DESECHOS SÓLIDOS
PRINCIPIOS DE INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN
Por
George Tchobanoglous
Hilary Theissen
Rolf Eliassen
Serie: Ambiente y los
Recursos Naturales Renovables
AR-16
TRADUCCION: Armando Cubillos
Mérida - Venezuela 1982
INDICE
PRIMERA PARTE
Pág.
PERSPECTIVAS
1.
2.
3.
...................................................................................
1
DESECHOS SOLIDOS: UNA CONSECUENCIA DE LA VIDA ............
3
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
Los Impactos de la Producción de Desechos Sólidos
............
Producción de Desechos en una Sociedad Tecnificada
............
Cantidades de Desechos
...........................................................
Proyecciones para el Futuro ...........................................................
Retos y Oportunidades Futuras
................................................
Tópicos para Discusión
...........................................................
Referencias ...................................................................................
5
6
8
13
15
17
18
LA EVOLUCION EN EL MANEJO DE LOS DESECHOS
SOLIDOS
...............................................................................................
19
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
Desarrollo Histórico .......................................................................
Elementos Funcionales
...........................................................
Sistemas de Manejo de Desechos Sólidos ....................................
Planificación del Manejo de los Desechos Sólidos ........................
Temas de Discusión .......................................................................
Referencias ...................................................................................
19
26
35
42
46
48
LEGISLACION Y AGENCIAS GUBERNAMENTALES ........................
49
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
49
54
59
61
Legislación ....................................................................................
Agencias Gubernamentales ............................................................
Temas de Discusión .......................................................................
Referencias ...................................................................................
PRINCIPIOS DE INGENIERIA
4.
PRODUCCION DE DESECHOS SOLIDOS
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
5.
...........................................................
....................................
63
Fuentes y Tipos de Desechos Sólidos
....................................
Composición de los Desechos Sólidos Municipales ........................
Tasas de Producción .......................................................................
Discusión de Tópicos y Problemas ................................................
Referencias ...................................................................................
63
67
82
96
101
MANEJO, ALMACENAMIENTO Y PROCESADO IN SITU
5.1.
62
Salud Pública y Estética
............
103
...........................................................
104
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
Manejo en el Origen o In Situ
................................................
Almacenamiento en el Origen o In Situ
....................................
Procesado de Desechos Sólidos en el Origen o In Situ
............
Temas de Discusión y Problemas ................................................
Referencias ...................................................................................
104
110
119
133
135
6 . RECOLECCION DE DESECHOS SOLIDOS ................................................
137
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
6.6.
6.7.
7.
Servicios de Recolección
...........................................................
Sistemas de Recolección, Necesidades de Equipo y Mano
de Obra
...................................................................................
Análisis de Sistemas de Recolección
....................................
Rutas de Recolección
...........................................................
Técnicas Avanzadas de Análisis
................................................
Tópicos de Discusión y Problemas ................................................
Referencias ...................................................................................
TRANSFERENCIA Y TRANSPORTE
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
7.5.
7.6.
137
147
159
189
106
211
218
................................................
221
La Necesidad de Operaciones de Transferencia
........................
Estaciones de Transferencia ...........................................................
Medios y Métodos de Transporte ................................................
Localización de Estaciones de Transferencia
........................
Tópicos para Discusión y Problemas
....................................
Referencias ...................................................................................
221
226
241
252
261
273
SEGUNDA PARTE
8.
EQUIPO Y TECNICAS DE PROCESADO
....................................
275
Propósitos del Procesado
...........................................................
Reducción Mecánica del Volumen ................................................
Reducción Química del Volumen ................................................
Reducción Mecánica del Tamaño ................................................
Separación de Componentes ...........................................................
Secado y Extracción de Agua
................................................
Tópicos de Discusión y Problemas ................................................
Referencias ...................................................................................
276
277
287
301
309
339
343
345
RECUPERACION DE RECURSOS, CONVERSION DE PRODUCTOS,
Y ENERGIA ...............................................................................................
347
8.1.
8.2.
8.3.
8.4.
8.5.
8.6.
8.7.
8.8.
9.
9.1.
9.2.
9.3.
9.4.
9.5.
Sistemas de Procesado y Recuperación de Materiales
Recuperación de Productos de Conversión Química
Recuperación de Productos de Conversión Biológica
Recuperación de Energía de Productos de Conversión
Diagramas de Flujo de Recuperación de Materiales
............
............
............
............
348
360
382
401
y Energía
...................................................................................
Temas de Discusión y Problemas ................................................
Referencias ...................................................................................
409
421
428
DISPOSICION DE DESECHOS SOLIDOS Y MATERIA
RESIDUAL ...............................................................................................
431
9.6.
9.7.
10.
11.
10.1. Selección del Sitio .......................................................................
10.2. Métodos y Operación del Relleno Sanitario ....................................
10.3. Reacciones que Ocurren en Rellenos Sanitarios
Terminados ...................................................................................
10.4. Movimiento y Control del Gas y Lixiviado ....................................
10.5. Diseño de Rellenos Sanitarios
................................................
10.6. Disposición de Desechos Sólidos en el Océano
........................
10.7. Temas de Discusión y Problemas ................................................
10.8. Referencias ...................................................................................
433
439
DESECHOS PELIGROSOS ........................................................................
515
11.1.
11.2.
11.3.
11.4.
11.5.
11.6.
11.7.
11.8.
11.9.
11.10.
11.11.
11.12.
515
518
520
525
527
530
532
533
537
539
540
542
Identificación de Desechos Peligrosos
....................................
Clasificación de Desechos Peligrosos
....................................
Reglamentaciones
.......................................................................
Producción ...................................................................................
Almacenamiento In Situ
...........................................................
Recolección ...................................................................................
Transferencia y Transporte ...........................................................
Procesado
...................................................................................
Disposición ...................................................................................
Planificación ...................................................................................
Temas para Discusión y Problemas ................................................
Referencias ...................................................................................
446
455
471
503
504
511
PRIMERA PARTE
PERSPECTIVAS
¿Qué son desechos sólidos? ¿Cuáles son los impactos de la producción de desechos
sólidos? ¿Cuál es la magnitud del problema? ¿Qué se espera en el futuro con relación a la
producción de desechos? ¿Cuáles son los retos y oportunidades de cambio en el futuro?
¿Cómo evolucionó el manejo de los desechos sólidos? ¿Cómo se identifican las distintas
actividades asociadas con la producción, almacenamiento in situ, recolección, transferencia
y transporte, procesado y recuperación, y disposición de desechos como elementos
funcionales? ¿Cuáles son las responsabilidades rutinarias de una agencia en operación?
¿Qué se quiere decir con el término planificación integral aplicada al manejo de desechos
sólidos? ¿Cuál legislación a nivel federal ha afectado el manejo de los desechos sólidos?
¿Cuáles agencias gubernamentales son responsables de administrar la legislación aplicable?
y ¿Cuáles son los impactos a nivel local?.
Las respuestas a estas preguntas se discuten en la primera parte. También son la esencia de
una comprensión introductoria del manejo de los desechos sólidos la historia de la primera
parte es la historia del progreso en este campo desde el uso de carretas tiradas por caballos
hasta vehículos especialmente diseñados con motor de tracción. También es la historia del
avance desde botaderos a campo abierto (que se convertían en peligros para la salud pública
y sitios donde tuvo lugar la quema y horrenda polución del aire) hasta el desarrollo de
métodos mecanizados de relleno para el control de vectores de enfermedades y la
reclamación de tierras, seguido de practicas más sofisticadas de manejo de desechos sólidos
y recuperación de materiales que son usadas hoy día.
1.
DESECHOS SOLIDOS UNA CONSECUENCIA DE LA VIDA
Los desechos sólidos son todos los desechos que proceden de actividades humanas y de
animales que son normalmente sólidos y que se desechan como inútiles o indeseados. El
término, como se usa en este texto, incluye todo, y abarca las masas heterogéneas de
desechos de comunidades urbanas lo mismo que acumulaciones más homogéneas de
desechos agrícolas, industriales y minerales. En un ambiente urbano, la acumulación de
desechos sólidos es una consecuencia directa de la vida. De esta consecuencia ha
evolucionado lo que hoy en día (1976) es en los Estados Unidos una actividad asociada con
el manejo de los desechos sólidos de 3 billones a 4 billones de dólares por año.
Para introducir al lector en el campo del manejo de los desechos sólidos, en este capitulo se
presenta un resumen de los siguientes tópicos: 1) impactos sobre la salud pública y
ecológicos de los desechos sólidos, 2) producción de desechos sólidos en una sociedad
tecnificada, 3) la magnitud del problema de los desechos sólidos en términos de las
cantidades producidas, 4) proyecciones para el futuro, y 5) retos y oportunidades futuras
con respecto al manejo de los desechos sólidos.
1.1.
LOS IMPACTOS DE LA PRODUCCION DE DESECHOS SOLIDOS
El hombre y los animales han usado los recursos de la tierra para sustentar la vida y
disponer desechos desde tiempos ancestrales. En tiempos antiguos, la disposición de
desechos humanos y de otra naturaleza no presentaron un problema significativo, debido a
que la población era pequeña y la cantidad de tierra disponible para la asimilación de
desechos era grande. Hoy día hablamos de reusar el valor energético y fertilizante de los
desechos sólidos, pero el agricultor de los tiempos antiguos probablemente hizo un intento
más audaz de esto. Todavía se pueden ver indicaciones de reuso en las prácticas agrícolas
primitivas, aún sensibles, en muchas naciones en desarrollo donde los granjeros recirculan
desechos sólidos por su valor combustible o fertilizante.
Los problemas con la disposición de desechos sólidos pueden ser encontrados desde el
tiempo en que los seres humanos empezaron a congregarse en tribus, poblaciones y
comunidades y la acumulación de desechos se convirtió en una consecuencia de la vida
(vea la Fig. 1.1). la dispersión de alimentos y otros desechos sólidos en ciudades
medioevales - la práctica de botar desechos en calles sin pavimentar, carreteras y terrenos
desocupados condujo a procreación de ratas, con su compañía de pulgas acarreando
gérmenes de enfermedades, y la erupción epidémica de la peste. La falta de planes para el
manejo de los desechos sólidos condujo a la epidemia de peste, la Muerte Negra, que mató
a la mitad de los europeos en el siglo catorce y ocasionó muchas epidemias subsiguientes y
un elevado tributo de muertes. No fue hasta el siglo diez y nueve que las medidas de control
de salud pública se convirtieron en una consideración vital de los funcionarios públicos,
quienes empezaron a darse cuenta de que los desechos de alimentos se debían recolectar y
disponer en forma sanitaria para controlar vectores de enfermedades.
La relación entre salud pública y el almacenamiento, recolección y disposición inadecuados
de desechos sólidos es muy clara. Autoridades de Salud Pública han demostrado que las
ratas, moscas y otros vectores de enfermedades procrean en botaderos a campo abierto, lo
mismo que en viviendas pobremente construidas o mantenidas, en instalaciones de
almacenamiento de alimentos, y en muchos otros lugares donde hay alimento y albergue
disponible para las ratas y los insectos asociados con ellas. El Servicio de Salud Pública de
los Estados Unidos (USPHS) ha publicado los resultados de un estudio (3) que señala la
relación de 22 enfermedades humanas al manejo impropio de desechos sólidos. También
hay datos disponibles para mostrar que la tasa de enfermedad- accidente para trabajadores
empleados en la recolección y disposición de desechos sólidos es varias veces mayor que
para empleados de industrias (3).
Los impactos ecológicos, tales como polución del agua y el aire, también han sido
atribuidos a manejo impropio de los desechos sólidos. Por ejemplo, líquido de botaderos y
rellenos pobremente diseñados y operados han contaminado aguas superficiales y
subterráneas. En áreas mineras el líquido lixiviado de los botaderos de desechos puede
contener elementos tóxicos, tales como cobre, arsénico y uranio, o pueden contaminar
abastecimientos de agua con sales indeseadas de calcio y magnesio. Mientras la capacidad
de la naturaleza para diluir, dispersar, degradar, absorber, o disponer de otra manera de sus
residuos indeseados en la atmósfera, en los cursos de agua, y sobre el suelo es bien
conocida, los seres humanos no pueden exceder esta capacidad natural para la disposición
de sus desechos indeseables o se impondrá un desequilibrio ecológico sobre la biósfera.
1.2.
PRODUCCION DE DESECHOS EN UNA SOCIEDAD TECNIFICADA
Se pueden encontrar señales de desarrollo de una sociedad tecnológica en los Estados
Unidos a principios de la Revolución Industrial en Europa; desafortunadamente, de esta
manera se produce un aumento de los problemas de disposición de los desechos sólidos.
En realidad, en la última parte del siglo diez y nueve, las condiciones urbanas en Inglaterra
eran tan lamentables que en 1888 se aprobó una ley prohibiendo botar desechos sólidos en
canales, ríos y aguas. Esta precedió en unos 11 años a la promulgación de la ley de Ríos y
Puertos de 1899 en los Estados Unidos, que intentaba reglamentar la descarga de desechos
en las aguas navegables y terrenos adyacentes.
Entonces, junto con los beneficios de la tecnología también han venido los problemas
asociados con los desechos resultantes. Para comprender la naturaleza de estos problemas,
será útil examinar el flujo de materiales y la producción asociada de desechos en una
sociedad tecnificada y considerar el impacto directo de los avances tecnológicos sobre el
diseño de las instalaciones para desechos sólidos.
Fig. 1.1.- Los problemas de Desechos Sólidos no son nuevos.
(A:C: con el permiso de Johnn Hart y Field Enterprises, Inc.)
Flujo de Materiales y Producción de Desechos
Una indicación de cómo y cuándo se producen desechos sólidos en nuestra sociedad
tecnológica se muestra en un flujo simplificado de materiales del diagrama presentado en la
Figura 1.2. Los desechos sólidos (desperdicios) se producen al iniciar el proceso,
empezando con la extracción de materias primas (6). Los desperdicios dejados de
operaciones de minería a campo abierto, por ejemplo, son bien conocidos. De allí en
adelante, se producen desechos sólidos en cada etapa del procesado a medida que las
materias primas son transformadas en productos para el consumo.
De la Figura 1.2 se desprende que una de las mejores maneras de reducir la cantidad de
desechos sólidos a ser dispuestos es limitar el consumo de materias primas y aumentar la
tasa de recuperación y reuso de materiales de desecho. Aunque el concepto es simple, se ha
encontrado extremadamente difícil efectuar este cambio en una sociedad tecnológica. Este
tema es considerado con mayor detalle en la última sección de este capitulo.
Fig. 1.2. Flujo de materiales y producción de desechos sólidos en una sociedad
tecnológica.
