Prevención y Gestión Integral de Residuos Sólidos Urbanos Parte 12 Relleno Sanitario Tradicional GTZ-México Gestión de Residuos Sólidos 1
Aspectos Generales Qué se entiende por Relleno Sanitario? Según la NOM-083-SEMARNAT-2003: Es la obra de infraestructura que involucra métodos y obras de ingeniería para la disposición final de los RSU y RME con el fin de controlar, a través de la compactación e infraestructura adicionales, los impactos ambientales. 2
Planeación Proceso de planeación de un relleno sanitario: 1. Intención de la autoridad municipal y población de tener un relleno sanitario 2. Diagnóstico del servicio actual 3. Evaluación de sitios para el emplazamiento del relleno sanitario 4. Selección del sitio que cumpla con la NOM 5. Valoración y dictaminación oficial del sitio por la autoridad competente 3
Planeación Proceso de planeación de un relleno sanitario: 6. Estudios básicos y análisis 7. Elaboración del proyecto ejecutivo del relleno sanitario 8. Estudio de Impacto Ambiental 9. Sortear los tramites oficiales 10. Adquisición del terreno (compra, renta etc. eventualmente de forma paralelo) 4
Características constructivas Características constructivas del sitio de disposición final Preparación del sitio limpieza y desmonte Preparación de caminos de acceso Preparación del subsuelo 5
Preparación del Terreno Tratamiento de suelo de soporte Tomar la decisión con respecto a la necesidad de remover las primeras capas de suelo (ej. tierra vegetal) Almacenar y conservar la cubierta vegetal de las áreas iniciales del terreno, para que ésta sirva como cubierta final Es aconsejable que el movimiento de tierras se haga por etapas para no perder tierra por erosión 6
Preparación del terreno - Impermeabilización Impermeabilización: (Rellenos sanitarios tipo A-C punto 7.1 de la NOM-083-SEMARNAT-2003, tipo D punto 8.1) Es el proceso mediante el cual el depósito que contendrá los residuos es aislado del medio circundante, de modo que los productos de la degradación de los residuos (biogás y lixiviados) no contaminen ni afecten su entorno. Para ello se ocupan diversos materiales, básicamente geosintéticos (polietileno de alta densidad, liners a base de betonita, etc.) 7
Preparación del terreno - Impermeabilización Impermeabilización La impermeabilización deberá ser para toda la base del relleno sanitario Coeficiente de conductividad hidráulica mínima 1x10 7 cm/seg Puede ser realizada con: Material natural (tepetate) Geomembrana PEAD (espesor mínimo1 mm.) 8
Preparación del terreno - Impermeabilización Impermeabilización Natural Nivel de desplante 1.0 m Permeabilidad 1x10-7 cm/s Suelo homogeneo sobre el sitio Impermeabilización Sintética 0.3 m de protección Liner > 1mm 0.3 m al 95% Proctor Base del relleno 9
Preparación del terreno - Impermeabilización Impermeabilización - Método natural Aprovecha las propiedades físico químicas de suelo Preferir suelos con alto contenido de arcillas / tepetate con cuales se llega una impermeabilización de conductividad hidráulica 1x10 7 cm/seg. En caso de fracturas hay que trabajar y recompactarlos para lograr una protección homogénea 10
Preparación del terreno Impermeabilización - Método artificial Empleo de geosintéticos: Geotextiles (refuerzo, separación, filtración, drenaje) Geomembranas (aislamiento) Geomallas (para drenaje) Geo-redes (estabilidad de taludes) 11
Preparación del terreno Sistema de impermeabilización con geomembranas Fotos: GTZ Protección de la geomembrana con llantas 12
Preparación del terreno Soldadura de la geomembrana Prueba de la junta soldada Fotos: GTZ 13
Características Constructivas: Lixiviados Captación de lixiviados: (Para relleno sanitarios tipo A C, punto 7.3 de la NOM-083- SEMARNAT-2003) La impermeabilización además de impedir la infiltración de lixiviados al subsuelo, hace parte de su captación Adicionalmente son necesarias obras y medidas complementarias 14
Lixiviados - definición Son líquidos generados en el relleno sanitario, producto de la humedad intrínseca de los residuos, sumada a la infiltración de aguas de lluvia dentro del relleno y el agua generada por la descomposición anaeróbica. Este líquido presenta una alta carga orgánica, un fuerte olor y una gran actividad microbiológica. 15
