a la situación, deben tomarse medidas para restaurar los cuerpos de agua o las zonas pantanosas afectadas.

10.5.2 Calidad de las aguas subterráneas

El control de la calidad de las aguas subterráneas sirve para dos fines: 1) demostrar que el relleno sanitario no está causando un deterioro importante en el agua subterránea; 2) evaluar la magnitud (el grado de contaminación si la calidad de las aguas subterráneas se ha degradado. El control es particularmente necesario cuando el relleno sanitario está ubicado a una distancia de entre 1.500 y 3.000 m, medida horizontalmente, de cualquier cuerpo de agua subterránea que es fuente de agua potable o cuando está dentro de una distancia de 10 a 20 m, medida verticalmente, de tal fuente.

Usualmente, los pozos de control de aguas subterráneas se instalan en un sitio de disposición final durante las evaluaciones hidrogeológicas. Pueden perforarse pozos adicionales en la etapa de construcción del relleno sanitario o durante la vida activa de la instalación. Los pozos deben instalarse cuesta arriba y cuesta abajo del relleno sanitario y pueden construirse dentro de la sobrecarga o prolongarse hasta la roca sólida (figura 10-6). Las aguas subterráneas también pueden examinarse a diferentes profundidades, según la estratigrafía.

 

 

Figura 10-6. Ejemplo de un pozo para el control de aguas subterráneas

El tipo, número, colocación y profundidad de los pozos de control dependerán de la geología específica y del tamaño del sitio y debe formar parte de un plan de control de aguas subterráneas, desarrollado por un profesional capacitado.

El muestreo y el examen de calidad de las aguas subterráneas debe realizarse a intervalos durante todo el año. Los períodos de muestreo deben adecuarse a las posibles variaciones de la calidad del agua relacionadas con las fluctuaciones estacionases en el nivel freático. Se recomienda que las muestras de aguas subterráneas se tomen y se analicen al menos dos veces al año. Los siguientes parámetros de calidad deben analizarse para verificar la contaminación por medio del lixiviado:

• PH* • manganeso

• conductividad específica* • nitrato/nitrito de nitrógeno

• alcalinidad • nitrógeno total Kjeldahl

• demanda biológica de oxígeno • hierro

• demanda química de oxígeno • sodio

• cloruro • sulfato

* Medición con instrumentos de campo portátiles

El análisis de los siguientes parámetros es más costoso pero debe incluirse en el programa de evaluación de aguas subterráneas a intervalos menos frecuentes, según lo permitan las circunstancias:

• arsénico • plomo

• bario • selenio

• cadmio • fenoles totales

• cromo • compuestos orgánicos volátiles

• mercurio

Los rellenos sanitarios que reciben residuos sumamente tóxicos en pocas cantidades o un volumen considerable de residuos peligrosos deben tener un programa de evaluación más completo. Los parámetros analíticos se seleccionarán de acuerdo a las características químicas de los residuos aceptados.

10.5.3 Calidad de las aguas superficiales

Se debe hacer una inspección rutinaria de las aguas superficiales cuesta abajo para observar signos de contaminación. Además de la acumulación de sedimentos, la degradación se evidencia en la muerte o enfermedad de la flora y de la fauna, flujo de lixiviado, color inusual del agua y olor extraño. Además de la inspección visual frecuente, las aguas superficiales deben controlarse cada vez que se toman muestras de los pozos de control de aguas subterráneas, analizándose los siguientes parámetros:

• pH • demanda biológica de oxígeno

• conductividad específica • nitrógeno Kjeldahl total

Las muestras de agua superficial deben tomarse tanto cuesta arriba como cuesta abajo del lugar que evidencie el deterioro y cuya causa se atribuye al relleno sanitario. Si un tributario es una posible fuente de agua, también debe ser muestreado.

En gran medida, los puntos de muestreo y los parámetros analíticos para una situación específica se basarán en experiencias anteriores, en el juicio profesional y en el sentido común. Por ejemplo, los contaminantes presentes en las aguas subterráneas pueden contribuir al deteriora del agua superficial cerca del sitio. En ausencia de cualquier dato específico, el primer grupo de parámetros de la sección 10.5.2 puede servir como punto de partida para el análisis de las muestras. Basándose en estos resultados y en los análisis de aguas subterráneas, la lista de parámetros analíticos puede ampliarse para incluir el segundo grupo. Con el transcurso del tiempo, puede ser posible vigilar eficazmente la calidad del agua, seleccionándose un número más pequeño de parámetros 'indicadores' como una medida para reducirlos costos analíticos.

10.5.4 Calidad del aire y migración del gas del relleno sanitario

Como la mayoría de los países en desarrollo carece de reglamentos específicos de calidad del aire y de niveles admisibles de emisiones para las instalaciones de disposición final en el suelo, la medición de la calidad del aire en los rellenos sanitarios no es una práctica usual. Sin embargo, los olores y la migración del gas (metano) son dos aspectos pertinentes, independientemente del desarrollo normativo, y requieren vigilancia como parte del funcionamiento de un relleno sanitario moderno. En su mayoría, los olores se pueden detectar por medio de los trabajadores del relleno sanitario y mediante las quejas de la población vecina. Si el olor se convierte en un problema continuo para las partes afectadas, debe ser resuelto haciéndose los ajustes apropiados en la operación del relleno sanitario. En caso extremo, los olores sólo pueden controlarse a través de un sistema activo de colección y tratamiento del gas del relleno sanitario.

La migración del gas del relleno sanitario, por otro lado, requiere que se establezcan procedimientos específicos para su evaluación. la necesidad de vigilar la migración de gas deriva de su potencial explosivo (ver capítulo 14 para obtener información adicional) y también para evitar que se acumule en las estructuras construidas dentro del sitio o fuera de él, en concentraciones que constituyen un riesgo para las personas o para la propiedad. En los Estados Unidos, las reglas federales han establecido que las concentraciones del gas del relleno sanitario no pueden ser mayores que los siguientes límites:

Estos límites también son válidos para los países en desarrollo. El LEI es equivalente a una concentración de 5% de metano en el aire, y el valor 5% es usado en los dos requisitos de migración de gas mencionados anteriormente. El LEI se mide a través de un indicador de gas combustible portátil de campo.

 

Figura 10-7. Probeta típica de una rejilla para el control de gas (no a escala)

Para vigilar y evaluar la migración de gas en el suelo, las sondas detectoras (figura 10-7) se instalan a lo largo del límite del sitio a diversos intervalos. El espacio entre las sondas dependerá de las circunstancias específicas del sitio. Cuando la migración del gas del relleno sanitario es una preocupación sustancial para las propiedades vecinas, una distancia máxima de 100 m entre las sondas sería razonable en la mayoría de casos. En donde haya poco potencial o el riesgo de migración de gas es mínimo, las sondas pueden omitirse. Las sondas de migración de gas se instalan a una profundidad igual a la elevación más alta de nivel freático o a la elevación más baja del relleno sanitario, cualquiera sea mayor o a los suelos más permeables sobre el nivel freático.

Las estructuras dentro o cerca del relleno sanitario son vulnerables a la acumulación del gas del relleno sanitario; por ello, es necesario realizar el control diario para verificar que el gas no se esté filtrando. El operador debe recordar que el gas del relleno sanitario tiende a seguir la ruta de menor resistencia subterránea. La experiencia y las mediciones indican que el gas del relleno sanitario puede viajar a distancias considerables de la fuente. Además de las estructuras obvias del relleno sanitario que pueden ser afectadas, los siguientes pueden servir como conductos o puntos de colección para el gas del relleno sanitario:

Antes de ingresar a cualquier espacio subterráneo o confinado alrededor del relleno sanitario, debe examinarse la concentración de gas con un indicador de gas combustible. No se debe permitir la entrada si el nivel es superior al 10% del LEI.

El control del gas debe realizarse de manera regular (por ejemplo, una vez cada tres meses). Para hacer la lectura del gas (% LEI) se inserta el instrumento sensor en el revestimiento de la sonda detectora. En las estructuras, la lectura se toma en los espacios interiores sobre y debajo de la nivelación, alrededor del exterior de las fundaciones a nivel del suelo, y en cualquier grieta o abertura en las fundaciones o en el piso. También se recomiendan las mediciones de las estructuras que están cerca del relleno sanitario, especialmente si están habitadas o si tienen sótanos, pues el gas suele acumularse en esos lugares. Las mediciones de las concentraciones del gas fuera del sitio serían recomendables si hay efectos o daños visualmente aparentes en la vegetación. Por lo tanto, el reconocimiento visual fuera del sitio debería utilizarse como una herramienta de control. Cualquier lectura de concentración de gas que exceda las normas ya mencionadas indican la necesidad de mayor vigilancia y control y, posiblemente, acciones correctivas o incluso, de ser necesario, la evacuación de edificios.

 

Referencias

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  2. Shuckrow, A.J., A.P. Pajak, y C.J. Touhill, Management of Hazardous Waste Leachate, preparado para el Municipal Environmental Research Laboratory, Office of Research and Development, Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Cincinnati, Ohio (SW-871), septiembre de 1980.
  3. Lu, J. C.S., B. Eichenberger y Steams R.J., Production and Management of Leachate from Municipal Landfills: Summary and Assessment, EPA-600/2-84-092, NTIS PB84-187913, mayo de 1984.
  4. Bass, J.M., Avoiding Failure of Leachate Collection System at Hazardous Waste Landfills, EPA-600/D-84/210, NTIS PB84-235100, agosto de 1984.
  5. Noble, G., Sanitary Landfill Design Handbook, Technomic Publishing Company, Westport, Connecticut EUA, 1976.
  6. Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Classification Criteria for Solid Waste Disposal Facilities and Practices, Part IX, Federal Register, septiembre de 1979.
  7. Conrad, R.S. y E.K. Hoffman, "Transportation Model Applied to Landfill Design", Journal Environ. Eng. Div. ASCE, junio de 1974.
  8. Gilman, E.F., F.B. Flower y L.A, Leone, Standardized Procedures for Planting Vegetation on Completed Sanitary Landfills, Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Cincinnati, Ohio, EPA-600/2-83-055, NTIS PB83-241-018, 1983.
  9. Northeim, C.M., et al., Handbook for the Design, Construction, and Operation of Sanitary landfills, U.S. EPA, 68-02-3992-1/040, 1987.
  10. Keller, E.A., Environmental Geology, Segunda Edición, Merril Publishing Company, 1979.
  11. Steams, R.P. y Petoyan de G.S., "Identifying and Controlling Landfill Fires", Waste Management & Research, 2 : 303-309, 1984.

 

Capítulo 11

Procesos del Relleno Sanitario

    1. Introducción

Este capítulo trata sobre los procesos claves que se producen dentro del relleno sanitario que contiene residuos sólidos. Los procesos que se producen dentro del ambiente del relleno sanitario se caracterizan según tres aspectos generales: 1) la cantidad, la composición y las características de los residuos sólidos dispuestos; 2) el diseño y la operación del relleno sanitario; y 3) los fenómenos asociados con los procesos físicos, químicos y biológicos que ocurren dentro de los residuos sólidos enterrados. El funcionamiento; es decir, las consecuencias de operar y mantener el relleno sanitario, son manifestaciones de los procesos ya mencionados.

Los tres aspectos están estrechamente interrelacionados en lo que se refiere a sus impactos sobre un relleno sanitario que ha alcanzado su capacidad. Por ejemplo, la cantidad y la composición de los residuos sólidos determinan la cantidad y las características de los productos asociados con los procesos físicos, químicos y biológicos, los que a su vez son influenciados por el diseño y la operación del relleno sanitario. Además, también determinan el grado y el curso de los procesos físicos y bioquímicos. Debido a esta interrelación, los tres procesos se tratan bajo el mismo encabezamiento denominado "procesos claves".

Una manifestación del resultado de estos procesos en el relleno sanitario es la descomposición de los residuos sólidos. La descomposición es la degradación de un material a unidades químicas más simples o menos complejas. Los materiales también se degradan físicamente en los rellenos. La división de los procesos claves entre físicos, biológicos y químicos es un poco arbitraria, particularmente debido a que los procesos no se prestan a definiciones exactas y debido a que ocurren sinergías entre los procesos en los rellenos. Sin embargo, esa división permite un grado de organización de este tópico tan complejo que, de otra manera, no podría realizarse si los procesos fueran simplemente listados y descritos en un orden arbitrario.

11.2 Procesos claves

Después que los residuos sólidos se colocan en un relleno sanitario ocurren vados procesos que, de una u otra forma, están influenciados por ciertas condiciones externas a lo largo del límite del relleno sanitario. Las condiciones externas incluyen, pero no se limitan a, factores como la cantidad y la tasa de precipitación, y la permeabilidad de la interfase cobertura/residuos sólidos a la penetración del agua. Para fines prácticos, se consideran tres procesos dominantes dentro del relleno sanitario, los que pueden describirse de manera general como físicos, químicos y biológicos. Los procesos no actúan independientemente uno del otro y durante la vida útil de un relleno sanitario la dominación relativa de cada uno puede variar en función del tiempo y de la posición en el relleno sanitario. De los tres tipos, los procesos biológicos son los más importantes. Sin embargo, están muy influenciados por los procesos físicos y químicos. Al mismo tiempo, los procesos físicos y químicos también influencian los procesos biológicos.

11.2.1 Procesos físicos

En general, los procesos físicos más importantes que ocurren en el relleno sanitario son: la compresión (compactación), la disolución, la absorción y la reducción del tamaño de las partículas.

Los cambios en la composición química no ocurren durante los procesos estrictamente químicos. La compresión y los asentamientos del relleno sanitario son procesos que se relacionan estrechamente; por lo tanto, se describen conjuntamente. De manera similar, la disolución y el transporte están asociados, pero no en el mismo grado. Todas las áreas dentro del relleno sanitario experimentan los cuatro procesos.

La compresión de los residuos sólidos en el sitio de disposición final es un proceso continuo que se inicia con la compactación (y la reducción del tamaño) de los residuos sólidos por la maquinaria usada para compactar los residuos sólidos durante las actividades diarias de relleno sanitario y prosigue después que los residuos sólidos ya están dispuestos. La compresión continua es una consecuencia de la degradación de los residuos sólidos y es un resultado de la fuerza ejercida por el peso de la carga sobrepuesta de los residuos sólidos y la cobertura de tierra. La pérdida de fuerza mecánica de algunos de los materiales en el relleno sanitario, como consecuencia de las reacciones químicas y biológicas, reduce el tamaño de los residuos sólidos por la fuerza de compresión interna. El asentamiento de las partículas del suelo y otras partículas finas entre las más grandes de los residuos sólidos debido a la fuerza gravitatoria también son responsables de parte de la consolidación. Los asentamientos (definidos como la disminución del volumen que contiene una masa determinada) del relleno sanitario terminado son un resultado final de la compresión. Estos asentamientos se suman al asentamiento producido por otras reacciones (por ejemplo, la pérdida de masa debida a la descomposición química y biológica).

La absorción también es un fenómeno físico que se produce en el relleno sanitario. Las consecuencias primarias de la absorción son: 1) la retención en masa e inmovilización de contaminantes disueltos al prevenir que el agua los transporte conjuntamente con partículas contaminantes en suspensión fuera del límite del relleno sanitario y 2) la suavización y, eventualmente, la perdida de resistencia de los materiales orgánicos biodegradables. La absorción es el proceso mediante el cual las sustancias son retenidas por atracción capilar. El potencial de absorción de un relleno sanitario está estrechamente relacionado con su contenido de fibra. En los países industrializados, la mayor parte del potencial de absorción de los residuos sólidos municipales dispuestos se deriva de su contenido de papel. Con otro tipo de fibras solo se produce una absorción menor (por ejemplo, el algodón y la lana). La razón radica en que su concentración en los residuos sólidos dispuestos en los países industrializados es relativamente pequeña.

 

 

La absorción de gas por el agua también es un fenómeno de absorción que ocurre dentro del ambiente de un relleno sanitario. Por ejemplo, el CO2 (un componente principal del biogás) se disuelve en el agua dentro del ambiente del relleno sanitario.

En los países económicamente en desarrollo, las circunstancias pueden ser muy diferentes. Por ejemplo, la concentración de papel y otros tipos de fibra es generalmente pequeña y, en consecuencia, es común que la absorción sea menor. Además de las bajas concentraciones de fibra, gran parte de ellas puede estar saturada o casi saturada puesto que los residuos sólidos en muchas áreas en desarrollo contienen altas concentraciones de materia húmeda y putrescible. Sin embargo, existen excepciones a estas circunstancias. Por ejemplo, ciertos residuos sólidos provenientes de cultivos (especialmente secos) pueden proporcionar algún potencial de absorción y algunas comunidades pueden tener porcentajes elevados de papel como resultado de su dependencia de productos básicos importados.

Finalmente, debe reconocerse que, con el tiempo, todo el material absorbente en un relleno sanitario se satura. En consecuencia, la absorción sólo puede funcionar como una acción de retraso con respecto a la descarga de los contaminantes.

La reducción del tamaño de las partículas ocurre como consecuencia de algunos procesos propios de un relleno sanitario. Por ejemplo, el equipo de compactación reduce el tamaño de las partículas de los componentes de los residuos sólidos, como los envases de vidrio y el papel de embalaje, cuando recién son colocados en el relleno sanitario. Una vez que los residuos sólidos están dentro del relleno sanitario, el ataque microbiano modifica las fuerzas de compresión y de tensión de muchos de los componentes orgánicos, lo que permite su degradación. Al mismo tiempo, el cambio de la distribución del tamaño de las partículas a tamaños más finos promueve las reacciones químicas y biológicas, las que dependen del área superficial disponible del sustrato (en este caso, materiales residuales en el relleno sanitario) y, en consecuencia, del tamaño de la partículas.

11.2.2 Procesos químicos

Dos tipos de reacciones químicas importantes ocurren en un relleno sanitario: reacciones de oxidación/reducción y reacciones dependientes del pH. Las reacciones que dependen del pH son una consecuencia de los ácidos orgánicos y del dióxido de carbono (CO2) producidos o sintetizados por los procesos biológicos y disuelto en agua (H2O). Las reacciones que dependen del pH incluyen las que afectan las características microscópicas de la superficie de los materiales, tales como la adsorción, y las que afectan la solubilidad de los complejos químicos. El grado de las reacciones de oxidación/reducción en un relleno sanitario está controlado por el nivel de oxígeno en el relleno sanitario; inicialmente, el oxigeno es incorporado en él durante su construcción. los metales ferrosos son particularmente sensibles a las reacciones de oxidación/reducción.

Las reacciones que incluyen ácidos orgánicos y CO2 disueltos son típicas reacciones metal- ácido. Los productos de estas reacciones son principalmente los iones metálicos y las sales en el lixiviado dentro del relleno sanitario. La presencia de ácidos orgánicos conduce a la disolución y a la movilización de cantidades importantes de materias residuales en el relleno sanitario y, en consecuencia, a fuentes potenciales de contaminación. La disolución de CO2 en el agua reduce el pH, solubilizando los metales, especialmente el calcio y el magnesio.

Los iones de carbonato de calcio y de metales se encuentran característicamente en el lixiviado.

La cantidad de agua que penetra un relleno sanitario tiene un impacto importante en las reacciones que ocurren en el mismo. El agua es un medio para la solución de sustancias solubles. Estos materiales que no han reaccionado consisten de partículas vivas e inertes. El tamaño de las partículas varia de coloidal hasta varios milímetros. La solubilidad de varios compuestos es una función importante del pH.

En un relleno sanitario típico, la amplía variedad de componentes y granulometría de los residuos sólidos provee condiciones que resultan en un gran nivel de adsorción. La adsorción es uno de los fenómenos físicos más importantes en el relleno sanitario porque conlleva la inmovilización de muchas sustancias vivas e inertes que podrían causar problemas si se les permite llegar al ambiente externo al relleno sanitario. La adsorción es la adhesión de moléculas a una superficie. La adsorción puede jugar un papel importante en el confinamiento de algunos complejos químicos. Una de las limitaciones significativas es su corta vida. Un número de factores puede alterar la vida de sitios de adsorción. Por ejemplo, las propiedades de los sitios pueden ser alteradas por los efectos biológicos y por la descomposición.

Las reacciones químicas, así como las características químicas de algunos de los materiales en el relleno sanitario, pueden tener un efecto negativo sobre el ambiente. Este es el caso de los lugares de disposición final en los países en desarrollo que no tienen un control adecuado y que permiten la disposición final de diferentes contaminantes como los insecticidas, herbicidas, sustancias cáusticas y otros. Los productos derivados de las reacciones generalmente pueden encontrarse en los pozos de control. Algunos compuestos importantes que pueden emplearse como indicadores de la migración potencial de los contaminantes del relleno sanitario son los nitratos (NO3), los ácidos orgánicos volátiles y los iones de amoníaco (NH3+). Los dos últimos indicadores son los mejores y los preferidos para controlar los nitratos. El ion de amoníaco se encuentra a niveles relativamente altos en la descomposición de los productos orgánicos. Los iones de amoníaco son particularmente problemáticos porque generalmente son muy móviles en un sistema subterráneo húmedo. El uso de NH3+ como indicador de una posible contaminación sería válido siempre y cuando otras fuentes posibles de iones de amoníaco, como los fertilizantes, no estén ubicadas en los alrededores [4].Otros indicadores de la migración de elementos químicos y contaminantes son los niveles elevados de Ca, Mg, Cl, conductividad específica, contenido total de carbono orgánico, DBO y DQO en los pozos de control o en las aguas superficiales. Las circunstancias y las condiciones locales generalmente gobiernan y dictan cuáles serían los indicadores más adecuados para el control.

11.2.3 Procesos biológicos

Las reacciones biológicas en un relleno sanitario son importantes por dos razones. Una razón es que los materiales orgánicos biodegradables en los residuos sólidos se toman biológicamente estables y, en consecuencia, ya no constituyen una fuente potencial de contaminación. Los principales residuos sólidos orgánicos biodegradables incluyen los residuos alimenticios, los residuos vegetales, el papel y sus derivados y las fibras naturales (de origen animal o vegetal).

La segunda razón importante es la conversión de una porción considerable de sólidos carbonosos y proteínicos a gas; de ese modo, se reduce sustancialmente la masa y, en consecuencia, el volumen de los residuos sólidos orgánicos biodegradables.

Sólo una pequeña fracción de los nutrientes de los residuos sólidos se transforma en protoplasma microbiano. Con el tiempo, a medida que la población microbiana muere, este protoplasma se degrada y, en consecuencia, constituye una reserva de material para la descomposición en el futuro.

En general, la descomposición biológica puede producirse bajo condiciones aerobias o anaerobias. Debido a que los residuos sólidos se colocan y yacen en el relleno sanitario durante un largo período, el ambiente dentro del relleno sanitario es dinámico. En una ubicación específica dentro del relleno sanitario (es decir, con referencia al volumen inicial que contiene una masa específica de residuos sólidos), las reacciones aerobias preceden a las anaerobias. Aunque ambas fases son importantes, la descomposición anaerobia ejerce la mayor y más duradera influencia, por las características asociadas al relleno sanitario. En la figura 11-1 se ilustra un período típico de los procesos aerobios y anaerobios de un relleno sanitario.

Figura 11-1. Características de los procesos químicos y biológicos que ocurren en un relleno sanitario

La principal forma de descomposición, inmediatamente después que los residuos sólidos se entierran es la aerobia y se denomina la "fase aerobia". La descomposición continúa siendo aerobia hasta que se agota todo el oxígeno (O2) del aire atrapado en el relleno sanitario y todo el oxígeno disuelto en la precipitación que penetró el relleno sanitario ha sido utilizado. Los productos de las reacciones aerobias son calor, CO2, H2O y material inorgánico, siempre y cuando haya suficiente oxígeno para que la reacción proceda hasta el final. En la práctica, la duración de la fase aerobia es relativamente breve y depende de las condiciones de diseño y de la operación del relleno sanitario, incluido el grado de compactación y el contenido de humedad (la humedad desplaza el aire de los espacios intersticiales entre las partículas de los residuos sólidos). Los microbios activos durante esta fase incluyen aerobios obligatorios y los facultativos. Durante la fase aerobia, las temperaturas en el interior del relleno sanitario pueden ser tan altas como 45° a 55°C.

El impacto ambiental adverso durante la fase aerobia es mínimo porque los productos finales de la descomposición aerobia son: sólidos inorgánicos inertes, CO2 y H2O. A pesar de que durante la fase aerobia pueden liberarse productos de descomposición intermedia, es común que su cantidad y contribución relativa a la contaminación sea pequeña.

Como se ha indicado anteriormente, la cantidad de oxígeno enterrada con los residuos sólidos se agota relativamente rápido. Por ello la mayor parte de la sustancia orgánica biodegradable en un relleno sanitario experimenta con el tiempo procesos biológicos anaerobios. Los microorganismos responsables de la descomposición anaerobia incluyen tanto los anaerobios obligatorios como los facultativos. Entre otras características, una distinción notoria entre la fase aerobia y la fase anaerobia es la ausencia de una generación significativa de calor en la última fase. En consecuencia, durante la fase anaerobia la temperatura o el incremento de la temperatura en los residuos sólidos disminuye gradualmente de temperaturas elevadas o de altas tasas de generación de calor, características de la fase aerobia, hasta la del ambiente.

Los productos derivados de la descomposición anaerobia pueden ejercer un efecto considerablemente adverso en el ambiente a menos que se controlen adecuadamente. Pueden definirse dos grupos de productos derivados: 1) los ácidos orgánicos volátiles y 2) los gases. La mayoría de los ácidos orgánicos son ácidos grasos de cadena corta y hediondos. Ellos conforman una porción de los productos intermedios (otros son H2O y CO2) producidos durante la primera fase (generalmente conocida como la fase de formación de ácidos). Ejemplos de ellos son los ácidos fórmicos, acéticos, propiónicos e isovaléricos.

Debido a la presencia de los ácidos, el pH del ambiente local es bajo (ácido) y el líquido (lixiviado) es químicamente agresivo. El resultado es la producción de un lixiviado fuerte en términos de concentración de iones y de materia orgánica. Además de provocar reacciones químicas con otros componentes, los ácidos sirven de sustrato a los microorganismos productores de metano. La segunda fase (metanogénica) del proceso anaerobio es caracterizada por la conversión de los ácidos grasos y el H2, producidos durante la fase de formación de ácidos, a CO2 y CH4. El ambiente de esta fase es caracterizado por un pH neutro y un lixiviado que es menos agresivo que el que se produce durante la fase de formación de ácidos.

Los dos gases más importantes que se forman durante la fase anaerobia son el metano (CH4) y el dióxido de carbono (CO2). El sulfuro de hidrógeno (H2S), el hidrógeno (H2) y el nitrógeno (N2) generalmente están presentes en concentraciones traza o en concentraciones menores.

Los factores ambientales que afectan las actividades biológicas influyen sustancialmente en los procesos, la tasa y el grado de descomposición biológica en el relleno sanitario. Los procesos de descomposición biológica determinan la naturaleza de los productos de descomposición. La tasa de descomposición rige algunas actividades, incluyendo el período durante el cual el relleno sanitario terminado debe controlarse para evitar las posibles emisiones de contaminantes y el período que debe pasar antes que el relleno sanitario clausurado pueda usarse. Esta situación se da independientemente del uso final eventual, ya sea para la recreación, la agricultura u otros fines.

Un efecto importante de la descomposición en el uso del relleno sanitario clausurado es su influencia en la tasa y en el grado de asentamiento (es decir, la reducción de la elevación de la superficie del relleno sanitario). El asentamiento es una limitación principal en el uso del relleno sanitario. Los asentimientos continúan hasta que el proceso de descomposición biológica se complete. Obviamente, cualquier perfeccionamiento en la tasa de descomposición convertirá al sitio apto para usarse antes de lo que puede lograrse si se dejan los procesos a su tasa normal de reacción, es decir, incontrolado. Igualmente obvio es el hecho de que el uso de la propiedad del relleno sanitario antes de la estabilización biológica puede ser una actividad arriesgada y potencialmente peligrosa.

