residuos solidos en ingenieria civil

5/12/2018 Residuos Solidos en Ingenieria Civil - slidepdf.com

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INTRODUCCIÓN

Entre los métodos más conocidos para disponer losresiduos sólidos, actualmente se considera a losrellenos sanitarios como la mejor solución técnica,económica y sanitaria.

De hecho es la solución mayoritaria en los paísesdesarrollados, a pesar de los esfuerzos por generarsistemas alternativos. Se estima que actualmentelos países desarrollados disponen en estos rellenos

cerca del 80% de los residuos recolectados,mientras que en América, aún cuando estas cifrasson menores, también es el método más empleado.



RELLENO SANITARIO

Un relleno sanitario es una obra de ingeniería, en la quese emplean técnicas y maquinaria de movimiento detierras para construir rellenos artificiales. Los residuossólidos empleados como material principal del relleno,

tienen un elevado potencial contaminante que se reflejaprincipalmente en la producción de lixiviados y biogas.

Las características y heterogeneidad de estos residuos,influyen en aspectos geotécnicos como la

compresibilidad, la capacidad portante y la estabilidad.



TIPOS DE RELLENOSSANITARIOS

Relleno sanitario mecanizado

El relleno sanitario mecanizado es aquel diseñado para lasgrandes ciudades y poblaciones que generan más de 40toneladas diarias. Por sus exigencias es un proyecto de

ingeniería bastante complejo, que va más allá de operar conequipo pesado. Esto último está relacionado con la cantidad yel tipo de residuos, la planificación, la selección del sitio, laextensión del terreno, el diseño y la ejecución del relleno, y lainfraestructura requerida, tanto para recibir los residuos comopara el control de las operaciones, el monto y manejo de lasinversiones y los gastos de operación y mantenimiento.

Para operar este tipo de relleno sanitario se requiere del uso deun compactador de residuos sólidos, así como equipoespecializado para el movimiento de tierra: tractor de oruga,retroexcavadora, cargador, volquete, etc



Relleno sanitario semimecanizado

Cuando la población genere o tenga que disponer entre 16 y 40toneladas diarias de RSM en el relleno sanitario, es conveniente usarmaquinaria pesada como apoyo al trabajo manual, a fin de hacer unabuena compactación de la basura, estabilizar los terraplenes y darmayor vida útil al relleno. En estos casos, el tractor agrícola adaptadocon una hoja topadora o cuchilla y con un cucharón o rodillo para lacompactación puede ser un equipo apropiado para operar este relleno

al que podríamos llamar semimecanizado (Figura 3).

Con base en experiencias previas, se puede afirmar que es necesarioel empleo de equipos de movimiento de tierras (tractores de orugas oretroexcavadoras) en forma permanente cuando al relleno sanitario sellevan más de 40 t/día de RSM. En la Región, esto equivale por logeneral a poblaciones mayores de 40.000 habitantes.

Por su versatilidad, el tractor agrícola puede servir para prestar oapoyar el servicio de recolección de basura si de preferencia se leengancha un remolque con volteo hidráulico de unos 6 a 8 metroscúbicos de capacidad o bien una caja compactadora, dependiendo delas necesidades y recursos de la localidad. (Figura 4)



Relleno sanitario manual

Es una adaptación del concepto de relleno sanitariopara las pequeñas poblaciones que por la cantidad yel tipo de residuos que producen –menos de 15t/día –, además de sus condiciones económicas, noestán en capacidad de adquirir el equipo pesado

debido a sus altos costos de operación ymantenimiento.

El término manual se refiere a que la operación de compactación y confinamiento de los residuos puede

ser ejecutada con el apoyo de una cuadrilla dehombres y el empleo de algunas herramientas.



PROCESO Y OPERACION En primera instancia, se hace un diagnóstico ambiental del

área del proyecto, identificando todos los aspectosrelacionados con la flora, fauna, suelo, clima y riesgos de lazona ante desastres naturales; además, se presentan losresultados de la encuesta sobre las percepciones de lapoblación frente al proyecto.

Luego, se describen los principales impactos que dichaactividad generará, tanto en sus etapas de habilitación,operación, clausura y posclausura. Para ello se presentauna matriz de combinación, interrelacionando lascategorías ambientales con las diversas actividades delproyecto, así como los planes de manejo ambiental.Finalmente, se dan alternativas de mitigación a losimpactos ambientales generados por el relleno sanitario.