Lixiviados - definición Captación El sistema se instala por arriba de la primera capa impermeable El sistema debe estar compuesto de colector, subcolector, cárcamo y pozos de monitoreo de lixiviados como mínimo El sistema de captación debe poder proporcionar una adecuada capacidad de drenaje durante la vida útil del relleno sanitario y tiempo de pos-clausura 16
Lixiviados - definición Captación por tubos perforados Tubos de alta resistencia, Alemania Tubos con insuficiente resistencia, Tlalnepantla Fotos: GTZ 17
Lixiviados - definición Preparación de una nueva celda Zanja colectora de lixiviados Fotos: GTZ 18
Lixiviados - definición Recolección Sistema de recolección de lixiviados para colectar, bombear y conducirlos hacia un tratamiento Métodos de tratamiento Descarga a una planta de tratamiento especial Recirculación al relleno (directo o después de haber pasado por una laguna de evaporación) 19
Lixiviados - definición Tratamiento - Laguna de evaporación El tratamiento más común en México es que se encausa el lixiviado hacia una laguna de evaporación, y en ocasiones se recircula a las celdas activas Profundidad máxima de la laguna de evaporación de 1 m (capaz de eliminar por evaporación la mayor cantidad de agua, dejando un líquido concentrado) Proteger el área que ocupe la laguna con arcillas compactadas y/o con geomembrana Cercar la laguna 20
Lixiviados - tratamiento Laguna de evaporación Fotos: GTZ 21
Características constructivas: Biogás Captación de biogás: (Para rellenos sanitarios tipo A C, punto 7.2 de la NOM-083-SEMARNAT-2003) Igual de los lixiviados, el biogás debe ser captado y tratado para limitar su impacto al medio ambiente Biogás: Mezcla gaseosa resultado del proceso de descomposición anaerobia de la fracción orgánica de los residuos sólidos, constituida principalmente por metano (CH 4 ) y bióxido de carbono (CO 2 ). 22
Biogás - captación Captación: Por estructuras verticales de 60 a 100 cm de lado o de diámetros a manera de chimenea, con malla y varilla, rellenos con piedra, o antiguos barriles, etc. A 40 cm arriba del fondo del relleno En la parte superior se cubre con una placa de concreto, dejando un tubo con cuello de ganso, u otro sistema dependiendo de la cantidad de gas generada 23
Biogás Control Existen varios tipos de sistemas para controlar las emisiones y la migración del biogás (dependiendo de la cantidad que se genere): Venteo a la atmósfera Combustión (en quemadores descentralizados o centralizados) Recuperación como fuente alterna de energía 24
Biogás - captación Corte de un pozo de captación de gas Extractor de gas Tubos PE - HD Grava Capa de filtro Capa de recultivo Capa de drenaje Impermeabilización mineral Capa permeable a gas Residuos 25
Biogás Fotos: GTZ 26
Biogás Sistema de captación de biogás, Tlalnepantla Instalación de un quemador descentralizado 27
Biogás Quemador de biogás para sitios de tipo A y B, (Alemania) Fotos: GTZ 28
Biogás - captación Transformación de biogás en energía, Monterrey Captación de biogás centralizado, Monterrey Fotos: GTZ 29
Obras complementarias Infraestructura externa: Se realiza al iniciar la construcción del relleno sanitario y son de carácter permanente: Entrada Caminos exteriores Cerca perimetral Drenaje exterior (Para rellenos sanitarios tipo A D, puntos 7.5, 7.9, 8.4, 8.5 y 8.6 de la NOM-083-SEMARNAT-2003) 30
Obras complementarias Caminos exteriores, Atlacomulco Entrada, Tlalnepantla 31
Obras complementarias Cerca perimetral, Atlacomulco Drenaje exterior Fotos: GTZ 32
Obras complementarias Infraestructura interna: Áreas de acceso y espera Caseta de vigilancia Caseta de pesaje y báscula Caminos interiores Área de emergencia (Rellenos sanitarios tipo A-C, punto 7.5 de la NOM-083) Cobertizo y taller de mantenimiento Área administrativa Drenajes interiores 33
Obras complementarias Báscula Registro del peso, Tlalnepantla Fotos: GTZ 34
Obras complementarias Cobertizo para las maquinas, Tlalnepantla Caminos interiores, Tlalnepantla Fotos: GTZ 35
Métodos de operación Las características operativas de un relleno sanitario están reguladas por los puntos 7.6, 7.7, 8.2 y 8.3 de la NOM-083- SEMARNAT-2003. Son tres los métodos principales: Área Trinchera Combinado Rampa 36
Métodos de operación Método de área Forma de operación: Depósito de los RSU sobre la superficie, compactándose en capas para formar la celda a cubrir con tierra Las celdas se construyen usando toda el área a rellenar (en capas de 30 cm. hasta alcanzar la altura deseada) Tipo de terreno: De empleo en cualquier terreno disponible, o bien cuando no se requieran o puedan excavar zanjas 37