Los principales factores que afectan la descomposición biológica de un relleno sanitario moderno son la humedad, la temperatura, el contenido de nutrientes para los microbios y el grado de resistencia de los residuos sólidos al ataque microbiano. De todos los factores mencionados anteriormente, considerando la mayoría de ambientes en un relleno sanitario y las practicas de operación, la variable mas importante con respecto a la tasa y el grado de descomposición que ocurriría en un relleno sanitario es la humedad. Bajo condiciones anaerobias, cuanto más alto es el contenido de humedad, más activos son los procesos biológicos. Cuando el contenido de humedad de la materia orgánica biodegradable es menor que aproximadamente el 20%, la actividad anaerobia es sustancialmente reducida. En consecuencia, puede esperarse que la descomposición anaerobia proceda muy lentamente en los rellenos sanitarios modernos (donde el ingreso de agua se controla y reduce sustancialmente),y los residuos sólidos son relativamente secos o en el caso de los lugares de disposición final situados en regiones áridas que aceptan residuos sólidos que tienen concentraciones bajas de residuos sólidos húmedos (como son los biosólidos, los residuos de preparación de alimentos y los residuos vegetales verdes).

La actividad microbiana aumenta con el incremento de la temperatura hasta alcanzar un nivel de 40°C, si otras condiciones no son restrictivas. Para algunos tipos de microbios, la temperatura superior que impide la actividad es de 55° a 65°C. Al primer tipo de microorganismos se les denomina mesófilos, y al último tipo se les denomina termófilos. Algunos mesófilos toleran temperaturas elevadas (termófilos facultativos) y algunos termófilos toleran temperaturas propias de los mesófilos (mesófilos facultativos). Debido a que las temperaturas en las regiones tropicales son más favorables (trópicos húmedos), la descomposición se produce rápidamente y a un mayor grado que en otras regiones.

Los nutrientes desempeñan una función importante en los procesos de descomposición. Los residuos sólidos que poseen un porcentaje elevado de materia orgánica fácilmente putrescible se acercan al ideal en términos de suministrar los niveles de nutrientes requeridos para optimizar el proceso de descomposición del sustrato. Entre los residuos sólidos que caen en tal categoría están los residuos de los cultivos verdes, los residuos de la preparación de alimentos, los residuos de mercados y el estiércol de animales y seres humanos. Un punto digno de mencionar es que tal combinación de factores ideales de descomposición generalmente existe en los países económicamente en desarrollo ubicados en las regiones tropicales húmedas del mundo.

11.3 Densidad en el sitio

Algunos de los factores más importantes que determinan o influyen en la densidad en el sitio, es decir, en la densidad después que los residuos sólidos se han depositado en el relleno sanitario, incluyen:

El asentamiento de la masa ocurre con el paso del tiempo por el incremento progresivo en la densidad debido a vados fenómenos que actúan paralelamente, incluyendo la consolidación de los componentes del relleno sanitario, la presión ejercida por el peso sobrepuesto de los residuos sólidos y del material de cobertura, y la descomposición de los residuos sólidos.

La densidad en el sitio de los residuos sólidos municipales debe estar en el orden de 900 kg/m3 para un relleno sanitario adecuadamente construido y operado, y relativamente profundo en los países industrializados. Por otro lado, la densidad de los residuos sólidos en un relleno sanitario mal compactado sólo puede llegar a cerca de 300 kg/m3. En los Estados Unidos, el intervalo usual de densidad después de la compactación es de cerca de 475 a 710 kg/m3 [1 ]. Por otro lado, en los países latinoamericanos, la densidad en el sito es de aproximadamente 860 kg/m3 (base húmeda) debido a la relativamente alta concentración de humedad de los residuos sólidos y su efecto en los niveles de compactación y de asentamiento [3].

11.4 Asentamiento

El asentamiento de los residuos sólidos en un relleno sanitario se manifiesta por una disminución, con el transcurso del tiempo, de la altura de la masa afectada y la posterior reducción de la elevación de la superficie del relleno sanitario. La tasa y la magnitud del asentamiento no es uniforme en función del tiempo ni de la ubicación dentro del relleno sanitario. La falta de uniformidad puede ser una limitación grave en el uso del relleno sanitario clausurado. En general, mientras más alta sea la concentración de los residuos sólidos orgánicos colocados en el relleno sanitario y mientras más profundo sea el relleno sanitario, mayor será el asentamiento. Si el grado de compactación y el tipo de residuos sólidos son similares, la tasa de asentamiento depende principalmente de la tasa de descomposición de los residuos sólidos y, en consecuencia, de los factores que influyen la descomposición.

Las variaciones naturales de los factores anteriores y las grandes diferencias entre los procedimientos de operación encontrados en la práctica de los rellenos sanitarios producen igualmente amplias variaciones en la tasa de asentamiento. En un país industrializado, el asentamiento total de un volumen de relleno sanitario terminado durante la vida del relleno sanitario generalmente varía del 1% al 20%, y en la mayoría de los casos está dentro de un intervalo de entre 10% y 15%. Generalmente cerca del 90% del asentamiento total, se produce durante el primer año [1]. Algunos sitos han informado que la tasa de asentamiento fue mayor durante el primer mes después que el relleno sanitario fue terminado, y fue pequeña y relativamente uniforme después del tercer mes.

Al considerar la influencia de las condiciones climáticas, un estudio en un relleno sanitario de 6 m de profundidad en una región de precipitación pluvial moderada (>11 cm/año) y temperatura moderada, los asentamientos reportados fueron de cerca del 20% después del primer ano de finalización del relleno sanitario. En comparación, un relleno sanitario de 23m de profundidad y un relleno sanitario de 14m de profundidad en una región árida (<6 cm/año de lluvia) y temperatura algo más cálida, sólo experimentó asentamientos de cerca del 3% en el tercer año después de la finalización del relleno sanitario [1].

En "Settlement of a Landfill", A.C. Cheney [2] declara que no ocurrirá ningún asentamiento físico si la densidad inicial sobrepasa los 1.060 kg/m3; sin embargo, es posible un asentamiento teórico de 40% debido a los procesos de descomposición de los residuos sólidos. Según la misma referencia, se han medido tasas anuales de asentamiento de 0,55% a 4,7% en el caso de rellenos que han tenido una densidad original en el sitio de 650 a 1.200 kg/m3.

Referencias

  1. Díaz, L.F., G.M. Savage y C.G. Golueke, Resource Recovery from Solid Waste, Vol. II, Final Processing, CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida, EUA, 1982.
  2. Cheney, A.C., "Settlement of Landfill", Harwell Landfill Completion Symposium, Cockcroft Hall, HMSO, Londres, Inglaterra, mayo de 1983.
  3. Zepeda, F., et al., Evaluación de los Gases y Lixiviados en los Microrrellenos de Lima, CEPIS/OPS, Lima, Perú, 1989.
  4. U.S. EPA, Design, Operation and Closure of Municipal Solid Waste Landfills, Seminar Publication, EPA/625/R-94/008, Centro para la Información de Investigación Ambiental, Cincinnati, Ohio, EUA, septiembre de 1994.

 

Capítulo 12

Formación de Lixiviado y Balance Hidráulico

La cantidad de lixiviado que podría generarse en un relleno sanitario se puede predecir mediante un balance de agua (hidráulico). El balance hidráulico incluye el recuento de todos los flujos de líquidos que ingresan al y egresan del relleno sanitario, y del líquido almacenado dentro del sistema. El mayor componente de la fase líquida en los relleno sanitarios es, por supuesto, el agua. En la mayoría de los rellenos sanitarios, los flujos más significativos que ingresan a ellos son la precipitación y el agua contenida en los residuos sólidos cuando llegan al relleno sanitario; el flujo más importante que egresa del relleno sanitario es el lixiviado. En ciertas ocasiones especiales, la cantidad de agua producida durante la descomposición de los residuos sólidos y el agua que se pierde como vapor podrían ser significativas en el balance hidráulico. Esas circunstancias podrían incluir el caso de un relleno sanitario ubicado en un desierto. Inicialmente, en un volumen nuevo de residuos sólidos, una porción del agua que ingresa (debido a la percolación en el relleno sanitario) será absorbida por los residuos sólidos. Sin embargo, a largo plazo, la tasa de lixiviado producida por un relleno sanitario eventualmente es igual a la tasa de filtración de la precipitación.

Como se indica en la sección 6.3, el balance hidráulico también es relevante para la clasificación y la selección de sitios con potencial para el desarrollo de un relleno sanitario.

Figura 12-1. Diversos componentes de un balance hidráulico para un relleno sanitario

 

12.1 Balance hidráulico

En la figura 12-1 se presentan los diversos componentes de un balance hidráulico para un relleno sanitario. Según se muestra, las fuentes de agua son: el ingreso de agua al relleno sanitario a través de la cobertura, la humedad en el material de cobertura y la humedad inherente a los residuos sólidos. Como consecuencia de los procesos de descomposición que ocurren en un relleno sanitario, cierta cantidad de humedad se convierte en los elementos constitutivos del gas del relleno sanitario (es decir, CH4 y CO2). Además, el agua también sale del relleno sanitario en forma de vapor de agua saturado en el gas del relleno sanitario. El resto del agua se convierte en lixiviado. Cada una de estas fuentes primarias de agua se trata en las siguientes secciones.

12.1.1 Ingreso de agua a través de la cobertura Este componente del balance hidráulico consta principalmente de la precipitación que percola a través de la cobertura (estrictamente hablando, pueden haber otras fuentes de agua superficial, como la escorrentía del agua de lluvia y manantiales artesianos). Uno de los pasos más importantes en el rendimiento de un balance hidráulico es la predicción de la cantidad de precipitación que en realidad penetra la cobertura del relleno sanitario. En los países en desarrollo, donde los residuos sólidos rara vez son cubiertos, ingresaría al relleno sanitario una gran porción de la precipitación. El flujo en una capa de percolación vertical es descendente (debido a la gravedad) o eliminado por evapotranspiración. Se han desarrollado modelos para predecir la cantidad de agua que percola a través de la cobertura de un relleno sanitario. Un modelo que se usa muy comúnmente en los Estados Unidos se llama Hydrologic Evaluation of Landfill Performance, HELP (Evaluación Hidrológica del Rendimiento del Relleno, HELP) [1]. A continuación se presenta otro enfoque que puede emplearse para obtener una aproximación de la cantidad de percolación que puede esperarse en un relleno sanitario a través de un balance hidráulico convencional.

 

d CH = P-CE-ET-PER

donde:

d CH = cambio en la cantidad de humedad almacenada en una unidad de volumen de la cobertura del relleno sanitario (cm),

P = cantidad neta de precipitación (precipitación que incide menos escorrentía) por unidad de área (cm),

CE = cantidad de escorrentía por unidad de área (cm),

ET = cantidad de humedad perdida mediante evapotranspiración por unidad de área (cm), y

PER = cantidad de agua que percola a través de la cobertura por unidad de área de la cobertura (cm).

La cantidad total de humedad que puede almacenarse en una unidad de volumen de suelo depende de dos variables: la capacidad de campo (CC) y el porcentaje de marchitamiento permanente (PMP). La CC se define como la máxima cantidad de líquido que permanece en el espacio de poro sujeto a la fuerza gravitatoria. El PMP se define como la cantidad de agua que permanece en el suelo luego que las plantas ya no son capaces de extraer el agua. Básicamente, la diferencia entre la capacidad de campo y el porcentaje de marchitamiento permanente es equivalente a la cantidad de humedad que puede almacenarse en un tipo específico de suelo. En el cuadro 12-1 se presentan coeficientes de escorrentía, en función de la precipitación, para diferentes tipos de suelos con y sin una cobertura vegetal.

Otra información requerida, tal como la precipitación y la evapotranspiración en lugares específicos, generalmente puede obtenerse a través de las agencias meteorológicas locales o nacionales.

Cuadro 12-1. Coeficientes de escorrentía para diferentes materiales de cobertura y diferentes tipos de vegetación

Cobertura del suelo

Pendiente

(%)

Textura del suelo

Arcilla arenosa

Arcilla margosa

Arcilla

Suelo con hierba

0 a 5

0,10

0,30

0,40

5 a 10

0,16

0,36

0,55

10 a 30

0,22

0,42

0,60

Suelo simple

 

0,30

0,50

0,60

 

0,40

0,60

0,70

 

0,52

0,72

0,82

Fuente: Referencia 2.

12.1.2 Presencia de agua en los residuos sólidos

La humedad que ingresa al relleno sanitario con los residuos sólidos es agua inherente a ellos, así como la humedad que ha sido absorbida de otras fuentes (por ejemplo, la precipitación). De acuerdo a las condiciones climáticas, así como al tipo y a la calidad de los recipientes que se usan para almacenar los residuos sólidos para su recolección, la humedad inherente y la humedad de otras fuentes tienen una gama de valores. El contenido de humedad de los residuos sólidos municipales en los países en desarrollo generalmente varía de 30% a 60%, (peso húmedo) según la ubicación y la estación.

12.1.3 Agua en el material de cobertura

La cantidad de agua que ingresa con el material de cobertura depende del tipo y de la fuente del material, así como de la estación y de las condiciones climáticas de la ubicación específica. La cantidad máxima de agua que puede estar contenida en el material de cobertura se determina por la capacidad de campo del material.

12.1.4 Agua utilizada en la formación del gas del relleno sanitario

La descomposición de la fracción orgánica de los residuos sólidos utiliza cierta cantidad de agua. Puede calcularse la cantidad de agua que usa el proceso mediante aproximaciones teóricas del proceso de descomposición.

 

 

12.1.5 Pérdida de agua en forma de vapor en el gas del relleno sanitario

Comúnmente, el gas del relleno sanitario está saturado con vapor de agua. Puede estimarse la cantidad de humedad que sale del relleno sanitario por medio de la ley de gases perfectos.

12.1.6 Agua que sale del relleno sanitario

El agua que sale del relleno sanitario se denomina lixiviado (el término "lixiviado" también se aplica al agua dentro del relleno sanitario que está en contacto con los residuos sólidos).

12.1.7 Capacidad del campo de un relleno sanitario

El agua que ingresa al relleno sanitario y no se utiliza en las reacciones bioquímicas ni sale corno vapor de agua con el gas del relleno sanitario puede tener uno de estos dos destinos: 1) el agua puede mantenerse dentro del relleno sanitario, o 2) el agua puede convertirse en lixiviado. Los materiales que forman parte de la cobertura, así como los residuos sólidos del relleno sanitario tienen su propia capacidad de campo, la cual puede almacenar la humedad y, por lo tanto, mantenerla hasta que se llegue al nivel de saturación. La cantidad potencial de lixiviado que puede generarse en un relleno sanitario específico es la cantidad de humedad excedente de la capacidad de campo del relleno sanitario. La capacidad de campo de un relleno sanitario varía en función del peso de la sobrecarga. La CC puede calcularse (esto es, la fracción de agua en los residuos sólidos basada en el peso seco de los residuos sólidos) mediante la siguiente ecuación [3]:

CC = 0,6 - 0,55 (P/(10.000+P))

donde:

CC = capacidad de campo, y

P = peso de la sobrecarga calculada en medio de la franja (kg). Dados todos los elementos en las secciones anteriores, los componentes del balance hidráulico para un relleno sanitario pueden expresarse del siguiente modo:

SCH = Asw + Ac + Ap - Alfg – Av - Aevap + Alixi

donde:

SCH = cambio en la cantidad de humedad almacenada en el relleno sanitario (kglm),

Asw = humedad en los residuos sólidos que ingresan al relleno sanitario (kg/m3),

Ac = agua en el material de cobertura que se coloca sobre los residuos sólidos (kg/m3),

Ap = agua de la precipitación y otras fuentes externas (menos escorrentía) (kg/m3),

Alfg = agua utilizada en la formación del gas del relleno sanitario (kg/m3),

Av = agua perdida como vapor saturado con el gas del relleno sanitario (kg/m), Aevap = humedad perdida debido a la evapotranspiración (kg/m), y

Alixi = agua que sale del relleno sanitario (volumen control) como lixiviado (kg/m3).

El balance hidráulico para un relleno sanitario durante un tiempo específico se prepara al agregar la masa de agua que ingresa a una unidad de área de una capa específica del relleno sanitario a la masa de agua de la misma capa que permaneció desde el balance anterior y restando la pérdida de masa de agua de la capa durante el período que se está evaluando. El resultado de este análisis se conoce como "humedad disponible" para la capa específica del relleno sanitario en un momento determinado. Con el fin de determinar la formación de cualquier lixiviado, la humedad disponible se compara con la capacidad de campo del relleno sanitario. Si la cantidad de agua presente (humedad disponible) excede la capacidad de campo del relleno sanitario, se formará lixiviado.

12.2 Migración de lixiviado

En los "rellenos sanitarios típicos", el lixiviado migra al fondo del relleno sanitario. En situaciones donde el relleno sanitario no tiene revestimiento, el lixiviado tendrá la tendencia de migrar a través de los suelos subyacentes. Sin embargo, según el tipo de material que circunda el relleno sanitario, es posible que se produzca cierta cantidad de migración lateral de lixiviado a lo largo de la interfase suelo-residuos sólidos. Uno de los intereses principales asociados con la migración vertical incontrolado del lixiviado es la potencial contaminación de las aguas subterráneas. La tasa de migración del lixiviado puede calcularse con la ley de Darcy. Esta ley puede expresarse matemáticamente de la siguiente manera:

Q = KA (Dh/dl)

donde:

Q = tasa del flujo del lixiviado (litros/año),

K = conductividad hidráulica (litros/m2-año),

A = área de la sección del relleno sanitario a través de la cual fluye el lixiviado (m2),

dh/dl = gradiente hidráulico (m/m), y

h = pérdida de presión (m).

El símbolo negativo en la ecuación se debe al hecho de que, por acuerdo, la pérdida de presión (altura h) es siempre negativa. En el cuadro 12-2 se presentan valores típicos de la conductividad hidráulica para diversos suelos.

 

 

12.3 Características del lixiviado Los residuos sólidos en el relleno sanitario experimentan procesos de descomposición. Durante los procesos, ciertos productos orgánicos y compuestos inorgánicos solubles lixivian en la solución. En el cuadro 12-3 se presenta un resumen de las características del lixiviado de los residuos sólidos municipales en los Estados Unidos. Los datos demuestran la variabilidad de la composición y las propiedades del lixiviado. Por lo tanto, es aconsejable no depender de los valores promedios, sino recolectar los datos reales sobre las características del lixiviado antes que se diseñe un sistema de tratamiento. Las características químicas del lixiviado no sólo dependen de la composición de los residuos sólidos, sino también de la edad del relleno sanitario y de los sucesos que tuvieron lugar antes de la recolección de la muestra. Por ejemplo, la demanda biológica de oxígeno del lixiviado disminuye con el tiempo. Esto, desde luego, se debe al hecho que los materiales biodegradables en el relleno sanitario están alcanzando un elevado grado de estabilidad.

Cuadro 12-2. Conductividad hidráulica para diversos suelosa

Material

m/día

litros/m2-año

Arena gruesa uniforme

4.1 x 102

1.5 x 108

Arena media uniforme

1 x 102

3.7 x 107

Arena y grava limpia y bien clasificada

1 x 102

3.7 x 107

Arena fina uniforme

4.1 x 100

1.5 x 106

Arena y grava limosa y bien clasificada

4 x 10-1

1.5 x 105

Arena limosa

9 x 10-2

3.3 x 104

Limo uniforme

5 x 10-2

1.8 x 104

Arcilla arenosa

5 x 10-3

1.8 x 103

Arcilla limosa

9 x 10-4

3.3 x 102

Arcilla (30% a 50% de arcilla)

9 x 10-5

3.3 x 101

Arcilla coloidal

9 x 10-7

3 x 10-1

a Adaptado de las referencias 2 y 5, y basado en el flujo laminar.

 

Cuadro 12-3. Resumen de las características del lixiviado de los residuos sólidos municipales en los Estados Unidos [4]

Componentes

Intervalo de valores (mg/l)

Alcalinidad (como CaCo3)

de ND6 a 20.850

DBO (5 días)

de 9 a 54.610

Calcio

de 5 a 4.080

DQOb

de ND a 89.520

Cobre

de ND a 9,9

Cloruro (cl)

de 34 a 2.800

Dureza (como CaCo3)

de ND a 22.800

Hierro – Total

de 0.2 a 5.500

Plomo – Total

de ND a 5,0

Magnesio

de 16.5 a 15.600

Manganeso

de 0.06 a 1.400

Nitrógeno-NH3

de ND a 1.106

Nitrógeno-Kjeldahl

de ND a 1.416

Nitrógeno-NO3

de ND a 1.300

Potasio

de 2.8 a 3.770

Sodio

de ND a 7.700

Sulfato (SO4)

de 1 a 1.826

TSDc

de ND a 42.276

TSSd

de 6 a 2.685

Fosfato total

de ND a 154

Zinc

de ND a 1.000

pH

de 4 a 8,5f

a DBO = demanda biológica de oxígeno

b DQO = demanda química de oxígeno

c TSD = total de sólidos disueltos

d TSS = total de sólidos suspendidos

e ND = no detectable

f Excluyendo los residuos sólidos del incinerador

 

Referencias

  1. Schroeder, P.R., C.M. Lloyd, P.A. Zappi, y N.M. Aziz, The Hydrologic Evaluation of Landfill Performance (HELP) Model User Guide for Version 3, U.S. EPA/600/R.94/168ͺ, septiembre de 1994.
  2. Salvato, J.A., W.G. Wilkie, y B.E. Mead, "Sanitary Landfill Leachate Prevention and Control", Journal Water Pollution Control Federation, 43 (10), 1971.
  3. Huitric, R.L., S. Raksit y R.T. Haug, "In-Place Capacity of Refuse to Absorb Liquid Wastes", Presentado en la Segunda Conferencia Nacional sobre el Manejo de Materiales Peligrosos, San Diego, California, EUA, 1979.
  4. Northeim, C.L. et al., Handbook for the Design, Construction, and Operation of Sanitary Landfills, U.S. EPA, 68-02-3992-1/040, 1987.
  5. Davis, S.N., y R.J.M. DeWiest, Hydrogeology, John Wiley & Sons, Nueva York, EUA, 1966.

 

Capítulo 13

Sistemas de Colección y Manejo de Lixiviado

    1. Introducción

La decisión de incluir o excluir un sistema de colección y tratamiento de lixiviado en el diseño de un relleno sanitario en un país en desarrollo es crítica. Es una decisión importante porque si tal sistema se incluye, requerirá un compromiso de fondos adicionales no sólo para su diseño y la construcción, sino también para su operación y mantenimiento. Por otro lado, si no se incluye un sistema de colección y tratamiento de lixiviado, las condiciones podrían ser tales que el lixiviado podría contaminar el suelo, así como las fuentes potenciales de abastecimiento de agua.

Bajo algunas condiciones, los métodos de tratamiento de lixiviado pueden ser relativamente simples y baratos cuando son comparados con los que usan complejos sistemas de revestimiento, tuberías y sistemas para procesar el lixiviado que es captado. Las condiciones incluyen aquellas en las cuales los riesgos para los recursos agua y suelo, y para la seguridad pública, son bajos. En estas condiciones especiales, los suelos naturales e incluso los revestimientos de compost pueden usarse como "sistemas de tratamiento".

La decisión con respecto a la necesidad de controlar y tratar el lixiviado y con respecto al diseño del sistema requerido para realizar el grado de control necesario debe estar basada en información verídica (incluyendo la relacionada con el grado de riesgo) y en la coordinación muy cercana con profesionales experimentados en la materia.

En general, la puesta en marcha de un sistema de colección y tratamiento de lixiviado incluye los siguientes cuatro pasos: 1) la identificación y selección del tipo de revestimiento 2) la preparación de un plan de nivelación del sitio, incluyendo la ubicación de los canales y las tuberías para la colección y remoción del lixiviado; 3) el diseño de las instalaciones para la colección, la remoción y el almacenamiento de lixiviado; y 4) la selección y el diseño del sistema de manejo (por ejemplo, tratamiento) de lixiviado.

La tasa de producción de lixiviado puede calcularse mediante un balance hidráulico. Es importante diseñarlo para la tasa máxima de entrada estimada ya que ésta ejerce un efecto directo sobre la profundidad del lixiviado en el sistema de colección. Comúnmente, las tasas máximas de entrada tienen lugar en áreas sin cobertura final o intermedia, tal como el frente de trabajo activo y cualquier área que aguarda la descarga de residuos sólidos.

13.2 Identificación y selección del revestimiento

Tal como se ha indicado anteriormente, el tipo de revestimiento de la base que se usa en un relleno sanitario depende de varios factores. Algunos de ellos incluyen las condiciones geológicas del lugar de disposición final, los requisitos para la recolección ambiental y la disponibilidad y el casto del material de revestimiento. La ubicación y la calidad de las aguas subterráneas así como los requisitos para el control de la migración del lixiviado y del gas del relleno sanitario también tendrán una influencia en la selección final.

13.3 Sistemas de colección de lixiviado

La finalidad central de una instalación para la colección de lixiviado es captar, tan rápido como sea posible, el lixiviado en el relleno sanitario. La cantidad de lixiviado dentro del relleno sanitario debe mantenerse al mínimo porque la presión de agua puede forzar el lixiviado a través de un revestimiento permeable o a través de cualquier imperfección en el revestimiento, y puede afectar de manera negativa la integridad y las propiedades del revestimiento. El tamaño relativo de la instalación para la colección de lixiviado depende de las condiciones cismáticas, la topografía del sitio, los procedimientos operativos y la cantidad de lixiviado esperada. La instalación debe hacerse de tal manera que sea compatible con el contorno de la base del relleno sanitario y con el sistema de revestimiento. El diseño debe hacerse de modo tal que el sistema de colección de lixiviado funcione como una unidad eficaz de drenaje y debe prevenirse, en todo momento, la obstrucción de sus componentes.

El sistema de drenaje desempeña una función importante en el funcionamiento del sistema de colección de lixiviado y realiza dos funciones claves 1) proporciona una ruta para que el lixiviado migre fácilmente y de preferencia hacia las tuberías para la colección y 2) ofrece protección al revestimiento de la base contra los residuos sólidos depositados en la primera franja y contra el equipo pesado. El material más apropiado para usarse como capa de drenaje es la grava (preferentemente redondeada, libre de raíces, vegetación y escombros de la construcción). También puede usarse arena gruesa o una mezcla de arena y grava, pero la tendencia es usar materiales más permeables. El material debe graduarse cuidadosamente para prevenir la obstrucción de la grava alrededor de las tuberías para la colección. Los sistemas de drenaje de lixiviado pueden incluir más de una capa de filtros. Se puede prevenir la obstrucción entre las capas de los filtros al instalar telas de filtro entre ellas. La eficiencia del sistema de colección de lixiviado depende mucho de la conductividad hidráulica de la capa de drenaje. A medida que la conductividad hidráulica disminuye, la tasa de remoción de lixiviado disminuye y, por lo tanto el líquido se acumula en la base del relleno sanitario.

Hay varios diseños que se pueden usar para la colección y la remoción de lixiviado en un relleno sanitario. Los diseños más comunes en los Estados Unidos consisten de un revestimiento con canales, poco profundos, inclinados y en forma de V; cada uno de los canales tiene una tubería de colección ubicada en el ápice invertido del canal. Los canales y las tuberías están separados por una distancia de 30 a 40 m y con una pendiente de aproximadamente 1% hacia los puntos de captación al borde de la pendiente. El lixiviado es colectado y bombeado a través de una tubería que penetra la pared lateral. Otros dos sistemas de colección de lixiviado se describen en las siguientes subsecciones.

 

13.3.1 Tuberías en la base del relleno sanitario

El sistema de colección de lixiviado con tuberías en la base del relleno sanitario incluye la

colocación de barreras de arcilla (u otro material de revestimiento adecuado) y de tuberías perforadas para la colección de lixiviado en la base del relleno sanitario. Según se muestra en la figura 13-1, las barreras toman la forma de un rectángulo que tiene un ancho similar a una celda del relleno sanitario. En los países industrializados, se coloca una capa de geomembrana sobre la arcilla, tal como se indica en la figura 13-2. Una vez que las barreras están en orden (arcilla y geomembrana), se coloca una sede de tuberías perforadas de colección de lixiviado, directamente sobre la geomembrana. Comúnmente, las tuberías para la colección de lixiviado son perforadas y tienen un diámetro de 10 cm. En los Estados Unidos, las perforaciones están cortadas de manera muy precisa (a través de rayos láser), de manera tal que su tamaño es similar al del grano más pequeño de arena (cerca de 0.00025 cm). El espacio entre las tuberías para la colección de lixiviado es de 10 a 20 m y ellas están cuidadosamente cubiertas con una capa de arena o grava (capa de drenaje). El espacio entre las tuberías determina la profundidad del lixiviado que se permitirá acumular en la base del relleno sanitario. En general, la capa de drenaje tiene 60 cm de espesor y se coloca en las tuberías antes que cualquier residuo sólido sea dispuesto en el sitio. Se puede colocar tela de filtro sobre la capa de drenaje para evitar obstrucciones. Generalmente, la primera capa de residuos sólidos (cerca de 1 m de espesor) colocada sobre la capa de drenaje no se compacta. La base del relleno sanitario se inclina entre 1% y 2% para promover el flujo del lixiviado hacia los puntos de colección. Las tuberías para la colección de lixiviado deben estar instaladas de manera tal que sean drenadas por gravedad.