PROCESO Y OPERACIÓN



Métodos de construcción de un relleno sanitario

El método constructivo y la subsecuenteoperación de un relleno sanitario están

determinados principalmente por latopografía del terreno, aunque dependentambién del tipo de suelo y de la

profundidad del nivel freático. Existen dosmaneras básicas de construir un rellenosanitario.



Método de trinchera o zanja

Este método se utiliza en regiones planas y consiste en excavar periódicamentezanjas de dos o tres metros de profundidad con una retroexcavadora o un tractorde orugas. Hay experiencias de excavación de trincheras de hasta de 7 metrosde profundidad.

Los RSM se depositan y acomodan dentro de la trinchera para luegocompactarlos y cubrirlos con la tierra excavada.

Se debe tener especial cuidado en periodos de lluvias dado que las aguaspueden inundar las zanjas. De ahí que se deba construir canales perimétricospara captarlas y desviarlas e incluso proveer a las zanjas de drenajes internos.En casos extremos, se puede construir un techo sobre ellas o bien bombear elagua acumulada. Sus taludes o paredes deben estar cortados de acuerdo con elángulo de reposo del suelo excavado.

La excavación de zanjas exige condiciones favorables tanto en lo que respecta ala profundidad del nivel freático como al tipo de suelo. Los terrenos con nivelfreático alto o muy próximo a la superficie no son apropiados por el riesgo decontaminar el acuífero. Los terrenos rocosos tampoco lo son debido a lasdificultades de excavación.



Método de área

En áreas relativamente planas, donde no sea factible excavar fosas otrincheras para enterrar la basura, esta puede depositarse directamente sobreel suelo original, el que debe elevarse algunos metros, previaimpermeabilización del terreno. En estos casos, el material de coberturadeberá ser transportado desde otros sitios o, de ser posible, extraído de lacapa superficial. Las fosas se construyen con una pendiente suave en el taludpara evitar deslizamientos y lograr una mayor estabilidad a medida que seeleva el relleno.

Sirve también para rellenar depresiones naturales o canteras abandonadas dealgunos metros de profundidad. El material de cobertura se excava de lasladeras del terreno o, en su defecto, de un lugar cercano para evitar los costosde acarreo. La operación de descarga y construcción de las celdas debeiniciarse desde el fondo hacia arriba.

El relleno se construye apoyando las celdas en la pendiente natural delterreno; es decir, la basura se descarga en la base del talud, se extiende yapisona contra él y se recubre diariamente con una capa de tierra. Se continúala operación avanzando sobre el terreno, conservando una pendiente suavede unos 18,4 a 26,5 grados en el talud; es decir, la relación vertical/horizontalde 1:3 a 1:2, respectivamente, y de 1 a 2 grados en la superficie, o sea, de 2 a3,5%.



Combinación de ambos métodos

Dado que estos dos métodos de construcción de rellenos

sanitarios tienen técnicas similares de operación, esposible combinar ambos para aprovechar mejor el terrenoy el material de cobertura, así como para obtener mejoresresultados.



VENTAJAS

1. La inversión inicial de capital es inferior a la que

se necesita para instaurar el tratamiento deresiduos mediante plantas de incineración o decompost.

2. Tiene menores costos de operación y

mantenimiento que los métodos de tratamiento.3. Un relleno sanitario es un método completo y

definitivo, dada su capacidad para recibir todotipo de RSM.

4. Genera empleo de mano de obra pococalificada, disponible en abundancia en lospaíses en desarrollo.

5 R l ll i i



5. Recupera gas metano en los rellenos sanitarios quereciben más de 500 t/día, lo que puede constituir unafuente alternativa de energía para algunas ciudades.

6. Su lugar de emplazamiento puede estar tan cerca delárea urbana como lo permita la existencia de lugaresdisponibles, lo que reduce los costos de transporte yfacilita la supervisión por parte de la comunidad.

7. Permite recuperar terrenos que se considerabanimproductivos o marginales, tornándolos útiles parala construcción de parques, áreas recreativas yverdes, etc.

8. Un relleno sanitario puede comenzar a funcionar encorto tiempo como método de eliminación deresiduos.

9. Se considera flexible porque puede recibir mayorescantidades adicionales de residuos con pocoincremento de personal.



DESVENTAJAS

1. La adquisición del terreno es difícil debido a la

oposición de los vecinos al sitio seleccionado,fenómeno conocido como NIMBY (not in my back yard ‘no en mi patio trasero’), por diversas razones: la falta de conocimiento sobre la técnica del

relleno sanitario. se asocia el término relleno sanitario al de

botadero a cielo abierto. la evidente desconfianza mostrada hacia las

administraciones locales que no garantizan lacalidad ni sostenibilidad de la obra.

la falta de saneamiento legal del lugar.