Métodos de operación Método de área Ventajas: Protección natural del suelo Mayor compactación que en otros sistemas Facilita el flujo de lixiviados Desventajas: Transporte del material de cubierta al sitio del relleno sanitario Costo de operación dependiendo de la distancia del banco de material de cubierta Mayor impacto al paisaje natural del entorno 38
Métodos de operación Método de área 39
Métodos de operación Trinchera Forma de operación: Depósito de los RSU sobre un talud de la trinchera (1:3), donde son esparcidos y compactados con equipo adecuado, en capas, hasta formar una celda a cubrir con material excavado de la trinchera Tipo de terreno: En terrenos donde el nivel freático es profundo Pendientes suaves de terreno 40
Métodos de operación Trinchera Ventajas: Incrementa la vida útil del sitio de disposición Desventajas: Requiere de equipo de excavación y movimiento de tierras Mayor preparación previa del terreno (impermeabilización) Exige de un sistema de bombeo de lixiviados para evitar su acumulación en el fondo 41
Métodos de operación Método de trinchera o zanja 42
Métodos de operación Método de trinchera o zanja, Rosario (Arg.) Fotos: GTZ 43
Métodos de operación Método de rampa Forma de operación: Depósito de los RSU sobre el talud inclinado compactándose en capas inclinadas para formar la celda a cubrir con tierra Celdas a construir en un extremo del área a rellenar avanzando hacia el otro extremo Tipo de terreno: De empleo en cualquier terreno disponible, o bien cuando no se requieran o puedan excavar zanjas 44
Métodos de operación Método de rampa Ventajas: Aprovecha la protección natural del suelo mayor compactación que en otros sistemas facilita el flujo de lixiviados Desventajas: Transporte del material de cubierta al sitio del relleno sanitario costo de operación pendiente de un mayor impacto al paisaje natural del entorno 45
Métodos de operación Fotos: GTZ 46
Maquinarias y equipo Equipo pesado con los accesorios necesarios se requiere para el movimiento de tierra y de los RS Los equipos mecánicos se dividen en: Equipos adaptados a la operación del relleno sanitario Equipos diseñados expresamente para la operación de los rellenos Equipos de apoyo 47
Maquinarias y equipo Equipos adaptados a la operación del relleno sanitario en: Cargador en carriles (orugas) o trascabo Tractor de carriles o buldózer Equipos diseñados expresamente para la operación de los rellenos en: Compactador de RS Equipos de apoyo en: Retroexcavadora Trailer Moto-conformadoras 48
Maquinarias y equipo Tractor de oruga Fotos: GTZ 49
Maquinarias y equipo Tractor de oruga Maquinaria utilizada en función de la cantidad de RSM ingresados al sitio Toneladas/d Equipo Cantidad Potencia (HP) 50 130 D4 Uno 80 130 220 D5 Uno 105 220 300 D6 Uno 140 300-650 D8 Uno 335 650-1600 D9 Uno 460 50
Maquinarias y equipo Tractor con ruedas compactadoras y topadora Fotos: GTZ 51
Maquinarias y equipo Tipos, funciones y usos de equipos más empleados en rellenos sanitarios Equipo Excava ción Residuos Coloca Compactación ción Material de cobertura Colocación Compactación Transporte Tractor de oruga con topadora E B E E B NA Tractor de oruga con cargador frontal B B E B B B Tractor de ruedas neumáticas con E B L B B NA topadora Tractor de ruedas neumáticas con cargador frontal Tractor con ruedas compactadoras de acero y topadora B B L B B E E E B B E NA Retroexcavadora sobre orugas NA NA E L NA L ANOTACIONES: E - Excelente B - Bueno L - Limitado M - Malo NA - No aplicable 52
Compactación de los residuos Importancia de la compactación Parte más importante de la operación Determinación de vida útil Estabilización del relleno Control de asentamientos Degradación 53
Compactación de los residuos Suponiendo un peso igual de las máquinas, los siguientes factores afectan la compactación: Espesor de la capa de residuos Número de pasadas Pendiente Contenido de humedad 54
Compactación de los residuos Densidad de residuos: kg/m3 Residuos sueltos 150-180 Camión recolector 250-450 Densidad en el relleno 350-900 Residuos y cobertura 400-1000 55
Compactación de los residuos Espesor de la capas de RS: Las capas no deberían tener más de 20 hasta 40 cm de espesor para una densidad máxima. 56