Figura 13-1. Diagrama del diseño con tuberías en la base del relleno sanitario

 

13-2. Detalle de una tubería para colección de lixiviado

 

 

Este método también permite el uso de tuberías para la colección de lixiviado para eliminar el agua proveniente de las lluvias en la porción del relleno sanitario que no recibe residuos sólidos. En esta forma, las tuberías para la colección de lixiviado están conectadas directamente a las tuberías para la colección del agua proveniente de las lluvias. Una vez que la porción del relleno sanitario empieza a funcionar, las tuberías simplemente se desconectan del sistema de aguas pluviales y se unen al sistema de colección de lixiviado.

13.3.2 Terrazas en pendiente

En el sistema de terrazas en pendiente, la base del relleno sanitario se inclina en una sede de terrazas (entre 1 % y 5%), de manera tal que el lixiviado fluye hacia los canales de colección. Cada canal de colección consta de tuberías para la colección de lixiviado, perforadas y rodeadas de grava lavada (cerca de 4 a 5 cm). Para prevenir la obstrucción de la grava, se puede colocar una capa protectora de filtro geotextil. Las tuberías se usan para transportar el lixiviado a un punto de colección para su remoción o tratamiento. Los canales de drenaje se inclinan 0,5% y 1,0% La longitud del canal de drenaje depende de la capacidad de las instalaciones de drenaje. En las figuras 13-3 y 13-4 se presenta el diagrama del diseño de las terrazas en pendiente.

Figura 13-3. Diagrama de diseño de terrazas en pendiente

Figura 13-4. Detalle de una tubería para colección de lixiviado

 

13.4 Remoción y almacenamiento de lixiviado

Hay dos opciones para la remoción de lixiviado de un relleno sanitario. En la primera opción, la tubería de colección pasa a través del costado del relleno sanitario mientras que, en la segunda opción, se usa una tubería de colección inclinada dentro del relleno sanitario para recoger e líquido. En la primera opción, la tubería debe construirse e instalarse con sumo cuidado para asegurar la integridad del sistema de revestimiento del relleno sanitario.

Debe proporcionarse un acceso adecuado a la mayoría de las partes del sistema de colección de lixiviado para permitir la inspección del sistema y el mantenimiento del funcionamiento. El acceso adecuado incluye la instalación de pozos de registros de limpieza para poder alcanza cualquier sección de la tubería. Debido a las operaciones de disposición final, quizás no sea posible llegar a los registros de limpieza de manera vertical dentro del área del relleno sanitario. En esta situación, los registros de limpieza pueden extenderse lateralmente en la base, hacia el perímetro del relleno sanitario y luego a lo largo del costado de la pendiente hacia la superficie.

El lixiviado que se recoge se almacena en una bóveda, tanque o estanque; se drena o se bombea directamente a las instalaciones para su tratamiento. Los requisitos de almacenamiento dependen del tamaño del relleno sanitario, de la cantidad de lixiviado generado y del tratamiento final o de la opción de disposición final para el lixiviado.

Los tanques de retención están diseñados para almacenar el lixiviado de entre 1 a 3 días durante el pico de producción máxima. Se usan tanto tanques de metal como de plástico para este fin, aunque los tanques de plástico son más resistentes a la corrosión que los de metal no tratado.

13.5 Alternativas de manejo

El método para manejar el lixiviado de un relleno sanitario determinará el riesgo asociado con la contaminación de acuíferos subterráneos. Hay varias alternativas para manejar el lixiviado. Algunas de las alternativas son: 1) la descarga a un sistema de tratamiento de aguas residuales fuera del sitio; 2) la evaporación (natural o inducida); 3) la recirculación o el reciclaje; y 4) el tratamiento en el terreno.

13.5.1 Descarga a un sistema de tratamiento de aguas residuales fuera del sitio

En caso que el relleno sanitario esté ubicado relativamente cerca de una planta convencional de tratamiento de aguas residuales, puede ser posible descargar el lixiviado para su tratamiento en esa planta. Antes de intentarlo, sin embargo, es importante evaluar si la planta de tratamiento sería capaz de tratar la cantidad y la calidad del lixiviado; por ejemplo, la carga orgánica adicional. En algunos casos puede ser necesario establecer un tipo de pretratamiento para el lixiviado antes de descargarlo en la alcantarilla. Si no está disponible una alcantarilla local a una distancia conveniente del punto de descarga en el relleno sanitario, la ubicación de un camión cisterna es una alternativa para transportar el lixiviado a la planta de tratamiento de aguas residuales.

13.5.2 Evaporación

Esta es una las alternativas más sencillas para el manejo de lixiviado. En esta alternativa, el lixiviado se almacena en un estanque o laguna de evaporación. (En circunstancias ideales, el estanque se revestiría adecuadamente con material o membrana impermeable). La tasa de evaporación, desde luego, depende de las condiciones climáticas. En caso que hubiera una época de lluvias intensas, el estanque debe estar diseñado para retener el volumen asociado de líquido o, si la práctica lo permite, puede estar cubierto con una membrana impermeable. La tasa de evaporación puede aumentarse al rociar el lixiviado sobre la superficie del relleno sanitario en funcionamiento y sobre las áreas terminadas. Aunque el rociado aumenta la tasa de evaporación, el proceso puede generar olores, así como aerosoles que pueden contener bacterias.

La evaporación también puede aumentarse al calentar el lixiviado a través de un intercambiador de calor. En caso que haya un sistema para la colección del gas del relleno sanitario, puede usarse el gas como fuente de energía para el proceso de evaporación. De otro modo, debe buscarse otra fuente de energía. Esta opción puede ser costosa en un país en desarrollo sin reservas de combustibles fósiles. Además, se debe tener mucho cuidado con el control de las potenciales emisiones de compuestos volátiles así como con el manejo de la corrosión y la contaminación de las superficies de transferencia de calor.

13.5.3 Recirculación o reciclaje

El lixiviado puede administrarse eficazmente colectándolo y recirculándolo a través del relleno sanitario. Cuando el relleno sanitario empieza a funcionar, es común que el lixiviado contenga concentraciones relativamente altas de DBO, DQO, sólidos disueltos totales, metales pesados y nutrientes. La recirculación y el reciclaje del lixiviado atenúa estos constituyentes debido a la actividad biológica y a las reacciones físicas y químicas que se producen dentro del relleno sanitario. Por ejemplo, considerando que el pH en el relleno sanitario se torna neutral o ligeramente básico a medida que se produce metano, algunos de los metales se precipitarán y serán retenidos dentro del relleno sanitario.

El diseño y la operación de un sistema de recirculación de lixiviado debe considerar que, si es que la percolación hacia el interior del relleno sanitario es mayor que la evaporación del lixiviado colectado, la recirculación resulta en un constante aumento del reservorio de lixiviado.

En caso que la rápida estabilización de la sustancia orgánica, así como la colección y el uso beneficioso del gas del relleno sanitario sean los objetivos principales de la operación, la recirculación del lixiviado puede ocasionar un aumento en la producción de gas debido al incremento del contenido de humedad en el relleno sanitario. Un aumento en la tasa de estabilización conduciría a una mayor tasa de asentamiento del relleno sanitario. Se puede obtener una reducción considerable de DQO y DBO a través de la recirculación, en particular, durante un período corto. La recirculación de lixiviado es más eficaz en los rellenos sanitarios cuyo funcionamiento incluye la aplicación de residuos sólidos en capas relativamente delgadas.

Se debe prestar atención cuando se adopta la recirculación como una estrategia para manejar el lixiviado. En primer lugar, la introducción de humedad en el relleno sanitario puede conducir a la contaminación del ambiente circundante al relleno sanitario por causa de la migración de lixiviado por la base o por los costados del mismo. En segundo lugar, la recirculación continua producirá la acumulación de sales, metales y otros compuestos indeseables en el lixiviado. Además, en caso que se hayan aplicado coberturas intermedias, la introducción de lixiviado puede formar acumulaciones de líquido dentro del relleno sanitario que, con el tiempo, pueden escapar por los costados del relleno sanitario.

La recirculación del lixiviado, incluyendo el tratamiento del mismo, se está realizando de manera activa en ciertas zonas del Brasil [1].

13.5.4 Tratamiento

Si ninguna de las alternativas presentadas en los párrafos anteriores es viable, será necesario algún tipo de tratamiento para manejar adecuadamente el lixiviado. Ya que la composición de los residuos sólidos depositados en el relleno sanitario puede variar mucho de municipio en municipio, el lixiviado producido en los rellenos sanitarios también puede tener características muy distintas. A diferencia de las aguas residuales, la calidad y la cantidad del lixiviado puede experimentar variaciones importantes con los cambios del clima. Además, a medida que el contenido del relleno sanitario se deteriora con el transcurso del tiempo, la calidad del lixiviado también cambia.

Han sido usado varios tipos de diseños para tratar el lixiviado. Algunos de los procesos aplicados incluyen los biológicos, físicos y químicos. Un diseño típico incluiría tres etapas de tratamiento: 1) pretratamiento, 2) tratamiento biológico y 3) tratamiento físico y químico. En general, el pretratamiento incluye el tamizado, la sedimentación y el ajuste de pH. El tratamiento biológico está diseñado para eliminar principalmente la DBO, la DQO y algunos de los nutrientes. Los métodos más comunes de tratamiento biológico incluyen: las lagunas de oxidación, las lagunas aireadas, los lodos activados y otros. La etapa final puede incluir una sede de procesos diseñados principalmente para eliminar el color, los sólidos en suspensión, los metales pesados y cualquier DQO restante. Los procesos que pueden usarse en esta etapa incluyen, entre otros, la sedimentación, la oxidación con ozono, la filtración con arena y la floculación. Los textos sobre tratamiento de aguas residuales incluyen información específica sobre el diseño y la operación de estos sistemas.

Un sistema complejo de tratamiento de lixiviado que usa el ajuste de pH, seguido de floculación, sedimentación, tratamiento biológico del sobrenadante a través de una laguna aireada y floración, se está usando en uno de los sitios de disposición final de Buenos Aires, Argentina.

Los sistemas simples de tratamiento de lixiviado (que, por lo tanto, están dentro del alcance de varios lugares) podrían ser la única alternativa factible para algunas localidades. Con respecto a los sistemas simples, el almacenamiento y la evaporación constituyen la selección más adecuada. En lugares donde los sistemas de evaporación no son factibles, un sistema simples de tratamiento biológico podría ser una alternativa razonable para el tratamiento de lixiviado, especialmente si los residuos sólidos son predominantemente de origen doméstico, putrescibles y con un alto contenido de celulosa. En tales situaciones, los sistemas aerobios o anaerobios podrían constituir formas adecuadas de tratamiento. Los sistemas simples de aireación (por ejemplo, lagunas con aireación, lagunas de oxidación, etc.) con residencia hidráulica de entre 30 y 60 días, podrían funcionar bien, dependiendo principalmente del DBO del lixiviado. El diseño y el desempeño de varios tipos de sistemas de tratamiento de lixiviado, anaerobios y aerobios, se presentan en la Referencia 2.

 

 

13.6 Rellenos sanitarios existentes no revestidos Un elevado porcentaje de los sitios de disposición final en el suelo en los países en desarrollo no tienen revestimientos de la base. Además, estas instalaciones también carecen de un sistema de colección y remoción de lixiviado, como los descritos en los párrafos anteriores. Obviamente, la instalación de tal sistema, en muchos casos, requeriría la tarea poco realista de excavar y remover los residuos sólidos. En algunos casos, es posible que las condiciones específicas puedan ser tales que la instalación de un revestimiento, así como de un sistema de colección de lixiviado, pueda ser factible. Bajo ciertas condiciones, en especial para los grandes sitios de disposición final en el suelo que contaminan el ambiente y amenazan a la salud pública, puede ser necesario implementar algún tipo de acción correctivo o mejorar un botadero a cielo abierto. En esta situación específica, debe seguirse una sede de pasos para realizar el trabajo. Aunque cada caso específico será diferente, algunos de los pasos que serían comunes para la mayoría de las situaciones son: la identificación y la determinación de la magnitud del problema, el control y la desviación de la escorrentía, la aplicación de una cobertura y la instalación de algún tipo de sistema de colección de lixiviado.

Si se requiere un sistema de colección de lixiviado para un sitio existente de disposición final, puede ser factible instalar un sistema de colección perimetral. En este caso, como su nombre lo indica, se excava una zanja alrededor del perímetro del relleno sanitario, aguas abajo del gradiente de las aguas subterráneas. Idealmente, la zanja debe ser lo suficientemente profunda para alcanzar la base de baja permeabilidad por debajo de la base del relleno sanitario. La zanja se llena con grava y se equipa con piezómetros; además, debe estar conectada a un sumidero de colección de lixiviado a través de un drenaje. Se debe rodear todo el perímetro, de ser factible, por medio de una pared de baja permeabilidad ubicada más allá de las zanjas e instalada debajo de una capa natural de baja permeabilidad. La pared de separación sirve como barrera para la migración lateral de lixiviado. En casos donde la profundidad requerida para la zanja perimetral es excesiva, un sustituto adecuado sería una sede de pozos, lo suficientemente cerca unos de otros, como para simular una trinchera continua.

Si el área del sitio de disposición final es demasiado extensa, o si por alguna otra razón el sistema de colección perimetral no es práctico o eficaz debido a los costos, puede ser posible otra alternativa tal como la instalación de pozos de extracción dentro del relleno sanitario. Estas y otras opciones deben evaluarse cuidadosamente en función de su factibilidad, los costos, requisitos de operación y de mantenimiento, y de otras características, antes que se seleccione el sistema a ser instalado.

13.7 Resumen

El diseño de una instalación para el tratamiento de lixiviado debe considerar el manejo y la facilidad del mantenimiento. Aún el diseño más sencillo requerirá cierto grado de cuidadoso manejo.

 

 

Además, los sistemas de tratamiento de lixiviado que incluyen el uso de equipo sofisticado y mantenimiento intensivo, requieren atención coordinada y continua para apoyar una operación óptima.

Referencias

  1. Queiroz Lima, L.M., Lixo: Tratamento e Biorremediaçâo, Hemus Editora Limitada, Sâo Paulo, Brasil, 1995.
  2. Pohland, F.G. y S.R. Harper, Critical Review and Summary of Leachate and Gas Production from Landfills, informe preparado para la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (U.S. EPA) por el Instituto de Tecnología de Georgia, bajo el Acuerdo Cooperativo CR809997, 1984.

 

Capítulo 14

Extracción y Uso del Gas del Relleno Sanitario

    1. Producción de gas y su calidad en relación al tiempo

El gas del relleno sanitario (biogás) constituye uno de los más importantes productos derivados de la descomposición biológica de la fracción orgánica de los residuos sólidos dispuestos en el relleno sanitario. Un determinado volumen específico de residuos sólidos en el relleno sanitario (es decir, un volumen de control en el sentido de ingeniería) está sujeto a una sede de cambios que van desde los procesos aerobios de descomposición a los anaerobios.

La transición de la descomposición aerobia a la anaerobia y la producción de metano se efectúan en una serie de fases. La primera fase es aerobia y dura el tiempo requerido para agotar el oxígeno (O2) atrapado; puede durar unas pocas semanas o varios meses. Los gases sintetizados consisten principalmente de dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua. La segunda fase empieza cuando las condiciones se toman anaerobias; los aerobios obligatorios mueren y los facultativos se convierten en anaerobios. El principal gas producido es el CO2 y, en menor grado, el hidrógeno (H2). La tercera fase está marcada por la aparición gradual de metano (CH4). La concentración de CH4 se estabiliza y es relativamente constante (en el intervalo de 40% a 60%) en la cuarta fase.

También durante la fase anaerobia, se producen compuestos variados de azufre y carbono, reducidos a concentraciones traza (sulfuros y ácidos orgánicos volátiles, respectivamente). El sulfuro de hidrógeno (H2S) es el compuesto predominante en el gas crudo del relleno sanitario.

Bajo descomposición metanogénica, las concentraciones de CH4, y CO2 (y otros elementos constitutivos del gas) dependen de varios factores, incluyendo la composición de los residuos sólidos y la presencia de humedad para disolver el CO2. En el caso de los rellenos sanitarios de países industrializados, la proporción típica de CH4 a CO2 es de 40:60 a 60:40. En el cuadro 14-1 se proporciona un ejemplo de los componentes del gas del relleno sanitario y sus concentraciones. El gas también contiene compuestos orgánicos volátiles que pueden haberse dispuesto con los residuos sólidos. El cuadro 14-2 muestra los compuestos orgánicos encontrados en el biogás de un relleno sanitario de California, Estados Unidos.

La tasa y el volumen de producción de gas dependen de las características de los residuos sólidos dispuestos y de las condiciones específicas que prevalecen dentro del relleno sanitario. Las condiciones incluyen temperatura, pH, contenido de humedad y tamaño de las partículas de los residuos sólidos. Las condiciones dentro del relleno sanitario pueden variar en función del tiempo, de acuerdo al diseño y a la operación del relleno sanitario y a la edad de los residuos sólidos dispuestos. Debido a que las características de los residuos sólidos y las condiciones del relleno sanitario varían mucho de una región a otra, las tasas reportadas de emisión de gas abarcan una amplia variedad de valores [1,2,3]. Por ejemplo, el rendimiento total (calculado y medido) de generación de gas de rellenos sanitarios en países industrializados varía de 0,064 a 0,44 m3/kg de residuos sólidos dispuestos. Las tasas anuales de generación total de gases (CH4 y CO2) se han reportado dentro del intervalo de 1,19 a 6,8 m3 gas/Mg de residuos sólidos dispuestos/año. La mayor parte de la producción de gas se efectúa durante los 20 años posteriores al cierre del relleno sanitario, aunque la producción es más intensa durante los primeros 5 años. La producción de gas disminuye gradualmente y puede continuar indefinidamente.

Cuadro 14-1. Composición del gas del relleno sanitario [1]

Composición

% Componente (en seco)

Metano

47,5

Dióxio de carbono

47,0

Nitrógenoa

3,7

Oxígenoa

0,8

Parafinos hidrocarburos

0,1

Hidrocarburos cíclicos y aromáticos

0,2

Hidrógeno

0,1

Sulfuro de hidrógeno

0,01

Monóxido de carbono

0,1

Compuestos restantesb

0,5

a La presencia de nitrógeno y de oxígeno en el gas podría deberse a escapes en el sistema de control de gas o debido al ingreso de aire dentro del relleno sanitario.

b Los compuestos traza incluyen: dióxido de sulfuro, benceno, tolueno, cloruro de metileno, percloroetileno y sulfuro de carbonilo en concentraciones superiores a 50 ppm.

Cuadro 14-2. Compuestos orgánicos traza en el gas crudo del relleno sanitario Mountain View (Estados Unidos de América), 1980 [4]

Compuesto

Concentración

1,2-Dicloroetileno

5,2

Tricloroetileno

10,4

Cetona de isobutilo metílico

5,1

Clorobenceno

0,4

Tolueno

4,0

Tetracloroetileno

4,5

Etilbenceno

4,0

Xileno

2,3

 

Se han desarrollado varios modelos para predecir la tasa de producción del gas de los rellenos sanitarios. La mayoría de los modelos, sin embargo, requieren mediciones reales de producción de gases para determinar los valores de las constantes para los mismos.

Un enfoque estequiométrico relativamente riguroso (en relación a otros enfoques) para calcular la Producción de gas del relleno sanitario se describe en Recovery, Processing, and Utilization of Gas from Sanitary Landfills [5]. Este enfoque considera las dos clases principales de material que se descomponen para producir gas en el relleno sanitario. La primera clase es de la fracción fácilmente biodegradable (por ejemplo, residuos sólidos de alimentos, residuos de jardín). La segunda clase incluye la fracción menos biodegradable (por ejemplo, papeles, telas, etc.).

Las variables indicadas en el párrafo anterior, así como otras, afectan la exactitud de los modelos desarrollados para predecir la tasa de generación de gas en el relleno sanitario; las tasas de colección por el sistema de captación de gas presentan variables adicionales. Entre las variables para la colección de metano están el volumen de gas que se escapa del sistema de colección, el porcentaje de carbono que se convierte en metano y el porcentaje de carbono que se convierte en parte del protoplasma microbiano o que es lavado por el lixiviado. En consecuencia, tales modelos deben considerarse sólo como indicadores aproximados de las tendencias esperadas de colección de gas.

Aunque la mayoría de los residuos sólidos municipales en los países en desarrollo tienen una elevada concentración de materia orgánica biodegradable, los residuos sólidos, generalmente, no se colocan en un ambiente impermeable (o casi impermeable), ni están cubiertos adecuadamente; por lo tanto, el gas se escapa fácilmente del área de disposición final. Además, el rendimiento de gas (en base al peso húmedo) de los rellenos sanitarios en países en vías de desarrollo no necesariamente corresponden a los rendimientos que se obtienen en los rellenos sanitarios de los países industrializados debido al alto contenido de humedad en los residuos sólidos. Por lo tanto, se debe enfatizar la importancia de calcular los rendimientos de gas (y las tasas de producción del mismo) basados en las condiciones locales.

14.2 Aspectos de seguridad Si no se controla el gas generado dentro del relleno sanitario, se dispersará y migrará fuera de sus límites. El gas acumulado y la dispersión y la migración incontroladas pueden representar una situación potencialmente peligrosa debido a varias características del gas del relleno sanitario, tales como el riesgo de inflamación, el potencial de causar asfixia y la concentraciones orgánicas traza.

La presión ligeramente positiva que existe dentro del relleno sanitario permite que el gas fluya sin control hacia áreas de presión inferior por el transporte convectivo del gas. Además, el gas con concentraciones mayores de CO2 y CH4, puede diseminarse en áreas que contienen gases con concentraciones inferiores a estos dos compuestos. Finalmente, si el gas se acumula en el relleno sanitario, puede inhibirse el crecimiento de la vegetación en la cobertura, a menos que se tomen precauciones apropiadas.

Cuando faltan métodos adecuados de control del gas del relleno sanitario, el mismo migra a la atmósfera a través de la cobertura del relleno sanitario o puede migrar lateralmente a través del suelo alrededor del relleno sanitario. Si el gas llega a áreas donde no pueda escapar (tales como los edificios), se acumula. Mientras las concentraciones sean relativamente bajas, el gas sólo plantea una molestia potencial. Sin embargo, cuando la acumulación alcanza un valor crítico, el gas metano es inflamable y existe el potencial de una explosión si el gas está confinado y encendido (la concentración explosiva de metano en el aire es entre 5% y 15% por volumen). A concentraciones mayores, el metano es inflamable sólo cuando es diluido (generalmente por el aire) a concentraciones dentro de la franja mencionada anteriormente y en la presencia de oxígeno. Bajo estas condiciones, la acumulación de metano representa un riesgo potencial de incendio y de explosión. Debido a la posibilidad de acumulación del gas, los edificios en o cerca de los rellenos sanitarios no deben tener estructuras subterráneas, a menos que tales estructuras se ventilen continua y completamente.

La acumulación del gas en el relleno sanitario puede evitarse mediante el uso de una cobertura final porosa. La migración del gas y los riesgos consiguientes se pueden evitar mediante rutas de alta permeabilidad en el relleno sanitario que controlan el movimiento del gas y, por último, su ventilación a la atmósfera. La ventilación del gas hacia la superficie del relleno sanitario produce su dilución en la atmósfera a niveles inofensivos (figura 14-1).

Figura 14-1. Disipación del gas a través de una ruta porosa dentro del relleno sanitario

Pueden usarse varios métodos para proporcionar rutas específicamente diseñadas de alta permeabilidad para el gas del relleno sanitario. Los métodos incluyen perforaciones, pozos de gas y zanjas dentro del relleno sanitario y zanjas interceptaras o pozos instalados alrededor de los bordes del relleno sanitario. La figura 14-2 es una ilustración de una zanja interceptara. En el capítulo 8 se presenta información adicional sobre la ventilación.

 

 

Figura 14-2. Disipación del gas mediante una zanja interceptora

 

A pesar que la ventilación del gas del relleno sanitario a la atmósfera evita problemas potenciales locales e impactos adversos, este enfoque contribuye al efecto global de invernadero. En consecuencia, debe realizarse todo esfuerzo para colectar y usar el gas o quemar el gas mediante un sistema de quemadores adecuadamente diseñados.

14.3 Diseño básico de los sistemas de extracción de gases

La recuperación de biogás se instituye en los rellenos sanitarios por dos razones. Una razón se basa en la recuperación para controlar el gas; por ejemplo, para el control ambiental. Los métodos de control ambiental incluyen el quemado y la simple dilución y dispersión. El control ambiental es esencial para la operación de los rellenos sanitarios grandes y modernos. La segunda razón para la recuperación de gas se basa en el aprovechamiento del contenido de energía del gas a través de la recuperación y la utilización de la misma. La recuperación de energía es deseable, pero no necesariamente obligatoria, para la operación de un relleno sanitario. La determinación de la factibilidad de la recuperación de la energía del gas de un relleno sanitario generalmente está basada en un análisis financiero.

Cuando el propósito para la colección y recuperación del gas del relleno sanitario es el control ambiental, la quema del gas colectado (por ejemplo, por intermedio de quemadores) y la dispersión natural (en donde no se realiza ningún tipo de combustión) son métodos de control que ameritan ser considerados. La decisión con respecto a la quema del gas captado solamente por razones ambientales está en función de varias consideraciones, incluyendo pero no limitada a la disponibilidad de recursos para adquirir y operar el sistema de quema, la capacidad del sitio de disposición final, la existencia de estructuras que podrían confinar el gas, el énfasis puesto en el control de gases que contribuyen al efecto global invernadero, etc. El diseño de algunos métodos simples para el control de gas se presenta en el capítulo 8.

Si se ha planificado la recuperación y la utilización de metano, se deben incorporar ciertas características en el diseño. Algunas son propias del diseño moderno de un relleno sanitario, independientemente de la recuperación de metano. Para la recuperación de metano, el relleno sanitario debe estar sellado y aislado eficazmente del terreno circundante y del agua. Los pasos incluidos en la provisión de tal sellado son los mismos que los descritos en todo este material para la colección y el control de lixiviado, o para minimizar la infiltración de agua en la superficie del relleno sanitario. Los rellenos sanitarios antiguos o existentes deben sellarse hasta donde sea económica y prácticamente factible.

La extracción y la recuperación de gas incluye el diseño del relleno sanitario de tal modo que el gas que se genera por la descomposición de los residuos sólidos puede controlarse y colectarse. El gas colectado puede usarse directamente como combustible o puede ser purificado para convertirlo en combustible de alto poder calorífico. La colección del gas del relleno sanitario (es decir, la mezcla de gases) se hace mediante una red de pozos espaciados estratégicamente o de trincheras dentro del relleno sanitario, y construyendo cada pozo o trinchera con materiales de elevada permeabilidad a través de los cuales el gas puede pasar fácilmente e introducirse al sistema de tubería. El gas se extrae de los pozos a través de un sistema de tuberías y se usa una bomba de succión para extraer el gas del relleno sanitario [1,5,6], tal como se muestra en la figura 14-3.

El uso de aspersores asegura el funcionamiento adecuado del sistema de colección de gases. Los aspersores se operan de manera tal que se crea un vacío parcial en el sistema de llaves y colección y, en consecuencia, el gas se extrae del relleno sanitario. Aunque cierta cantidad de gas fluye sin ayuda a los pozos de colección debido a la presión interna algo elevada del relleno sanitario, la tasa de flujo es demasiado baja para asegurar el desempeño adecuado de la colección. Un sistema sin aspersores (bombas, sopladores) se denomina un sistema pasivo. Los aspersores aumentan el flujo del gas del relleno sanitario y expanden el área eficaz del relleno sanitario atendida por cada pozo de extracción de gas. Los aspersores pueden ajustarse: 1) para succionar el gas del relleno sanitario y descargarlo para su dispersión, quemado, combustión; o 2) para comprimir el gas a presiones mayores para su distribución o procesamiento adicional. Existe potencial de recuperar gas de dos tipos de sitios de disposición final: 1) un relleno sanitario no concebido para la recuperación de gases pero donde se usa cobertura diaria y final y hay una capa de suelo de baja permeabilidad en los costados y en la base que no permite el contacto con los residuos sólidos; 2) un botadero a cielo abierto, si los residuos sólidos de los cuales se extraerá el gas están sellados y aislados adecuadamente del terreno circundante y de la atmósfera. Las razones por las cuales estas situaciones promueven la factibilidad para la recuperación del gas son: 1) la cobertura y el sellado de los residuos sólidos inhibe la rápida pérdida del gas a la atmósfera o la succión de aire dentro del relleno sanitario si es que el gas es activamente retirado y 2) se minimiza la migración del gas del relleno sanitario a los suelos circundantes si estos tienen baja permeabilidad.