2. El rápido proceso de urbanización, que limita yencarece el costo de los pocos terrenos disponibles, loque obliga a ubicar el relleno sanitario en sitiosalejados de la población.

3. La vulnerabilidad de la calidad de las operaciones delrelleno y el alto riesgo de transformarlo en un botaderoa cielo abierto, principalmente por la falta de voluntadpolítica de las administraciones municipales parainvertir los fondos necesarios a fin de asegurar sucorrecta operación y mantenimiento.

4. No se recomienda el uso del relleno clausurado para

construir viviendas, escuelas, etc.5. La limitación para construir infraestructura pesada por

los asentamientos y hundimientos después declausurado el relleno.



6. Se requiere un monitoreo luego de la clausuradel relleno sanitario, no solo para controlar losimpactos ambientales negativos, sino también

para evitar que la población use el sitioindebidamente.7. Puede ocasionar impacto ambiental de largo

plazo si no se toman las previsionesnecesarias en la selección del sitio y no se

ejercen los controles para mitigarlos.En rellenos sanitarios de gran tamañoconviene analizar los efectos del tráficovehicular, sobre todo de los camiones que

transportan los residuos por las vías queconfluyen al sitio y que producen polvo, ruido ymaterial volante. En el vecindario el impacto logeneran los líquidos, gases y malos olores quepueden emanar del relleno.



8. Los predios o terrenos situados alrededordel relleno sanitario pueden devaluarse.

9. En general, no puede recibir residuospeligrosos.



Reacciones que se generanen un relleno sanitario

* Cambios físicos, químicos y biológicos

Los RSM depositados en un rellenosanitario presentan una serie de cambiosfísicos, químicos y biológicos de manerasimultánea e interrelacionada. Estos

cambios se describen a continuación a finde dar una idea de los procesos internosque se presentan cuando los residuos sonconfinados



* Cambios físicos.

Los cambios físicos más importantes están

asociados con la compactación de los RSM, la difusiónde gases dentro y fuera del relleno sanitario, el ingresode agua y el movimiento de líquidos en el interior y haciael subsuelo, y con los asentamientos causados por laconsolidación y descomposición de la materia orgánicadepositada.

El movimiento de gases es de particular importancia parael control operacional y el mantenimiento del sistema.Por ejemplo, cuando el biogás se encuentra atrapado, lapresión interna puede causar agrietamiento de la

cubierta y fisuras, lo que permite el ingreso de agua delluvia al interior del relleno sanitario, lo que provocamayor generación de gases y lixiviados. Lo anteriorcontribuye a que se produzcan hundimientos yasentamientos diferenciales en la superficie y que sedesestabilicen los terraplenes por el mayor peso de la

masa de desechos.



* Reacciones químicas.

Las reacciones químicas que ocurren dentro del relleno sanitario eincluso en los botaderos de basura abarcan la disolución y suspensión demateriales y productos de conversión biológica en los líquidos que seinfiltran a través de la masa de RSM, la evaporación de compuestosquímicos y agua, la adsorción de compuestos orgánicos volátiles, ladeshalogenación y descomposición de compuestos orgánicos y lasreacciones de óxido-reducción que afectan la disolución de metales y salesmetálicas. (La importancia de la descomposición de los productos orgánicosreside en que estos materiales pueden ser transportados fuera del rellenosanitario o del botadero de basura con los lixiviados.)

* Reacciones biológicas.

Las más importantes reacciones biológicas que ocurren en los rellenossanitarios son realizadas por los microorganismos aerobios y anaerobios, yestán asociadas con la fracción orgánica contenida en los RSM. El procesode descomposición empieza con la presencia del oxígeno (fase aerobia);

una vez que los residuos son cubiertos, el oxígeno empieza a serconsumido por la actividad biológica. Durante esta fase se generaprincipalmente bióxido de carbono. Una vez consumido el oxígeno, ladescomposición se lleva a cabo sin él (fase anaerobia): aquí la materiaorgánica se transforma en bióxido de carbono, metano y cantidades trazade amoniaco y ácido sulfhídrico.



GRACIAS

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