El efecto de los Avances Tecnológicos
Los avances tecnológicos modernos en empacado de bienes crean un conjunto de
parámetros que cambian continuamente para el diseñador de instalaciones de desechos
sólidos. De particular importancia son el uso creciente de plásticos y el uso de alimentos
congelados, que reducen las cantidades de desechos de alimentos en las viviendas pero
aumentan las cantidades en plantas de procesado de productos agrícolas. La aceptación de
las llamadas comidas TV, por ejemplo, resulta en casi ningún desecho en las viviendas a
excepción de los materiales de empaque (1). Estos cambios continuos ofrecen problemas al
diseñador de instalaciones debido a que las estructuras para el procesado de los desechos
sólidos involucran grandes inversiones de capital y se deben diseñar para que sean
funcionales durante un período de aproximadamente 25 años. Entonces, los ingenieros
responsables del diseño de instalaciones para desechos sólidos deben estar conscientes de
las tendencias, aunque no puedan ser clarividentes en la predicción de los cambios en la
tecnología que afectarán las características de los desechos sólidos en los próximos 25 años.
Por otro lado, se debe usar toda técnica posible de predicción en esta sociedad tecnológica
cambiante de manera que se incluyan en el diseño de las instalaciones la flexibilidad y
utilización. Idealmente, una instalación debe ser funcional y eficiente durante su vida útil,
que debe coincidir con la madurez de los bonos que se emitieron para financiarías. Pero
surgen preguntas importantes: ¿Cuáles elementos de la sociedad producen las mayores
cantidades de desechos sólidos y cuál es la naturaleza de estos desechos? También,
¿Cómo se pueden minimizar esas cantidades? ¿Cuál es el papel de la recuperación de
recursos?
1.3.
CANTIDADES DE DESECHOS
Cada uno de nosotros está familiarizado con los desechos sólidos, especialmente los
producidos en municipalidades, tales como desechos de alimentos y desperdicios, vehículos
abandonados, desechos de demolición y construcción, barrido de calles y desechos de
jardines. Sin embargo, resultan cantidades mucho mayores de fuentes agrícolas, industriales
y mineras.
Cantidades Estimadas Totales y Per Cápita
Aunque los datos varían, estimativos recientes indican que en los Estados Unidos se
producen 4.4 billones de toneladas cortas de desechos cada año. De este total, los desechos
municipales representan aproximadamente 230 millones de toneladas; los desechos
industriales, 140 millones de toneladas; y los desechos agrícolas, 640 millones de
toneladas. La mayor cantidad de desechos sólidos proviene de minas y minerales y de
desechos de animales, cada uno con un promedio de 1.7 billones de ton/año. La cantidad
total a ser producida en el año 2000 se puede aproximar a 12 billones de ton/año.
Observando sólo a los desechos urbanos e industriales, la tasa de producción en los Estados
Unidos es de aproximadamente 3.600 lb/cápita/año. En comparación, otros países
industrializados tienen tasas más bajas, aunque afrontan problemas similares. En base a
estimativos aproximados, Japón es el más cercano a los Estados Unidos con un promedio
de 800 lb. La tasa en Holanda está sobre las 600 lb; en Alemania Occidental es de alrededor
de 500 lb. De estas cifras se puede concluir que en esos países la tasa de consumo de bienes
es menor o se hace un mayor esfuerzo para recuperar y reusar desechos.
Datos de Estudios Recientes
Se han hecho muchos estudios para municipalidades y autoridades regionales sobre la
producción de desechos sólidos por intermedio de ingenieros consultores y planificadores.
Agencias Estadales y Federales, particularmente el Servicio de Salud Pública de los
Estados Unidos (USPHS) y la Agencia para la Protección Ambiental (EPA) , también han
sido activas en esta área. Hay tantos valores reportados que no se puede alegar ninguno en
particular debido al ya mencionado impacto de los desarrollos tecnológicos, el mercado de
los productos al consumidor y su empaque, y las prácticas comerciales e industriales. Por
ejemplo, instituciones que tienen grandes computadoras, con sus largas impresiones han
tenido un impacto apreciable en la producción de desechos de papel en ciertas
comunidades. Por estas razones es imperativo hacer estudios para una municipalidad
específica o región para determinar los rangos de valores de desechos sólidos producidos de
fuentes municipales e industriales.
Datos de Servicio de Salud Publica de los Estados Unidos. En 1968 el USPHS publicó
datos obtenidos en su National Survey of Community Solid Waste Practices (4). En la
Tabla 1.1 se muestran las tasas promedio de producción para fuentes urbanas en los Estados
Unidos.
Se debe hacer énfasis en que estos son promedios anuales y que las tasas reales de
producción para una ciudad dada varían con las estaciones (recortes de jardín, hojas, papel
de Navidad y recipientes para regalos, etc., se discute más adelante en este capítulo). Las
cantidades exactas para una ciudad dada pueden estar muy por encima del promedio, tal es
el caso de la gran cantidad de papel desechado en Washington, D.C., las capitales de
estado, y los grandes centros comerciales e industriales. Nuevamente, cuidado con los
promedios en el diseño de instalaciones, pero guíese por ellas en el análisis de resultados
para un lugar específico!. En el Capitulo 4 se presentan valores detallados de la producción
de desechos sólidos.
TABLA 1.1. CANTIDADES PROMEDIO PER CÁPITA DE DESECHOS SÓLIDOS
RECOLECTADOS DE FUENTES URBANAS EN LOS ESTADOS UNIDOS, 1968*.
Fuente
Combinado residencial y comercial
Industrial
Institucional
Demolición y construcción
Limpieza de calles y avenidas
Árboles y paisajismo
Parques y playas
Cuenca de captación
Sólidos de plantas de tratamiento de aguas residuales
Total
Lb/cápita/día
4,29
1,90
0,16
0,72
0,25
0,18
0,15
0,04
0,50
8,19+
*
Adaptado de la Ref. 4
Como se reporta en la Tabla 4.12, las cantidades totales correspondientes per cápita
para todas las áreas (7,92 lb/cap/día) son algo más bajas que aquellas para áreas urbanas.
+
NOTA:
lb/cápita/día x 0,4536 = kg/cápita/día.
Agencia para la Protección Ambiental. La EPA ha continuado los estudios del USPHS y en
1971 publicó un informe (5) al Congreso que contiene los estimativos de la producción
presente y futura de desechos sólidos. El estimativo de la producción de desechos en los
Estados Unidos por componentes se muestra en la Tabla 1.2. Nótese que las cantidades que
se muestran como dispuestas son mayores que las que se muestran como producidas. La
diferencia se atribuye a aumento del contenido de humedad en los desechos dispuestos y a
la medida de los desechos producidos en base seca. En esta tabla se excluyen los lodos de
plantas de tratamiento, desechos de demolición y construcción, y desechos especiales tales
como automóviles abandonados.
TABLA 1.2. COMPONENTES DE DESECHOS SOLIDOS MUNICIPALES
PRODUCIDOS EN LOS ESTADOS UNIDOS, 1971*.
Componente
Papel
Vidrio
Metal
Ferroso
Aluminio
Otros no ferrosos
Plástico
Caucho y cuero
Textiles
Madera
Alimentos
Subtotal
Desechos de patios
Inorgánicos misceláneos
Total
Total producido
Toneladas
%
millones
39,1
31,3
12,1
9,7
11,9
9,5
10,6
8,5
0,8
0,6
0,5
0,4
4,2
3,4
3,3
2,6
1,8
1,4
4,6
3,7
22,0
17,6
99,0
79,2
24,1
19,3
1,9
1,5
125,0
100,0
Total dispuesto
Toneladas
%
millones
47,3
37,8
12,5
10,0
12,6
10,1
4,7
3,8
3,4
2,7
2,0
1,6
4,6
3,7
17,7
14,2
104,8
83,9
18,2
14,6
2,0
1,5
125,0
100,0
Variaciones Mensuales y Estacionales
Los desechos sólidos de fuentes residenciales- potencialmente uno de los principales
problemas de salud pública en cualquier comunidad- varían considerablemente en
composición y cantidad. Los autores han encontrado variaciones importantes, dependiendo
del estatus económico, la composición étnica, y los hábitos sociales del vecindario
(ejemplo, quema de papel y hojas en el patio). Las cantidades también varían con las
estaciones, las selecciones de horticultura de los vecindarios, las características geográficas
de la tierra, la precipitación, el clima, y los hábitos de la gente que comen, beben y el
empaque de lo que ellos compran. La lista es virtualmente interminable.
Estos datos son importantes en el diseño y la operación de cualquier instalación para
desechos sólidos. Los datos que se muestran en la Figura 1-3, obtenidos en 1940 en un
estudio completo (2) en la ciudad de Nueva York, son útiles para ilustrar la variación en la
composición de los desechos producidos en base mensual y estacional. Como se muestra,
estos datos estuvieron influenciados en gran parte por el uso de carbón para la calefacción
residencial en 1940, una condición que puede volver a ocurrir a medida que la importación
de petróleo y propano líquido se vuelva más restrictiva y se utilicen los recursos abundantes
de carbón de los Estados Unidos.
Para el diseño de cualquier operación de desechos sólidos se deben obtener da tos
semejantes a los que se muestran en la Figura 1-3, de manera que todos sus componentes
puedan ser suficientemente flexibles para compensar con las cargas permanentemente
variables de desechos descartados por los residentes, lo mismo que por la producción
comercial e industrial. Los componentes de los desechos sólidos producidos en Nueva York
en 1940, no son indicativos de los componentes a ser esperados en 1976, lo mismo que
aquellos del año 2000 lo fueran de los de hoy día; sin embargo, se puede predecir el futuro
en base al pasado.
1.4.
PROYECCIONES PARA EL FUTURO
Si los valores del USPHS de la Tabla 1.1 o los valores de la EPA en la Tabla 1.2 son
usados para hacer proyecciones para el futuro, las cifras se basan necesariamente en tasas
anuales supuestas de crecimiento de la población y en el consumo humano y disposición de
productos desechados. La EPA ha supuesto que habrá un aumento en alimentos preparados
industrialmente (con los desechos sólidos producidos en la categoría agrícola o industrial en
lugares remotos) y un aumento en desechos de empaques. De otro lado, los desechos de
patios, que alcanzan al 14,6 por ciento de los desechos dispuestos (Tabla 1.2), no
aumentarán tan rápidamente en el futuro debido a que se espera que los tipos de vivienda
cambien de casas unifamiliares a edificios de apartamentos.
Fig. 1.3. Distribución mensual de los componentes de los desechos sólidos que llegan a
un relleno sanitario en Nueva York, 1940 (2)
En vista de los muchos factores que influencian las predicciones para el futuro, se deben
usar rangos. Debido a que los estimativos para el futuro son necesarios en el diseño de
instalaciones de procesado y disposición de desechos sólidos, el ingeniero de diseño debe
intentar la predicción del uso de la instalación para un mínimo de 25 años con el fin de
justificar los gastos de capital involucrados. EPA ha desarrollado la Tabla 1.3 para ayudar
al ingeniero en las proyecciones de diseño, suponiendo tres tasas diferentes de crecimiento
de la producción de desechos sólidos.
De la experiencia obtenida durante los años 1960, se podría esperar que la producción de
desechos sólidos aumente a una tasa del 4,5 por ciento anual. Una cifra más razonable, en
base a un mejor conocimiento del público con respecto a la recuperación y reuso de
recursos, podría ser del 3,5 por ciento. Si fueran efectivos los mayores esfuerzos en la
recuperación y recirculación de recursos, la tasa de aumento podría ser tan baja como el 2,5
por ciento.
El impacto económico de los costos de manejo de desechos sólidos se puede proyectar
usando los valores contenidos en la Tabla 1.3 y aplicando algún promedio nacional
estimado de costos unitarios de recolección y disposición desarrollados por la EPA. Datos
de estudios de la EPA, junto con estimativos para 1980 y 1985, se presentan en la Tabla
1.4. Así, se espera que el manejo de desechos sólidos se convierta en una industria de US$4
billones a US$5 billones para 1985 (en base a dólares de 1971). Dependiendo de la tasa de
inflación estos valores podrían cambiar apreciablemente.
TABLA 1.3
CANTIDADES PROYECTADAS DE DESECHOS
SÓLIDOS, 1980 A 1990*,+
Crecimiento compuesto
Toneladas, millones
anual, supuesto, porcentaje
1980
1985
2,5 (bajo)
155
175
3,5 (medio)
170
200
4,5 (alto)
185
230

1971 base= 125 millones de toneladas cortas (vea la Tabla 1.2)
+
De la Ref. 5
NOTA:
1.5.
1990
200
230
290
ton x 907,2 = kg.
RETOS Y OPORTUNIDADES FUTURAS
La industria multimillonaria del manejo de los desechos sólidos sólo puede ser costeada por
el público responsable de la producción de las inmensas cantidades de desechos - alrededor
de 200 millones de toneladas por año, como se muestra en la Tabla 1.4. Se deben estimular
nuevas actitudes públicas en un intento para reducir la carga económica impuesta sobre la
sociedad. La preocupación nacional debe trascender el concepto de que el público pueda
aportar el pago y no puede insistir en reducir la carga económica ya sea mediante acciones
individuales o sociales necesarias.
Desafortunadamente, el nivel de vida en los Estados Unidos está inevitablemente vinculado
a la producción de desechos sólidos- el despilfarro de recursos naturales en este país y en el
exterior, el uso de materiales de muchos tipos por una sola vez, y la filosofía del
desperdicio y la rápida obsolescencia de los productos. Es razonable presumir que el
abandono de esta filosofía del desperdicio pudiera reducir el tonelaje de desechos a ser
manejados. Este concepto inevitablemente conduce a la necesidad de recuperar recursos y a
recircular los materiales recuperados a la corriente principal de la industria. Además, los
hábitos de la gente deben cambiar por su propia voluntad, guiados por grupos
TABLA 1.4
COSTOS DE RECOLECCIÓN Y DISPOSICIÓN DE DESECHOS SÓLIDOS EN LOS ESTADOS UNIDOS,
1971 A 1985*
1971
(ESTIMADO)
120
1980 (PROYECTADO)
Bajo
Medio
Alto
150
160
175
Desechos recolectado (ton, millones)+
Costos unitarios ($/ton)
Recolección
18
18
18
18
Disposición
4
5
5
5
Total
22
23
23
23
Total de costos nacionales, millones de dólares
(1971)
Recolección
2.160
2.700
2.880
3.150
Disposición
480
750
800
875
Total
2.640
3.450
3.680
4.025
*
Adaptado de la Ref. 5
+
Se supones que el 95 por ciento de los desechos producidos (Tabla 1.3) son recolectados.
NOTA:
ton x 0,0011 = $/kg
1985 (PROYECTADO)
Bajo
Medio
Alto
165
190
220
18
5
23
18
5
23
18
5
23
3.150
875
4.025
3.410
950
4.370
3.960
1.100
5.060
conservacionistas, y producir información disponible a través de agencias industriales y
gubernamentales. Se deben hacer esfuerzos para reducir la cantidad de materiales usados en
empaques y mercancías obsoletas, y empezar procesos de recirculación en la fuente - la
casa, la oficina, o la fábrica - de manera que muchos materiales no se conviertan en parte de
los desechos a ser dispuestos de una ciudad. Esta es una alternativa que conservará recursos
y tendrá también viabilidad económica.
Otra alternativa es continuar las prácticas de desperdicio de la sociedad industrial moderna
y pagar la sanción pecuniaria. Como se muestra en la Tabla 1.4, la diferencia entre las
cifras máximas y mínimas para 1985 podría ser de $1 billón. Podría ser todavía mayor si la
conservación llegara a ser una manera de vida de los ciudadanos, el comercio y la industria.