Figura 14-3. Pozo para colección de gas

 

Los pozos para la extracción de gas generalmente se extienden hasta el 60% o 90% de la profundidad de los residuos sólidos y son perforados hasta aproximadamente del 50% al 60% de la parte inferior si ellos se van a usar para la colección y el uso del gas. Si los pozos son usados solamente para descargar el gas a la atmósfera, el largo total de la tubería es perforada. Se practican varias estrategias con respecto a los pozos para ajustarse a los asentamientos en el relleno sanitario. En los Estados Unidos, la práctica más común es planificar un cierto grado de asentamiento y, periódicamente, cortar secciones de la tubería que se usa en los pozos. Una práctica menos usada consiste en la instalación de conexiones telescópicas entre los segmentos de tubería.

Los pozos se construyen de manera progresiva, colocando grava alrededor de la tubería de colección de gas. La grava (o un sustituto) sirve como zona de colección sumamente permeable por la cual el gas fluye hacia la tubería de colección para su posterior remoción del pozo. El área de grava está cubierta con un sello ajustado de gas y una barrera de suelo para impedir la entrada del aire externo en el pozo. La presencia de aire en el pozo (o en cualquier parte del relleno sanitario) diluiría el gas recolectado, reduciría su poder calorífico y complicaría su purificación. Además, puede conducir al desarrollo de graves problemas. En lo que se refiere a la dilución, aumentaría la concentración de nitrógeno en el gas recolectado y disminuiría su calidad. Potencialmente, la presencia de oxígeno en el aire que ingresa al relleno sanitario podría ocasionar problemas más graves. El oxígeno inhibiría la actividad de los microorganismos que forman metano y, lo que es más importante desde un punto de vista de la seguridad, el oxígeno podría originar explosiones pues el metano actuaría como combustible y el oxígeno como oxidante.

La disposición de los pozos de colección de gas depende de su capacidad, características de la cobertura, de tierra e instalaciones para dirigir el movimiento del gas en el relleno sanitario y de la tasa de producción de gas. Las dimensiones del área de impacto del pozo dependen de la tasa de bombeo. Por ejemplo, un relleno sanitario de 12 m de profundidad ubicado en California, Estados Unidos, con un pozo de gas de 6 m de profundidad, estaba siendo bombeado a 2,8 m3/min. La presión en los residuos sólidos variaba de -5,1 cm de agua en el pozo a menos de -0,8 cm a una distancia de 30,5 m del pozo. El aumento de la tasa de bombeo a 8,5 m3/min ocasionó las siguientes presiones negativas respectivas de -17,8 y -2,54 cm [7]. Como una regla general, un pozo o zanja puede colectar gas a una distancia horizontal de 30m a 40 m (y de 5m a 10m verticalmente, en el caso de zanjas horizontales), dependiendo del grado de compactación de los residuos sólidos, del contenido de humedad en el relleno sanitario, etc.

14.4 Uso del gas del relleno sanitario

Los usos de gas crudo del relleno sanitario (es decir, no procesado) son algo limitados. Ellos pueden, incluir la calefacción y la cocción doméstica, la producción de ladrillos y de cemento, y para la producción de calor para procesos industriales. Para varios usos, la calidad del gas del relleno sanitario debe mejorarse antes de ser usado. La mejora es esencial si el gas se usa como combustible de motores de combustión interna o si se inyecta en las líneas de transmisión de gas natural.

En comparación con el gas natural, la calidad y el contenido calorífico del gas crudo del relleno sanitario es menor. Además, su composición y otras características varían más que las del gas natural. Por ejemplo, las mediciones diarias pueden ser ±50% del promedio a largo plazo de las mediciones diarias para el valor de calefacción, contenido de humedad y concentración de oxígeno. También pueden producirse variaciones de acuerdo a la estación climática. El valor típico de calefacción del gas del relleno sanitario se encuentra en el intervalo de 7.450 a 22.350 kJ/m3, mientras que el valor más bajo de calefacción del gas natural es cerca de 37.300 kJ/m3. En relación al contenido de humedad, el gas crudo del relleno sanitario puede estar saturado (humedad relativa de 100%) o el contenido de agua puede ser tan bajo como 5%. El contenido de oxígeno varía desde los niveles traza a niveles que hacen la mezcla de gas potencialmente explosiva. En la práctica, rara vez se alcanzan los niveles explosivos. Las concentraciones altas de CO2 y N2 en el gas crudo del relleno sanitario diluyen el valor de calefacción del CH4 en la mezcla de gas. La calidad del gas del relleno sanitario puede aumentarse si se le somete a diversos niveles y etapas de procesamiento.

Los usos para el gas procesado incluyen la generación de electricidad en el sitio e inyección a una línea de transmisión de una empresa de servicio público. Existen dos alternativas predominantes para la generación de electricidad en el relleno sanitario - motores de combustión interna o turbinas de gas. Si se va a usar el gas en un motor de combustión interna, se comprime a cerca de 33 kPa. Para una turbina de gas, el gas se comprime a una presión mucho mayor, por ejemplo, 100 kPa.

Se encuentran disponibles sistemas de procesamiento para la remoción de agua, CO2, y N2 del gas crudo para elevar su poder calorífico substancialmente. La deshidratación del gas crudo del relleno sanitario puede aumentar hasta cerca de 10% de su valor. La deshidratación, en combinación con la remoción de CO2 y H2S, puede producir un poder calorífico de 22.360 a 26.000 kJ/m3. Entre los métodos de deshidratación están el de gravedad; la filtración; el uso de solventes especiales (glicol, polietileno); la criba a través de cedazos moleculares o membranas permaselectivas; y el sometimiento a la calefacción, enfriamiento de aire y el enfriamiento refrigerante. De estas alternativas, el cedazo molecular tiene un costo relativamente bajo y una elevada eficiencia.

El proceso más popular para la deshidratación del gas es el que usa glicol trietileno (TEG, por sus siglas en inglés). Este sistema tiene varias características beneficiosas que explican su uso generalizado. Las características son principalmente las del líquido de trabajo (glicoles), a saber, su elevada capacidad higroscópica, excelente estabilidad térmica y química, presiones de vapor bajas y costo moderado.

En un sistema TEG, el gas se comprime inicialmente conforme entra al sistema y los contaminantes se remueven en esta primera etapa. Posteriormente, el gas se enfría para capturar y remover la mayor cantidad de humedad. Luego, el gas pasa a través de una torre absorbente/separadora de glicol trietileno donde los líquidos libres en el gas se extraen a medida que el gas fluye de la base (sección de separación) a la parte superior (sección de absorción) de la torre. En la parte superior de la torre, el gas entra en contacto con el glicol trietileno sobre las bandejas de burbujas para extraer aún más la humedad de la corriente de gas. En la figura 14-4 se muestra el diagrama de un proceso de deshidratación TEG.

El agua, así como otras dos impurezas principales en el gas crudo del relleno sanitario, CO2 y H2S, se puede extraer mediante el sistema TEG en conjunto con un sistema de lavado con carbonato de potasio caliente.

Ciertos usos del gas del relleno sanitario (por ejemplo, calefacción y cocción doméstica) sólo requieren que se elimine el H2S del gas. El sulfuro de hidrógeno puede extraerse al pasar el gas crudo del relleno sanitario a través de lavador de gas seco que contiene una mezcla de óxido férrico y virutas de madera (comúnmente denominado "esponja de hierro". La capacidad de remoción de la mezcla es de cerca de 105 kg de mezcla de azufre/m3. La mezcla puede regenerarse al exponerla al aire. La exposición de la mezcla al aire convierte el sulfuro férrico formado en la reacción del lavado a óxido férrico y azufre elemental. La figura 14-5 muestra un esquema del sistema de procesamiento de óxido de hierro.

 

 

 

 

 

 

 

Figura 14-4. Esquema de un sistema de deshidratación del gas del relleno sanitario por medio de glicol trietileno (TEG)

 

 

 

 

 

 

Figura 14-5. Esquema de un proceso de óxido de hierro para remover sulfuro de hidrógeno del gas del relleno sanitario

Para determinar la factibilidad financiera de la recuperación y el uso del gas del relleno sanitario, varios factores desempeñan una función decisiva. Los más importantes son: el tamaño y la ubicación del relleno sanitario, la permeabilidad de la cobertura y de la capa de suelo circundante, las condiciones climáticas y el uso propuesto del gas. Con respecto a la permeabilidad de la capa de suelo circundante, es preferible colocar una barrera impermeable entre el contenido del relleno sanitario y el suelo circundante mientras el relleno sanitario se encuentra en la etapa de diseño, antes que instalara después que el relleno sanitario haya sido completado. Si se siguen los criterios del diseño del relleno sanitario ofrecidos en este documento, la baja permeabilidad de la cobertura y de la capa de suelo circundante debe promover la recuperación técnica factible y la utilización del gas del relleno sanitario. El tamaño y la ubicación de un relleno sanitario completado, o de uno en uso, determina la cantidad y la tasa de colección del gas del relleno sanitario y el potencial mercado. Las condiciones climáticas también rigen el tipo de mercado y los posibles usos. Por ejemplo, en los países tropicales es más probable que el gas del relleno sanitario se use para enfriar antes que para calentar (una excepción sería los requerimientos de calor en los procesos industriales). En los países en desarrollo, la necesidad de gas de alta calidad puede hacer que la recuperación y la utilización del gas no sea factible por los castos de procesamiento excesivamente altos o por falta de infraestructura y tecnología suficientes. Esta circunstancia también se presenta en los países en desarrollo.

La masa de residuos sólidos en el relleno sanitario debe ser suficiente para asegurar una producción total de gas que tendría un valor monetario y energético que sobrepase a lo gastado en prácticas no convencionales del relleno sanitario. El tamaño del relleno sanitario debe ser lo suficientemente grande como para asegurar la producción de gas por un período lo suficientemente largo como para justificar la instalación de equipo necesario para colectar, mejorar y usar el gas.

Basado en la experiencia obtenida en los países industrializados, la recuperación y la utilización del gas del relleno sanitario no es aconsejable para un relleno sanitario de menos de 13 m de profundidad. Además, al menos dos millones de Mg de residuos sólidos municipales deben estar dispuestos en el relleno sanitario [6]. Se ha calculado que, a su tasa máxima de generación, la producción de gas crudo derivado de 2 millones de Mg estaría en el orden de 28 a 34 m3/min o cerca de 760 MkJ/día [6].

La recuperación y el uso del gas del relleno sanitario deben ser evaluados cuidadosamente antes del diseño y la instalación de un sistema de recuperación. La obtención y la operación de sistemas de procesamiento de gas pueden ser costosas, especialmente si el mercado requiere un gas de alta calidad. En un país en desarrollo, un uso técnico y económicamente factible sería como combustible para la generación, de vapor o para un motor de combustión interna (con o sin generador eléctrico) después de un limitado proceso de limpieza. El alto contenido de humedad y de elementos corrosivos en el gas crudo del relleno sanitario y el costo de la transmisión del gas a distancias largas determinan que su uso en el sitio sea más factible que su uso fuera del terreno.

 

 

 

14.5 Información sobre el número y tipo de proyectos a nivel mundial En muchas partes del mundo, se han implementado varios proyectos para aprovechar el potencial de energía que ofrece el gas del relleno sanitario (GRE, por sus siglas en inglés). En los países de la Unión Europea se, reportaran aproximadamente 180 proyectos en 1990, con una tasa de utilización de 750 millones m3 de gas/año (no todas las instalaciones informaron la producción de gas) [8]. En América Latina, se registraron 11 proyectos de GRE en 1 990, en Brasil, Colombia y Chile [8]. En los Estados Unidos, aproximadamente 130 rellenos sanitarios colectan y utilizan el GRE para producir energía [9]. Aproximadamente 75% de los rellenos sanitarios con sistemas de recuperación de gas usan GRE para generar electricidad; cerca de 25% de los rellenos sanitarios venden GRE para usarlo fuera del sito. La capacidad de producción de los generadores eléctricos que usan GRE varía de 70 kW a 50 MW. Otros países del mundo también informan sobre proyectos de utilización de GRE (en 1 990), tales como Sudáfrica (2), Australia (4), Hong Kong (1) y la India (3) [8].

Referencias

  1. Holmes, J.R., Practical Waste Management John Wiley and Sons, Inc., Nueva York, Nueva York, EUA, 1983.
  2. Zimmerman, R.E., G.R. Lytynyshyn, y M.L. Wilkey, Landfill Gas Recovery - A Technology Status Report, NTIS #DE84-001194, ANL/CNSV-TM-12, agosto de 1983.
  3. Wilkey, M.L., R.E. Zimmerrnan y H.R. Isaacson, Methane from Landfills: Preliminary Assessment Workbook. Argonne National Laboratory Report ANL/CNSU-31, 1982.
  4. Flynn, N.W., M. Guttman, J. Hahn y J.R. Payne, Trace Chemical Characterization of Pollutants Occurring in the Production of Landfill Gas from the Shoreline Regional Park Sanitary Landfill, Mountain View, California, preparado para el Pacific Gas and Electric Company and U.S. Department of Energy, por Science Applications, Inc., 1981.
  5. Ham, R.K., et al., Recovery, Processing, and Utilization of Gas from Sanitary Landfills, EPA-600/2-79-001, U.S EPA, Cincinnati, Ohio, EUA.
  6. Haxo, H.E., et al., "Lining of Waste Impoundment and Disposal Facilities", SW-870, U.S. EPA, Cincinnati, Ohio, EUA, 1983.
  7. Diaz, L.F., G.M. Savage y C.G. Golueke, Resource Recovery from Municipal Solid Wastes, CRC Press, Boca Raton, Florida, EUA, 1982.
  8. Gendelebien, A., et al., Landfill Gas-From Environment to Energy, Comisión de las Comunidades Europeas, Bruselas, Luxemburgo, 1992.
  9. Berenyi, E.B. y R.N. Gould, 1994-95 Methane Recovery from Landfill Yearbook, Governmental Advisory Associates, Inc., Nueva York, Nueva York, EUA, 1995.

Capítulo 15

Recuperación y Utilización de Recursos

    1. Introducción

En este capítulo, la recuperación de recursos se define como la recuperación física de materiales para comercializarlos como materiales secundarios, fuentes de energía (combustibles) o ambos. Como la recuperación de gas del relleno sanitario no la implica recuperación física de materiales, ésta se excluye de esta discusión y se describe en el capítulo 14. la recuperación de recursos utiliza métodos de procesamiento mecánicos, manuales o ambos.

En términos de diseño y operación, la recuperación de recursos es una consideración potencial en el caso de un relleno sanitario nuevo, así como en el caso de un sitio existente de disposición final que está en evaluación para ser convertido en un relleno sanitario moderno. En el último caso, la separación de residuos sólidos, es decir, la recuperación manual de recursos, seguramente ya se practica en uno u otro grado. La forma prevalente de recuperación de recursos en los países en desarrollo consiste en rescatar los materiales para la venta en mercados de materiales secundarios, en contraposición con los mercados de combustibles. La lista de materiales que pueden tener valor económico incluye: latas de aluminio, latas de estaño y diversos tipos de papel y de plástico.

El procesamiento de los residuos sólidos en un relleno sanitario puede ocurrir inmediatamente después de la entrega o después de un tiempo que los residuos sólidos hayan sido enterrados. En el último caso (es decir, el procesamiento después del entierro), el método se denomina comúnmente "recuperación del relleno sanitario" o "recuperación y rehabilitación del relleno sanitario".

El procesamiento de los residuos sólidos luego de su entrega al relleno sanitario puede tomar varias formas que incluyen el procesamiento de los residuos sólidos mezclados (mezcla heterogénea de materiales) y de los residuos sólidos casi homogéneos. Los residuos sólidos casi homogéneos son una mezcla de diferentes tipos de materiales (madera, papel, etc.) relativamente homogéneos que puede procesarse eficientemente en función del rendimiento de los materiales reciclables. Una mezcla homogénea de residuos sólidos está compuesta por una concentración elevada de materiales que comparten características similares. Los residuos de la demolición de construcciones son un ejemplo de residuos especiales; puede tener concentraciones grandes de madera, concreto y metal. Los residuos sólidos mezclados, por otro lado, son una mezcla heterogénea compuesta por muchos tipos de materiales, sin ningún material que prevalezca. En consecuencia, la recuperación de los materiales de los residuos sólidos mezclados generalmente es menos eficiente que en los residuos especiales.

Si la recuperación de recursos se diseña o practica como un componente de la operación del relleno sanitario, debe hacerse de tal modo que no cree problemas sanitarios, ambientales ni de seguridad. Esta recomendación se aplica ya sea para la operación mecánica, a la manual o a ambas.

15.2 Recuperación mecánica

Como su nombre lo indica, los métodos mecánicos de recuperación de recursos dependen de equipo mecanizado para procesar los residuos sólidos, los que generalmente tienen una tecnología sencilla y su número es reducido por las siguientes razones:

  • la operación del relleno sanitario es dinámica, es decir, la ubicación para descargar los residuos sólidos se desplaza con el transcurso del tiempo a medida que las porciones del relleno sanitario se completan; por ello, se requiere equipo sencillo que pueda moverse con relativa facilidad;
  • una operación compleja de procesamiento generalmente requerirá que el equipo se proteja de la intemperie y que se realice control ambiental. En este caso, se usa una estación de transferencia o una instalación de recuperación de recursos. Una discusión sobre estos tipos de instalaciones está fuera del alcance de este material.

En los países industrializados, los sistemas sencillos de procesamiento mecánico usan cintas transportadoras, equipo para el tamizado, separadores magnéticos y equipo de reducción de tamaño (por ejemplo, trituradoras, moledoras, desmenuzadores, etc.). Los sistemas mecánicos de recuperación de recursos incluyen:

  1. El procesamiento de residuos sólidos vegetales y de madera mediante la reducción del tamaño para la producción de acondicionadores de suelo o combustible para calderas y para la producción de compost. En algunos sitios de los Estados Unidos, se reduce el tamaño de los residuos sólidos vegetales y de la madera y se estabilizan biológicamente para usarlos como cobertura diaria.
  2. El procesamiento de los restos de la demolición de construcciones por medio de la reducción de tamaño, separación magnética, tamizado y flotación para recuperar suelo, agregados, madera y metales. Los usos potenciales del agregado y del suelo recuperado incluyen el material de cobertura y la construcción de caminos.
  3. La recuperación de envases metálicos (ferrosos) mediante la reducción del tamaño y la separación magnética.

El equipo mecánico también puede usarse para excavar los residuos sólidos de un relleno sanitario completado y para procesar los residuos sólidos excavados para la recuperación de materiales. Esta aplicación se denomina recuperación y rehabilitación del relleno sanitario (RRR), tal como se indicó en la introducción de este capítulo. A pesar de que existen varias razones para considerar o ejecutar la RRR, en el caso de los países en desarrollo, el uso práctico inmediato sería recuperar los botaderos a cielo abierto. La recuperación de materiales y del volumen dispuesto pueden ser razones secundarias o razones más factibles en el futuro. Desde un punto de vista técnico, la recuperación de la fracción de tierra de los sitios de disposición final en los cuales los residuos sólidos están biológicamente estabilizados es factible a través de la aplicación de sistemas simples de cernido. Por lo tanto, los sitios de disposición final que han recibido o que están recibiendo residuos sólidos que contienen predominantemente residuos sólidos putrescibles no contaminados (por ejemplo, los de origen doméstico) pueden ser candidatos para ejecutar la RRR, dependiendo de varias consideraciones. En los Estados Unidos, ciertos proyectos de RRR han reportado rendimientos de fracciones de tierra de aproximadamente entre 30% a 60%. (Por supuesto, una porción de la fracción de tierra consiste de suelo de cobertura que fue usado durante la construcción del relleno sanitario, un componente que puede o no existir en los sitios de disposición final en los países en desarrollo. Los usos para la tierra que ha sido recuperada incluyen el desarrollo del terreno (recuperación) y cobertura para el relleno sanitario; en el segundo caso, este material no está dentro del alcance y/o no está disponible en algunos lugares. Ya que la recuperación es la aplicación más probable de la RRR en el caso de los países en desarrollo, esta tecnología se discute en el capítulo 17.

15.3 Recuperación manual

Los métodos para la recuperación manual de recursos (separación de residuos sólidos) usan principalmente la mano de obra para procesar y recuperar los materiales de los residuos sólidos a medida que ellos son dispuestos. En general, las personas que segregan los residuos sólidos usan herramientas manuales sencillas (por ejemplo, ganchos) para facilitar la recuperación de los materiales reciclables. El proceso de recuperación manual consta de cuatro actividades: 1) segregación (es decir, la recuperación) de los materiales reciclables de las descargas de residuos sólidos; 2) transporte de los materiales capturados (en bolsas de tela, de fibra o en envases metálicas) del sitio de disposición final a un área reservada para la acumulación y el almacenamiento; 3) organización de los materiales recuperados en lotes para el mercado; y 4) transporte de los materiales al mercado. Los materiales típicos recuperados y reciclados incluyen una combinación de botellas no rotas y muchos tipos de metales, plásticos, papel y telas.

15.4 Impactos de la separación y recuperación de residuos sólidos

La separación de los residuos sólidos puede presentar riesgos y problemas en la operación de un relleno sanitario pues los segregadores y los empleados del relleno sanitario están expuestos a riesgos ambientales y sanitarios por su proximidad a los residuos sólidos y al equipo del relleno sanitario. Los segregadores ocasionan interferencias en la operación del relleno sanitario y demoran la realización eficaz y oportuna de la disposición final de los residuos sólidos. A menudo, la recuperación manual retarda la compactación oportuna de los residuos sólidos y la aplicación de la cobertura.

Los riesgos causados por la coexistencia de la separación de residuos sólidos y el equipo usado para la disposición final de residuos sólidos se incrementan a medida que el número y tamaño del equipo pesado aumenta. En consecuencia, en el caso de un relleno sanitario extenso que sirve a un municipio urbano grande, la recuperación manual puede presentar riesgos significativos e interrupciones en las operaciones del relleno sanitario.

La acomodación y la aprobación de la recuperación manual en el relleno sanitario deben considerarse en función de los inconvenientes mencionados en los párrafos anteriores. Si se permite la recuperación manual, las actividades de recuperación deben coordinarse adecuadamente e integrarse a la operación general del relleno sanitario de forma tal que la función primaria del relleno sanitario; es decir, la protección de la salud pública y del ambiente, no se vea comprometida o amenazada.

15.4.1 Control y manejo de la separación y recuperación de residuos sólidos

Muchas de las consecuencias negativas de la recuperación manual en el relleno sanitario pueden reducirse, o incluso eliminarse, al tratar la recuperación manual como el primer paso diferenciado de la sede de etapas que componen la operación general del relleno sanitario. Considerar a las operaciones de recuperación manual y de disposición final de los residuos sólidos como secuenciales marca una diferencia respecto a su concepción como actividades esencialmente paralelas.

Para separar efectivamente la recuperación manual de la disposición final, lo óptimo es hacer una separación espacial de las dos actividades, lo cual agrega complejidad a la operación del relleno sanitario. Para este enfoque, el paso de la recuperación manual abarca dos componentes, el segundo de los cuales es esencialmente una actividad adicional a la práctica paralela típica de recuperación manual y entierro: 1) descarga de los residuos sólidos que ingresan en la sección de recuperación manual del sitio de disposición final; y 2) transferencia de los residuos sólidos restantes después de la recuperación manual al sitio de disposición final.

De acuerdo con la meta de separar las actividades de recuperación manual y entierro de los residuos sólidos, pueden definirse dos sistemas:

  1. Local/Movible - El área de recuperación manual se encuentra cerca, pero marcadamente separada del frente de trabajo. En consecuencia, el área de recuperación manual se mueve a menudo para minimizar la carga en la operación de entierro como consecuencia de la necesidad de transferir los residuos sólidos de la recuperación manual al frente de trabajo.
  2. Remoto/Fijo - El área de recuperación manual se ubica en el sitio de disposición final pero distante de donde se entierran los residuos sólidos. En consecuencia, el área de recuperación manual es un sitio permanente.

En el caso de la configuración del sistema local/movible, el área de recuperación manual está relativamente cerca del frente de trabajo y la transferencia de los residuos sólidos del área de recuperación al frente de trabajo puede realizarse rápidamente con equipo que posea una cuchara o pala; por ejemplo, un tractor sobre orugas. Deben tomarse precauciones para asegurar que las dos áreas no estén muy cerca para impedir la interferencia entre los segregadores y la disposición final de los residuos sólidos. Este arreglo requiere que el área de recuperación sea movible.

En el caso de la configuración del sistema remoto/fijo, el área de recuperación está lejos del frente de trabajo; por ejemplo, 1 a 2 km, requiriéndose un sistema de carga y vehículos de remolque para transferir eficientemente los desechos de la recuperación manual al frente de trabajo. La tasa de transferencia y, en consecuencia, los requisitos del sistema de transferencia dependen del volumen diario de residuos sólidos. Los vehículos apropiados de transferencia incluirán camiones, tractores y remolques.

Se indicará un lugar fijo para la recuperación manual durante la vida del relleno sanitario si no se dispone de un tractor sobre orugas. Un lugar para la recuperación manual fija no sería factible ni aconsejable para un sitio de disposición final de vida relativamente corta. La dedicación de una sección fija para la recuperación manual adopta muchas de las características y ventajas de una estación de transferencia. Por ejemplo, la recuperación manual limitada a un área fija puede protegerse de la intemperie (viento, lluvia, etc.) y evitar o minimizar un impacto no deseado en el ambiente. La operación misma puede mantenerse ordenada y estrechamente controlada y los abusos pueden disminuir. Además, puede mejorarse la eficiencia si se incluye una cantidad limitada de mecanización, por ejemplo, cintas transportadoras o equipo rodante para cargar los residuos sólidos resultantes de la recuperación manual a los vehículos de transferencia. Un beneficio importante de esta práctica es que evita encuentros entre los segregadores y el equipo del relleno sanitario. Además, este sistema permite la provisión de instalaciones sanitarias muy necesarias y un buen ambiente de trabajo para los segregadores. En conjunto, estas prácticas y beneficios sirven para estimular la operación de un relleno sanitario eficaz.

Quizás la objeción más fuerte al designar un lugar fijo para la recuperación manual es que el paso agregado de cargar y transferir los residuos sólidos de la recuperación se convierte en una necesidad. Esta objeción no entra a tallar hasta que la distancia entre la recuperación manual y los sitios de disposición final es tan grande que la transferencia en tractores sobre orugas ya no es factible. Desde luego, otras desventajas serían los gastos de capital asociados con la construcción e introducción de equipo agregado.

La capacidad del sitio de disposición final es el factor decisivo para dedicar una porción del sitio exclusivamente a la recuperación manual. En general, una capacidad de 10 años o más justificaría la incorporación de un área de recuperación manual fija en un relleno sanitario.

Las prioridades relacionadas con la recuperación manual y las actividades de disposición final son factores importantes para manejar las actividades de recuperación manual. La disposición final en el suelo debe tener primacía sobre la recuperación ya que la razón del relleno sanitario es la disposición final de los residuos sólidos. En consecuencia, la recuperación debe administrarse de manera tal que no interfiera demasiado con la actividad central del relleno sanitario; es decir, la disposición final adecuada de los residuos sólidos. Una consideración secundaria, pero no menos importante, es el impacto de la pérdida potencial de ingreso económico a los segregadores, así como las pérdidas potenciales de los materiales secundarios para la industria local si la operación de recuperación se operara deficientemente y/o ineficazmente.