Compactación de los residuos Número de pasadas Afectan directamente a la densidad 57
Compactación de los residuos Dependencia del tipo de máquina Máquina con orugas: Logra mejor resultado con pendiente de 3:1 Despedaza y tritura al subir por pendiente Compactador de relleno: Mejora su rendimiento en superficie plana, debido al uso de su peso 58
Compactación de los residuos Dependencia de la humedad Humedad mínima mayor consolidación Humedad óptima 50 % del peso Humedad real entre 10 al 80 % dependiendo de temporada seca y húmeda Exceso de humedad posibilidad de aumento en la generación de lixiviados 59
Clausura y rehabilitación Clausura: (Para rellenos sanitarios tipo A- D, punto 9 de la NOM-083-SEMARNAT- 2003) La clausura debe entenderse como la suspensión definitiva del depósito de residuos por el agotamiento de su vida útil La forma de clausura de un relleno sanitario está íntimamente ligada a la utilización futura de este terreno 60
Clausura y rehabilitación Clausura El objetivo es confinar los residuos depositados, de modo tal que los daños al medio ambiente sean mínimos: Aislar los residuos Minimizar la infiltración de líquidos en las celdas Controlar el flujo de biogás Minimizar la erosión Definir el futuro uso Elaboración de Plan de Clausura 61
Clausura y rehabilitación Características de la cubierta final de clausura Capa No. Características Espesor Función Requisito para 1 Material permeable > 0.2 m Permite el drenaje horizontal de biogás. Base de soporte para capas posteriores. 2 Material térreo con permeabilidad 1x10-6 cm/s o geomembrana de >1mm 3 Tierra húmica, vegetal o composta 4 Cubierta vegetal (especies de raíces poco profundas) Dos capas de 0.20 m cada una Impide la infiltración de agua pluvial. Evita la migración no controlada de biogás. > 0.15 m Permitir el desarrollo de especies vegetales. Evitar daños a las capas inferiores y minimiza la erosión. Favorece la estética del sitios. Facilitar la evapotranspiración. Rellenos sanitarios con altura de RSU dispuestos igual o mayor de 12 m. Todos los rellenos sanitarios. Todos los rellenos sanitarios. Todos los rellenos sanitarios. 62
Clausura y rehabilitación Capa de clausura Impermeabilización mineral superficial Capa de filtro Capa de recultivo Capa de drenaje Impermeabilización mineral Capa de canalización de gas Residuos 63
Clausura y rehabilitación Relleno clausurado Rupturas por los asentamientos Fotos: GTZ 64
Clausura y rehabilitación Sitio de disposición final, Tultitlán Antes del saneamiento Después del saneamiento Fotos: GTZ 65
Personal Personal necesario para administrar, controlar y vigilar un relleno sanitario depende de las dimensiones de éste y de la forma de su operación En un relleno sanitario de manejo mecánico: poco personal, aún bien calificado 66
Personal Jefe de Operación Topógrafo Secretaria Chofer Controlador Vigilante Operador de maquinaria Mecánico Laboratorista Velador Ayudante Ayudante Figura 5: Propuestas de organigrama para los rellenos sanitarios tipo A al D 67
Monitoreo Monitoreo de los principales productos de la descomposición de los RSU (lixiviados y biogás) (Para rellenos sanitarios A-C, puntos 7.10 y 7.11 de la NOM-083 SEMARNAT-2003) Parte fundamental del control periódico de un relleno sanitario A controlar en forma continua: la calidad y cantidad de los RSU sus fuentes de generación Para el control de los lixiviados y del biogás se requiere un laboratorio 68
Monitoreo Elementos principales del control: Cantidad y calidad de los ingresos Monitoreo de suelos Monitoreo de acuíferos Monitoreo de lixiviados Monitoreo de biogás 69
Literatura Alternativas de Rellenos Sanitarios Guía de Toma de Decisión, V. Afferden, M. et al (SEGEM ed.), Noviembre 2002 (en CD) Guía para el desarrollo, presentación y evaluación de Proyectos Ejecutivos para rellenos sanitarios, Diciembre 2003 (en CD), Hernández Barrios, CP., Wehenpohl, G., Sánchez Gómez, J. (SEGEM ed.) Manual para la rehabilitación y saneamiento de tiraderos a cielo abierto en el Estado de México, Nov. 2002 (en CD), Hernández Barrios, CP., Wehenpohl, G., (SEGEM ed.) Manual para la supervisión y control de rellenos sanitarios; Nov. 2002 (en CD), Wehenpohl, G., Hernández Barrios, CP. (SEGEM ed.) 70
Muchas Gracias www.ammac.org.mx www.semarnat.gob.mx www.ine.gob.mx www.gtz.de www.giresol.org Portal Latinoamericano de Residuos 71