Otra alternativa es continuar las prácticas pobres de manejo de desechos sólidos que
prevalecen en muchas lugares del país. Esta alternativa implica una severa sanción
pecuniaria en el abuso de la tierra y el uso derrochador de los recursos cada vez más
escasos de materiales, energía, fuerza de trabajo y dinero. Esto no es aceptable para la
sociedad. Su contraparte consiste en el manejo progresista de los desechos sólidos y es el
tema de todos los capítulos de este libro.
1.6.
TÓPICOS PARA DISCUSIÓN
1.1.
Discuta los diferentes factores que pueden tomarse en cuenta para las grandes
diferencias en la producción de sólidos en municipalidades de varias naciones
industrializadas de la tierra.
1.2.
¿Como líder de la comunidad, qué acciones pudiera tomar o cuáles consejos daría
para reducir el impacto económico de la producción de desechos en su ciudad?
1.3.
¿El gas y el petróleo se están convirtiendo en bienes caros y escasos, aunque son
combustibles limpios que no producen desechos sólidos. Qué otras fuentes de
energía podría sugerir para la calefacción de las casas para dos regiones diferentes
(tales como Nueva Inglaterra y Texas o Arizona) y todavía minimizar la producción
de desechos sólidos?
1.4.
¿Cuál sería el impacto de la variación mensual en la composición de los desechos
sólidos, que se muestra en la Figura 1.2, sobre la operación del sistema de manejo
de desechos sólidos?
1.5.
Discuta los factores más importantes que han influenciado los cambios que han
tenido lugar en la composición de los desechos sólidos desde principios de siglo.
¿Cree usted que los cambios en la composición de los desechos sólidos serán
importantes en los próximos 10, 25 o 50 años? Explíquese.
1.6.
¿Cuál es su concepto actual de la recuperación de recursos? ¿Cómo puede afectar
los costos de disposición de desechos sólidos?
1.7.
¿Qué se está haciendo en su comunidad para la recirculación de botellas, latas y
papel? En su opinión ¿el programa es un éxito? ¿Cómo se puede mejorar y cuál
agencia debiera tomar el liderazgo en esta mejora?.
1.8.
¿Cuál es su opinión del plan de Oregón (Todos los recipientes de refrescos y
cerveza deben ser reusables)? ¿Piensa que tal plan trabajará en su estado?
(Referencia: The Wall Street Journal, Friday, January 9, 1976).
1.7.
REFERENCIAS
1.
Darnay. A. and W. E. Franklin: The Role of Packaging in Solid Waste
Management 1966 to 1976, U.S. Department of Health. Education, and Welfare,
Public Health Service, Publication SW-5c. Rockville, Md. 1969.
Eliassen, R.: Decomposition of Landfills, American Journal of Public Health, vol.
32, no 3,1942.
2.
3.
Hanks, T.G.: Solid Waste/Disease Relationships, U.S. Department of Health,
Education and Welfare, Solid Wastes Program, Publication SW-1c, Cincinnati,
Ohio, 1967.
4.
Muhich, A.J., A. J. Klee, and P.W. Britton: Preliminary Data Analysis, 1968
National Survey of Community Solid Waste Practices, U.S. Department of Health,
Education and Welfare, Public Health Service, Publication 1867, Washington, D.C.
1968.
5.
Resource Recovery and Source Reduction, Second Report to Congress. U.S.
Environmental Protection Agency, Publication SW-122, Washington, D.C. 1974.
6.
Surface Mining and Our Environment, A Special Report to the Nation, U.S.
Department of the Interior, Washington, D.C. 1967.
2.
LA EVOLUCIÓN EN EL MANEJO DE LOS DESECHOS SÓLIDOS
El manejo de los desechos sólidos se puede definir como una disciplina asociada con el
control de la producción, almacenamiento, recolección, transferencia y transporte,
procesado y disposición de desechos sólidos en una forma tal que esté de acuerdo con los
mejores principios de salud pública, economía, ingeniería, conservación, estética y otras
consideraciones ambientales, y que también es sensible a las actitudes del público. Dentro
de este contexto, el manejo de los desechos sólidos incluye todas las funciones
administrativas, financieras, legales, de planificación e ingeniería involucradas en el
espectro de soluciones a problemas de desechos sólidos que afectan a la comunidad por sus
habitantes. Las soluciones pueden involucrar relaciones interdisciplinarias complejas tales
como campos tan políticos como ciencias políticas, planificación urbana y regional,
geografía, economía, salud pública, sociología, demografía, comunicaciones y
conservación, lo mismo que ingeniería y ciencia de materiales.
El propósito de este capitulo es doble: proveer una introducción general al campo del
manejo de los desechos sólidos y servir como base para la comprensión de las
interrelaciones entre los principios de ingeniería que se presentan en la Parte II y los
aspectos administrativos que se presentan en la Parte III. La información que se presenta en
las cuatro secciones cubre: 1) una historia breve de la evolución y desarrollo de esta
disciplina, 2) una descripción de los elementos funcionales de los sistemas de manejo de
desechos sólidos, 3) una discusión breve del financiamiento y otros aspectos de sistemas de
manejo de desechos sólidos que no se analizan en detalle en este libro, y 4) una discusión
breve de la planificación del manejo de desechos sólidos.
2.1.
DESARROLLO HISTORICO
“Para describir las características de las diferentes clases de desechos, y dirigir la atención
al hecho de que, se pudiera mantener un método uniforme de nomenclatura y registro de las
cantidades manejadas por diferentes ciudades, entonces los datos obtenidos y la
información así acumulada sería un avance material hacia la disposición sanitaria de los
desechos. Tal uniformidad no acarrearía gastos sobre las ciudades, y se podrían hacer
comparaciones y conclusiones correctas para el beneficio de otros. (9)".
Esta formulación de objetivos en sí misma no parece demasiado insólita, hasta que se
reconoce que fue escrita en 1906 por H. de B. Parsons en su libro titulado "La Disposición
de Desecho Municipal" (9). Revisando este libro, que pudo ser el primero en tratar
únicamente con el tema de los desechos sólidos desde el punto de vista riguroso de la
ingeniería, notamos que muchos de los principios básicos y métodos que cubren lo que hoy
día se conoce como el campo del manejo de los desechos sólidos, no son nuevos y eran
bien conocidos aún entonces. Por ejemplo, aunque el automotor ha reemplazado a la
carroza halada por un caballo (vea la Figura 2.1), los métodos básicos de recolección de
desechos sólidos continúan siendo los mismos; continúan siendo esencialmente intensivos
en mano de obra. El desarrollo de datos uniformes para propósitos de comparación todavía
continúan siendo una necesidad importante.
(a)
Fig. 2.1 Evolución de los vehículos usados para la recolección de desechos sólidos. (a)
Carroza halada por caballo, alrededor de 1900 (9).
Primeras Prácticas de Disposición
Los métodos más comúnmente reconocidos para la disposición final de desechos sólidos a
principios de siglo eran: 1) arrojar sobre el suelo, 2) arrojar en el agua, 3) enterrar con arado
en el suelo, 4) alimento para porcinos, 5) reducción, y 6) incineración (9,10). No todos
estos métodos eran aplicables a todos los tipos de desechos. Enterrar con arado en el suelo
se usaba para desechos de alimentos y barrido de calles. Alimento para porcinos y la
reducción se usaron específicamente para desechos de alimentos (9).
(b)
(c)
Fig. 2.1. (b) Camión a motor de neumáticos sólidos, alrededor de 1925 (7). (c)
Vehículo moderno de recolección equipado con mecanismos de compactación, 1976.
Arrojar Sobre el Suelo. Debido a que era una tarea simple acarrear los desechos sólidos
hasta los extramuros de la población y arrojarlos allí, los botaderos a campo abierto se
convirtieron en un método común de disposición para comunidades urbanas, y la quema de
estos botaderos fue una práctica común (vea la Figura 2.2). Los botaderos a campo abierto
también atrajeron moscas y ratas que diseminaron enfermedades. Esta disposición peligrosa
se convirtió en un tema de gran preocupación para las autoridades de salud pública a
quienes se les dio la responsabilidad para controlar los desechos sólidos.
A través de los años, las divisiones de control de vectores del departamento de salud estatal
y el USPHS lograron éxitos sobresalientes en el control de enfermedades transmitidas por
vectores mediante el desarrollo, la promoción y la imposición de prácticas sanitarias en
rellenos, lo mismo que el almacenamiento, la recolección y el transporte de desechos
sólidos.
Arrojar en el Agua. Aunque este método fue usado por algunas ciudades costaneras, no fue
favorecido debido a que las consecuencias de la polución fueron bien reconocidas. La
desfiguración de la playa de Coney Island en la ciudad de Nueva York se convirtió en un
caso oportuno (9). Sin embargo, la práctica continuó hasta 1933 cuando fue prohibido,
finalmente, por la Corte Suprema de los Estados Unidos.
Enterrar con Arado en el Suelo. Como ya se mencionó, este método de disposición
mediante entierro con arado en el suelo fue usado para desechos de alimentos y barrido de
calles. Debido a la necesidad de grandes áreas de terreno y al hecho de que los desechos de
alimentos debían ser separados de otros desechos, este método no se usó extensivamente,
pero volvió a tener interés en los años 1970.
Alimento para Porcinos. Con frecuencia, los desechos de alimentos fueron dados a cerdos
en granjas cercanas a áreas urbanas, tales como las del Condado de Los Angeles y en las
planicies enlodadas de Nueva Jersey. Los desechos de alimentos de la ciudad de Nueva
York fueron dados a cerdos en las granjas malolientes al pasar el río en Secaucus, Nueva
Jersey. Desafortunadamente, debido a esta práctica se extendió la triquinosis cuando se
dieron pedazos de cerdo contaminado en la recirculación de desechos de alimentos, los que
reinfectaron a otros cerdos y a la gente que consumió su carne. Hasta un 16 por ciento de la
población de los Estados Unidos fue infectada al comer cerdo, sin cocer, alimentados con
desechos de alimentos en el primer tercio de este siglo. No obstante, esta práctica continuó
los años 50 y todavía se usa en algunas áreas aisladas de los Estados Unidos, bajo
condiciones controladas de cocción y racionamiento.
Reducción. La reducción de desechos de alimentos, un método que ya no se usa, era un
proceso de extracción de la grasa mediante el cual los desechos se trataban para separar las
partes sólida y líquida y recuperar la grasa contenida en una o ambas porciones (10). La
parte sólida era conocida como "fertilizante orgánico". Se desarrollaron y usaron varios
procesos (9). La grasa recuperada se usó para hacer pomadas y los grados más baratos de
perfumería, lo mismo que como grasa para vagones.
Fig. 2.2 Quemado en botaderos a campo abierto. (a) Botadero ubicado en una
hondonada; (b) Botadero ubicado en un área plana. (California Department of Public
Health, Bureau of Vector Control).
Incineración. Aunque la incineración fue considerada como un método de disposición final
a principios de siglo, ahora es considerada como un proceso de reducción de volumen o un
proceso de conversión de energía. Debido a que ha habido poco cambio en la aplicación de
este proceso, se remite al lector a los Capítulos 8 y 9 para una discusión más detallada.
Los Comienzos del Manejo de los Desechos Sólidos
Los comienzos del manejo de los desechos sólidos se pueden hallar en la antigüedad y en la
práctica de recircular desechos producidos por el hombre. Uno de los primeros intentos de
manejo de los desechos sólidos en los Estados Unidos tuvo lugar a principios de siglo
cuando la ciudad de Nueva York construyó un dique de madera alrededor de la isla Rikers
en el río Este y llenó el área detrás de los pantanos con cenizas, desperdicios y barrido de
calles (9). Los desechos fueron transferidos de vagones a lanchones en la ciudad de Nueva
York, remolcados a la isla, descargados mediante dragas de almeja a un transportador o a
carros sobre rieles, y distribuidos. Ciertamente, fue necesaria alguna clase de plan de
manejo para realizar esta gran operación. Nuevamente acá, es evidente que la planificación
del manejo de desechos sólidos no es nueva.
El manejo esclarecido de desechos sólidos, con énfasis en el descargue controlado
(conocido ahora como "relleno sanitario") , se puede encontrar a principios de los años
1940 en los Estados Unidos y una década antes en el Reino Unido (8) . La ciudad de Nueva
York, bajo el liderazgo del Alcalde la Guardia y Fresno, California, con su Director de
Obras Públicas inclinado a la sanidad, Jean Vincenz, fueron los pioneros en el método del
relleno sanitario para gran des ciudades. Durante la Segunda Guerra Mundial, el Cuerpo de
Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos, bajo la dirección de Jean Vincenz, quien
entonces dirigía la División de Reparaciones y Servicios en Washington, modernizó los
programas de desechos sólidos para servir como modelo de rellenos sanitarios para
comunidades de todos los tamaños. El departamento médico del Ejército, a través del
Coronel W. A. Hardenbergh del Cuerpo Sanitario del grupo de ingeniería, tomó una parte
activa en el control de vectores y en la prevención de la diseminación de enfermedades a las
tropas que ayudaban a auspiciar el programa de relleno sanitario.
Las municipalidades no siguieron estos programas con consistencia. El Departamento de
Salud Pública de California, junto con varios departamentos estadales de salud progresistas,
establecieron normas para rellenos sanitarios y adelantaron campañas agresivas para la
eliminación de botaderos convencionales. Todavía en 1965, después de una revisión
completa de las prácticas de manejo de desechos en los Estados Unidos, el Congreso
concluyó:
“... que los métodos ineficaces e inadecuados de disposición de desechos
sólidos resultan en paisajes arruinados, crean serios riesgos a la salud pública,
incluyendo polución del aire y los recursos hídricos, peligro de accidentes y
aumento de enfermedades transmitidas por roedores e insectos, tienen un
efecto adverso sobre los valores de la tierra, crean molestias públicas, dicho
de otra manera interfieren con la vida y desarrollo de la comunidad; ... que la
falla o incapacidad para recuperar y reusar tales materiales económicamente
resulta en desperdicio innecesario y deterioro de los recursos naturales;..."
(6).
El Congreso también encontró que la continuación en la tendencia a la concentración de
población en áreas metropolitanas y urbanas ha presentado a estas comunidades serios
problemas financieros y administrativos en la recolección transporte y disposición de
desechos sólidos.
2.2.
ELEMENTOS FUNCIONALES
Los problemas asociados con el manejo de desechos sólidos en la sociedad de hoy día son
complejos debido a la cantidad y naturaleza diferente de los desechos, el desarrollo
irregular de grandes áreas urbanas, las limitaciones de recursos para servicios públicos en
muchas ciudades grandes, los impactos de la tecnología, y las limitaciones emergentes de
energía y materias primas. Como consecuencia, si el manejo de los desechos sólidos se va a
realizar de una manera eficiente y ordenada, se deben identificar y comprender claramente
los aspectos y relaciones fundamentales.