A menos que se administre cuidadosamente, el tránsito debido a las actividades de recuperación manual puede ser una de las interferencias más molestas para las operaciones de disposición final de residuos sólidos. Entre las causas más obvias de interrupción están las diferencias del tamaño físico, el número y la velocidad de los vehículos asociados con la recuperación en comparación con otros vehículos que operan en el relleno sanitario. Los vehículos usados en la recuperación pueden variar desde los más pequeños, como una carreta sin motor, a vehículos grandes usados para transportar cargas significativas de material recuperado. Por otro lado, los vehículos de recolección de residuos sólidos y los remolques, comúnmente, son más grandes que los vehículos de los segregadores en cuanto a tamaño, peso y velocidad. En algunos casos, los retrasos en la descarga y en la disposición final de residuos sólidos son causados por la descarga y la transferencia de los materiales reciclables almacenados por la flota de recolección de los segregadores. Cuando la recuperación no está controlada, el tránsito de remolques de residuos sólidos se moverá mucho más rápido que el de los segregadores, y la descarga y el entierro de los residuos sólidos se hará más lentamente por la mezcla del tránsito de los segregadores y de los vehículos, y por la densidad del tránsito general. Probablemente, la mejor manera de administrar los dos tipos de tránsito sería separarlos; es decir, usar caminos diferentes. Una desventaja de esta práctica es el costo; en consecuencia, la decisión en cuanto a la separación del flujo de tránsito depende de la disponibilidad económica.

El acceso de los segregadores al sitio de disposición final depende del grado de separación entre el tránsito de los segregadores y el tránsito para la disposición final. Si la separación es completa, el acceso podría ser ilimitado a moderadamente limitado. Por otro lado, si no se separan los dos tipos de tránsito, se debe prohibir el acceso ilimitado de los segregadores por la posible interferencia excesiva con el tránsito de la disposición final. Si el acceso estuviera restringido, habría que preguntarse qué individuos se excluirán o tendrán limitado el acceso. Para llegar a una decisión, a menudo se analizan consideraciones políticas y sociales.

Las actividades de los segregadores deben estar bajo la dirección de un supervisor. Las principales responsabilidades del supervisor consisten en administrar y controlar la recuperación para promover y mantener la eficiencia y la equidad, y para minimizar la interferencia con la disposición final. Esta última responsabilidad requiere que el supervisor trabaje estrechamente con el responsable de la operación de disposición final, persona que debe ser la autoridad máxima en el relleno sanitario en lo que se refiere a cualquier prioridad operativo y a conflictos que afectan la operación del relleno sanitario (disposición final de residuos sólidos propiamente dicha). El supervisor de la recuperación puede tener subordinados, si la eficiencia de la operación así lo requiere. La eficiencia y la seguridad demandan una buena práctica de mantenimiento que debe cumplirse rigurosamente. Este cumplimiento es otra de las responsabilidades del supervisor.

15.4.2 Normas

Para administrar y controlar la recuperación de recursos en un sitio de disposición final, debe establecerse un conjunto de políticas y reglas que se aplican a todos los participantes y a los involucrados en las actividades de recuperación. Entre las políticas y reglas sugeridas están las siguientes:

  1. La asignación de espacios, cargas de residuos sólidos, etc., a segregadores individuales o a grupos.
  2. La puesta en marcha de procedimientos para la remoción de materiales recuperados en el sitio; por ejemplo, la frecuencia y los métodos.
  3. Reglas para la venta de los materiales recuperados.
  4. La provisión a los segregadores de: equipo de seguridad, instalaciones sanitarias, duchas, comedores y servicio de primeros auxilios. Además, la reglamentación o requisito del uso de uniformes por parte de los segregadores, práctica que fomenta la autoestima, el aseo y el orden.

Referencias

  1. Northeim, C.M., et al., Handbook for the Design, Construction and Operation of Sanitary Landfills, Draft Copy, preparado para la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos por el Research and Triangle Institute, febrero de 1987.
  2. Bruner, D.R. y D.S. Keller, Sanitary Landfill Design and Operation, Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Informe No. BS-650, 1972.

 

Capítulo 16

Administración y Registro de Datos

    1. Responsabilidades de la administración

La operación de un relleno sanitario moderno requiere una cuidadosa administración, control, análisis del funcionamiento general y, de ser necesario, la aplicación de medidas preventivas. Las responsabilidades y las obligaciones de la administración pueden organizarse en cuatro áreas: social, financiera, de operación y de control.

Las áreas de operación que requieren supervisión administrativa incluyen:

  • garantía de calidad (es decir, conformidad con las operaciones del plan de operación y con requisitos reglamentarios),
  • operaciones de rutina y diarias,
  • seguridad del sitio,
  • mantenimiento preventivo y de reparación, y
  • estado del equipo y reemplazo del mismo cuando sea necesario.

Las áreas sociales que requieren supervisión administrativa incluyen:

  • relaciones públicas y cívicas,
  • garantía de la salud y seguridad del personal de operación y de los usuarios del sitio, y
  • contratación y capacitación del personal.

Las áreas fiscales que requieren supervisión administrativa incluyen:

  • equipo y registro del personal,
  • registro de operación,
  • desarrollo y control de los presupuestos, y
  • financiación. En general, la magnitud de la operación del relleno sanitario (es decir, la tasa de flujo diario de residuos sólidos dispuestos) determina la conveniencia de asignar las responsabilidades de administración a un sólo individuo o encomendadas a un equipo de administración encabezado por un gerente o autoridad. Independientemente de la estructura administrativa, el gerente del relleno sanitario debe estar calificado y tener experiencia.

La administración de un sitio de disposición final sanitaria a gran escala en un país en desarrollo debe considerar y abordar con igual cuidado las tareas de administración del personal y del equipo. En regiones en desarrollo, la mano de obra es relativamente abundante y los salados son relativamente bajos, comparados con la disponibilidad y el costo del equipo. Esta situación es diferente a la de los países industrializados, en los cuales la mano de obra es relativamente costosa en comparación con el costo del equipo.

16.1.1 Personal

El número y la clasificación del personal que se requiere para la operación del relleno sanitario está determinada predominantemente por el tipo y la complejidad del relleno sanitario. La complejidad se mide en función del número y tamaño del equipo usado en las operaciones activas del relleno sanitario, así como en función del número y del tipo del equipo de apoyo y de los sistemas a usarse (por ejemplo, el control de gas y lixiviado, y las actividades de control y provisión de instrumentos, etc.). En general, el número de personal requerido puede ser considerado proporcional a la capacidad diaria del relleno sanitario, mientras que la clasificación de la mano de obra requerida está en función de la complejidad del relleno sanitario, así como de la capacidad de la operación. Por lo tanto, la necesidad de contar con operadores capacitados y de clasificar el trabajo para estos operadores (mecánicos, operadores de equipo, etc.) se incrementa a medida que la capacidad diaria de la operación y la complejidad del relleno sanitario aumenta.

Se dispone de pocos datos inéditos sobre el número de personal requerido para operar un relleno sanitario en los países en desarrollo. La referencia disponible [1] indica que se necesita un empleado por cada 65 Mg de residuos sólidos dispuestos por día. En lo que se refiere al tipo de relleno sanitario, el trabajo en las operaciones de trinchera es, en general, más intenso que en el método de área.

Para una instalación que maneja menos de 50 a 70 Mg/día a tiempo completo, un operador de equipo generalmente puede controlar la recepción y la disposición final de los residuos sólidos y realizar las funciones menores de administración y de mantenimiento. Un relleno sanitario que recibe cientos de Mg/día de residuos sólidos requerirá uno o varios supervisores, operadores de equipo, mecánicos, trabajadores y asistentes de control. Si el personal estuviera capacitado para realizar más de una función y éstas son efectuadas de manera adecuada, algunas funciones pueden combinarse entre el personal para optimizar la

productividad.

El siguiente punto es una discusión sobre las principales clasificaciones del trabajo para la operación de un relleno sanitario.

16.1.1.1 Supervisor

Las responsabilidades de un supervisor abarcan todas las funciones y actividades de la operación del relleno sanitario. Un supervisor capacitado brinda flexibilidad a la operación del relleno sanitario en el sentido de que puede usar cualquier tiempo fuera de la supervisión para operar y mantener el equipo. En particular, para los rellenos sanitarios de pequeña capacidad diaria, esta capacidad dual del supervisor es casi una necesidad para ahorrar costos.

El supervisor debe tener experiencia en las operaciones del relleno sanitario, así como pleno conocimiento de los objetivos y de la práctica de la disposición final sanitaria, incluyendo la protección de la salud, la seguridad humana y del ambiente. El supervisor debe conocer el uso, el servicio, y el mantenimiento de todo el equipo pesado que puede usarse en el sitio. En las ubicaciones en las que la habilidad técnica local disponible es escasa (lejos de áreas metropolitanas grandes), el supervisor con ciertos conocimientos técnicos básicos de la ingeniería del diseño del relleno sanitario y de la construcción y la protección ambiental, es un buen recurso para asegurar la operación correcta del relleno sanitario.

16.1.1.2 Operador de equipo

Un operador de equipo debe estar calificado y tener experiencia en la operación y funcionamiento del tipo de equipo usado en las operaciones del relleno sanitario. Los operadores de equipo deben estar capacitados para operar distintos equipos y para realizar su mantenimiento preventivo y reparaciones menores. La familiaridad con los métodos y los procedimientos usados en las operaciones del relleno sanitario también es una calificación útil y valiosa. En los rellenos sanitarios de áreas remotas, los operadores. también deben estar calificados y tener experiencia, de ser posible, en reparaciones importantes de equipo, ya que la disponibilidad de los servicios de reparación podrían ser limitados o inexistentes.

La disponibilidad de operadores de equipo capacitados y con experiencia será mayor en las grandes zonas urbanas. En otras áreas, se recomienda la capacitación del personal para asegurar el funcionamiento del relleno sanitario y la operación adecuada del equipo.

16.1.1.3 Asistente de control

Los deberes y las responsabilidades del asistente de control son los siguientes: observar y registrar las cargas de residuos sólidos que ingresan al relleno sanitario (número, volumen, peso, etc.); dirigir el tránsito dentro del sitio; facilitar la descarga de cargas difíciles o liberar los vehículos atascados en el fango, etc.; y cumplir con las políticas del sitio y los reglamentos de entrada y salida de personas, vehículos y materiales. Si bien los sitios de pequeña capacidad diaria no requieren un control frecuente, ello se requiere, generalmente, en rellenos sanitarios de gran capacidad para controlar adecuadamente el tránsito y la descarga de los residuos sólidos cerca del frente de trabajo y para ayudar en el mantenimiento de condiciones seguras para los operadores y los usuarios.

En el caso de rellenos sanitarios de gran capacidad diaria, se puede necesitar otro asistente de control para las cargas de residuos sólidos que ingresan al sitio, a fin de determinar los materiales inadmisibles y de registrar los datos y la información sobre el número y la frecuencia de las cargas que ingresan, su volumen y su peso. Si se usa una báscula para medir el peso de los residuos sólidos entregados al relleno sanitario, un asistente de control se encargará del manejo de la báscula, por lo que debe estar calificado y capacitado para medir y registrar los datos.

16.1.1.4 Obreros capacitados y no capacitados

Los obreros realizan el trabajo físico y manual en el relleno sanitario. Las actividades de los obreros incluyen: la recolección de residuos sólidos, la instalación de zanjas de drenaje, el desempeño de tareas relacionadas con el paisaje, el mantenimiento de rutina de los edificios y de otras instalaciones y el apoyo al asistente de control cuando se produce tránsito denso en el frente de trabajo.

16.1.1.5 Mecánicos

En un país en desarrollo, la operación ininterrumpida de un relleno sanitario a menudo depende del funcionamiento adecuado de una unidad de equipo para la cual ninguna unidad de reserva se encuentra fácilmente disponible o accesible. Esta situación es particularmente aguda en las operaciones de relleno sanitario alejadas de las grandes zonas urbanas. Los mecánicos deben ser calificados y tener experiencia en el mantenimiento y en la operación de equipo pesado.

16.1.2 Equipo

La importancia de la operación adecuada e ininterrumpida del equipo pesado en un relleno sanitario de un país en desarrollo requiere un esfuerzo coordinado para el control del equipo. Las naciones industrializadas, para contrarrestar las fallas del equipo, cuentan con equipo de reemplazo. Desafortunadamente, la reserva o el exceso de equipo es un lujo inaccesible para los países en desarrollo. Aunque la mano de obra es generalmente abundante en los países en desarrollo, lamentablemente, ella no puede compensar por completo la falta de equipo básico, equipo pesado en especial, cuando éste se torna inoperable. Por lo tanto, la gerencia del relleno sanitario debe hacer todo lo posible para asegurar que el equipo se mantenga operativo.

Cuando se consideran las opciones para mantener la productividad del equipo, la gerencia del relleno sanitario debe darse cuenta que las ventajas financieras potenciales de adquirir equipo obsoleto o usado no son válidas por los problemas inherentes a la escasez de repuestos y por los costos desmesuradamente altos de mantenimiento, comparados con los de un equipo nuevo. La escasez de repuestos, el mantenimiento sustancial realizado por el asistente y el período de paralización del trabajo disminuyen también los beneficios de recibir equipos donados.

El potencial total de una unidad de equipo no puede alcanzarse sin un operador competente y bien capacitado. Si bien es cierto que la operación del relleno sanitario depende mucho del equipo, el funcionamiento eficiente y la operación ambientalmente adecuada dependen de la realización de ese potencial. En último término, la competencia y la capacidad del operador es un factor importante en un relleno sanitario bien administrado. Idealmente, el operador debe tener mucha experiencia y los nuevos operadores deben asistir a un programa de capacitación dictado por personal experimentado o por los proveedores del equipo o deben asistir a un programa de capacitación certificado. Además, todos los operadores deben tener acceso a los manuales de operación del equipo.

El mantenimiento del equipo es costoso pero puede reducirse sustancialmente al instituir un programa de mantenimiento preventivo periódico. El mantenimiento del equipo es un aspecto crítico de las operaciones del relleno sanitario. Lamentablemente, es una tarea que a menudo se pasa por alto y, en algunas casos, es prácticamente ignorada. La vida útil del equipo puede optimizarse con un mantenimiento preventivo periódico y minucioso. El mantenimiento diario y de rutina incluye actividades tales como el control de los niveles de agua y de aceite, lubricación de las partes móviles, limpieza de los radiadores, etc. La gerencia del relleno sanitario debe asegurar que las actividades de mantenimiento se realicen con frecuencia y de manera adecuada. Debe elaborarse un informe completo y diario por cada unidad de equipo y éste debe ser fácilmente accesible. El registro diario es una manera de asegurar que el mantenimiento está realizándose regularmente.

Cuando se adquiere equipo, los fabricantes proporcionan un manual de operación y de mantenimiento que incluye una lista de los procedimientos de mantenimiento, su frecuencia y una lista sugerida de repuestos. Las jurisdicciones muy pequeñas pueden depender de empresas privadas contratistas para el mantenimiento y la reparación del equipo. Por otro lado, los rellenos sanitarios grandes (300 a 500 Mg/día) deben considerar un mecánico a tiempo completo, como parte del personal para realizar el mantenimiento de rutina y las reparaciones. Además, con el fin de fomentar la importancia del mantenimiento del equipo, la gerencia debe insistir en la provisión de una estructura adecuada para mantener y reparar el equipo, incluyendo, como mínimo, alguna forma de protección contra la intemperie y el suministro de las herramientas básicas, de materiales y de repuestos.

16.2 Control del funcionamiento

En el capítulo 10 se describen los aspectos operacionales del control del funcionamiento del relleno sanitario. Es esencial el registro adecuado del control y el análisis de las operaciones del relleno sanitario. Sin el mantenimiento de buenos registros no será posible evaluar si el relleno sanitario está satisfaciendo sus metas de rendimiento o si los cambios en las operaciones ejercen los efectos deseados en el rendimiento. Los registros deben consignar cantidad de residuos sólidos, tasa de relleno sanitario, gas del relleno sanitario, seguridad de los trabajadores y los ingresos monetarios.

16.2.1 Cantidad de residuos sólidos

Debe mantenerse un registro continuo de la cantidad de residuos sólidos que ingresan al relleno sanitario, por peso (Mg) o por volumen (m3), para todos los tipos de residuos sólidos aceptados en la instalación. Para fines de administración y/o de recuperación de costos, también puede ser necesario registrar las cargas por fuente o portador. Si se practica la recuperación de materiales en la instalación, deben registrarse las cantidades recuperadas. Las cantidades reales de residuos sólidos dispuestos puede calcularse como la diferencia entre las cantidades que ingresan y las cantidades recuperadas. Todas las cantidades deben totalizarse diariamente. Los resúmenes mensuales y anuales deben compilarse de los registros diarios y notificarse a la gerencia del relleno sanitario.

16.2.2 Tasa de relleno

Por lo menos una vez al año, la tasa de relleno debe ser computada por los métodos descritos en el capítulo 10. Dependiendo de los recursos disponibles y del método seleccionado, puede ser práctico realizar este cálculo más a menudo. Los parámetros pertinentes son los siguientes:

  • residuos sólidos, por peso (Mg) o volumen (m3);
  • cobertura de tierra, por peso (Mg) o volumen (m3);
  • residuos sólidos mas cobertura, por volumen (m3); y
  • porcentaje suelo:residuo, por volumen.

La medición del volumen de residuos sólidos mas cobertura puede determinarse de las evaluaciones topográficas o de la sumatoria de los residuos sólidos diarios y de los datos del volumen de suelo. Para los residuos sólidos y la cobertura, el volumen se refiere al valor en el terreno (compactado). Si el volumen se calcula del peso, la conversión debe basarse en los valores confiables de los residuos sólidos en el sitio y de la densidad en el suelo (Mg/m). Una vez que se sabe la tasa volumétrica de relleno (m3/año), puede calcularse la vida útil restante del relleno sanitario mediante la siguiente relación:

El cálculo puede mejorarse al calcular el grado de asentamiento de los residuos sólidos que se producirá con el transcurso del tiempo, lo que modifica los resultados.

El espacio de aire que queda se calcula al establecer la diferencia volumétrica entre la superficie existente del relleno sanitario y los contornos finales propuestos para el mismo.

16.2.3 Lixiviado

Para las instalaciones revestidas, el registro de operación del relleno sanitario debe incluir la medición de la cantidad de lixiviado y sus características bioquímicas. La cantidad de lixiviado generado y colectado en el sistema debe registrarse diariamente y resumiese mensual y anualmente (esta práctica también se aplica a cualquier lixiviado capturado de la zona de detección de fugas de un sistema de doble revestimiento). Los análisis de la calidad del lixiviado deben realizarse periódicamente, según las necesidades de la instalación de tratamiento. El mantenimiento de un registro diario de precipitación es también una buena práctica de manejo. Las correlaciones entre la precipitación y la cantidad o la calidad del lixiviado pueden ser evidentes cuando los datos se trazan gráficamente. Por ejemplo, cuando las cantidades de lixiviado se trazan contra la precipitación diaria o mensual, es posible visualizar las tendencias que indican cambios en las operaciones de disposición final.

16.2.4 Gas del relleno sanitario

Cualquiera de los problemas posibles, enumerados en el capítulo 10, deben estar documentados y se deben registrar las acciones correctivas que se aplican en la operación del relleno sanitario. En el caso de un sistema activo de colección de gas, el registro debe incluir datos importantes para la operación del sistema, tales como la temperatura del gas; la presión del gas (al vacío) en los pozos y puntos de control; las concentraciones de CH4, CO2 y O2; la temperatura ambiental del aire; y los volúmenes condensados (ver el capítulo 14).

16.2.5 Seguridad de los trabajadores

Cualquier accidente que ocasione pérdida de tiempo o transgresión de las prácticas de seguridad debe informarse detalladamente y cualquier medida correctiva debe documentarse. Los registros de accidentes deben mantenerse como parte del archivo permanente del relleno sanitario y deben integrarse con los archivos individuales del personal. El número de accidentes que ocasionan pérdida de tiempo y las horas de tiempo perdido deben resumirse mensual y anualmente. Estos datos deben trazarse en forma gráfica como una manera sencilla de verificar el funcionamiento del sistema de seguridad.

16.2.1 Contabilidad de los ingresos monetarios

En los sitios de disposición final donde se cobra una tarifa, deben registrarse todas las fuentes y fuentes potenciales de ingresos de dinero. Los registros deben mantenerse por el tipo de residuos sólidos y por generador. Es preferible que no se exija que los usuarios regulares o frecuentes, como los municipios y otras instituciones similares, hagan transacciones con dinero en efectivo. En cambio, debe desarrollarse un sistema de facturación a través del cual los usuarios reciban una cuenta con cierta frecuencia (por ejemplo, mensualmente). La cuenta debe incluir, al menos, la siguiente información: las fechas de entrega de residuos sólidos, la cantidad y el tipo de residuos sólidos (por entrega individual y total durante el período de informe) y la tarifa correspondiente. Luego se usa el total de los ingresos para equilibrar los costos de la disposición final. En el capítulo 8 se describe el desarrollo de los costos de disposición final.

16.3 Control ambiental

Esta subsección da por sentado que el control ambiental es un componente de la operación del relleno sanitario. El registro debe consignar todas las actividades de control ambiental, incluyendo las inspecciones, los datos analíticos y las medidas correctivas. En el capítulo 10 se presentan las normas para el control ambiental.

 

 

16.3.1 Erosión y sedimentación

Debe registrarse el tiempo, la fecha, el clima y los resultados de todas las inspecciones de la superficie del relleno sanitario, el drenaje y los sistemas de control de la erosión. El registro también debe incluir el mantenimiento y las medidas correctivas, tales como la remoción de los depósitos de sedimento, el restablecimiento de las pendientes erosionadas, la resiembra, etc.

16.3.2 Calidad de las aguas subterráneas

Debe mantenerse un registro escrito de todas las muestras para análisis de la calidad del agua y de los resultados de las pruebas analíticas correspondientes. Debe prepararse un cuadro con información anual de los datos analíticos, incluidos los datos de. años anteriores para cada punto de muestreo (pozo de control). El resumen anual debe revisarse para identificar problemas o tendencias de la calidad de las aguas subterráneas. Los resultados deben estar incluidos en el informe anual junto con un resumen de los datos analíticos.

16.3.3 Calidad del agua superficial

Debe mantenerse un registro escrito de la calidad del agua superficial, de la misma manera que para la calidad de las aguas subterráneas. Se recomienda que se integren los informes sobre la calidad del agua superficial y las aguas subterráneas, y que se evalúen las interrelaciones posibles entre ambas. Además de los datos analíticos, deben informarse los resultados de las inspecciones visuales de las aguas superficiales. Si se indica o se ejecuta cualquier medida de restauración de las aguas superficiales o de las zonas pantanosas afectadas, los resultados y las acciones deben estar incluidos en el registro.

16.3.4 Calidad del aire y migración de gas

Todas las quejas de olores desagradables u ofensivos deben registrarse, así como las medidas correctivas que se tomen. El control periódico y de rutina de la migración del gas del relleno sanitario debe realizarse tal como se describe en el capítulo 10 y deben consignarse todas las mediciones de campo. Cualquier medida correctiva, para reducir o para eliminar la migración de gas a las estructuras construidas o al límite del relleno sanitario, deben anotarse en el registro. Debe desarrollarse un plan de acción correctivo cuando las concentraciones del gas del relleno sanitario excedan los siguientes límites:

  • 100% del límite explosivo inferior (LEI) en los límites de la propiedad del relleno sanitario; y
  • 25% del LEI en cualquier estructura construida dentro del relleno sanitario o en cualquier estructura construida fuera de él, que esté incluida en el control.

En los rellenos sanitarios que tienen sistemas activos de colección de gas y sondas de control en el perímetro del relleno sanitario, deben hacerse y registrarse las mediciones de las concentraciones de CH4, CO2 y O2. Estos datos son importantes para evaluar la extracción del gas del relleno sanitario y su sistema de control.

Referencias

  1. Flintoff, F., Management of Solid Wastes in Developing Countries, WHO Regional Publications, South-East Asia Series No. 1, Nueva Delhi, 1976.

 

Capítulo 17

Clausura, Posclausura y Acción correctiva

    1. Introducción

La clausura de un relleno sanitario implica la finalización o el cese de las operaciones del relleno sanitario. Cuando eso ocurre, ya no se acepta el ingreso de residuos sólidos y, en consecuencia, ellos deben ser dispuestos en otra instalación de disposición final. Sin embargo, es posible que se ponga en marcha o que se continúe una operación relacionada con el manejo de residuos sólidos, tal como la recuperación de materiales o una estación de transferencia, siempre y cuando la disposición final se realice fuera del sitio.

En términos simples, la clausura de un relleno sanitario se refiere al período de tiempo cuando la operación de relleno sanitario ha cesado y el relleno sanitario se cubre con un sistema de cobertura final. El período de tiempo subsecuente y durante el cual el relleno sanitario se mantiene y se controla durante un lapso indefinido es denominado el período posclausura. Sin embargo, en la práctica, la clausura y posclausura incluyen la realización de un número de actividades. Las actividades están listadas en el siguiente párrafo y están categorizadas ampliamente como fases de clausura y posclausura.

Clausura

  • el cese de la entrega de residuos sólidos para su disposición final en el relleno sanitario;
  • la preparación del sitio (nivelación) para recibir la cobertura final;
  • la aplicación de la cobertura final;
  • las disposiciones para la colección y el control del gas del relleno sanitario;
  • las mejoras o reparaciones del sistema de drenaje, el control de la erosión, los caminos de acceso, etc.; y
  • las restauración de las áreas periféricas alteradas.

Posclausura

  • la operación y el mantenimiento de los sistemas para:
  • manejo de lixiviado,
  • manejo de gas,
  • erosión y control de sedimentación,
  • manejo del agua superficial, y
  • acceso al y seguridad del sitio;
  • el control ambiental; y
  • las disposiciones especiales para el uso del sitio luego de la clausura.

La clausura y el cuidado posclausura del relleno sanitario son actividades importantes en el ciclo de vida de un relleno sanitario porque completan los requisitios para el manejo ambiental de la instalación de disposición final. En general, el cuidado posclausura debe continuar hasta que los residuos sólidos se hayan estabilizado a un nivel tal que ya no constituyan un riesgo para la salud y la seguridad pública o para la calidad ambiental. La duración del cuidado posclausura no se conoce con anterioridad y será específica para cada sitio de disposición final. En los Estados Unidos, es normal tener un período de mantenimiento y de control posclausura de por lo menos 30 años. Los costos de la clausura y posclausura pueden ser muy elevados y deben tenerse en cuenta en la planificación y en el manejo fiscal de un relleno sanitario.

17.2 Plan de clausura

La clausura de cualquier relleno sanitario debe realizarse de acuerdo con un plan cuyo propósito es brindar orientación y procedimientos claros para que:

  • el relleno sanitario se cierre según las normas;
  • se realice el control apropiado para el manejo de lixiviado, del gas del relleno sanitario y del drenaje de aguas superficiales; y
  • se logre el uso final planificado para el sitio.

La clausura del relleno sanitario requiere planificación y preparación. Es probable que se necesiten varios estudios antes de efectuar la clausura; el tiempo y el contenido de los mismos dependerán de las circunstancias específicas del sitio.

17.2.1 Consideraciones para la planificación

La clausura de un relleno sanitario repercute en el plan general de manejo de residuos sólidos del área de servicio. A veces, es factible expandir un relleno sanitario existente para satisfacer las necesidades futuras pero, en algún momento, se requerirá una alternativa de disposición final. En consecuencia, la planificación adecuada incluye: 1) el desarrollo de un plan de clausura detallado antes que el relleno sanitario llegue al límite de su capacidad y 2) una alternativa de disposición final cuando el relleno saneado cierre sus puertas.

De acuerdo a la complejidad de la situación, la preparación de un plan de clausura puede tomar vados meses o un año completo. Si se necesitan estudios ambientales previos al diseño para que los planes de clausura y las especificaciones puedan aplicarse, todo el proceso puede extenderse por varios años. Para planificar y desarrollar una instalación de disposición final alternativa en los Estados Unidos, se considera realista un proceso de cinco años o más, desde el inicio hasta la puesta en marcha del mismo, especialmente si la selección del sitio y las investigaciones científicas correspondientes aún no se han realizado.

La planificación de la clausura de un relleno sanitario requiere la cuidadosa consideración de la cantidad de residuos sólidos en relación a la capacidad disponible. En el capítulo 10 se recalcó la importancia del control de la tasa de relleno. Esta información debe usarse para calcular y ajustar periódicamente la fecha prevista en la que el relleno sanitario alcanzará su capacidad y, por lo tanto, deba cerrarse. A medida que el relleno sanitario se acerque a su límite de capacidad, la fecha real de la clausura puede cambiar; por ese motivo, la planificación de una instalación de disposición final alternativa debe ser flexible con respecto al tiempo. Cuando el relleno sanitario finalmente se cierra, debe colocarse un letrero que anuncie este hecho y proporcione instrucciones para que se use la instalación de disposición final alternativa

17.2.2 El nuevo relleno sanitario comparado con el existente

El plan de clausura debe considerarse como parte integral del plan general de diseño, desarrollo y administración del relleno sanitario. El ingeniero responsable del diseño debe anticipar la manera en la que los sistemas que prestan servicios durante la vida activa del relleno sanitario (por ejemplo, drenaje o manejo de gas) se integrarán en el diseño de la clausura o serán reemplazados al momento de la misma. Un ejemplo sería la canalización de la escorrentía de la cobertura final del relleno sanitario a una cuenca de sedimentación construida previamente.

En el caso de un relleno sanitario existente, sea activo o inactivo, quizás no se haya considerado ni preparado un plan de clausura. Tal vez, tampoco se haya realizado el control ambiental falten datos o los datos son deficientes. En estas circunstancias, las condiciones del sitio deben caracterizarse antes que el diseño de la clausura pueda desarrollarse porque cualquier plan debe minimizar los impactos ambientales y, en lo posible, debe restaurar los recursos afectados. Las investigaciones científicas requeridas (hidrogeológicas, hidrológicas, etc.) formarán la base del diseño del plan de clausura. En la subsección 17.6 se considera de manera detallada los procedimientos para clausurar un relleno sanitario existente.

17.2.3 Elementos de un plan de clausura

Los siguientes elementos son esenciales para desarrollar un plan de clausura:

  • el informe hidrogeológico que describe la relación física entre el relleno sanitario y la hidrogeología del sitio y cualquier efecto observado en la calidad de las aguas subterráneas;
  • el plan topográfico del sitio final que muestra los contornos acabados del relleno sanitario, el área lindante y las características planimétricas importantes, tales como arroyos, bosques, caminos, edificios, linderos, etc.;
  • el diseño del sistema final de cobertura, incluyendo los planes y las especificaciones para los componentes del sistema y los detalles de la construcción;
  • las fuentes de donde se obtendrán los materiales de cobertura final, tales como arcilla o materiales sintéticos (de acuerdo al sitio);
  • paisaje final o plan de desarrollo del sitio, incluyendo las especificaciones y los detalles de construcción;
  • el plan preparatorio de nivelación que describa los requisitos del contorno del relleno sanitario y la nivelación superficial para la posterior colocación de la cobertura final;
  • el plan de operación que se aplicará durante las etapas activas y finales del relleno sanitario para mostrar las etapas del cierre (no se aplica a rellenos sanitarios pequeños donde el cierre es inmediato);
  • el plan de manejo de aguas superficiales, incluyendo el diseño de sistemas superficiales de drenaje y el control de la erosión y de la sedimentación;
  • el plan de manejo de aguas subterráneas para la modificación del nivel freático natural y del flujo de las aguas subterráneas donde sea necesario mitigar los impactos adversos del relleno sanitario;
  • el plan de manejo de lixiviado, requerido para los rellenos sanitarios revestidos y para los rellenos sanitarios no revestidos que necesitan descontaminar las aguas subterráneas;
  • el plan de manejo del gas del relleno sanitario;
  • el plan de control ambiental para aguas subterráneas, aguas superficiales, migración de gas, erosión y sedimentación;
  • el cálculo de costos para la construcción y la atención posclausura (es decir, operación, mantenimiento y control a largo plazo); y
  • la ejecución del calendario, los procedimientos de notificación y la revisión de las normas.

No todos los sitios requerirán estos elementos; sin embargo, la mayoría de los elementos serán pertinentes a gran parte de las clausuras de rellenos sanitarios.

 

17.2.4 Puesta en marcha

La entidad responsable de la clausura de un relleno sanitario debe proporcionar los medios para obtener la mano de obra necesaria, los materiales y el equipo necesarios, y debe tener los recursos financieros y técnicos para completar el trabajo. En ciertos casos, la misma entidad puede proporcionar directamente la mano de obra y comprar los materiales de construcción para todo el proyecto o una porción del mismo. Las entidades más grandes también pueden tener personal técnico interno encargado de la supervisión de la construcción para asegurar que el trabajo se realice conforme a los planes y especificaciones del ingeniero responsable del diseño. Sin embargo, es probable que la clausura de un relleno sanitario más grande y complejo se realice mediante contratistas de construcción y expertos técnicos privados, incluyendo los laboratorios, gerentes de construcción e ingenieros residentes. El ingeniero residente del proyecto sería el representante de la empresa que preparó el diseño de la clausura.

Aunque la entidad responsable use su propio personal y equipo para toda la construcción relacionada con la clausura, pueden haber partes importantes del trabajo que requieren la habilidad de contratistas de la especialidad. Un ejemplo sería la instalación de un revestimiento de membrana flexible que debe ser efectuada por trabajadores capacitados que emplean equipo y procedimientos especiales para hacer las costuras. Para que la garantía sea válida, el revestimiento debe seguir estrictamente las recomendaciones del fabricante.

Otros servicios especializados para la clausura del relleno sanitario pueden incluir investigaciones, perforación de pozos, instalación e inicio del sistema de manejo del gas del relleno sanitario, prueba geotécnica de los materiales, etc.

En gran medida, la clausura se asemejará a otros proyectos de ingeniería civil en los cuales se excavan, transportan, colocan, nivelan y compactan grandes cantidades de tierra. La construcción debe realizarse de acuerdo a los planes y especificaciones del ingeniero. Sin embargo, pueden hacerse ajustes menores en la nivelación con tal que se reúnan los criterios mínimos y máximos de la pendiente y los requisitos del diseño de drenaje. Los elementos críticos del trabajo, en particular la instalación del sistema final de cobertura, deben ajustarse a las normas establecidas por un programa de garantía de calidad (ver capítulo 8).

Generalmente, se aplican métodos convencionales de la industria de la construcción cuando se importan grandes cantidades de tierra; la programación de las entregas será importante para el avance del trabajo. También se debe considerar el impacto del tránsito de camiones en las áreas y rutas circundantes. Donde se requieren materiales especiales, tales como membranas geosintéticas, su disponibilidad y envío oportuno será esencial para cumplir con el cronograma del proyecto.

Posiblemente, el clima sea el factor más importante del cronograma. Los revestimientos de arcilla, y las membranas flexibles en particular, sólo se pueden instalar bajo ciertas condiciones, debiéndose evitar las estaciones húmedas y frías. Los períodos demasiado calurosas también presentan problemas para la construcción.

17.3 Plan de posclausura

Se necesita un plan de posclausura para asegurar la integridad a largo plazo del relleno sanitario clausurado. Este tipo de plan contiene los siguientes elementos que se relacionan con la operación, el mantenimiento y el control de los diversos componentes de una instalación de disposición final ya clausurado:

  • mantenimiento de la superficie del relleno sanitario y de la cobertura de vegetación, incluyendo la restauración de áreas erosionadas, la siembra de especies vegetales adecuadas, la nivelación de áreas asentadas, el corte periódico del césped, etc.;
  • mantenimiento de los canales de drenaje, estructuras de control del drenaje, cuencas de sedimentación, etc.;
  • operación y mantenimiento de las instalaciones de manejo de lixiviado, donde sea aplicable;
  • operación y mantenimiento de las instalaciones de control y recuperación de gas, donde sea aplicable;
  • programa de control de aguas superficiales;
  • programa de control de aguas subterráneas;
  • programa de control (de la migración) del gas del relleno sanitario;
  • costos estimados y opciones financieras para la puesta en marcha del plan posclausura; y
  • cambios en las cláusulas del acuerdo para operar el sitio, restricciones para el uso de la tierra y restricciones de zonificación (común en los Estados Unidos y, posiblemente, también en algunos países en desarrollo).

El plan de posclausura debe entrar en vigor inmediatamente después de los preparativos del cierre y debe continuar hasta que las autoridades normativas determinen que el relleno sanitario ya no representa una amenaza significativa para la salud y seguridad humana y el ambiente.

17.4 Costos de la clausura y posclausura

Los costos de la clausura y posclausura varían de sitio en sitio, pero normalmente representan un porcentaje importante del costo total de la disposición final de residuos sólidos en el suelo. En los Estados Unidos, los costos pueden exceder los US$200.000/ha. A estos costos debe agregarse el valor actual del cuidado posclausura, los que pueden acercarse o incluso exceder los costos de la preparación para el cierre de un relleno sanitario. La variación de los costos posclausura es particularmente grande; un sitio que requiere operación y mantenimiento del sistema de manejo del lixiviado y del gas tendrá mayores costos que uno que sólo requiere mantenimiento de la cobertura final del relleno sanitario y el ocasional control ambiental.

Es importante reconocer que los costos de la clausura y posclausura serán encarados sin que ellos generen ingresos (a diferencia de un relleno sanitario operativo que puede generar ingresos por medio de las tarifas de disposición final). La meta de los administradores del relleno sanitario, en consecuencia, debe ser captar los fondos necesarios para la clausura y posclausura por adelantado, durante la vida activa de un relleno sanitario. Esto se hace apropiadamente mediante la estructuración de la tarifa de disposición final, para que los usuarios del relleno sanitario sean quienes paguen por el cierre del relleno sanitario. Las tarifas deben ser ajustadas esporádicamente, a fin de poder actualizar los costos de clausura y posclausura.

En efecto, deben analizarse los costos de la clausura y posclausura durante la planificación original de un relleno sanitario, e incluirse en los cálculos del costo del proyecto que acompañan a los documentos de construcción. El análisis de costos debe incluir:

  • los costos de capital de la clausura;
  • los costos de posclausura para la operación, el mantenimiento y el control; y
  • la proyección del flujo de caja desde la fecha de la clausura hasta el final del período posclausura (asumir 30 años como mínimo).

Los cálculos del costo deben tener una exactitud equivalente a otros proyectos de ingeniería, pudiéndose recurrir a las siguientes fuentes de información:

  • dueños u operadores de otros rellenos sanitarios,
  • contratistas que han realizado el mismo tipo de trabajo,
  • manuales de estimación de costos, y
  • archivos de costos existentes del dueño u operador.

Los cálculos del costo generalmente se derivan de las fuentes mencionadas y de los métodos empleados para cualquier proyecto dado, y deben considerar los costos de mano de obra, de los materiales y del equipo para cada componente del relleno sanitario. Al evaluar los costos futuros, los valores deben ajustarse de acuerdo a la inflación así como al interés acumulado. Para un relleno sanitario operativo, las tarifas de disposición final deben ser suficientes para cubrir el pago de las deudas actuales y los costos de operación, mas todos los costos futuros, con un rubro adicional moderado para las contingencias. Sin embargo, si un relleno sanitario existente no ha incluido los costos de clausura en su estructura de tarifas, tales costos podrían resultar exorbitantes a través de las tarifas de disposición final si la fecha de clausura está próxima. En tales casos, deben encontrarse otros mecanismos de recuperación de los costos, como la tributación general que complementa los ingresos por tarifas de disposición final.

17.5 Uso del sitio y problemas de desarrollo

Los rellenos sanitarios clausurados constituyen tanto un recurso potencial como una fuente potencial de problemas. Son un recurso potencial porque su superficie puede usarse en beneficio de la comunidad y es una fuente potencial de problemas por su contenido, así como por el riesgo de que los residuos sólidos migren fuera del límite del relleno sanitario. Las limitaciones principales que los rellenos sanitarios clausurados traen al desarrollo de los sitios donde están ubicados son:

  • la necesidad de preservar la integridad de la cobertura final del relleno sanitario,
  • los riesgos del gas del relleno sanitario, y
  • la probabilidad de asentamiento diferencial que puede dañar la estructura de las edificaciones construidas sobre el relleno sanitario.

Estas limitaciones dependerán de varios factores, incluyendo los tipos de residuos sólidos dispuestos en el relleno sanitario, la edad del relleno sanitario, el grado de compactación, el clima, etc. En general, los rellenos sanitarios relativamente nuevos, con generación importante de metano y progresiva sedimentación, no serán buenos candidatos para la reutilización. Los rellenos sanitarios más antiguos, que han alcanzado una estabilidad relativa en cuanto a generación de gas y compactación de residuos sólidos serán más viables para proyectos de desarrollo.

A pesar de las limitaciones y de los riesgos mencionados en el párrafo anterior, se han usado muchos sitios de disposición final para diversas funciones, algunos con éxito y otros con consecuencias desafortunadas. Los rellenos sanitarios clausurados se usan generalmente para:

  • áreas de recreación pasivas o espacios abiertos: parques, áreas verdes;
  • usos de recreación activa: campos de atletismo o de golf;
  • desarrollo comercial: áreas de almacenamiento, lotes para estacionamiento de
  • vehículos, edificios livianos de metal; y
  • desarrollo residencial: viviendas convencionales, apartamentos.

Debido al riesgo de explosión por acumulación del gas del relleno sanitario en los espacios cerrados, las viviendas residenciales y los edificios de oficinas comerciales no deben ser considerados, salvo sobre rellenos sanitarios estabilizados. Aún así, se debe tener sumo cuidado de proveer la ventilación y el control del gas, así como un adecuado diseño de estructuras. Las opciones más seguras para el desarrollo posterior de sitios de disposición final son las áreas de recreación pasivas o activas.

El uso agrícola también puede ser factible, pero la calidad de la capa superior del suelo y las capas del subsuelo del relleno sanitario quizás no sean apropiadas para cultivos productivos. En muchos casos, el riego no sería práctico y la carga de agua adicional puede comprometer la cobertura final.

Lo que sigue es un resumen de las normas básicas para planificar el uso de un sitio de disposición final luego de su clausura:

  1. Los temas principales a considerar en la reutilización de los sitios de disposición final son:
  • riesgos por acumulación de metano en espacios confinados (potencial explosivo),
  • producción de gas hediondo, asentamiento diferencial,
  • baja resistencia de carga de los rellenos sanitarios, y
  • aceptación pública.
  1. El enfoque más seguro es esperar hasta que la masa del relleno sanitario haya logrado completa estabilidad estructural y bioquímica. Un período de tiempo sustancial podría ser requerido para llegar al grado de estabilidad que es necesario para ciertos tipos de usos.
  2. En todos los casos, la reutilización del sitio debe estar diseñada para preservar la integridad y la función de todos los sistemas del relleno sanitario, especialmente la cobertura final y el revestimiento de la base.
  3. Los usos que no requieren la construcción de edificios en un relleno sanitario terminado plantean menores riesgos que los usos que sí los incluyen. Los usos de riesgos relativamente menor incluyen los espacios recreativos abiertos, los parques, los campos de golf y la agricultura.
  4. Cualquier uso recreativo, tal como un parque o campo de juego, debe asegurar que las emisiones de gas se controlen o disminuyan suficientemente para no plantear un riesgo significativo de explosión o riesgo a la salud y a la seguridad humana.
  5. Aunque el gas del relleno sanitario quizás no siempre represente un riesgo a la salud o la seguridad pública, puede frenar el crecimiento de vegetación.
  6. Los usos que requieren riego tienen el potencial de aumentar la generación de lixiviado y se les debe brindar mucha atención si éste constituye un problema.
  7. Un relleno sanitario clausurado representa una propiedad potencialmente valiosa, especialmente en las zonas urbanas.
  8. El propietario del sitio puede desear desarrollar la propiedad con algún tipo de edificio en lugar de desarrollar espacios abiertos. Sin embargo, la construcción en los rellenos sanitarios es problemática por las siguientes razones:
  • la baja resistencia de carga de los residuos sólidos, £ 25 a 40 kN/m2;
  • es común que los residuos sólidos se reduzcan entre 10% a 30% de su volumen original debido a los asentamientos; y
  • las cargas inducidas, en muchos casos, aumentarían el grado y la tasa de asentamiento.
  1. Existen disponibles técnicas especiales de diseño para reducir o para superar los efectos del asentamiento del relleno sanitario. El método más confiable consiste en colocar pilotes a través de los residuos sólidos, apoyados sobre la base geológica que está por debajo del relleno sanitario. Sin embargo, los pilotes de acero y concreto pueden deteriorarse por los productos químicos de los residuos sólidos.
  2. Si el relleno sanitario tiene revestimiento de la base y un sistema de colección de lixiviado, los pilotes los interrumpirán.
  3. Los pilotes también pueden dañar el sistema de cobertura final. Se debe considerar el mantenimiento de un buen sello alrededor de los pilotes para prevenir la infiltración de agua y la ventilación no deseada del gas.
  4. El asentamiento diferencial también puede afectar la integridad física y las instalaciones del servicio de electricidad, agua, desagüe y gas que pasan debajo del relleno sanitario.
  5. Cualquier excavación en el relleno sanitario debe hacerse con precaución, ya que puede haber emisión de gas hediondo (a veces tóxico) y explosiones. Además, las pendientes alrededor de las excavaciones pueden ser inestables.
  6. Cualquier estructura construida en un relleno sanitario debe estar diseñada para prevenir la acumulación de gas en los espacios cerrados e incluir disposiciones para el control de la presencia del gas.

 

 

17.6 Clausura de botaderos y acción correctivo

17.6.1 Generalidades

Un botadero o vertedero a cielo abierto es un área de disposición final de residuos sólidos sin control, en la cual los residuos sólidos se colocan sobre el suelo o se entierran sin tomar en cuenta los procedimientos modernos de un relleno sanitario. Los rellenos sanitarios indebidamente diseñados u operados pueden tener muchas de las características de un botadero. En cualquier caso, es posible que se ocasionen impactos ambientales adversos debido a la disposición final inadecuada de los residuos sólidos. En esta subsección se aborda la identificación de problemas, la adquisición de datos y las opciones correctivas para mitigar los impactos indeseables que resultan de las prácticas inadecuadas de disposición final de residuos sólidos. También se presenta la manera de corregir problemas que pueden ocurrir en rellenos sanitarios que están diseñados, operados y clausurados como parte de un proyecto de relleno sanitario moderno pero en el cual ocurren impactos ambientales adversos a pesar de las mejores intenciones.

El botadero a cielo abierto es, por definición, incontrolado; el sitio no fue seleccionado a través de un riguroso proceso de análisis y su operación no es ambientalmente segura. Además, puede estar ubicado cerca de zonas residenciales y comerciales, y/o de áreas ambientales sensibles. En consecuencia, el botadero a cielo abierto puede representar, y de hecho representa, riesgos inadmisibles para los seres humanos y el ambiente.

El botadero típico se caracteriza por todas o la mayoría de las siguientes condiciones:

  • selección inadecuada del sitio,
  • carencia de orden y planificación,
  • abundancia de riesgos físicos,
  • disposición no controlada de residuos sólidos,
  • ninguna cobertura diaria,
  • ninguna cobertura intermedia o final,
  • mínima o ninguna compactación,
  • ningún control de erosión o de drenaje en el sitio,
  • ningún manejo de lixiviado,
  • ningún manejo del gas,
  • incendios,
  • presencia de vectores, y
  • presencia de animales.

En resumen, el sitio y su operación tienen tantas deficiencias y problemas que los únicos recursos posibles son clausurado, controlado o reemplazado con una instalación de disposición final que satisfaga las normas modernas de ingeniería para los rellenos sanitarios.

17.6.2 Procedimientos para la acción correctiva

Debido a la naturaleza variable de los botaderos, los procedimientos específicos para la clausura y la mitigación de los impactos diferirán de sitio en sitio. En el caso más sencillo, puede excavarse un sitio pequeño y remolcar todo el material a un relleno sanitario aprobado, como es el caso de los botaderos ilegales característicos de los países en desarrollo. En el peor de los casos, la situación puede requerir un sistema costoso de cobertura, y medidas extensas para el manejo de lixiviado y del gas.

Sea cual fuere el caso, los métodos y las decisiones relacionadas con la clausura o la acción correctiva deben basarse en principios de ingeniería. El reto será encontrar soluciones que satisfagan los criterios básicos de protección ambiental a la vez que se atienden realidades políticas y limitaciones económicas. La adaptación e innovación desempeñarán funciones importantes en la formulación de soluciones operativas. Sin embargo, la metodología general será la misma en cada caso e incluirá los siguientes pasos:

  1. identificación del problema y adquisición de datos,
  2. evaluación de las opciones, y
  3. selección del plan.

17.6.2.1 Identificación de problemas y adquisición de datos

Antes de iniciar la acción conectiva, es necesario tener un conocimiento minucioso del sitio y su ambiente circundante. Por ejemplo, se necesitará información específica sobre el tipo de residuos sólidos y la calidad de las aguas subterráneas antes que puedan considerarse las opciones correctivas. En los casos más sencillos de cierre de botaderos, se requerirán datos sobre la operación del relleno sanitario y su ambiente para caracterizar el sitio y definir el grado del problema. Si no se dispone de datos, como sucede a menudo, el esfuerzo para obtener la información puede ser lento y costoso. En el cuadro 17-1 se enumeran los datos requeridos para la acción correctivo. Toda o la mayoría de esta información se necesitará para el cierre y la remediación de los botaderos más sencillos.

 

Cuadro 17-1. Datos indispensables para la acción correctiva e botaderos

Ubicación del sitio

  • Topografía
  • Proximidad a centros poblados
  • Proximidad a cursos de agua superficial
  • Acceso al sitio
  • Tamaño del sitio
  • Areas de contaminación

Información sobre el clima

  • Precipitación: máxima, mínima, promedio, frecuencia, intensidad
  • Temperatura: máxima, mínima, promedio
  • Datos de evapotranspiración

Información geológica, geoquímica e hidrológica

  • Entorno geológico y perfiles de suelo
  • Características físicas y químicas del suelo
  • Profundidad del lecho de roca
  • Profundidad de las aguas subterráneas y acuíferos
  • Existencia de zonas peligrosas
  • Patrones del flujo y volumen de aguas subterráneas
  • Ubicación de pozos de control existentes y procedimientos de instalación
  • Resultados de pruebas de calidad de aguas subterráneas y frecuencia de las pruebas

Caracterización de los residuos sólidos y de las prácticas de disposición final

  • Tipos, características y cantidad de residuos sólidos presentes
  • Variación de los residuos sólidos en el lugar
  • Métodos de relleno
  • Espesor del relleno
  • Materiales de cobertura y vegetación
  • Período de actividad del sitio
  • Período desde que la última carga de residuos sólidos fue dispuesta

Informe adicional

  • Definición de la contaminación actual: aguas subterráneas, aguas superficiales, producción de lixiviado, contaminación del suelo, migración de gas
  • Tipos de estudios realizados (y por quién)
  • Medidas correctivas anteriores (si las hubiera)

 

La adquisición de datos puede ser un proceso iterativo. Después de la fase inicial de recolección de datos, pueden necesitarse datos adicionales. Por ejemplo, se puede requerir datos específicos para apoyar la evaluación de una alternativa correctiva particular que está siendo considerada. Una vez que se han recogido los datos esenciales, debe ser posible definir la magnitud y grado del problema.

 

 

17.6.2.2 Evaluación de las opciones

Después de definir el problema, el próximo paso consiste en desarrollar ideas conceptuales u opciones para la corrección del problema. Cada alternativa estará constituida por una sede de acciones conectadas que conducen al resultado deseado, tal como se ilustra a continuación:

Alternativa A: Excavar los residuos sólidos y el suelo contaminado, y disponer estos materiales en el nuevo relleno sanitario. Rellenar la excavación y acondicionar el sitio para el uso recreativo.

Alternativa B: Cubrir el sitio para reducir la generación de lixiviado y continuar el control de los impactos en las aguas subterráneas. Instalar medidas de seguridad para impedir la entrada del público.

Las opciones pueden vincularse a las tecnologías o a variaciones tecnológicas específicas. Por ejemplo, en el caso de la cobertura del relleno sanitario, una alternativa puede depender del suelo local para la construcción de la barrera, mientras que una segunda alternativa emplearía un material geosintético. Como otro ejemplo, el tratamiento de lixiviado puede realizarse mediante diferentes procesos de tratamiento disponibles comercialmente o construidos en el sitio.

Una vez que se han identificado y descrito las opciones disponibles, deben desarrollarse y enumerarse sus ventajas, desventajas y costos aproximados. El costo estimado para cada alternativa debe incluir tanto los costos de capital como los de operación. Debe recordarse que los costos de operación deben incluir el mantenimiento a largo plazo y los costos de control de posclausura. En muchos casos, los costos de operación o de largo plazo pueden exceder los costos de capital. Para considerar de manera justa las diferencias de costos entre las opciones, será útil expresar el capital y los costos de operación como un valor presente combinado. El cálculo del valor presente debe considerar tanto la tasa de inflación como el costo del préstamo.

Es necesario considerar otros factores en la evaluación y en la comparación de las opciones, tales como:

  • factibilidad técnica,
  • costos de capital y de operación,
  • confiabilidad/historia de instalaciones previas/riesgos,
  • efectos ambientales a corto y largo plazo,
  • impactos de la construcción,
  • capacidad para reutilizar el sitio,
  • impactos económicos secundarios,
  • cumplimiento de las normas, y
  • factores estéticos.

Esta lista no es exhaustiva; de acuerdo a la situación, otros criterios también pueden ser importantes para la acción correctiva. En los casos donde se pueden aplicar numerosas opciones, sería eficaz realizar una breve evaluación al inicio del proceso para identificar una lista corta de las mejores opciones. Luego debe realizarse una evaluación detallada de las opciones que tienen mayor probabilidad de éxito.

17.6.2.3 Selección de planes

La alternativa seleccionada es la base del plan de acción correctivo. La selección del plan no implica que siempre se elegirá la mejor alternativa. En muchos casos, las limitaciones económicas pueden conducir a una solución que no es la ideal: una en la que el grado de remediación ambiental es menor al ideal deseado. Cada situación es única y tiene sus propias limitaciones prácticas. Al seleccionar un plan la meta debe ser maximizar los beneficios para la salud humana y para el ambiente dentro de las limitaciones.

Según se ha indicado, las realidades económicas influenciarán la toma de decisiones. Será importante establecer el nivel y las fuentes disponibles de financiamiento para cualquiera acción- correctiva. Una vez que se sabe el límite "financiero", las opciones prácticas para la acción correctiva son más claras. Será necesaria la cuidadosa consideración de los costos de capital en comparación con los costos de operación, así como las fuentes y la duración de los fondos para cubrir aquellos costos. En un país en desarrollo, puede ser poco realista depender del compromiso futuro de los fondos para implementar un plan que tendría costos elevados de operación durante muchos años.

En un informe de estudio de factibilidad, es común documentar la selección de planes y su proceso: identificación de problemas, adquisición de datos y evaluación de las opciones. El informe representa el esfuerzo acumulativo de los contribuyentes y de quienes tomaron las decisiones. Sirve para validar y proporcionar un registro público del proceso de selección de planes.

17.6.3 Resumen de los problemas y opciones

Los botaderos y los sitios de disposición final mal operados o abandonados comparten prácticamente los mismos problemas que los rellenos sanitarios nuevos operados adecuadamente. Es decir, se necesitan los mismos tipos de controles ambientales para proteger la calidad del suelo, del agua, y del aire, así como la salud y la seguridad humana. Los controles ambientales y las acciones correctivas necesarias y disponibles para remediar los sitios de disposición final incontrolado pueden categorizarse del siguiente modo:

  • control de la escorrentía superficial,
  • control de la erosión y la sedimentación,
  • control de la generación y la migración de lixiviado,
  • manejo del gas del relleno sanitario, y
  • recolección, consolidación y reubicación de residuos sólidos.

Seguidamente, se hace una breve revisión de las causas, efectos y opciones de la acción correctiva para cada categoría de control. Por comodidad, la descripción de las opciones se presenta en un cuadro.

17.6.3.1 Control de la escorrentía superficial

El flujo de la escorrentía superficial sobre un sitio de disposición final de residuos sólidos puede ocurrir como resultado de: 1) inundaciones, 2) ubicación inadecuada en la ruta de un drenaje natural, ó 3) falla en los canales de desviación. Las consecuencias posibles son:

  • aumento en la generación de lixiviado,
  • contaminación de los recursos hidráulicos aguas abajo,
  • erosión de la cobertura del relleno sanitario (si está presente originalmente) y exposición de los residuos sólidos,
  • dispersión de residuos sólidos en los cuerpos de agua y áreas pobladas, y daño a los caminos de acceso y a otras obras de infraestructura.

Las opciones de corrección disponibles incluyen la desviación de estructuras y las cuencas de retención, tal como se describe en el cuadro 17-2.