En este texto, las actividades asociadas con el manejo de desechos sólidos desde el lugar de
producción hasta la disposición final han sido agrupadas en seis elementos funcionales
identificados en la Figura 2.3 e ilustrados en las fotografías de la Figura 2.4. Considerando
cada elemento funcional por separado, es posible, 1) identificar los aspectos y relaciones
fundamentase involucrados en cada elemento y 2) desarrollar, donde sea posible, relaciones
cuantificables con el propósito de hacer comparaciones, análisis y evaluaciones
ingenieriles. Esta separación de elementos funcionales es importante debido a que permite
el desarrollo de una estructura para evaluar el impacto de los cambios propuestos y los
futuros avances tecnológicos. Como ejemplo, mientras los medios de transporte en la
recolección de desechos sólidos han cambiado desde la carroza halada por el caballo hasta
el vehículo a motor (vea la Figura 2.1), el método fundamental de recolección, es decir, el
manejo a mano necesario, permanece igual (vea el Capitulo 6).
Para resolver problemas específicos de desechos sólidos, los distintos elementos
funcionales se combinan en lo que generalmente es conocido como un
sistema de manejo de desechos sólidos. En la mayoría de las ciudades, un sistema de
manejo de desechos sólidos comprende cuatro elementos funcionales: producción de
desechos, almacenamiento in situ, recolección y disposición. Además, uno de los objetivos
del manejo de desechos sólidos es la optimización de estos sistemas para proporcionar la
solución más eficiente y económica, en concordancia con todas las restricciones impuestas
por los usuarios del sistema y aquellos que son afectados o controlan su uso.
Fig. 2.3. Diagrama simplificado que muestra las interrelaciones de los elementos
funcionales en un sistema de manejo de desechos sólidos.
En la siguiente discusión se describen los elementos funcionales individuales. Cada uno se
considera en detalle en la parte II. El propósito de la siguiente discusión es introducir al
lector en los aspectos físicos del manejo de los desechos sólidos y establecer una estructura
útil dentro de la cual se visualicen las actividades asociadas con el manejo de desechos
sólidos.
Producción de Desechos
La producción de desechos comprende aquellas actividades en las cuales se identifican los
materiales que ya no son útiles y son desechados o recogidos para su disposición. Por
ejemplo, la envoltura de una barra de caramelo se considera de poco valor para el
propietario una vez ha consumido el caramelo y con mayor frecuencia es desechada de
inmediato, especialmente a campo raso. Lo que es importante en la producción de desechos
es que hay una etapa de identificación y que esta etapa varía con cada individuo.
Debido a que la producción de desechos es, actualmente, una actividad no muy controlable,
frecuentemente no es considerada como un elemento funcional. En el futuro, sin embargo,
probablemente se ejercerá un mayor control sobre la producción de desechos. Por ejemplo,
desde el punto de vista económico, el mejor lugar para sortear materiales de desecho con
propósitos de recuperación es en la fuente de producción. Los propietarios de las viviendas
se están volviendo más conscientes de la importancia de separar periódicos y cartón, latas
de acero delgado, aluminio y botellas.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Fig. 2.4. Representación pictórica de los elementos funcionales en un sistema de
manejo de desechos sólidos. (a) Producción; (b) almacenamiento in situ; (c)
recolección; (d) transferencia y transporte; (e) procesado y recuperación; (f)
disposición.
Almacenamiento In Situ
Aunque los desechos sólidos de fuentes urbanas pueden constituir sólo el 5 por ciento de
los desechos sólidos de la nación, su manejo exige un gran esfuerzo continuo. La razón es
que son desechos heterogéneos visibles que son producidos, en su mayor parte, donde la
gente vive y en áreas con espacio limitado para el almacenamiento. Estos desechos no se
pueden tolerar largo tiempo en base a premisas personales debido a su degradabilidad, y
deben ser trasladados en un tiempo razonable, generalmente menos de 8 días.
El costo de proveer almacenamiento para desechos sólidos en la fuente normalmente es
aportado por el dueño de la vivienda o apartamento en el caso de individuos, o por la
administración de propiedades comerciales o industriales. El almacenamiento in situ es de
importancia primordial debido a consideraciones estéticas, de salud pública y económicas
involucradas. Frecuentemente, se ven recipientes de aspecto desagradable y lugares de
almacenamiento al aire libre, ambos son inaceptables, en áreas residenciales y comerciales.
Recolección
El elemento funcional de recolección, como se usa en este libro, incluye no solamente la
recogida de los desechos sólidos, sino también el acarreo de los desechos después de la
recolección hasta el lugar donde es vaciado el vehículo de recolección. Como se muestra en
la Figura 2-3, este lugar puede ser una estación de transferencia, o un sitio de disposición
(relleno sanitario). En ciudades pequeñas donde los sitios de disposición final están cerca,
el acarreo de los desechos no es un problema. En grandes ciudades, sin embargo, donde el
acarreo al sitio de disposición frecuentemente es mayor a diez millas, el acarreo puede tener
implicaciones económicas serias (7).
La solución al problema de acarreo a grandes distancias se complica con el hecho de que
los vehículos a motor que son bien adaptados para el acarreo a larga distancia no son
adecuados o particularmente económicos para la recolección casa por casa. Por
consiguiente, en la mayoría de los casos, se necesitan instalaciones y equipos adicionales de
transferencia y transporte.
Como se anotó en el Capitulo 1 (Tabla 1-4) , la recolección alcanza a cerca del 80 por
ciento del costo anual ($2.64 billones en 1971) del manejo de los desechos sólidos urbanos.
Este servicio puede costar al propietario de casa individual $30 por año o más, dependiendo
del número de recipientes y frecuencia de la recolección. Típicamente, la recolección es
proporcionada bajo varios sistemas administrativos, variando desde los servicios
municipales hasta servicios de franquicia prestados bajo diversas formas de contratos.
En varios lugares del país, grandes compañías de disposición de desechos sólidos, con
contratos en muchas ciudades, poseen y operan vehículos de recolección y sitios
de disposición en relleno sanitario.
Los servicios de recolección para industrias varían ampliamente. Algunos desechos
industriales son manejados como desechos residenciales; algunas compañías tienen sitios
de disposición en sus propiedades y usan cintas transportadoras o agua en el transporte. La
última se usa para desechos minerales y agrícolas en muchos casos. Cada industria exige
una solución individual a sus problemas de desechos.
Transferencia y Transporte
El elemento funcional de transferencia y transporte comprende dos etapas: 1) la
transferencia de los desechos desde un vehículo de recolección pequeño a un equipo de
transporte más grande y 2) el transporte subsiguiente de los desechos, generalmente, sobre
grandes distancias, al sitio de disposición. la transferencia generalmente tiene lugar en una
estación de transferencia. Aunque el transporte en vehículos de motor es más común,
también se usan ferrocarriles o barcazas para transportar desechos.
Por ejemplo, en San Francisco los vehículos de recolección que son relativamente pequeños
debido a las necesidades de maniobra en las calles de la ciudad, acarrean sus cargas a una
estación de transferencia en el límite sur de la ciudad. En la estación de transferencia, los
desechos descargados de los vehículos de recolección se vuelven a cargar en grandes
camiones tractor- trailer. Los camiones cargados son conducidos a un sitio de disposición a
unas 40 millas, en otro condado.
Procesado y Recuperación
El elemento funcional de procesado y recuperación incluye todas las técnicas, equipo, e
instalaciones usadas para mejorar la eficiencia de los otros elementos funcionales y para
recuperar materiales utilizables, conversión de productos o energía de desechos sólidos.
En la recuperación de materiales, como un ejemplo, las operaciones de separación han sido
ideadas para recuperar recursos valiosos de los desechos sólidos mezclados, entregados a
las estaciones de transferencia o plantas de procesado de desechos sólidos. Estas
operaciones incluyen reducción de tamaño y separación de densidad mediante
clasificadores de aire. Una ulterior separación puede incluir dispositivos magnéticos para
extraer hierro, separadores de corriente en contraflujo para aluminio, y mallas para vidrio.
También pueden ser reusados: la flotación, separación por inercia, y otras operaciones
unitarias de la industria metalúrgica. la selección de cualquier proceso de recuperación es
una función económica- costo de separación versus valor de los materiales recuperados o
productos. Debido a que los precios fluctúan ampliamente, en cualquier análisis económico
se deben considerar estimativos de los precios máximos y mínimos.
Actualmente, muchas de las operaciones y procesos unitarios para desechos sólidos están
experimentando un desarrollo extensivo por parte de los fabricantes de equipo y por la
EPA, a través de sus programas de investigación, desarrollo y demostración. Muchos de
los métodos más antiguos se han encontrado insatisfactorios desde uno o más puntos de
vista- salud pública, económicos, problemas ambientales, lo mismo que el agotamiento de
terrenos disponibles y las subsiguientes restricciones colocadas sobre el uso de terrenos por
las autoridades de planificación.
Disposición
El último elemento funcional en el sistema de manejo de desechos sólidos re presentado en
la Figura 2.3 es la disposición. La disposición es el último destino de todos los desechos
sólidos, ya sean desechos residenciales recolectados y transportados directamente a un
relleno sanitario, desechos semisólidos (lodo) de plantas de tratamiento municipales o
industriales, residuo del incinerador, abono, u otras sustancias de diferentes plantas de
procesado de desechos sólidos que ya no son útiles a la sociedad.
Entonces, la planificación del uso de la tierra se convierte en un determinante primordial en
la selección y operación de rellenos sanitarios. En muchas ciudades esto involucra a las
comisiones de planificación de la ciudad, condado, u otra autoridad de planificación
regional. Se exigen declaraciones de impacto ambiental (vea el Capitulo 3) para todos los
nuevos sitios de relleno con el fin de asegurar el cumplimiento de las normas de salud
pública, estética, y usos futuros de la tierra. Un relleno sanitario moderno no es un botadero
a campo abierto. Es un método de disposición de los desechos sólidos que no crea
molestias o riesgos para la salud, tales como criaderos de ratas e insectos y la
contaminación del agua subterránea, o la seguridad pública.
Se deben seguir los principios de ingeniería para confinar los desechos al área más pequeña
posible, reducirlos al mínimo volumen práctico mediante compactación en el sitio, y
cubrirlos después de cada día de operación para reducir la exposición a las plagas. Después
de que toda el área es llenada, se debe colocar una cubierta de tierra de 60 centímetros
mínimo de espesor, y agregar más tierra- si se producen asentamientos diferenciales
durante la descomposición de la materia orgánica subyacente. Esta descomposición es
anaerobia y en consecuencia tiene una tasa de reacción muy lenta. Uno de los peligros de la
biodegradación es la producción de gas metano. Aunque se forma a una velocidad lenta, se
puede acumular debajo de edificaciones (5) y en consecuencia se debe ventilar a la
atmósfera. En ciudades con rellenos sanitarios grandes se están haciendo intentos para
recoger el metano y producir energía.
Uno de los conceptos más importantes es planificar el uso final de la tierra reclamada.
Muchos campos de golf han sido establecidos sobre rellenos sanitarios. Parques,
almacenamientos al aire libre y campos de atletismo ocupan sitio de muchos rellenos
sanitarios antiguos. Estos deben ser planificados de manera que no se localicen
edificaciones sobre los desechos sólidos en descomposición. la planificación se debe hacer
antes del llenado de manera que, las áreas para construcciones sean llenadas únicamente
con tierra.
Para eliminar el estigma de llenar terrenos bajos con desechos sólidos, la ciudad de Nueva
York ha colocado grandes carteles adyacentes a las autopistas y sitios de rellenos. Estos
carteles indican que se está llenando el terreno para un futuro campo de golf, bajo la
dirección del Departamento de Parques (los planificadores), el Departamento de
Saneamiento (disponen los desechos sólidos), y el Departamento de Obras Públicas
(suministran el lodo de sus plantas de tratamiento de aguas residuales). Así, tres agencias de
la ciudad están "matando tres pájaros con una piedra" y beneficiando al público con una
planificación y operación cuidadosas.
2.3.
SISTEMAS DE MANEJO DE DESECHOS SOLIDOS
Los seis elementos funcionales que constituyen los sistemas de manejo de desechos sólidos
han sido identificados y discutidos en la sección anterior. Estos elementos, como se anotó
anteriormente, son los temas principales de este libro. En esta sección el objetivo es
describir brevemente otros aspectos prácticos asociados con sistemas de manejo de
desechos sólidos que no se cubren en detalle en este texto. Esto incluye: financiamiento,
operaciones, manejo de equipo, personal, informes, contabilidad de costos y presupuestos,
administración de contratos, ordenanzas y lineamientos, y comunicaciones públicas .Para
información adicional sobre estos temas se recomiendan las Referencias 2 y 3.
Normalmente, en la mayoría de las ciudades y condados de los Estados Unidos, la
responsabilidad de la operación o supervisión de contratos de sistemas de manejo de
desechos sólidos está bajo la jurisdicción del departamento de obras públicas. Otros
departamentos a los cuales se les ha dado esta responsabilidad incluyen: ingeniería,
saneamiento, calles y saneamiento, servicios públicos y salud. Para comprender las
interrelaciones de las preocupaciones cotidianas de estos departamentos será útil considerar
primero la estructura organizacional de algunas agencias típicas de manejo de desechos
sólidos.
Estructura Organizacional
La razón principal para desarrollar una estructura organizacional es la de identificar las
relaciones y responsabilidades de los individuos responsables de lograr los objetivos
establecidos o fines de la organización. Esto es especialmente importante para una agencia
de manejo de desechos sólidos donde las tareas a ser ejecutadas son tan variadas.
La complejidad de la estructura varia de acuerdo al tamaño de la organización, como se
ilustra en los diagramas de organización para el Departamento de Saneamiento de la ciudad
de Nueva York y la División de Desechos Sólidos del Condado de Sacramento, California,
que se muestran en las Figuras 2.5 y 2.6, respectivamente.
Financiamiento
Los principales métodos de financiamiento de sistemas de manejo de desechos sólidos
incluyen: 1) impuestos generales sobre la propiedad, 2) impuestos especiales sobre la
propiedad, 3) cargos por servicio o derechos, 4) el concepto de servicio, 5) cargos por
recipiente, 6) tasaciones especiales, y 7) ingresos varios(3). En la Tabla 2.1 se reportan
dados sobre los métodos usados para financiar la recolección de desechos sólidos en 396
ciudades de los Estados Unidos. En la Referencia 3 se puede encontrar una discusión de
las ventajas y desventajas de estos métodos.
Operaciones
El número de divisiones de operación depende del tamaño de la agencia que maneja los
desechos sólidos. Por ejemplo: en la ciudad de Nueva York, como se muestra en la Figura
2.5 oficinas independientes son responsables del equipo automotor, ingeniería, limpieza y
TABLA 2.1. MÉTODOS USADOS PARA FINANCIAR LA RECOLECCIÓN DE DESECHOS SÓLIDOS EN 396 CIUDADES DE
LOS ESTADOS UNIDOS EN 1973*.
Método
Porcentaje de ciudades, población en (000)
Total
0-5
5-10
10-25
25-50
50-100
100-250
Impuesto general
54,3
66,7
41,7
50,0
49,1
60,0
56,7
50,0
66,7
80,0
Cargo por servicio
30,8
16,7
50,0
34,4
34,9
28,0
30,0
25,0
13,3
20,0
Impuesto más cargo
12,6
16,7
8,3
14,1
13,2
11,0
13,3
14,3
13,3
0,0
Otros
2,3
0,0
0,0
1,6
2,8
1,0
0,0
10,7
6,7
0,0
*
250-500 500-1000 Sobre 1000
Reimpreso con permiso de American Public Works Association, Institute for Solid Wastes (3).