17.6.3.2 Control de la erosión y de la sedimentación

La erosión de los canales de drenaje y las pendientes es un problema común, aún en los rellenos sanitarios supervisados. El problema puede ser grave en un sitio de disposición final no controlada. Si la erosión no se controla, puede degradar la cobertura y aumentar la infiltración en el relleno sanitario y el lixiviado. La erosión puede exponer los residuos sólidos, lo que produciría contaminación adicional.

En casos más graves de erosión, los sedimentos pueden migrar y deteriorar la calidad de los cuerpos receptores de agua. Si la sedimentación es pesada, los cuerpos de agua o las zonas pantanosas afectadas pueden dañarse permanentemente. En el cuadro 17-3 se presentan opciones para corregir los problemas causados por erosiones.

 

Cuadro 17-2. Opciones de acción correctiva para controlar la escorrentía superficial

Técnica

Funciones/Descripción

Aplicaciones/Restricción

Estructuras de desviación

  • Localizadas en la parte alta de la pendiente del relleno sanitario
  • Desviación de la escorrentía superficial mediante diques, canales, etc.
  • Desviación a través de alcantarillas como último recurso, cuando la desviación alrededor del relleno sanitario no sea factible
  • Aplicable a los rellenos sanitarios sujetos a inundaciones o corrientes de otras fuentes.
  • Aplicable a pequeñas cuencas.
  • Debe diseñarse para un período de 100 años ya que podría ocasionar un daño ambiental catastrófico.

Cuencas de retención

  • Localizadas en la parte alta de la pendiente del relleno sanitario.
  • Las cuencas de retención atenúan la tasa de flujo máximo para prevenir la tasa incontrolable de flujo aguas abajo.
  • Las cuencas de retención previenen la escorrentía aguas abajo.
  • Aplicable a rellenos sanitarios sujetos a escorrentía de drenaje aguas arriba.
  • Requiere de mantenimiento periódico de las cuencas para mantener su eficacia.
  • Las cuencas de retención requieren tasas de evaporación elevadas o sustratos de gran permeabilidad para permitir la filtración (puede ser indeseable si incrementa la generación de lixiviado).

 

 

Cuadro 17-3. Opciones de acción correctiva para los problemas de erosión

Técnicas

Funciones/Descripción

Aplicaciones/Restricciones

Revestimiento del canal

  • Previene la erosión excesiva
  • El revestimiento puede ser de pasto, roca, coberturas de control de erosión, asfalto u otros materiales hechos por el hombre.
  • Aplicable a los canales de drenaje no revestidos que experimentan erosión en la base o lados.
  • Algunas técnicas son costosas.
  • Los canales más grandes requieren un revestimiento más resistente.

Control de nivelación del canal

  • Reduce la velocidad del flujo a niveles no erosivos.
  • Deben usarse represas de control, estructuras de descenso y se debe verificar la erosión.
  • Aplicable a canales naturales o artificiales que experimentan velocidad elevada de flujo debido a las pendientes abruptas.
  • Deben evaluarse los impactos de la sedimentación e inundación cuando se usan las represas de control.
  • Las estructuras de descenso pueden ser costosas para mayores tasas de flujo y profundidades.

Realineación del canal

  • Altera la alineación del canal para mejorar la estabilidad de la base y los costados del canal.
  • Aplicable a los canales naturales que experimentan erosión por cambios del lecho o por otra causa.
  • Puede requerir trabajo extenso si cubre gran parte de la corriente.
  • Los efectos de la realineación deben modelarse y evaluarse con mucho cuidado.

Disipadores de energía

  • Reduce la velocidad del flujo y la energía de las descargas de los canales, alcantarillas y acequias.
  • Pueden usarse rociadores, saltos hidráulicos, revestimientos contra la erosión y bocas de tormenta.
  • Aplicable a los desagües que descargan en suelos sujetos a erosión.
  • La descarga debe realizarse sobre una superficie estabilizada.
  • Los saltos hidráulicos son efectivos cuando el flujo de entrada es supercrítico.
  • Las estructuras de descenso se usan en la entrada del canal o de la alcantarilla para reducir el gradiente hidráulico.

Cuencas de retención (cuencas de sedimentación)

  • Atenúa la tasa máxima de flujo de la cuenca.
  • Permite la liberación controlada de agua para prevenir los flujos excesivos a través del drenaje.
  • Previene el transporte de sedimentos aguas abajo.
  • Aplicable a áreas sujetas a erosión por flujos elevados durante tormentas fuertes.
  • Se requiere la remoción periódica de sedimentos para mantener la eficiencia del diseño de la cuenca.
  • Más apropiadas cuando la nivelación del relleno sanitario incrementa significativamente la escorrentía del sitio.

Diques y acequias de intercepción

  • Desvía y dirige la escorrentía lejos de las pendientes.
  • Pueden ser estructuras permanentes o temporales.
  • Aplicable a pendientes sujetas a flujo.
  • El flujo debe desviarse para controlar la vía de drenaje.
  • Las acequias deben revestirse para prevenir la erosión del canal.

Drenaje de las pendientes

  • Dirige la escorrentía de pendientes descendentes en estructuras controladas.
  • Pueden usarse drenajes descendentes flexibles, tuberías de desnivel y canaletas.
  • Aplicable a pendientes sujetas a escorrentía concentrada.
  • La escorrentía debe estar dirigida a la entrada del drenaje de la pendiente.
  • La salida del drenaje de la pendiente a menudo requiere un disipador de energía o una superficie estabilizada para prevenir la erosión de la descarga con flujo de velocidad elevada.

Preparación de la tierra

  • Proporciona una cobertura de protección para disipar la fuerza erosiva de la lluvia y de la escorrentía superficial.
  • Puede usarse paja, restos de madera, aserrín y otros materiales.
  • Aplicable a pendientes sujetas al impacto de lluvias y de escorrentía superficial.
  • Requiere pendientes más abruptas que 3H:V.
  • Puede combinarse con vegetación.
  • Pueden aplicarse con semillas, fertilizantes y limo por la técnica de hidrosembrado.

Terrazas

  • Proporciona una serie de terrazas pequeñas para reducir la escorrentía superficial y para brindar una superficie llana para sembrar y prevenir el lavado de la tierra.
  • Puede hacerse con tractor sobre orugas u otro equipo de nivelación.
  • Comúnmente, la superficie horizontal es de 25 cm de ancho. También pueden usarse terrazas de varios metros de ancho.
  • Aplicable a pendientes abruptas sujetas a escorrentía superficial.
  • Pueden combinarse con capas de vegetación.
  • Efectiva sólo en suelos cohesivos.

Cobertura vegetal

  • Proporciona una cobertura sobre el suelo; el sistema de raíces ayuda a unir las partículas del suelo y previene su lavado.
  • Se dispone de una amplia variedad de mezclas de semillas y métodos de aplicación.
  • La hidrosiembra combina la siembra, fertilización y preparación de la tierra en una operación.
  • Aplicable a pendientes expuestas, canales y otras áreas donde el suelo es susceptible a la erosión.
  • Sujeto a las restricciones del clima.
  • a época del año es importante en la siembra.
  • Algunas especies de plantas pueden ser sensibles al gas del relleno sanitario que se acumula en las raíces.
  • La compatibilidad debe demostrarse antes de sembrar toda el área.

 

17.6.3.3 Control de la generación y migración de lixiviado

En un relleno sanitario o botadero, el lixiviado se genera por dos rutas principales: 1) el tránsito de agua infiltrada de la superficie a través de los residuos sólidos y 2) el contacto de fuentes de agua subterránea con los residuos sólidos enterrados. La primera de estas vías ocurre, con variantes, en todos los sitios pero será mayor cuando la cantidad de lluvia es elevada y la cobertura es relativamente permeable o falta por completo. La segunda vía ocurre cuando los residuos sólidos se han colocado en contacto directo con el agua o debajo del nivel de las aguas subterráneas. Esta situación es común en áreas pantanosas que se han recuperado para algún otro fin.

Generalmente, la producción de lixiviado es un problema difícil de resolver. La mayoría de los sitios de disposición final no controlada de residuos sólidos no tienen instalaciones para controlar el movimiento de las aguas subterráneas a través de los residuos sólidos o para contener el lixiviado generado. Como resultado de ello, el lixiviado migra y contamina las aguas subterráneas. Donde es necesario el control de aguas subterráneas y la colección y el tratamiento de lixiviado, los costos pueden ser prohibitivos. En el caso de los residuos sólidos enterrados que no están en contacto con aguas subterráneas, la formación de lixiviado puede mitigarse con una cobertura adecuadamente diseñada y construida. Es más probable que un país en desarrollo maneje los costos de la cobertura que los costos de colección y tratamiento de lixiviado.

Las opciones disponibles para controlar la generación y la migración de lixiviado se resumen en los cuadros 17-4 y 17-5, respectivamente.

17.6.3.4 Manejo del gas del relleno sanitario

En la mayoría de los sitios donde se han enterrado residuos sólidos orgánicos, la cantidad de gas que se genera presenta problemas potenciales. A menudo, el gas sube a través del relleno sanitario y se dispersa inocuamente en la atmósfera. Sin embargo, si nada impide el flujo del gas a la superficie, migrará hacia donde haya menor resistencia hasta llegar a la atmósfera. Las barreras físicas como los suelos y los sistemas de cobertura final de baja permeabilidad pueden conducir a la migración no deseada del gas, a menos que se proporcionen medidas específicas para consolar su emisión.

La migración incontrolada de gas puede dar lugar a su acumulación en las estructuras que están dentro o cerca del sitio de disposición final. Se requerirán acciones correctivas apropiadas donde haya concentraciones de gas que constituyan un riesgo de explosión potencial o cuando los olores de gas nocivo estén presentes. Estos pueden incluir medidas de control pasivas, como respiraderos y barreras, o medidas de control activas, como la ventilación forzada y los sistemas de tratamiento de gas. En el cuadro 17-6 se describen las opciones para corregir los problemas de migración del gas.

 

Cuadro 17-4. Opciones de acción correctiva para controlar la generación de lixiviado

Técnica

Funciones/Descripción

Aplicaciones/Restricción

Cobertura

  • Reduce la cantidad de lluvia que se infiltra en los residuos sólidos y el lixiviado.
  • La capa de barrera permeable se coloca conjuntamente con otras capas del sistema total de cobertura.
  • Aplicable a rellenos sanitarios clausurados o a áreas de rellenos sanitarios en funcionamiento.
  • La cobertura debe incluir sistemas de ventilación del gas del relleno sanitario y protección del control de erosión.
  • Procedimientos costosos que pueden formar parte de un plan de cierre global.

Barreras impermeables

  • Localizadas en la pendiente ascendente o alrededor del perímetro del relleno sanitario.
  • Previene el movimiento de agua subterránea no contaminada hacia los residuos sólidos.
  • Para construir la barrera se usan zanjas, cortinas o placas.
  • Aplicable a rellenos sanitarios ubicados en terrenos con aguas subterráneas cerca de la superficie.
  • Las barreras deben ser lo suficientemente profundas para asegurar que el agua subterránea no pueda pasar por debajo de la barrera y fluir hacia los residuos sólidos.
  • Serán más efectivas si pueden construirse sobre suelo de baja permeabilidad.
  • No son efectivas en áreas de descarga de aguas subterráneas.

Zanjas de intercepción

  • Localizadas en la pendiente ascendente o alrededor del perímetro del relleno sanitario.
  • Captura el agua subterránea y la desvía alrededor del relleno sanitario; reduce el nivel freático cerca del relleno sanitario.
  • Las tuberías perforadas para colección se rellenan con grava.
  • Aplicable a rellenos sanitarios ubicados sobre sistemas de aguas subterráneas.
  • Las zanjas deben ser lo suficientemente profundas para reducir efectivamente el nivel del agua.
  • Se requiere un área de descarga para el flujo recolectado por tuberías.
  • No son efectivas en áreas de descarga de aguas subterráneas ni en suelos de baja permeabilidad.

Bombeo de agua subterránea

  • Localizado pendiente arriba del relleno sanitario.
  • Reduce el nivel de agua por debajo del nivel de los residuos sólidos.
  • Se usan pozos profundos de extracción.
  • Aplicable a rellenos sanitarios ubicados sobre sistemas de aguas subterráneas.
  • Pueden ser efectivos en áreas de descargas de aguas.
  • No es efectivo en suelos de baja permeabilidad.
  • Se requiere de un área de descarga para el agua subterránea bombeada.
  • Los costos de operación y mantenimiento de pozos y bombas son elevados.

 

Cuadro 17-5. Opciones de acción correctiva para controlar la migración de lixiviado

Técnicas

Funciones/Descripción

Aplicaciones/Restricciones

Barreras impermeables

  • Previene la migración de lixiviado del sitio.
  • Se usan revestimientos de membrana flexible, zanjas y cortinas.
  • Se colocan alrededor del perímetro del relleno sanitario.
  • Sólo son efectivas contra el flujo subsuperficial del lixiviado.
  • Deben combinarse con algún sistema de colección para remover el lixiviado generado dentro del relleno sanitario.

Drenajes subsuperficiales

  • Recolecta el lixiviado que migra del relleno sanitario por debajo de la superficie o a través de filtraciones sobre la superficie.
  • Comúnmente consta de zanjas dispuestas con tuberías perforadas, rellenadas con grava y revestidas.
  • Se colocan alrededor del perímetro del relleno sanitario o en la base de pendientes con filtraciones de lixiviado.
  • El lixiviado debe transportarse al sistema de tratamiento.

Zanjas

  • Recolectan las filtraciones superficiales de lixiviado.
  • Se construyen en la base de las filtraciones de lixiviado.
  • El lixiviado debe transferirse al sistema de tratamiento.
  • Los costos del tratamiento se incrementan ya que las zanjas también capturan la escorrentía de la superficie, la cual se contamina y requiere tratamiento.
  • La acequia debe revestirse.
  • Sólo es útil para un control temporal.

Bombeo de agua subterránea

  • Crea un cono de depresión debajo del relleno sanitario para prevenir que el lixiviado migre con el agua subterránea fuera del límite del sitio.
  • Se usan pozos profundos de extracción.
  • Aplicable a los rellenos sanitarios que experimentan una migración subsuperficial de lixiviado en el sistema de flujo del agua subterránea.
  • Localizado por debajo del relleno sanitario o sobre el gradiente descendente del agua subterránea.
  • El agua extraída debe ser transferida a un sistema de tratamiento de lixiviado.
  • Los costos de mantenimiento y de operación a largo plazo son elevados.

Cuadro 17-6. Opciones de acción correctiva para controlar la migración de gas del relleno sanitario

Técnicas

Funciones/Descripción

Aplicaciones/Restricciones

Tuberías de ventilación

  • Proporciona una ruta para que el gas del relleno sanitario salga a la atmósfera o a la cabeza de la tubería de quema o recuperación.
  • Se usan tuberías perforadas verticales u horizontales en zanjas rellenadas con grava.
  • Localizadas en o alrededor del perímetro del relleno sanitario.
  • El sistema activo es más efectivo que el pasivo para controlar la migración lateral.
  • Se requiere control para asegurar la eficiencia del sistema.

Zanjas de ventilación

  • Brindan una ruta de flujo para que el gas del relleno sanitario salga a la atmósfera o al sistema de colección de gas.
  • Se usan zanjas angostas rellenadas con grava.
  • Deben combinarse con barreras impermeables en la pared externa de la zanja.
  • Localizadas alrededor del perímetro del relleno sanitario.
  • Puede tratarse de una ventilación libre o parte de un sistema de colección.
  • Puede ser pasivo o activo; el activo es más efectivo.
  • La profundidad debe ser 60 cm por debajo del nivel freático, de la capa de baja permeabilidad, o de la base del relleno sanitario, la que fuera más superficial.
  • Se requiere control para asegurar la eficacia.

Barreras impermeables

  • Previenen la migración lateral del gas del relleno sanitario.
  • Se usan revestimientos de membrana flexible, zanjas o arcilla.
  • Localizadas alrededor del perímetro del relleno sanitario.
  • Requieren la misma profundidad que las zanjas de ventilación.
  • Deben ser combinadas con sistemas de ventilación para ser efectivas.
  • Requieren control.

Quema

  • Oxida los gases volátiles y olorosos a compuestos no olorosos.
  • Se usan señales en los puntos de combustión controlados.
  • Aplicable a rellenos sanitarios que generan niveles molestos de gases olorosos.
  • Es necesario mantener señales.
  • El metano debe estar presente en el gas para facilitar la combustión.

 

17.6.3.5 Recolección, consolidación y reubicación de residuos sólidos

En la mayoría de los botaderos a cielo abierto, los residuos sólidos simplemente se descargan en un área general sin considerar cómo deben ser colocados, compactados, cubiertos y nivelados. El resultado es sumamente ineficiente y, aún cuando los impactos ambientales usuales están ausentes, se podrían obtener beneficios con ciertas mejoras. En cualquier sitio de disposición final incontrolado de residuos sólidos, las acciones correctivas deben basarse en el tipo de análisis que se ha descrito con anterioridad. Sin embargo, es razonable prever que muchas situaciones se beneficiarían de la recolección, consolidación y reubicación de los residuos sólidos. Tales medidas pueden mejorar el control ambiental y reducir los costos de la operación y de la clausura al mismo tiempo. Las opciones para la recolección, consolidación y reubicación incluyen:

  • la excavación o la recolección de los residuos sólidos depositados en los alrededores del exterior del sitio para reducir el tamaño del área de disposición final de residuos sólidos, seguida de inmediato de la colocación, compactación y cobertura del material recolectado dentro del área;
  • la excavación de todos los residuos sólidos (en particular si el botadero es pequeño) y el remolque del material a una instalación aprobada de disposición final;
  • la excavación de todo el material, acoplándolo momentáneamente en un sitio cercano, con controles ambientales apropiados, construcción de un nuevo relleno sanitario en el sitio original, de conformidad con las normas modernas de rellenos sanitarios, y disposición final del material excavado en la instalación de disposición final nueva; y
  • la excavación y procesamiento de residuos sólidos, recuperación de los materiales reciclables, mejora del sitio y disposición final de los residuos sólidos en el nuevo sitio de disposición final (explotación y rehabilitación del relleno).

De acuerdo a las circunstancias específicas, el sitio luego se operaría o se clausuraría. La operación incluiría la imposición de normas sanitarias en el relleno sanitario, la compactación y cobertura de los residuos sólidos; el drenaje del sitio; el manejo del lixiviado y del gas; el control ambiental; la administración general; etc.

17.7 Explotación y rehabilitación de un relleno

17.7.1 Antecedentes

La explotación y rehabilitación de un relleno (EXRR) es un método planificado y controlado para excavar y procesar los residuos sólidos dispuestos en él. La EXRR puede emplearse como una medida para mejorar los botaderos a cielo abierto y los rellenos sanitarios mal diseñados o indebidamente operados, que no satisfacen las especificaciones ambientales ni de salud pública [1]. La tecnología de la EXRR puede exigir desde baja capacidad y sistemas laboriosos hasta gran capacidad y sistemas mecanizados. El procesamiento de alta tecnología (por ejemplo, 50 a 100 Mg/hora de material excavado) incluye una serie de operaciones mecánicas o manuales. El equipo típico usado en operaciones sencillas de EXRR de alta tecnología son los excavadores, los compactadores y los volquetes. El procesamiento de baja tecnología incluye generalmente el uso de equipo sencillo y trabajo manual intensivo. Independientemente del nivel de la tecnología, los sistemas tienen en común que son fáciles de transportar y pueden trasladarse de una excavación completada a una nueva instalación de disposición final. Las aplicaciones de la EXRR que tienen potencial y relevancia para los países en desarrollo incluyen: 1) la excavación y el procesamiento de los residuos sólidos en un botadero a cielo abierto para recuperar la capacidad de disposición final y para convertirlo a un relleno sanitario moderno; y 2) la remediación de las áreas de disposición final que sufren impactos ambientales adversos mediante la excavación, el procesamiento y la remoción de materiales residuales. El potencial de la recuperación de materiales (por ejemplo, tierra, metales, etc.) a través de la EXRR se discute en el capítulo 15.

En 1953 se describió por primera vez la explotación del relleno en un artículo que documentó los procesos de un relleno operado por la municipalidad de Tel Aviv, Israel (2]- El objetivo central de la operación de EXRR consistía en excavar los residuos sólidos para la recuperación del suelo. El equipo de excavación incluía una retroexcavadora, varios volquetes y un cernidor rotatorio (trommel). Según la bibliografía, la operación en Tel Aviv siguió siendo la única aplicación de EXRR hasta los años ochenta.

Entre 1950 y 1980 ocurrieron dos acontecimientos que repercutieron en la explotación de rellenos. Una fue la aparición de un sistema modular para procesar los residuos sólidos mezclados a medida que llegaban al relleno o a las estaciones de transferencia, principalmente para recuperar los envases de metal. El segundo acontecimiento tuvo lugar a fines de los años sesenta e inicios de los setenta y se refiere a la evaluación de la factibilidad técnica del compostaje de los residuos sólidos municipales dispuestos en el relleno. Aunque el proyecto de compostaje no se comercializó, proporcionó información sobre la aceleración de la degradación de la sustancia orgánica y recalcó la importancia de una estructura celular en el relleno sanitario [3]. El concepto modular para procesar residuos sólidos en instalaciones de disposición final, conjuntamente con el procesamiento in situ de los residuos sólidos dispuestos, se ha convertido en la base de muchos sistemas de EXRR existentes y planificados.

Durante los años ochenta, dos tendencias principales renovaron el interés por la explotación del relleno. La primera tendencia fue la reducción del espacio del relleno en algunas áreas y la segunda fue el énfasis en la recuperación de recursos. En 1982, se hizo una propuesta al Metro Manila Commission en las Filipinas [4] para mejorar uno de los sitios de disposición final del área metropolitana de Manila, en la isla de Balut, Tondo. Sin embargo, el proyecto no se ejecutó debido, principalmente, a la escasez de fondos. A principios de los años noventa, el uso de la EXRR como método para remediar los sitios de disposición final de acuerdo a normas ambientales ganó el interés de los municipios, así como el uso de tecnología para reducir el área de los rellenos sanitarios completados y para disminuir el costo de la clausura y de las actividades posclausura.

17.7.2 Situación actual

Se han documentado relativamente pocas evaluaciones sobre la explotación de rellenos. Sin embargo, en las Filipinas y en la China se ha realizado algún procesamiento de los residuos sólidos dispuestos en el suelo. En los Estados Unidos, cerca de un docena de rellenos sanitarios han sido o están siendo explotados. A continuación se presenta una breve descripción de algunos de los proyectos en los Estados Unidos. La descripción de los proyectos y sus resultados sirven para ilustrar las razones a considerar y aplicar en una operación de EXRR y para revelar los aspectos del diseño y las experiencias de la operación.

17.7.2.1 Condado de Collier, Florida

En 1992, el Programa de Evaluación de Tecnologías de Innovación Municipal de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (U.S. EPA's Municipal Innovation Technology Evaluation - MITE) realizó una evaluación integral de campo [1] del sistema de explotación del relleno sanitario del Condado de Collier. El sistema de EXRR se aplica para reutilizar un área de disposición final no revestida como relleno sanitario moderno. Un beneficio adicional de la operación de EXRR es la recuperación de material similar al suelo que puede emplearse como cobertura y que normalmente tendría que adquiriese de fuentes externas. El proceso consiste en la excavación y el procesamiento de los residuos sólidos con equipo mecánico. La pieza clave del equipo es un cernidor tipo trommel. Los residuos sólidos explotados están relativamente bien descompuestos. En consecuencia, tal como se muestra en el cuadro 17-7, la fracción de suelo recuperada en el proceso (es decir, el material de cobertura mas los residuos sólidos descompuestos más finos y graduados) representa cerca de 60% del material excavado.

Cuadro 17-7. Análisis de composición física de los residuos sólidos- proyecto de demostración de EXRR de Collier (Estados Unidos de América)

Fracción

Porcentaje en peso (% de peso)

Pureza

(% de peso)

No degradable

18

N/Aa

Suelo

60

94

Ferroso

2

82

Plástico

2

75

Residuos y otrosb

18

--

 

100

 

a No aplicable

b Incluye aluminio y materiales pesados

Las propiedades de varios de los materiales recuperados del sistema de EXRR del condado de Collier se determinaron a través de análisis de laboratorio. En el caso de la fracción de suelo, se encontró que las concentraciones de metales eran bajas. El control ambiental de la operación de EXRR se llevó a cabo conjuntamente con la evaluación de las tecnologías.

Durante la demostración del proyecto no se produjeron ni fueron identificados problemas importantes de índole ocupacional, de salud pública ni de seguridad.

17.7.2.2 Barre, Massachusetts

A mediados de los años cincuenta y de los años setenta, como parte de la expansión de un sitio de disposición final en el suelo, un operador privado excavó y procesó una sección que se había llenado con residuos sólidos en un área no revestida. Los residuos sólidos se excavaron y se reubicaron mientras el área excavada se revistió para que sirviera como una nueva instalación de disposición final. La fracción de suelo recuperada del procesamiento de los residuos sólidos excavados se usó como material de cobertura en la nueva instalación de disposición final.

 

 

17.7.3 Tecnología

17.7.3.1 Descomposición acelerada

La discusión sobre la tecnología está precedida por un párrafo sobre la descomposición acelerada, porque es preferible que los residuos sólidos orgánicos enterrados estén estabilizados antes de la explotación del relleno y de su rehabilitación. La excavación y el procesamiento de residuos sólidos insuficientemente descompuestos plantea el riesgo de molestias y consecuencias adversas en la salud, la seguridad humana y el ambiente. Si se intenta la explotación del relleno y su rehabilitación antes que los residuos sólidos dispuestos se estabilicen, deben tomarse precauciones para proteger la salud y la seguridad de los trabajadores, y el ambiente. La recirculación de lixiviado es uno de los medios usados para acelerar el proceso de descomposición.

17.7.3.2 Diseño del proceso

El diseño del proceso se enfoca en el logro de las siguientes cuatro metas: 1) excavación del material dispuesto; 2) procesamiento del material para extraer los materiales reciclables o reutilizables, como metales ferrosos, sustancia orgánica estabilizado y suelo; 3) transporte de los residuos sólidos del proceso a un relleno sanitario; y 4) remediación del área excavada. De acuerdo al plan, el área excavada podría revestirse adecuadamente y servir como un relleno sanitario.

Un aspecto importante del diseño es la recuperación de los recursos materiales. En el caso de los países en desarrollo, donde porcentajes relativamente elevados del flujo de residuos sólidos son putrescibles y/o celulósicos, los materiales de recuperación incluyen residuos sólidos orgánicos biológicamente estables para uso como cobertura intermedia, cobertura final, mejoramiento de suelos, o una combinación de éstos, ceniza y otras sustancias inorgánicas, cuando estos materiales están presentes en concentraciones relativamente elevadas. Estos materiales se pueden usar en la construcción de caminos y edificios. En un sitio de disposición final en la China, por ejemplo, el material de mampostería, la ceniza y otras, se recuperan para la fabricación de ladrillos nuevos.

17.7.3.3 Excavación

La tecnología para la excavación de residuos sólidos dispuestos en el suelo no ha cambiado mucho desde la experiencia de Tel Aviv, en los años cincuenta. En general, la excavación se realiza usando técnicas similares a las usadas en la explotación de frentes abiertos. El equipo puede ser un cargador frontal, una autoprensadora, un retroexcavador, un excavador hidráulico o una combinación de éstos. El material excavado puede ser procesado directamente en el sitio o acumulado para su procesamiento posterior en el sitio o en una instalación de procesamiento.

El procesamiento empieza con la segregación de la masa excavada en corrientes discretas. Tal como se indicó anteriormente, el procesamiento puede ser mecánico y/o manual. El procesamiento en un relleno grande se realiza mejor a través de equipo portátil. El equipo consta generalmente de cintas transportadoras.

La separación y el grado de procesamiento dependen de varios factores. Un factor importante es si el material procesado servirá como recurso o se tornará inocuo (remediación o mejora de un sitio de disposición final). Las cantidades y las características de las fracciones materiales que se generan mediante una operación de EXRR dependen de: 1) las propiedades físicas y químicas del material excavador 2) la eficacia de la tecnología de explotación; y 3) la eficiencia de la tecnología. La evaluación de la información disponible, y asumiendo un intervalo práctico de estabilidad del material explotado y de la eficiencia del procesamiento mecánico, la recuperación del material similar al suelo podría ser cerca de 30% a 70% de la masa excavada.

La proporción de suelo depende del tipo de residuos sólidos dispuestos, de los procedimientos de operación del relleno sanitario y del grado de degradación de los residuos sólidos dispuestos.

17.7.4 Factibilidad de la ERR

Las condiciones propias de cada sitio determinan si la EXRR puede usarse como acción correctiva. Las condiciones claves incluyen:

  • la composición de los residuos sólidos inicialmente dispuestos en el relleno;
  • la geometría del relleno;
  • las antiguas condiciones de operación, si las hubieran;
  • la degradación de los residuos sólidos; y
  • la cantidad de material procesado que debido a sus características (por ejemplo, residuos tóxicos) requieren medios especiales para transportarlos y disponerlos.

En el caso de los países en desarrollo, la EXRR se puede aplicar para remediar botaderos a cielo abierto y para convertir un botadero o vertedero a cielo abierto en un relleno sanitario. También puede emplearse para recuperar una fracción de suelo para uso como material de cobertura.

Basado en los pocos análisis reportados hasta ahora por los proyectos de la EXRR en los Estados Unidos, el contenido de metal pesado y otras características de la fracción recuperada de suelo indican que tal fracción es apropiada como cobertura del relleno sanitario. Sin embargo, debe recalcarse que las características de los materiales recuperados dependen de la composición de los residuos sólidos enterrados, incluyendo las concentraciones de metales pesados y de otros compuestos potencialmente tóxicos, y de las condiciones de configuración y operación del proceso de explotación del relleno sanitario. Se requiere analizar las características de los residuos sólidos dispuestos para evaluar adecuadamente la factibilidad de la EXRR y para diseñar y operar adecuadamente un sistema de EXRR.

Referencias

  1. CalRecovery, Inc. y the Solid Waste Association of North America (SWANA), Evaluation of the Collier County, Florida Landfill Mining Demonstration, preparado para la EPA de los Estados Unidos, Contrato No. 850-0991-1, EPA/600/R-93/163, Cincinnati, Ohio, EUA, septiembre de 1993.
  2. Shuval H., "Composting Municipal Garbage in Israel", Tavruau, julio/diciembre de 1958.
  3. Comunicaciones personales, 1960-1970.
  4. CalRecovery, Inc., Metro Manila Solid Waste Management Study, Informe Final, 1982.
  5. Morelli, J., "Municipal Solid Waste Landfills: Optimization Integration, and Reclamation", New York State Energy Research and Development Authority, Albany, Nueva York.
  6. Naber, T., "Mining the Landfill: The Ultimate Resource Recovery", Waste Age, 196-197, noviembre de 1987.
  7. State of Florida Governor’s Energy Office and the Board of Collier County Commissioners Solid Waste Management Department, Feasibility Study.- Landfill Mining at Collier County, Florida, Nápoles, Florida, EUA, septiembre de 1987.
  8. Stessel, R.L. y R.J. Murphy, Processing Material Mined from Landfills, Informe Interino Vol. II, Universidad de Florida Meridional, Tampa, Florida, EUA, septiembre de 1991.
  9. Watson, T., "Recycling the Landfill: The Mining of Disposal Sites", el Resource Recycling, 20,21,58,59, septiembre/octubre de 1988.
  10. Pohland, F.G. y S.R. Harper, Critical Review and Summary of Leachate and Gas Production from Landfills - Draft Final Report, Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, 1984.

 

Capítulo 18

Consideraciones Económicas

    1. Introducción

Este capítulo se limita a tratar sobre los costos relacionados directamente con la construcción y la operación de un relleno sanitario Se omitirá de la discusión otros costos que a veces se cargan a la cuenta del relleno sanitario, tales como los programas de reciclaje, los programas de manejo de residuos peligrosos no reglamentados y las tarifas para los programas externos de residuos sólidos (a nivel estatal, provincial, o nacional).

El costo de la disposición final de los residuos sólidos en el suelo depende obviamente de la complejidad de la construcción y operación de la instalación. Para una ubicación dada, el costo se incremento a medida que la complejidad del diseño aumenta en respuesta al deseo gubernamental y del público de contar con una mayor protección de la salud pública y del ambiente. En el cuadro 18-1 se muestra un ejemplo del aumento de la influencia de la complejidad de las instalaciones de disposición final en los Estados Unidos.

Los datos del cuadro 18-1 ilustran la tendencia promedio entre los elementos de costo más importantes de disposición final en un relleno sanitario de los Estados Unidos desde los años setenta a los años noventa. En los años setenta, la fracción más importante de los costos para la disposición final era la asociada con la operación del sitio. Como un gran número de países en desarrollo no tienen normas que exijan sistemas de revestimiento, de cobertura ni el cuidado del cierre y posclausura, sus registros de costos y tendencias corresponden aproximadamente a los años setenta en los Estados Unidos. A medida que los requisitos ambientales para los sitios de disposición final en el suelo se tomaron más estrictos (a mediados de los años ochenta) y el conocimiento público de los impactos ambientales de las instalaciones de disposición final inadecuadamente diseñadas aumentó en los Estados Unidos, el costo de construir los rellenos sanitarios se incremento, mientras que el porcentaje de los costos de operación disminuyó. Además, también se requirió la atención posclausura a largo plazo y, en consecuencia, este costo tenía que agregarse al costo general. Recientemente en los Estados Unidos (a mediados de los años noventa), el costo promedio de la construcción y operación de los rellenos sanitarios se ha nivelado. El período de tiempo mostrado en el cuadro no ilustra la amplia variación en la magnitud de los costos de disposición final en el relleno sanitario de región a región, principalmente debido a diferencias en los requisitos de rendimiento y disponibilidad del terreno.

 

Cuadro 18-1. Cambios en los costos de desarrollo de un relleno sanitario en los Estados Unidosa

Tema

Costo típico (%)

1975b

1986c

1990d

Desarrollo previo

5,9

5 a 10

7,0

Construcción

12,3

25 a 35

35,0

Operación

75,7

40 a 50

36,0

Clausura

6,1

1 a 5

3,0

Atención posclausura

0

10 a 15

11,0

Imprevistos

0

0

8,0

Total

100

100

100

Adaptado de la referencia 2.

a No está incluida la ganancia; sitio de 16 ha; 1 millón de Mg; 15 años de vida del sitio.

b Incluye revestimiento con suelo de 177 cm y sistema de recolección de lixiviado.

c Incluye revestimiento con arcilla de 150 cm (disponible en el sitio) y posclausura de 30 años.

d Incluye revestimiento de arcilla de 150 cm (disponible en el sitio), revestimiento sintético de 30 mm; sistema de recolección de lixiviado y control.

El costo de disposición final depende de muchos factores. Entre los factores más importantes están: las características y la cantidad de residuos sólidos a disponerse, la densidad de los residuos sólidos dentro del sitio, la proporción de material de cobertura para los residuos sólidos, la disponibilidad de suelo apropiado para usarse como cobertura y los materiales de revestimiento, lo accidentado del terreno, la facilidad de acceso al sitio y si la construcción se realiza por etapas. La construcción por etapas generalmente es más barata que la construcción de todo el relleno sanitario al mismo tiempo. Las condiciones del sitio y los requisitos reglamentarios para la construcción del relleno sanitario son factores determinantes de los costos de construcción del relleno sanitario y las diferencias entre ellos pueden dar lugar a grandes diferencias en los costos de construcción.

Un método para calcular los costos del relleno sanitario es examinar las operaciones pasadas y actuales del relleno sanitario en los alrededores de la zona propuesta de disposición final y calcular los costos. Se requiere una estimación tanto del costo de capital como del costo de operación. Además, el cálculo debe ajustarse para reflejar las diferencias entre las operaciones de disposición final efectuadas y la operación propuesta.

El costo de disposición final en el relleno sanitario contribuye al costo total de la administración de residuos sólidos de una comunidad. Cuando los costos del relleno sanitario se convierten en un porcentaje relativamente elevado del costo de la administración de residuos sólidos, también pueden tener una influencia importante en el grado y la naturaleza del procesamiento al cual se someten los residuos sólidos antes de la disposición final. Por ejemplo, la separación y el reciclaje de materiales pueden competir por los materiales descartados y desviarlos antes de la disposición final en el suelo.

El costo de la operación de un relleno sanitario puede recuperarse a través de una tarifa pagada por sus usuarios; es decir, son los usuarios quienes pagan por el servicio. La tarifa se conoce típicamente como tarifa de disposición final y comúnmente, pero no exclusivamente, se usan para recuperar el costo de operación del relleno sanitario en los países industrializados. Las tarifas de disposición final generalmente se establecen según el peso o el volumen de los residuos sólidos y de acuerdo al tipo de residuos sólidos.

18.2 Métodos potenciales de reducción de costos

En los casos y sitios en donde se dispone de terrenos baratos y apropiados para la disposición final en el suelo y los costos de desarrolla son bajos, el costo del relleno sanitario es una fracción relativamente pequeña del costo total de la disposición final. En tales circunstancias, la disposición final de residuos sólidos sin procesamiento alguno sería con frecuencia el método menos costoso de manejo. Por otro lado, puede justificarse económicamente alguna forma de procesamiento para reducir la cantidad y el volumen de residuos sólidos a ser dispuesto donde es costoso desarrollar sitios apropiados de disposición final.

Un método para determinar el rendimiento financiero de un sistema de disposición final consiste en analizar el costo por unidad (es decir, costo por Mg dispuesto) en comparación con la vida económica del relleno sanitario. A través de este análisis, puede identificarse y asegurarse la optimización potencial o la reducción del costo unitario al considerar dos alternativas: 1) aplicar medidas que reduzcan el costo general sin sacrificar la calidad y el rendimiento del servicio; y 2) aumentar la cantidad de residuos dispuestos. En aquellos casos en los cuales los costos se han optimizado, sólo la segunda alternativa presenta el potencial de reducir el costo unitario. Esta alternativa a veces se pasa por alto como medio potencial para mejorar el rendimiento del sistema. Una desventaja de usar esta estrategia es la reducción de la vida útil del relleno sanitario.

La reducción del costo unitario de disposición final o su optimización, puede realizarse al operar el relleno sanitario de forma tal que la densidad de los residuos sólidos colocados en él alcance el valor técnicamente más alto. Tal como se trata en la capítulo 10, la densidad en el suelo depende de distintas variables de operación (por ejemplo, del número de pasadas de la maquinaria de compactación). En el caso de operaciones existentes, la reducción de los costos por unidad de disposición final (asumiendo que la contabilidad del costo se realiza sobre la vida económica de la mejora) puede mejorarse si se efectúan procedimientos operacionales para que la densidad de los residuos sólidos en el suelo se maximice.

La trituración y el prensado son dos de los métodos más comunes para procesar los residuos sólidos y lograr densidades altas en el suelo. Cualquiera de los métodos, si fuese aplicable bajo condiciones apropiadas, puede aumentar la densidad de los residuos sólidos recolectados y reducir así el volumen que ocupan. Por lo tanto, estos dos métodos de procesamiento aumentan la masa de residuos sólidos que pueden colocarse en el relleno sanitario. Además, normalmente se requiere menos material de cobertura. Al expandir la capacidad de la masa del relleno sanitario y al reducir los requisitos de cobertura, los costos de disposición final en el relleno sanitario pueden bajar si el ahorro excede el costo del procesamiento.

La remoción de los materiales reciclables (por ejemplo, por la segregación de residuos sólidos o por el compostaje) es una forma de procesamiento de los residuos sólidos y equivale a desmenuzarlos y a prensarlos para reducir la cantidad de residuos sólidos a ser dispuestos.

La segregación de residuos sólidos puede tener lugar antes, durante o después de su recolección.

Además de los métodos para reducir la cantidad y volumen de los residuos sólidos que ingresan a un relleno sanitario, el costo de la disposición final en el suelo puede controlarse, en algunos casos, mejorando la calidad de los residuos sólidos a un nivel tal que ellos no requieran medidas extraordinarias de disposición final ni de contención para asegurar la protección de la salud pública y del ambiente. Los ejemplos de medidas extraordinarias son aquellos prescritos para el relleno de seguridad (capítulo 8). Entre los enfoques para la mejora están la desintoxicación de los residuos tóxicos, la encapsulación o solidificación de las sustancias peligrosas o tóxicas y la aceptación de residuos semi-sólidos sólo cuando el contenido de humedad es menor al contenido de humedad aceptable (60%).

El procesamiento de residuos sólidos a gran escala para la recuperación de materiales valiosos antes de la disposición final en el suelo puede justificarse técnica o financieramente en las zonas donde la capacidad del relleno sanitario es escasa y los sitios alternativos están lejos de la zona de generación de residuos sólidos (a más de 50 km). De acuerdo a las circunstancias y condiciones, el procesamiento a gran escala podría ser factible cerca del punto de recolección (junto a una estación de transferencia) o en el relleno sanitario mismo. En cualquiera de los casos, el resultado de la recuperación de materiales reduce los tipos y las cantidades que requieren disposición final en el suelo y, en consecuencia, disminuye los costos de disposición final.

18.3 Costos de operación y de capital

Entre los costos principales de capital están los del terreno, las estructuras, la preparación de sitios y su acceso, los vehículos y el equipo pesado. Estos son generalmente costos fijos y, como regla general, no varían (por eso el uso del término "fijo" durante el curso de la operación del relleno sanitario. La mano de obra requerida para el mantenimiento, los costos de combustible y los costos del material de cobertura se clasifican como costos de operación y son variables, ya que aumentan según la cantidad de residuo que se dispone.

La escasez de datos confiables dificulta el desarrollo de un método para calcular el costo de la disposición final en rellenos sanitarios de los países en desarrollo. Por lo tanto, la recolección de datos es un paso importante para estimar el costo exacto y puede facilitarse considerablemente si se utiliza un método organizado. En resumen, el método consiste en tabular los componentes aplicables o elementos del costo (tales como preparación del sitio, etc.), en calcular la magnitud del costo de cada elemento de costo y en realizar algunos cálculos aritméticos para totalizar y analizar los costos. En el cuadro 18-2 se ilustra una representación de los componentes del costo de disposición final. También se muestra una distribución relativa de los costos entre los componentes.

Cuadro 18-2. Costos individuales en relación al costo total del relleno sanitarioa

Componente

% Costo total

Predesarrollo

3,6

Costos de construcción

35,5

Costos de operación

46,0

Clausura

0,9

Atención a largo plazo

11,5

Otros

2,5

a Adaptado de las referencias 2, 3 y 4.

En el cuadro 18-3 se presenta una guía o modelo alternativo para la contabilidad de costos. La guía se presenta en forma de hoja de trabajo para calcular el costo de la disposición final

en el relleno sanitario.

Aunque el modelo y la hoja de trabajo se basan en las condiciones de los Estados Unidos, pueden adaptarse fácilmente en los países en desarrollo porque están basados en elementos y principios de costos genéricos y no específicos. Los costos, tal como se enumeran en el cuadro, pueden interpretarse como indicadores de los costos relativos entre el costo de capital y los elementos del costo de operación. Cuando se adapta para usarse en otro país y en circunstancias establecidas, los elementos de costo serán, en forma similar, indicadores de la asignación de costos para esa aplicación.

La hoja de trabajo de contabilidad de costos presentada en el cuadro 18-3 abarca los elementos principales de un proyecto de relleno sanitario moderno, principalmente: predesarrollo, construcción inicial (es decir, mejoras capitales), operación anual, clausura y posclausura.

Los costos enumerados en la hoja de trabajo son un ejemplo para aquellos rellenos sanitarios con capacidad para 180 Mg/día, diseñados para servir a una población de 80.000 a 100.000 individuos, que operan en los Estados Unidos. La instalación está en un área de 40 ha, mas 60 ha dedicadas a zonas de amortiguación y caminos. La profundidad de excavación promedio es de cerca de 9 m. Los costos también incluyen un sistema doble de revestimiento y un sistema de recolección y detección de lixiviado. La instalación opera 6 días por semana, durante 52 semanas al año.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cuadro 18-3. Hoja de trabajo para estimar los costos del relleno sanitario (zona de disposición final neta de 40 ha; capacidad de 180 Mg/día)

Costos de predesarrollo

 

Localización de la instalación (ingeniería, impuestos, e investigaciones geotécnicas preliminares)

$106.000

Cartografía del sitio (estudios topográficos/de límites) e investigación geotécnica final

106.000

Diseño de ingeniería y aplicación para obtener el permiso de operación

141.000

Audiencias legales y públicas

70.000

Adquisición de terreno

352.000

Costo de permiso de operación

7.000

Servicios de apoyo administrativo

35.000

Contingencias

70.000

[a] Costo total del predesarrollo

$887.000

Costos iniciales de construcción

 

Vías de acceso e ingreso

$141.000

Excavación general y limpieza del sitio

1.055.000

Control de la erosión y la sedimentación

70.000

Revestimiento y base del revestimiento

774.000

Recolección de lixiviado y sistema de ventilación del gas del relleno sanitario

70.000

Sistema de tratamiento de lixiviado

141.000

Mejora de paisaje del sitio

70.000

Sistema de pesaje

70.000

Caseta de pesaje y oficinas

28.000

Instalación para el mantenimiento de los equipos

106.000

Servicios higiénicos

42.000

Pavimentación de sitios diversos

42.000

Varios (luz, cercas, señales, etc.)

70.000

Control de calidad y de la construcción

70.000

Subtotal

2.749.000

Contingencias

63.000

[b] Costo total del inicio de la construcción

$2.812.000

Costos anuales de operación

 

Personal de la instalación y administración

$281.000

Gastos generales (edificio, terreno, mantenimiento del sitio, electricidad, etc.)

70.000

Operación y mantenimiento del equipo

70.000

Alquiler de equipo

211.000

Mantenimiento de los caminos

35.000

Control ambiental de rutina (agua subterránea, agua superficial y gas del relleno sanitario)

35.000

Servicios de ingeniería

42.000

Seguro del sitio y del equipo/clausura

70.000

Desarrollo actual y costos de construcción

352.000

Tratamiento de lixiviado en el sistema municipal de alcantarillado

14.000

Pretratamiento de lixiviado previo a la disposición final en el sistema municipal

70.000

Costos imprevistos

70.000

[c] Costos totales de operación

$1.320.000

Costos de clausura y posclausura

 

Se asume que la cobertura final del relleno sanitario es parte del costo mientras el relleno sanitario está en operación. La cantidad anual deberá separarse durante los años de operación del relleno sanitario.

Los costos incluyen:

  • Costos de ingeniería para la preparación y el plan de clausura
  • Aprobación de las normas del plan de clausura
  • Nivelación final y vegetación
  • Mantenimiento de instalaciones para el control de la sedimentación y erosión Mantenimiento del sistema de manejo del gas del relleno sanitario
  • Operación y mantenimiento del sistema de colección y tratamiento de lixiviado

[d] Costos de clausura anual/posclausura

$70.000

Costos anuales

 

[e] Costos de capital (a) + (b)

$3.699.000

[f] Amortización de costos de capital – línea recta de depreciación por 20 años a 9%

401.000

[g] Costos anuales de operación

1.323.000

[h] Costos de clausura anual y posclausura (d)

70.000

[i] Costos anuales totales (f + g + h)

1.794.000

[j] Toneladas anuales por año (200 t/día x 6 días/semana x 52 semanas/año)

46.160 Mg

[k] Costo por tonelada (i/j)

32/mg

[l] Tarifa para la comunidad por mejoras capitales

--

[m] Tarifa estatal o local

--

[n] Tarifa total (k + l + m)

$32/mg

Costos por vivienda al mes

 

[o] Costo anual (l)

$1.794.000

[p] Población

100.000

[q] Costo por persona (o/p)

$18/año

[r] Personas por vivienda

4

[s] Costo por vivienda (q x r)

$6/mes

Adaptado de la referencia q.

Costos en dólares de los Estados Unidos (1995).

Establecidos los elementos de costo que se aplican a un sitio y relleno sanitario específico, el proceso de estimación se reduce a calcular adecuadamente sus costos. El esfuerzo para determinar la magnitud de los costos depende del objetivo del análisis. El objetivo puede variar desde el cálculo de los costos para la planificación y evaluación general de las alternativas hasta los cálculos finales de costo para el diseño y operación de la instalación, financiación y especificación del tiempo de recuperación de costos. Obviamente, el mayor esfuerzo para determinar y establecer los costos exactos se da en aquellos casos donde la estimación incorrecta del costo causa riesgos mayores y exposiciones financieras; por ejemplo, en el caso de calcular costos para asegurar el financiamiento de los bienes de capital, el establecimiento de tasas para la recuperación de costos, etc.

La estimación de costos mediante modelos generales, formatos y datos no relacionados a un sitio específico es apropiada para la planificación general y la estimación del intervalo de magnitudes potenciales de construcción y de todos los otros costos asociados con el diseño y la operación del relleno sanitario. Este método de análisis de los costos es útil para tomar decisiones iniciales o conceptuales del diseño y para comparar diversas opciones de disposición final.

Se puede dar aproximaciones de los costos para el desarrollo y la operación de rellenos sanitarios modernos al observar instalaciones de diverso tamaño que operan en los Estados Unidos. En el cuadro 18-4 se brindan costos para rellenos sanitarios que tienen 100, 200, 300 y 400 ha de área total.

Cuadro 18-4. Resumen de los costos anuales de operación del desarrollo de un relleno sanitario en los Estados Unidos (1995 US$)

Elemento de costo

Área activa del relleno sanitario

100 ha

200 ha

300 ha

400 ha

Predesarrollo ($)a

430.000

520.000

610.000

700.000

Preparación del sitio ($)

       

Arcilla (dentro del sitio)

8.700.000

18.300.000

29.500.000

42.200.000

Arcilla (16 km de trayecto)

10.600.000

21.800.000

34.600.000

49.300.000

Membrana/arcilla (dentro del sitio)

11.900.000

24.400.000

38.500.000

54.400.000

Membrana/arcilla (16 km de trayecto)

12.900.000

26.400.000

41.700.000

58.600.000

Operaciones ($/año)

220.000

380.000

530.000

580.000

Clausura ($)b

de 1.400.000

a 2.300.000

de 2.800.000

a 4.600.000

de 4.200.000

a 7.000.000

de 5.700.000

a 9.300.000

Posclausura ($/año)c

de 170.000

a 340.000

de 240.000

a 480.000

de 350.000

a 700.000

de 460.000

a 920.000

a Incluidos en los costos de predesarrollo: análisis del impacto ambiental e informe correspondiente, informe de factibilidad, plan y diseño de operación y administración. Los costos del terreno han sido omitidos.

b Incluidos en los costos de clausura: trabajo en el terreno, siembra, colección de gas.

c Incluidos en los costos de posclausura: control (agua subterránea, gas, lixiviado), tratamiento de lixiviado, mantenimiento del sitio, seguro, siembra, colección de gas.

18.4 Costos asociados con el equipo del relleno sanitario

En el caso de la mayoría de rellenos sanitarios grandes, los costos de capital del equipo pesado para disponer los residuos sólidos constituyen un costo importante del desarrollo y de la operación del relleno sanitario. Tal como se indicó en el capítulo 9, "Selección del Equipo", el equipo del relleno sanitario se usa principalmente para mover y compactar tanto los residuos sólidos como el material de cobertura. Una indicación del costo del equipo puede obtenerse de los datos presentados en el cuadro 18-5. Debido a los elevados costos asociados con el equipo pesado, la adquisición de un número suficiente de equipo apropiado para la operación eficaz y continua de un relleno sanitario a menudo no es posible en los países en desarrollo.

Cuadro 18-5. Costos de capital del equipo del relleno sanitario

Tipo de equipo

Potencia (kW)

Peso aprox.a

(Mg)

Intervalo de costob

(US$)

Comentarios

Tractor sobre orugas

<60

8 a 10

56.000 a 126.000

Estándar/pala para relleno sanitario

67 a 97

12 a 16

80.000 a 186.000

Estándar/pala para relleno sanitario

104 a 130

14 a 20

145.000 a 194.000

Pala convencional

186 a 209

26 a 34

352.000 a 441.000

Pala para relleno sanitario

Cargador sobre orugas

<68

9 a 11

68.000 a 92.000

GPB:c 0.8 m3

75 a 97

12 a 16

108.000 a 192.000

GPB: 1.5 m3

75 a 97

12 a 16

108.000 a 192.000

MPB:d 1.3 m3

119 a 142

16 a 22

238.000 a 377.000

GPB: 2.3 m3

119 a 142

20 a 24

238.000 a 377.000

MPB: 1.9 m3

Cargador sobre ruedas de goma

<75

7 a 10

98.000

GPB: 1.3 m3

<75

8 a 11

115.000

MPB: 1.1 m3

89 a 119

9 a 12

138.000 a 212.000

GPB: 3.0 m3

89 a 257

10 a 13

138.000 a 212.000

MPB: 1.7 m3

Compactador

141 a 161

< 21

215.000 a 279.000

Pala del relleno sanitario

 

224 a 235

29 a 32

300.000 a 451.000

Pala del relleno sanitario

 

250 a 392

31 a 46

365.000 a 569.000

Pala del relleno sanitario

Fuente: Fabricantes de equipo

a Maquinaria básica, mas pantalla lateral del motor, resguardo del radiador, ventilador reversible, barra de rodillo, e incluso una pala para relleno sanitario, cuchara para fines generales o para propósitos múltiples.

b Enero de 1996. El intervalo de costos refleja las diferencias del equipo suministrado por el fabricante y/o especificaciones de las opciones proporcionadas. Los costos en los países en desarrollo tienen un sobre costo de 5% a 60% más que los costos del mismo equipo en los Estados Unidos. Los costos adicionales del equipo en los países en desarrollo se deben a uno o varios de los siguientes factores: transporte, impuestos, aduana y derecho de importación (Referencia: costos de equipo en América Latina).

c Cuchara para fines generales

d Cuchara para propósitos múltiples

Bajo las condiciones de operación de los Estados Unidos, generalmente se estima que la vida económica del equipo rodante del relleno sanitario es de 5 años (cerca de 10.000 horas de operación) [7].

En un país industrializado, el costo anual de mantenimiento del equipo pesado del relleno sanitario (lubricación, reparación de neumáticos, repuestos, etc.) se calcula en 16% a 18% del costo capital original del equipo; la vida económica del equipo es de 5 a 7 años. La proporción del costo de mantenimiento aumenta sustancialmente si el equipo se opera más allá de su vida económica. El costo de mantenimiento del equipo en los países en desarrollo depende de los precios locales de los repuestos. El costo real en un país en desarrollo dependerá de la edad del equipo, del tipo de equipo, de los procedimientos de mantenimiento, así como de otros factores específicos para cada país. Sin embargo, como estimación aproximada, el costo anual de mantenimiento probablemente estaría en el orden de 15% a 20% hasta que se exceda la vida económica del equipo.

Como ocurre con el costo de mantenimiento, el costo del combustible varía según el tipo, la condición y el uso del equipo, y está relacionado con la tasa de consumo de combustible. Como una aproximación, el consumo total de combustible para una operación de relleno sanitario mecánicamente intensivo oscila entre los 35 litros de combustible por Mg dispuesto [6]. Si se considera este cálculo como base, el consumo de combustible por unidad de equipo pesado probablemente está en el orden de 100 litros por día.

Referencias

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  2. Glebs, R.T., "Landfill Costs Continue to Rise", Waste Age, 19 (3), marzo de 1988.
  3. Walsh, J., "More on Sanitary Costs", Waste Age, 21 (4), abril de 1990.
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  5. Hudson, J.F. y P.L Deese, Optional Costs Models for Landfill Disposal of Municipal Wastes, preparado para la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, Cincinnati, Ohio, EUA, marzo de 1985.
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  7. Diaz, L.F., G.M. Savage y C.G. Golueke, Resource Recovery from Municipal Solid Waste, CRC Press, 1982.

 

Apéndice A

Referencias Adicionales

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  3. Carroll, Jr., R.G., (1987). "Hydraulic Properties of Geotextiles". Geotextile Testing and the Design Engineers, ASTM 952, Sociedad Americana de Ensayos y Materiales, Philadelphia, Pennsylvania, página 7-20.
  4. COE, (1970). "Laboratory Soils Testing"; EM1110-2-1906-,Sede Departamento del Ejercito; Oficina del Jefe de Ingenieros; Washington, DC 20314.
  5. COE, (1982). HEC-1, HEC-2, HEC-5, HEC-6 Computer Programs, Hydrologic Engineering Center (HEC); Cuerpo de Ingenieros del Ejercito de los EUA, Centro de Ingeniería Hidrológica; Davis, California.
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  7. FHWA, (1990). "Geotextile Design & Construction Guidelines". Contract No. FHWA DTFH61-86-C,00102.
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  9. Freeze, R.A. y J.A. Cherry, (1979). Ground Water. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, Nueva Jersey, EUA, 604 páginas.
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