Fig. 2.5. Diagrama organizacional para el Departamento de Saneamiento, Nueva York (Reimpreso con permiso del American
Public Works Association, Institute for Solid Wastes (3)).
Fig. 2.6. Diagrama organizacional para la División de Manejo de Desechos Sólidos,
Condado de Sacramento, California. (Division of Solid Waste Management,
Sacramento County).
recolección, disposición de desechos, administración, servicios médicos y administración
de edificaciones. Por contraste, en una comunidad pequeña, uno o dos individuos pueden
ser responsables de todas las operaciones.
Manejo de Equipo
El manejo apropiado del equipo comprende algo más que el mantenimiento. También
incluye el análisis de la reposición de equipo, desarrollo de especificaciones para el equipo,
y en organizaciones grandes, el diseño de características especiales del equipo. En vista del
alza desmesurada de los costos del equipo, el manejo de éste se ha convertido en una
actividad crítica y especializada en muchas agencias de manejo de desechos sólidos y exige
el empleo de personal calificado.
Personal
La operación exitosa de cualquier agencia de manejo de desechos sólidos dependerá, en
gran parte, de la selección, entrenamiento y supervisión de su personal. En la mayoría de
las agencias, el manejo de personal está relacionado con: 1) la moral de los empleados y 2)
salarios, horas y condiciones de trabajo. En la Referencia 3 se consideran detalles
relacionados con el manejo, políticas y prácticas del personal.
Informes, Contabilidad de Costos y Presupuesto
Se ha dicho que "probablemente no hay otro campo donde la magnitud del esfuerzo para
presentar informes ha sido tan insignificante como en la recolección de desechos sólidos"
(3). En general, esta afirmación se aplica a todo el campo del manejo de los desechos
sólidos. Sin embargo, con el aumento de los costos, se está haciendo más énfasis en los
informes y contabilidad de costos el un esfuerzo para evaluar los costos verdaderos de las
distintas actividades.
Para ayudar a las agencias locales de manejo de desechos sólidos, la EPA ha desarrollado
un sistema de manejo de información llamado COLMIS. Este sistema orientado hacia
costos se desarrolló para uso con computadoras y fue diseñado para lograr dos objetivos: 1)
proporcionar a los administradores, a todos los niveles, herramientas para facilitar el
proceso de toma de decisiones y 2) suministrar la información necesaria para la evaluación
detallada de las necesidades para efectos de cambio en procedimientos operacionales (1).
El uso de COLMIS y de una variedad de programas de computación que han sido
desarrollados no han sido extensivos. En el futuro, sin embargo, se anticipa un
uso más amplio de estos programas de computador a medida que se normalicen los
procedimientos para reportar datos.
Administración de Contratos
La recolección de desechos sólidos en los Estados Unidos es real izada por agencias
públicas municipales, organizaciones privadas bajo contrato con agencias gubernamentales,
organizaciones privadas de recolección y varias combinaciones de éstos. En la Tabla 2.2 se
resume la extensión en la cual se usa ahora cada tipo de arreglo. La selección de la
recolección municipal, por contrato o privada se debe basar en una comparación válida de
costos. Desafortunadamente, debido a los procedimientos deficientes de contabilidad de
costos usados en el pasado, rara vez se dispone de la información necesaria en la cual se
basen tales comparaciones. En muchas ciudades casi se ha institucionalizado la recolección
por contrato.
Ordenanzas y Lineamientos
El desarrollo de ordenanzas y lineamientos efectivos para todos los elementos funcionales
identificados en la Figura 2.3 hoy día es una responsabilidad importante de cualquier
agencia de manejo de desechos sólidos. Aunque las ordenanzas varían de un estado a otro y
de un lugar a otro, la mayoría de ellas incluyen provisiones que tratan de los siguientes
tópicos: 1) definiciones, 2) responsabilidad de la administración, 3) almacenamiento in situ,
4) recolección, 5) transporte, 6) procesado, 7) disposición, 8) problemas especiales 9)
financiamiento, y 10) violaciones y sanciones. En las Referencias 2 y 3 se pueden encontrar
ordenanzas representativas, modelos de contratos y lineamientos.
TABLA 2.2. TIPO DE RECOLECCION DE DESECHOS SOLIDOS RESIDENCIALES EN 661 CIUDADES DE NORTE
AMÉRICA EN 1973*
Método
Población (000)
5-10
10-25
25-50
50-100
100-500
Sobre 500
Municipal
Contrato
Privado
Municipal y privado
Municipal y contrato
Municipal, contrato y privado
Contrato y privado
11
11
2
2
1
1
1
51
19
12
14
4
3
8
73
41
34
30
7
5
14
64
22
25
23
14
9
9
43
9
5
32
7
4
7
Total
29
111
204
166
107
*
Total
Porcentaje
14
1
2
3
5
6
4
Sin
especificar
1
3
3
2
257
106
83
104
38
28
45
39
16
12
16
6
4
7
35
9
661
100
Reimpreso con permiso de American Public Works Association, Institute for Solid Wastes (3).
Comunicaciones Públicas
Debido a que los empleados de agencias de manejo de desechos sólidos tienen contacto
directo frecuente ton el público, es especialmente importante que ellos estén conscientes de
la necesidad de establecer relaciones adecuadas con la gente a quienes ellos sirven. Esto se
puede lograr mediante programas apropiados de entrenamiento. Además, es igualmente
importante que el público esté enterado de las actividades de la agencia de manejo de
desechos sólidos. Los medios, métodos y técnicas para lograr este objetivo son muchos y
variados. El enfoque seleccionado dependerá de la naturaleza de la información
a ser diseminada. Un ejemplo de panfleto de información efectiva se puede encontrar en el
Apéndice B.
2.4. PLANIFICACIÓN DEL MANEJO DE LOS DESECHOS SOLIDOS
La planificación del manejo de los desechos sólidos se puede definir como al proceso
mediante el cual se desarrollan alternativas y programas factibles para resolver problemas
de desechos sólidos. En la mayoría de las actuaciones se deben presentar programas y
planes alternativos al público y a los ejecutivos para su consideración, selección y
adopción. Actualmente las interrelaciones entre los muchos factores técnicos, económicos,
ambientales, sociales y políticos involucrados en estos problemas, no están bien definidos.
Debido a que los detalles de la planificación del manejo de los desechos sólidos se incluyen
en la Parte III, la siguiente discusión sólo intenta servir como una breve introducción a este
tema.
Definición de términos
Al discutir la planificación en el campo del manejo de los desechos sólidos (al igual que en
otros temas), los términos: elemento funcional, sistema (s) programas, alternativas y planes
son usados frecuentemente. Además, es importante tener una comprensión clara de estos
términos en el sentido en que son usados en este texto.
Elemento Funcional. Como se anotó anteriormente en este capitulo, el término elemento
funcional se usa para describir varias actividades asociadas con el manejo de desechos
sólidos desde el punto de producción hasta la disposición final. En general, un elemento
funcional representa una actividad física. Los seis elementos funcionales usados en este
libro son: producción de desechos, almacenamiento in situ, recolección, transferencia y
transporte, procesado y recuperación y disposición.
Sistema. El ensamblaje de uno o más de los elementos funcionales para lograr un objetivo o
fin dado se conoce como un sistema de manejo de desechos sólidos.
Programa. En el campo de la planificación del manejo de desechos sólidos, el término
programa comprende todas las actividades asociadas con el desarrollo de una solución a un
problema dentro de un elemento funcional de un sistema de manejo de desechos sólidos.
Programas que tratan con problemas específicos relacionados a un elemento funcional
pueden o no incluir temas de política y objetivos. Si lo hacen, deben ser presentados a los
ejecutivos apropiados, tales como a los miembros del concejo municipal o a los directores
del condado.
Alternativas. El término alternativa se usa para describir varias agrupaciones de programas
como se presentan en los planes con el propósito de hacer comparaciones. Mediante la
comparación de alternativas compuestas de programas individuales, es posible para los
ejecutivos evaluar los impactos y la selección de una alternativa dada. Con frecuencia
riesgos involucrados en la alternativa seleccionada será integrada por programas tomados
de una o más alternativas propuestas.
Planes. Los planes de manejo de desechos sólidos se desarrollan para definir y establecer
objetivos y políticas. Se pueden desarrollar planes para tratar con problemas a cualquier
nivel- ciudad o condado, subregional o regional, estadal, o federal. Normalmente, un planlocal comprenderá uno o más elementos funcionales y uno o más programas de áreas. Por
ejemplo, un programa local de recolección puede incluir solamente un programa del área
asociada con la fijación de tarifas.
Preparación de Planes Integrales
A mediados de la década de 1970, los planificadores e ingenieros consultores de muchas
partes de los Estados Unidos estaban comprometidos en estudios regionales de manejo de
desechos sólidos como parte del mandato de la Ley Pública 92-208, la cual fue concebida
para lograr soluciones completas a problemas ambientales regionales. El gobierno federal y
los gobiernos estadales hicieron énfasis en la necesidad de la planificación regional del
manejo de los desechos sólidos debido a que los gastos de muchas comunidades pequeñas
llegaron a ser tan grandes y a la tendencia a la duplicación de instalaciones.
Objetivos y Fines de los Planes Integrales. Los objetivos de los planes regionales varían
dependiendo del tamaño del área involucrada, la naturaleza de los problemas, y el número
de jurisdicciones que se sobreponen. Frecuentemente, como se discute en el Capítulo 3, los
objetivos generales o fines son especificados por la legislación. Comúnmente, los objetivos
de planes integrales regionales serán formulados en un lenguaje explícito. Por ejemplo,
considere la siguiente formulación de objetivos tomada del informe de la preparación de un
plan integral para el Condado de los Angeles (4).
"Los objetivos principales del plan son preservar y mejorar nuestro
ambiente suelo, aire y agua; conservar nuestros recursos; y proporcionar
protección a la salud, seguridad y bienestar públicos. Para lograr estos
objetivos, el plan intenta traer mejoras, donde sean necesarias, en el
manejo de desechos sólidos, con la mínima interferencia posible de los
métodos comprobados de operación".
En la mayoría de los casos los fines de la planificación integral variarán con las condiciones
locales o regionales. Debido a que las soluciones de hoy día rara vez satisfarán las
necesidades de mañana, el f in más importante debiera ser el desarrollo de planes en los
cuales se suponga un futuro desconocido y se provea un medio donde se puedan adaptar las
aspiraciones y capacidades cambiantes de la sociedad.
Problemas de Administración Regional. La mayoría de los problemas de administración en
desechos sólidos no conocen límites políticos. Muchas de nuestras ciudades más grandes
están agotando los terrenos para la disposición de desechos en bruto o procesados. Por
ejemplo, San Francisco agotó los terrenos para rellenos hace muchos años y usó terrenos en
el Condado de San Mateo, a unas 10 millas al sur de la ciudad, para relleno y disposición de
desechos sólidos. Cuando esos terrenos se llenaron, como se mencionó antes, la ciudad tuvo
que recurrir a contratar con un segundo condado al sur, en el sitio Mountain View,
Condado de Santa Clara, unas 40 millas al sur de San Francisco. La ciudad también ha
tenido que negociar con el ferrocarril (Western Pacific Railroad) para acarrear los desechos
sólidos a los desiertos a unas 350 millas al Este donde serían usados el corte de suelo y
recubriendo en el relleno. El Distrito de Columbia ha considerado el acarreo de desechos
por ferrocarril a Virginia. la ciudad de Filadelfia ha estudiado el llenado explotaciones
mineras a campo abierto en el noreste de Pensilvania.
Otras naciones industrializadas tienen problemas semejantes. Barreras impenetrables como
el Muro de Berlín son abiertas a vehículos que transportan desechos sólidos de Berlín
Occidental a Berlín Oriental para llenar una cantera abandonada en territorio de Alemania
Oriental y producir un ingreso para ese gobierno. Sin embargo, una cerca bordea la
carretera que conduce a la cantera desde el Muro de Berlín, lo mismo que alrededor de la
cantera. Tales son las ramificaciones políticas que enfrentan los grupos de manejo de
desechos sólidos llamados a desarrollar planes integrales.
Sobreposición de responsabilidades y Jurisdicciones
El número de agencias con responsabilidades y jurisdicciones sobrepuestas que se deben
considerar en el desarrollo de un plan integral de desarrollo hace de la tarea una empresa
asombrosa. Para citar un ejemplo, considere el Condado de los Angeles, que es el condado
más populoso y complejo de los Estados Unidos. Este condado tiene 78 ciudades
incorporadas con una población total de unos seis millones y otro millón que vive en área
no incorporadas. Par citar al Ingeniero del Condado, Harvey T. Brandt (4):
"Debido a la complejidad multijurisdiccional y fragmentación de la
autoridad existentes en el manejo de desechos sólidos, se puede ver de
inmediato que la preparación de un plan integral para todo el condado
enfrenta muchos problemas. Una consideración importante es la
preservación de la regla de la vivienda al máximo grado posible.
Actualmente, cada ciudad independiente rige los servicios de recolección
de desechos sólidos dentro de sus lotes, proveyendo en algunos casos la
recolección con sus propios medios mientras que en otros se dan
licencias, contratos o franquicias para la recolección a empresas privadas.
En forma semejante, en territorios no incorporados, algunas áreas han
formado distritos para la disposición de basura, controlados por el
Condado donde la recolección es realizada por contratistas. Otras áreas
son servidas por acarreadores con licencia sobre una base libre.
Igualmente, unas pocas ciudades operan sus propios sitios de disposición,
mientras que otros rellenos son operados por los Distritos de
Saneamiento del Condado o por empresas privadas".
2.5. TEMAS DE DISCUSION
1.
De registros históricos, haga un breve desarrollo cronológico de los métodos
de disposición usados en su comunidad durante los últimos 50 años. Donde
sea posible identifique los eventos más importantes que condujeron al
abandono de un método en favor de otro.
2.
Obtenga un diagrama de la organización de la agencia responsable del
manejo de los desechos sólidos en su comunidad. ¿Cómo se compara con
aquellos que se muestran en las Figuras 2.5 y 2.6. ¿Parece adecuada?.
3.
Contacte su agencia local de manejo de desechos sólidos y determine los
programas para entrenar nuevos empleados. Desde su punto de vista como
residente de la comunidad, ¿los programas de entrenamiento son adecuados
para cubrir la mayoría de las situaciones que se van a encontrar en la rutina?
Si no es así. ¿Cuáles otros temas o tópicos debieran ser incluidos en el
programa de entrenamiento?
4.
Explique porqué los costos de recolección alcanzan al 60 u 80 por ciento de
los costos totales de manejo de desechos sólidos.
5.
En su opinión ¿qué efecto tiene la propiedad y operación de sitios de
disposición y rellenos por contratistas privados (comparado con agencias
públicas) sobre la economía, eficiencia y aspectos ambientales de la
operación?.
6.
¿Por qué las prácticas de manejo de desechos sólidos se han desarrollado tan
lentamente? ¿Cuáles cambios puede usted ver que se sucederán en el
futuro?.
7.
Identifique y discuta brevemente los aspectos que usted crea importantes en
el manejo de desechos sólidos al finalizar la década de los años 1970 y
principios de los años 1980.
8.
Discuta las posibilidades y ventajas de un plan de manejo regional para las
ciudades y poblaciones de su área, o de un área metropolitana. cerca de su
casa o escuela.
2.6. REFERENCIAS
1.
A Collection Management Information System for Solid Waste Management
(COLMIS). U.S. Environmental Protection Agency, Publication SW-57c,
Washington, D.C. 1974.
2.
American Public Works Association. "Municipal Refuse Disposal," ed ed., Public
Administration Service, Chicago, 1970.
3.
American Public Works Association, Institute for Solid Wastes: "Solid Waste
Collection Practice," 4th ed., American Public Works Association, Chicago, 1975.
4.
Brandt, H.T.: Preparation of a Comprehensive Solid Waste Management Plan,
Public Works, vol. 106, no. 5, 1975.
5.
Eliasen, R.: Housing Construction on Refuse Landfills, Engineering News-Record,
vol. 138, no. 18. 1947.
6.
Eliassen, R.: Solid Waste Management: A Comprehensive Assessment of Solid
Waste Problems, Practices, and Needs, Office of Science and Technology,
Executive Office of the President, Washington, D.C. 1969.
7.
Hardenbergh, W.A.. "Municipal Sanitation," International Textbook, Seranton Pa.,
1928.
8.
Jones, B.B. and F. Owen: "Some Notes on the Scientific Aspects of Controlled
Tipping," Henry Blacklock and Co., ltd., Printers, Manchester, England, 1934.
9.
Parsons, H. de B.: "The Disposal of Municipal Refuse," 1st ed., Wiley New York,
1906.
10.
Report of a Study of the Collection and Disposal of City Wastes in Ohio,
"Supplement to the Twenty- Fifth Annual Report of State Board of Health of the
State of Ohio, Heer Printing, Columbus, Ohio, 1911.
3.
LEGISLACION Y AGENCIAS GUBERNAMENTALES
Debido a que gran parte de la actividad cotidiana en el campo de manejo de desechos
sólidos, especialmente con respecto a la recuperación de recursos, es una consecuencia
directa de la legislación reciente, el propósito de este capítulo es 1) revisar la legislación
principal que ha afectado la totalidad del campo del manejo de desechos sólidos y 2)
examinar el papel de varias agencias gubernamentales responsables de administrar la
legislación aplicable. Esta información provee alguna perspectiva del ambiente político en
el cual se dirige la planificación del manejo de desechos sólidos e introduce al lector en
algunas de las exigencias más importantes asociadas con la preparación de informes de
planificación y a varias agencias gubernamentales que puedan tener un impacto sobre
cualquier plan relacionado al manejo de desechos sólidos. No se intenta identificar o
discutir agencias gubernamentales a nivel estadal debido a que son tan variadas y todavía
están sometidas a considerable reorganización.
3.1. LEGISLACION
La legislación gubernamental se ha vuelto cada vez más restrictiva a medida que las
agencias de salud pública, los conservacionistas, y los ciudadanos interesados han
presionado al Congreso y a las legislaturas estadales para tomar acciones. Las agencias
federales han tomado el liderazgo. Como se mencionó en el Capitulo 1, en 1899 la Ley de
Ríos y Puertos ordenó al U.S. Army Corps of Engineers (Cuerpo de Ingenieros del Ejército
de los Estados Unidos) controlar el botadero de escombros en aguas navegables y terrenos
adyacentes. Muchas reglamentaciones del USPHS (Servicio de Salud Pública de los
Estados Unidos) fueron puestas en vigencia para permitir al gobierno federal reglamentar
el transporte interestadal de desechos sólidos, particularmente desechos de alimentos para
alimentar cerdos, en un intento para controlar la triquinosis.
Ley de Disposición de Desechos Sólidos, 1965
La legislación moderna sobre desechos sólidos data de 1965 cuando el Congreso aprobó la
Ley de Disposición de Desechos Sólidos, Titulo II de la Ley Pública 89-272. La intención
de esta ley era:
l.
Promover la demostración, construcción y aplicación de sistemas de manejo de
desechos sólidos y recuperación de recursos que preserven y mejoren la calidad de
los recursos aire, agua y suelo.
2.
Proveer asistencia técnica y financiera a los estados y gobiernos locales y a agencias
interestadales en la planificación y desarrollo de programas de recuperación de
recursos y disposición de desechos sólidos.
3.
Promover un programa nacional de investigación y desarrollo para técnicas
mejoradas, esquemas organizacionales más efectivos, y métodos nuevos y
mejorados de recolección, separación, recuperación y recirculación de desechos
sólidos, y la disposición ambientalmente segura de los residuos no recuperables.
4.
Encargarse de la promulgación de lineamientos para la recolección, transporte,
separación, recuperación, sistemas de disposición de desechos sólidos.
5.
Proporcionar subvenciones. para entrenamiento en ocupaciones que se dediquen al
diseño, operación y financiamiento de sistemas de disposición de desechos sólidos.
La imposición de esta ley se convirtió en responsabilidad del USPHS, una agencia del
Departamento de Salud, Educación y Bienestar y la Oficina de Minas, una agencia del
Departamento del Interior. El USPHS tenía la responsabilidad de la mayoría de los
desechos municipales producidos en los Estados Unidos. La Oficina de Minas estaba a
cargo de la supervisión de los desechos sólidos de actividades mineras y desechos sólidos
de combustibles fósiles de plantas de energía y plantas industriales de vapor.
El Presidente Johnson y su Comité Científico Presidencial no estaba satisfechos de que la
legislación sola no lograría el fin de ordenamiento de los desechos urbanos, comerciales,
industriales, agrícolas y minerales, especificados en la ley de 1965, por consiguiente en
1968, el Presidente ordenó que se hiciera un estudio especial del problema nacional del
manejo de desechos sólidos por funcionarios de la Casa Blanca con asistencia de
representantes del USPHS, el Departamento de Agricultura, el Departamento de Defensa, y
el Departamento del Interior. El informe que resultó fue sometido a consideración del
Congreso por la Oficina Ejecutiva del Presidente con la exigencia que fue satisfecha para
proveer personal, fondos y acción adecuadas por las agencias federales responsables y el
Congreso.
Ley de Recuperación de Recursos, 1970
La ley de Disposición de Desechos Sólidos en 1965 fue enmendada por la Ley Pública 95512, la Ley de Recuperación de Recursos de 1970. Esta ley ordena que el énfasis del
programa de manejo de desechos sólidos debe desviarse de la disposición como objetivo
primario a la recirculación y el reuso de materiales recuperables de los desechos sólidos, o a
la conversión de desechos a energía. Se ordenó al USPHS, a través de la Oficina Nacional
de Manejo de Desechos Sólidos, preparar un informe sobre la "Recuperación y Utilización
de Desechos Sólidos Municipales" (2), el cual fue concluido en 1971. Por esa época la EPA
(Agencia de Protección Ambiental) habla sido constituida por orden presidencial bajo el
Plan Reorganizacional No. 3 de 1970, y todas las actividades de manejo de desechos
Sólidos fueron transferidas del USPHS a la EPA. Desde entonces han sido publicados
muchos otros informes sobre varias fases del manejo de desechos sólidos, incluyendo los
informes anuales al Congreso sobre recuperación de recursos (7, 8, 9) y el informe básico
de referencia, “Decisión-Makers Guide in Solid Waste Management”(1)
Otra característica de la ley de 1970 fue el mandato del Congreso al Secretario de Salud,
Educación y Bienestar para preparar un informe sobre el tratamiento y disposición de
desechos peligrosos, incluyendo desechos radioactivos, químicos tóxicos, biológicos, y
otros de importancia para la salud pública y el bienestar social. Anteriormente, la Ley de
Energía Atómica de 1954 había autorizado a la Comisión de Energía Atómica de los
Estados Unidos para manejar todos los desechos radioactivos producidos por la Comisión y
la industria de energía nuclear.
El informe al Congreso en respuesta a la ley de 1970 fue preparado por la Oficina de
Programas de Manejo de Desechos Sólidos de la EPA y fue sometido el 30 de Junio de
1973. Este informe, titulado "Disposal of Hazardous Wastes"(6) es un tratado completo de
todos los aspectos de la disposición de desechos peligrosos y debe ser consultado por todas
las industrias y agencias activas en este campo. Varios estados la han usado como base para
sus reglamentos. Por ejemplo, el Departamento de Salud de California publicó en febrero
de 1975 un documento completo titulado "Hazardous Waste Management - laws,
Regulations, and Guidelines for the Hanling of Hazardous Wastes" (4).
Ley de Política Ambiental Nacional, 1969.
La Ley de Política Ambiental Nacional (NEPA) de 1969 es una ley que abarca todo. Ella
afecta a todos los proyectos que tienen alguna financiación federal o que están sometidos a
reglamentaciones de agencias federales. Aunque la ley tiene algunas deficiencias y ha
ocasionado retrasos en la terminación de algunos proyectos ha servido a un propósito útil
de dar al público una oportunidad para participar en el proceso de la toma de decisiones.
La ley especificó la creación de un Consejo de Calidad Ambiental en la Oficina del
Presidente. Este grupo tiene la autoridad de obligar a cada agencia federal a someter al
consejo una Declaración de Impacto Ambiental sobre cada actividad o proyecto que pueda
patrocinar o sobre el cual tenga jurisdicción. El proyecto no puede avanzar hasta tanto la
Declaración de Impacto Ambiental no haya sido aprobada por el consejo. Por ejemplo, si se
proyecta un relleno sanitario sobre un pantano adyacente a un estuario (tal como la Bahía
de San Francisco o el estuario de Río Delaware), la EPA, el Cuerpo de Ingenieros del
Ejército, el Servicio de Pesca y Vida Silvestre, y otras agencias afectadas tendrán que
participar en la revisión y aprobación del informe de Impacto Ambiental, que debe ser
preparado por la agencia que proyecta el relleno en este sitio. La agencia directora sobre
cualquier proyecto particular (en este caso, probablemente la EPA) será responsable de
preparar una Declaración de Impacto Ambiental del Informe de Impacto Ambiental de la
municipalidad. A su vez, la Declaración de Impacto Ambiental es enviada al Consejo de
Calidad Ambiental.
La preparación de informes de impacto ambiental se ha convertido prácticamente en una
nueva profesión interdisciplinaria. Se debe tomar en cuenta cada efecto concebible sobre el
ambiente debido a que la Declaración de Impacto Ambiental se convierte en un documento
legal que puede llegar a ser defendido en la corte. Los ingenieros consultores y
planificadores tienen mucho personal diversificado para servir a agencias municipales,
condados, regionales y estadales que deben preparar informes de impacto ambiental para
instalaciones de manejo de desechos sólidos. Se han creado muchas firmas consultoras
ambientales para servir a las agencias de planificación con expertos en campos tales como
ecología, ordenamiento territorial, biología acuática y terrestre, ciencia del suelo, economía
y sociología, para mencionar sólo unas pocas especialidades necesarias para estos informes.
Es importante que cada nuevo proyecto de manejo de desechos sólidos tenga un informe de
impacto ambiental bien concebido, competitivamente preparado y totalmente justificado
para informar al público, invitarlo a participar, y buscar su apoyo. Esto asegurará que el
proyecto sea aprobado bajo los términos de la ley de Política Ambiental Nacional y de
cualesquiera leyes estadales y regionales.
Leyes varias y Ordenes Ejecutivas
Muchas otras leyes son aplicables al control ambiental de problemas de manejo de
desechos sólidos. Estas incluyen la ley de Polución y Disminución de Ruido de 1970, una
ley federal que limita el ruido ambiental entre los trabajadores empleados en todas las
industrias, incluyendo muchas instalaciones de sistemas de desechos sólidos, lo mismo que
al público, debido a que pueden estar involucradas muchas operaciones ruidosas desde la
recolección hasta la disposición. La Ley de Aire Puro de 1970 (Ley Pública 91-604) es muy
importante donde están involucrados el polvo, humo, y gases descargados de operaciones
de desechos sólidos. Muchos incineradores viejos han sido cerrados debido a que las
emisiones de la chimenea excedían los limites recientemente establecidos. Han sido
cerradas plantas de fermentación controlada (compost) debido a olores emitidos fuera del
control de los operadores. El control de la polución del aire se discute en capítulos
siguientes.
Muchas órdenes ejecutivas del presidente también controlan las actividades del Consejo de
Calidad Ambiental y de la administración de la Ley de Política Ambiental Nacional.
También, muchos estados han adoptado sus propias leyes y convenios restrictivos y han
establecido nuevas agencias para el control del manejo de los desechos sólidos. De este
modo, en la planificación y diseño de estas instalaciones, los ingenieros consultores y/o los
funcionarios de planificación de agencias de manejo de desechos sólidos deben buscar
consejo legal de abogados calificados en las especialidades y excentricidades, de la ley
ambiental. Este campo está en un continuo estado de flujo.
En forma semejante, en el financiamiento de nuevos sistemas de manejo de desechos
sólidos, se debe tomar en cuenta el consejo de los consultores financieros. Muchos tipos de
donaciones gubernamentales, de agencias gubernamentales federales y estadales, pudieran
aplicarse a cualquier proyecto particular. Estas concesiones y ayudas financieras también
están sujetas a cambio y son cuidadosamente seguidos por los consultores financieros.
3.2.
AGENCIAS GUBERNAMENTALES
Como se indicó anteriormente, las diferentes leyes, reglamentos y ordenes ejecutivas han
creado una responsabilidad dividida entre muchos departamentos federales y agencias para
la reglamentación y financiamiento del manejo de desechos sólidos. En la siguiente
discusión se describen algunas de las agencias más importantes y su impacto.
Agencia para Protección Ambiental (Environmental Protection Agency, EPA)
La EPA fue creada por orden presidencial en 1970 para llegar a ser la agencia central o
líder para el control de la polución del aire, agua, y suelo de la nación. Se hizo cargo de las
responsabilidades del USPHS para el control de la polución del aire, la calidad de agua para
suministro, y el manejo de desechos sólidos. Se suprimió el antiguo Federal Water
Pollution Control Administration e incorporó en la EPA.
El diagrama de la organización es muy complejo, como en la mayoría de agencias
gubernamentales y organizaciones grandes. Ciertas oficinas de funcionarios, incluyendo la
Oficina de Programas de Manejo de Desechos sólidos, la Oficina de Programas de Aire, la
Oficina de Programas de Agua, la Oficina de Control de Ruido, y la Oficina de Manejo de
Recursos son de interés particular para el manejo de desechos sólidos. Estas oficinas han
publicado muchos documentos, incluyendo lineamientos para muchas fases del manejo de
desechos sólidos.
Un elemento importante de la EPA es la organización de 10 oficinas regionales en todo el
país. Cada oficina tiene un representante de la Oficina de Programas de Manejo de
Desechos Sólidos quien puede ser muy útil en el suministro de la información más reciente
sobre tecnología, leyes, proyectos de financiamiento, y cooperación con agencias estatales.
Estas oficinas regionales están localizadas en Boston, Nueva York, Filadelfia, Atlanta,
Chicago, Dallas, Kansas City, Denver, San Francisco y Seattle.
Administración de Investigación y Desarrollo Energético (Energy Research and
Development Administration, ERDA)
La Administración de Investigación y Desarrollo Energético, ERDA, fue creada por una ley
del Congreso y una orden ejecutiva del Presidente y fue activada el 19 de enero de 1975.
Se hizo cargo de la mayoría de las actividades de la Comisión de Energía Atómica, que fue
suprimida cuando se creó la ERDA. Como dijo el Presidente Ford en su comienzo.
"Lo que se prevé es más que una organización de investigación y desarrollo completo
de la energía. Será una organización en la cual se llenen los vacíos de nuestros
actuales esfuerzos de investigación y provea un programa nacional balanceado de
investigación. Dará el énfasis apropiado a cada fuente de energía de acuerdo a su
potencial y a su celeridad para uso práctico".
La investigación principal e instalaciones de desarrollo incluyen los laboratorios nacionales
anteriormente operados por la Comisión de Energía Atómica, lo mismo que los centros de
investigación de energía previamente bajo la responsabilidad de la Oficina de Minas del
Departamento del Interior. De la Fundación Nacional para la Ciencia, la ERDA se
responsabilizó de los programas de desarrollo de energía solar y geotérmica. Los programas
de investigación en energía automotor fueron transferidos de la EPA a la ERDA. Además
de tener su propio laboratorio sobre potencia, la ERDA ejecuta programas mediante
concesiones y contratos con universidades, grupos de investigación industrial, y otras
agencias gubernamentales, tales como la EPA.
Nuevamente, hay una estructura organizacional complicada, con varias actividades
asociadas con los desechos sólidos. La responsabilidad del manejo de desechos sólidos cae
bajo el administrador asistente del ambiente y seguridad, una de las secciones más
importantes de las cuales depende la disposición final de los desechos sólidos que contiene
billones de curies de radioactividad de vida media larga. Estos desechos se originan en el
procesado de combustible nuclear usado para recuperar uranio no usado y plutonio
recientemente generado. El producto final es un desecho sólido altamente tóxico y debe ser
almacenado durante miles de años antes de que pierda su radioactividad, aunque nunca la
perderá completamente nunca es un término que se usa para indicar un millón de años.
Sin embargo, la masa y el volumen de los desechos sólidos producidos será relativamente
pequeño comparado con los desechos urbanos e industriales. Se ha estimado que el
volumen de los desechos sólidos concentrados producidos de todos los reactores nucleares
durante los próximos 25 años será menor que 500.000 pies cúbicos, o el equivalente de un
edificio de 200 pies cuadrados por 12.5 pies de alto. Por supuesto, los desechos sólidos
serán sellados en recipientes de acero inoxidable, quizá de 10 pies de largo por un pie
de diámetro. El almacenamiento no será dentro de un edificio sino en una estructura de
concreto subterránea que pueda ser inspeccionada y vigilada durante 1.000 años (mucho
más tiempo que el de cualquier sistema de gobierno en existencia) .La ERDA también está
investigando la posibilidad de almacenamiento en cavernas profundas excavadas en granito
o en domos salinos profundos que sean impermeables al agua (5.10).
La ERDA también tiene un personal numeroso dependiendo del administrador asistente
para conservación. Entre otras responsabilidades, la dependencia de Demostraciones de
Conservación en Gran Escala está interesada en la conversión de los desechos sólidos en
energía; la EPA también está involucrada en esta actividad. Se ha estimado que se podría
generar entre el 10 y 14 por ciento de la energía eléctrica de una ciudad quemando sus
propios desechos. Otros estimativos indican que s i todos los desechos sólidos de la s 11
ciudades más grandes de los Estados Unidos se sometieran a procesado bioquímico para
producir metano, resultarían alrededor de 700 billones de pies cúbicos por año, o alrededor
del 3 por ciento de las necesidades nacionales.
El asistente del administrador de la ERDA para energía fósil tiene la responsabilidad del
desarrollo de las nuevas tecnologías de licuefacción y gasificación del carbón, las cuales
producirán grandes cantidades de desechos sólidos en forma de ceniza. El desarrollo de la
extracción de petróleo de esquistos también conducirá a cantidades casi increíbles de
desechos sólidos. Hay más petróleo atrapado en los esquistos subyacentes de Colorado que
en todos los campos petroleros del Medio Oriente. La tentación de extraer este petróleo de
rocas profundas es grande, particularmente para liberar al país de su dependencia del
petróleo del Medio Oriente. Pero las cargas pecuniarias también son muy grandes cuando
se comprende que los buenos esquistos sólo producen 25 gal/ ton de roca. Entonces, una
planta de recuperación capaz de producir 200.000 barriles diarios de petróleo- el tamaño de
una refinería grande- también produciría 336.000 ton/ día de desechos sólidos. Estos
desechos serían de naturaleza pulverulenta y casi imposibles de disponer sin ocasionar daño
al ambiente; esto se convierte en un problema tremendo de investigación para la ERDA y el
país.
Cuerpo de Ingenieros del Ejercito de los Estados Unidos (U.S. Air Corps. of Engineers).
La responsabilidad del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unido en el
manejo de desechos sólidos se mencionó anteriormente. A medida que las ciudades
situadas cerca de las aguas navegables agotan los terrenos disponibles para la disposición
final de los desechos sólidos, pueden tratar de invadir estuarios o áreas inundables de ríos,
pero tendrán que enfrentarse a las críticas rigurosas de sus informes de impacto ambiental
por el gobierno y los grupos conservacionistas. La ley de Manejo de la Zona Costera de
1972 declaró una política nacional para preservar y proteger los recursos de la nación de la
zona costera. Esta ley reconoce la disposición de desechos como a "una demanda
competitiva" sobre los terrenos costaneros que ha ocasionado pérdidas ambientales serias.
Departamento de Trabajo (Department of Labor)
La Ley de Seguridad y Salud Ocupacional de 1970 ordenó al Secretario de Trabajo
establecer normas obligatorias para proteger la salud ocupacional y la seguridad de todos
los empleadores y empleados de negocios comprometidos en comercio interestadal. Esto es
particularmente aplicable a plantas de recuperación de recursos que estarán involucrados en
embarques de materiales a través de límites estadales. Muchos estados han adoptado
normas estrictas por su propia cuenta, siguiendo al liderazgo de la Ley de Seguridad y
Salud ocupacional. Así, la salud ocupacional se convierte en un problema importante en el
diseño de instalaciones de manejo de desechos sólidos, que en el pasado estuvo sujeto a una
tasa elevada de accidentes.
Departamento de Transporte (Department of Transportation)
Se han establecido normas rigurosas sobre el transporte de desechos peligrosos. Los
recipientes deben estar marcados, y los desechos se deben colocar en recipientes
especialmente diseñados y aprobados. El Resguardo Marítimo controla los embarques
marítimos de desechos sólidos de naturaleza peligrosa.
Comisión de Comercio Interestadal (Interstate Commerce Commission)
Las tarifas de transporte son controladas por la Comisión de Comercio Interestadal. Existen
muchas diferencias en las tarifas para el embarque de materia prima, tales como madera
para pulpa y pulpa de papel, en contraposición a tarifas más altas para materiales
recuperados. La industria de transformación de materiales secundarios ha estado luchando
para obtener una estructura favorable de tarifas de manera que la recuperación de recursos y
la recirculación puedan tener importancia económica.
Departamento de Salud, Educación y Bienestar (Department of Health, Education and
Welfare).
Los efectos de las instalaciones de disposición de desechos sólidos sobre la saludparticularmente los sitios de disposición en el suelo donde es necesario el control de
vectores para la prevención de la transmisión de enfermedades- caen bajo la competencia
del Departamento de Salud, Educación y Bienestar. Se mantiene una cooperación completa
con el departamento de salud a través de las oficinas regionales.
3.3.
TEMAS DE DISCUSION
1.
En vista de la multiplicidad de agencias federales que tienen "una parte en la
acción" en el manejo de desechos sólidos, ¿estaría usted en favor de un estudio, a
ser realizado por las diferentes comisiones del Congreso que tienen jurisdicción
sobre estas agencias, para evaluar medios para consolidar actividades y
responsabilidades de una agencia única? ¿porqué? En caso contrario, ¿por qué no?
2.
Conociendo que los proyectos de ley del Congreso son escritos por empleados
profesionales del Senado y comités del Congreso, suponga que usted es un miembro
del personal del comité del Senado sobre trabajos públicos.
¿Cuáles serían las principales características de una nueva ley que usted escribirá
para que los senadores sometieran a consideración del Congreso para consolidar las
responsabilidades dentro de agencias específicas para un programa racional de
manejo de los desechos sólidos?
3.
Si usted fuera a escoger una carrera (posición) en el manejo de desechos sólidos en
una agencia gubernamental ¿Cuál nivel de gobierno- ciudad, condado, regional,
estado o federal- seleccionaría para contribuir con su experiencia y responsabilidad
para tomar acciones constructivas? ¿por qué?
4.
Discuta su opinión del valor del informe sobre impacto ambiental para cada
decisión importante de una agencia de manejo de desechos sólidos- ciudad, condado
o regional que afecte sus planes para transporte, procesado, o disposición de
desechos sólidos. Según sus estimativos, ¿Se justifica el costo?
5.
Identifique las principales leyes estadales y locales y las agencias importantes en el
manejo de desechos sólidos en su área.
6.
Cuál agencia de su gobierno estadal tiene jurisdicción sobre la promulgación de
códigos y lineamientos para el manejo de desechos sólidos? Esta agencia tiene un
personal adecuado para dar asistencia a las municipalidades y hacer cumplir las
normas? ¿Cuál es su opinión sobre la literatura que ellos distribuyen a las ciudades?
7.
¿Dónde está la oficina regional de la EPA en su área? ¿Qué está haciendo para dar
asistencia a su gobierno estadal en un intento para mejorar el manejo de desechos
sólidos en las ciudades de su estado?
8.
¿La biblioteca de su departamento ha recibido un número y variedad adecuada de
publicaciones de la EPA sobre desechos sólidos En caso contrario, se puede
organizar un grupo para obtener estas publicaciones de la oficina regional de la
EPA? ¿Cuál es su opinión de estas publicaciones?
3.4.
REFERENCIAS
1.
Colonna, R.A. and C. Mclaren: Decision-Makers Guide in Solid Waste
Management, US Environmental Protection Agency, Publication SW-127,
Washington. D.C. 1974.
2.
Drobny, N.L., H.E. Hull and R.F. Testin: Recovery and Utilization of Municipal
Solid Waste, U.S. Environmental Protection Agency. Publication SW-10c.
Washington. D.C., 1971.
3.
Eliassen, R.: Solid Waste Management: A comprehensive Assessment of Solid
Waste Problems, Practices, and Needs, Office of Science and Technology.
Executive Office of the President; Washington, D.C., 1969.
4.
Hazardous Waste Management: Laws, Regulations, and Guidelines for the Handling
of Hazardous Wastes, California Department of Public Health, Sacramento, 1975.
5.
Pittman, F.K.: Management of Radioactive Wastes. Water. Air and Soil Pollution,
vol. 4, No. 3, 1975.
6.
Report to Congress: Disposal of Hazardous Wastes. U.S. Environmental Protection
Agency, Publication SW-115, Washington, D.C. 1974.
7.
Resource Recovery and Source Reduction, First Report to Congress, U. S.
Environmental Protection, Agency, Publication SW-118, Washington D.C. 1973.
8.
Resource Recovery and Source Reduction, Second Report to Congress, U.S.
Environmental Protection Agency, Publication SW-122, Washington. D.C. 1974.
9.
Resource Recovery and Source Reduction. Third Report to Congress, U.S.
Environmental Protection Agency, Publication SW-161. Washington, D.C. 1975.
10.
Schneider, K.J.: High Level Wastes, in L.A. Sagen (ed), "Human and Ecological
Effects of Nuclear Power Plants." Charles C. Thomas. Springfield. 111. 1974.
4.
PRINCIPIOS DE INGENIERIA
En la primera parte se discutieron las perspectivas del campo del manejo de los desechos
sólidos. El propósito de la segunda parte es presentar, discutir e ilustrar los principios
ingenieriles del manejo de los desechos sólidos. Los capítulos de la segunda parte se han
organizado en una secuencia lógica que principia con la producción de desechos y continúa
con almacenamiento in situ, recolección, transferencia y transporte, procesado y
recuperación, y disposición final. El último capítulo se ha reservado al importante tema de
los desechos peligrosos.
Aunque se conoce mucho sobre los aspectos ingenieriles del manejo de desechos sólidos, el
campo es muy dinámica y hay mucho por aprender, especialmente en áreas en desarrollo
tales como la recuperación de materiales y energía. En otras áreas también se están
desarrollando constantemente nuevas tecnologías y equipos. Al dedicar un capitulo a cada
uno de los elementos funcionales que componen los sistemas de manejo de desechos
sólidos, es posible identificar los aspectos fundamentales de cada uno y delinear las
interrelaciones involucradas, en la extensión en que se conocen.
El dominio de los principios de Ingeniería presentados en la segunda par te es fundamental
para comprender y evaluar las operaciones y sistemas existentes, para evaluar los impactos
de tecnologías nuevas y propuestas, y para la selección y análisis adecuado de alternativas
en el desarrollo de sistemas nuevos. En la Tercera parte se considera la capacidad para
medir el impacto de cursos alternos de acción, que es vital en el manejo de estos sistemas y
en el proceso de toma de decisiones.
PRODUCCION DE DESECHOS SOLIDOS
Los desechos sólidos, como se anotó antes, incluyen todos los materiales sólidos y
semisólidos que el poseedor considera no tienen suficiente valor para retenerlos.
Colectivamente, forman la preocupación fundamental en todas las actividades del manejo
de desechos sólidos ya sea que el nivel de planeamiento sea local subregional , o del estado
y federal. Por esta razón, es importante conocer tanto como sea posible sobre estos
materiales.
El propósito de este capitulo es triple: identificar las fuentes y tipos de desechos sólidos,
examinar su composición física y química y discutir las tasas de generación de desechos
sólidos y la influencia de los factores involucrados. La información presentada en este
capítulo también tendrá aplicación en el resto del texto.
4.1.
FUENTES Y TIPOS DE DESECHOS SOLIDOS
El conocimiento de las fuentes y tipos de desechos sólidos, junto con da tos sobre la
composición y las tasas de generación, es básico para el diseño y operación de los
elementos funcionales asociados con su manejo.
Fuentes de Desechos Sólidos
Las fuentes de desechos sólidos están, en general, relacionados con el uso de la tierra y la
zonificación. Aunque se puede clasificar las fuentes hasta un número indeterminado, se han
encontrado útiles las siguientes categorías: l) residencial, 2) comercial, 3) municipal, 4)
industrial, 5) áreas libres, 6) plantas de tratamiento y 7) agrícola. En la Tabla 4.1, se
presentan las instalaciones de generación de desechos, actividades o localizaciones típicas
asociadas con cada una de estas fuentes. También se identifican los tipos de desechos
generados, que se discuten a continuación.
TABLA 4.1. INSTALACIONES DE PRODUCCIÓN, ACTIVIDADES O LOCALIZACIONES
TÍPICAS ASOCIADAS CON VARIAS CLASIFICACIONES DE FUENTES
FUENTES
INSTALACIONES, ACTIVIDADES O
TIPOS DE DESECHOS
LOCALIZACIONES DONDE SE
SOLIDOS
GENERAN LOS DESECHOS
Residencial
Residencias unifamiliares y multifamiliares, Desechos de alimentos
edificios de apartamentos, de poca, mediana desperdicios, cenizas
y gran altura.
desechos especiales.
Comercial
Tiendas, restaurantes, mercados, edificios
Desechos de alimentos,
de oficinas, hoteles, moteles, almacenes de desperdicios, cenizas,
impresos, reparación de automóviles,
desechos de demolición y
instalaciones médicas e instituciones, etc.
construcción, desechos
especiales, desechos
ocasionalmente
peligrosos.
Municipal*
Como los anteriores*
Como los anteriores
Industrial
Construcción, fabricación, manufacturas
Desechos de alimentos,
ligeras y pesadas, refinerías, plantas
desperdicios, cenizas,
químicas, madera, minería, generación de
desechos de demolición y
electricidad, demolición, etc.
construcción, desechos
especiales, desechos
peligrosos.
Areas libres
Calles, avenidas, parques, terrenos
Desechos especiales,
vacantes, terrenos de juego, playas,
desperdicios.
autopistas, áreas recreacionales, etc.
Sitio de Plantas
Agua, aguas residuales y procesos
Desechos de plantas de
de tratamiento.
industriales de tratamiento, etc.
tratamiento, compuestos
principalmente de lodos
residuales.
Agrícolas
Cultivos, huertos, viñedos, ordeñaderos,
Desechos de alimentos
corrales de ganado y animales, granjas, etc. compuestos, desechos de
la agricultura,
desperdicios, desechos
peligrosos.
*
Normalmente se supone que el término municipal incluye tanto, a los
desechos sólidos residenciales- como comerciales producidos en la
comunidad.
Tipos de Desechos Sólidos
El término desechos sólidos es inclusivo y comprende todas las fuentes, tipos de
clasificaciones, composición y propiedades. Los desechos que son descargados pueden
tener valor importante en otro marco de referencia, pero ellos tienen poco o ningún valor
para el poseedor, quien desea deshacerse de ellos. Para evitar confusión, el término basura,
utilizado a menudo en lugar del término desechos sólidos, no es utilizado en este texto.
Como una base para las discusiones subsiguientes, será útil definir los varios tipos de
desechos sólidos que son producidos. Ver Tabla 4.1. Es importante estar enterado de las
definiciones de los términos de los desechos sólidos y de que las clasificaciones varían
mucho en la literatura. Por consiguiente, la utilización de datos publicados requiere de
considerable cuidado, criterio y sentido común. Las siguientes definiciones se proponen
para que sirvan como guía y no para ser arbitrarias o precisas en un sentido científico.
Desechos de alimentos. Desechos de alimentos son los residuos de animales frutas o
vegetales que resultan del manejo, preparación, enfriamiento e ingestión de alimentos
(también llamados basura). La característica más importante de estos desechos es que son
altamente putrescibles y se descomponen rápidamente, en especial en clima cálido. A
menudo, la descomposición conducirá al desarrollo de olores ofensivos. En muchos
lugares, la naturaleza putrescible de estos desechos influenciará apreciablemente el diseño y
la operación del sistema de recolección de desecho. Además de las cantidades de desechos
de alimentos producidos en residencias se producen cantidades considerables en cafeterías,
restaurantes y en instalaciones institucionales grandes como hospitales, prisiones e
instalaciones asociadas con el mercadeo de alimentos, incluyendo tiendas y mercados al por
mayor y menor.
Basura o escombros. La basura o escombros consisten en desechos sólidos combustibles y
no combustibles de casas, instalaciones, actividades comerciales, etc., excluyendo desechos
de alimentos u otros materiales altamente putrescibles. Típicamente, los desperdicios
combustibles consisten de materiales como papel, cartón, plásticos, textiles, caucho, cuero,
madera, muebles y corte de jardines. Los desperdicios no combustibles consisten en
artículos como vidrio loza, envases de hojalata, aluminio, metales ferrosos y no ferrosos y
tierra.
Cenizas y residuos. Materiales que resultan de quemar madera, carbón, coque y otros
desechos combustibles en casas, tiendas, instituciones e instalaciones
industriales y municipales para calefacción, cocción y disposición de desechos
combustibles, se clasifican como cenizas y residuos. Los residuos de plantas de generación
de energía, normalmente, no se incluyen en esta categoría. Las cenizas y residuos
normalmente, se componen de materiales finos, polvorientos, escorias, clinquer y pequeñas
cantidades de materiales quemados total o parcialmente (1). En los residuos de
incineradores municipales también se encuentran vidrio, loza y varios materiales.
Desechos de Demolición y Construcción. Los desechos de edificios demolidos y otras
estructuras se clasifican como desechos de demolición. Los desechos de la construcción,
remodelación y reparación de residencias individuales, edificios comerciales y otras
estructuras se clasifican como desechos de la construcción; estos desechos con frecuencia
son clasificados como basura.
Las cantidades producidas son difíciles de estimar y de composición variable, pero pueden
incluir tierra, piedras, concreto, ladrillos, mortero, madera, tejas y plomería, partes de
calefacción y eléctricos.
Desechos Especiales. Desechos como los del barrido de calles, desperdicios a lo largo de
carreteras, desechos de recipientes municipales de desperdicios escombros de cuencas,
animales muertos y vehículos abandonados, se clasifican como desechos especiales. Debido
a que es imposible predecir donde se encontrarán animales muertos o automóviles
abandonados, se identifica a estos desechos como originados en lugares no específicos y
dispersos. Esto contrasta con las fuentes residenciales, que también son dispersas pero
específicas en cuanto a que la producción es un acontecimiento periódico.
Desechos de Plantas de Tratamiento. Los desechos sólidos y semisólidos de instalaciones
de tratamiento de aguas, aguas residuales y desechos industriales se incluyen en esta
clasificación; las características especificas de estos materiales varía dependiendo de la
naturaleza del proceso de tratamiento. Actualmente; su recolección no está a cargo de la
mayoría de las agencias municipales responsables del manejo de los desechos sólidos.
En el futuro, sin embargo, se anticipa que su disposición llegará a ser un factor importante
en cualquier plan de manejo de desechos sólidos, Capítulo 12.
Desechos Agrícolas. Los desechos y residuos que resultan de diversas actividades
agrícolas, como los de la siembra y cosecha de surcos, campos y árboles y cultivos de vid,
la producción de leche, la producción de animales para sacrificio y la operación de corrales
se llaman colectivamente Desechos Agrícolas. Actualmente, la disposición de estos
desechos no es responsabilidad de la mayoría de las agencias municipales y regionales de
manejo de desechos sólidos. Sin embargo, en muchas áreas la disposición de estiércol
animal se ha convertido en un problema crítico, especialmente de corrales y ordeñaderos.
Desechos Peligrosos. Los desechos químicos, biológicos, inflamables, explosivos o
radioactivos que plantean un peligro sustancial para la vida humana, de las plantas o
animal; inmediatamente en el tiempo, se clasifican como peligrosos. Corrientemente,
estos desechos se presentan en forma de líquidos, pero con frecuencia se encuentran en
forma de gases, sólidos o lodos; en todos los casos, estos desechos deben ser manejados y
dispuestos con gran cuidado y precaución.
Debido a la naturaleza especializada de estos desechos, en el capítulo II se considera su
manejo, el cual trata específicamente de desechos peligrosos.
4.2.
COMPOSICIÓN DE LOS DESECHOS SÓLIDOS MUNICIPALES
La información sobre la composición de los desechos sólidos es importante en la
evaluación de alternativas sobre necesidades de equipo, sistemas, programas y planes de
manejo. Por ejemplo, si los desechos sólidos son producidos en una instalación comercial
sólo consisten de productos de papel, puede ser apropia do el uso de equipo especial de
procesado como desmenuzadores y fardos. También se puede considerar la recolección
separada si la ciudad o agencia de recolección está involucrada en un programa de
recirculación de productos de papel. La evaluación de la factibilidad de la incineración
depende de la composición química de los desechos sólidos.
La composición física y química de los desechos sólidos municipales se discuten en esta
sección, también se describen los cambios futuros en composición. La discusión se limita a
un análisis de los desechos municipales, debido a que la consideración de la composición
de todos los tipos de desechos agregaría información útil y está más allá del alcance de este
texto, el cual trata principalmente del manejo de desechos sólidos municipales. Sin
embargo, es importan te anotar que las bases del análisis presentado son aplicables a todos
los tipos de desechos sólidos. En la Referencia 2 se presentan detalles adicionales sobre
varios métodos de ensayos físicos, químicos y biológicos para desechos sólidos.
Composición Física
La información y datos sobre la composición física de desechos sólidos son importantes en
la selección y operación del equipo e instalaciones, ver capítulo 5 y 8, en la evaluación de
la factibilidad de la recuperación de recursos y energía, ver capítulo 9, y en el análisis y
diseño de las instalaciones de disposición, ver capítulo 10. Los componentes individuales
que constituyen los desechos sólidos municipales, y el contenido de humedad y la densidad
de los desechos sólidos se describen en la siguiente discusión.
Componentes individuales. Los componentes que típicamente constituyen la mayoría de los
desechos sólidos municipales y su distribución relativa se reportan en la Tabla 4.2. Aunque
se podría seleccionar cualquier número de componentes, se han seleccionado los que
aparecen en la Tabla 4.2, debido a que son identificables fácilmente y consistentes con las
categorías componentes reportadas en la literatura y debido a que se ha comprobado que
son adecuadas para la caracterización de los desechos sólidos, para la mayoría de las
aplicaciones. Los datos de la Tabla 4.2, provienen de la literatura y experiencia de los
autores.
TABLA 4.2. COMPOSICIÓN FÍSICA TÍPICA DE LOS DESECHOS SÓLIDOS
MUNICIPALES
Rango
PORCENTAJE EN PESO
Típico
Materiales de
Empaque*
15
40
55,8
4
3
3,6
2
0,4
0,5
0,5
12
2
7,8
8
18,1
6
14,3
1
2
4
-
Desechos de alimentos
6 – 26
Papel
25 – 45
Cartón
3 – 15
Plásticos
2–8
Textiles
0–4
Caucho
0–2
Cuero
0–2
Residuos de jardín
0 – 20
Madera
1–4
Vidrio
4 – 16
Envases de hojalata
2–8
Metales no ferrosos
0–1
Metales ferrosos
1–4
Tierra, ceniza, ladrillo, etc.
0 - 10
*
De Ref. 4
+
Basado en medidas hechas durante un período de 5 años (1971 a 1975)
Davis
California
9,5
43,1
6,5
1,8
0,2
0,8
0,7
14,3
3,5
7,5
5,2
1,5
4,3
1,1
Los porcentajes de los componentes de los desechos sólidos municipales varían con la
localización, la estación, la condición económica y muchos otros factores. Por esta razón,
de ser posible, se debe realizar un estudio especial, si la distribución de los componentes es
un factor crítico en un proceso particular de decisiones de manejo. Aún entonces puede ser
imposible obtener una evaluación exacta a menos que sean analizados un número
prohibitivamente grande de muestras.
Una falta común en muchos estudios de ingeniería es gastar demasiado dinero en reunir
datos que jamás serán utilizados; esto es especialmente cierto con respecto a la distribución
de datos sobre los componentes de los desechos sólidos. Por ejemplo, si no se va a
recuperar vidrio, no es especialmente importante saber si la cantidad es 7% opuesto a 8%,
ver Tabla 4.2., a menos que haya alguna razón específica por la cual se deba conocer una
distribución más detallada de los componentes. Los datos presentados en la Tabla 4.2., se
pueden utilizar en la mayoría de los estudios de manejo.
Determinación de los Componentes en el Campo. Debido a la naturaleza heterogénea de los
desechos sólidos, la determinación de los componentes no es una tarea fácil. Los
procedimientos estrictamente estadísticos son difíciles, sino imposibles, de implementar;
por esta razón ha sido desarrollado un procedimiento de campo más generalizado, para
determinar la composición basándose en el sentido común y técnicas de muestreo al azar.
El procedimiento comprende la descarga de una cantidad de desechos en un área controlada
del sitio de disposición que está aislada de los vientos y separada de otras operaciones. Una
muestra representativa residencial podría ser una camionada que resulta de una recolección
típica diaria en un área residencial, también serían representativas una muestra mezclada
del foso de almacenamiento de un incinerador o del foso de descarga de un desmenuzador.
El sentido común es importante en la selección de la carga a ser muestreada. Por
ejemplo, no sería típica una carga que contenga la acumulación semanal de desechos de
patios (hojas) durante el otoño.
Para asegurar que los resultados obtenidos sean buenos estadísticamente, se deben obtener
suficiente número de muestras. Se ha encontrado que algunas medidas, efectuadas con
muestras de unos 100 kilos, varían significativamente de otras medidas realizadas con
muestras hasta de 175 kilos, tomados de la misma carga de desecho (6). Los autores han
obtenido resultados parecidos en estudios de campo realizados en Hawai y en Davis,
California.
Para obtener una muestra para análisis, se cuartea primero la carga, entonces se selecciona
una parte para cuarteo adicional hasta que el tamaño de la muestra es de alrededor de 100
kilos. Es importante mantener la integridad de cada cuarto seleccionando,
independientemente del olor o la descomposición física y para estar seguros de que se
miden todos los componentes. Solamente, de esta manera se puede mantener algún grado
de selección imparcial al azar. En la Asociación Americana de Trabajos Públicos* se ha
publicado información adicional.
Contenido de Humedad. El contenido de humedad de un desecho sólido, generalmente, se
expresa como el peso de humedad por unidad de peso de material húmedo o seco. En el
método de medida en peso húmedo, la humedad de una muestra se expresa como un
porcentaje del peso húmedo del material; en el método en seco, se expresa como un
porcentaje del peso seco del material. En forma de ecuación, el contenido de humedad en
peso húmedo se expresa corno sigue:
Contenido de humedad (%) = a-b 100
a
(4.1)
donde:
a = peso inicial de la muestra, como se entrega
b = peso de la muestra después de secar
En la Tabla 4-3, se dan datos típicos del contenido de humedad para los componentes de los
desechos sólidos de la Tabla 4.2, para la mayoría de los desechos sólidos municipales, el
contenido de humedad variará del 15 al 40%, dependiendo de la composición de los
desechos, la estación del año y las condiciones de humedad y meteorológicas,
particularmente la lluvia. En el Ejemplo 4.1, se ilustra el uso de datos de la Tabla 4-3, para
estimar el contenido total de humedad de los desechos sólidos.
*
American Public- Works Association
TABLA 4.3. DATOS TÍPICOS DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DEL LOS
COMPONENTES DE LOS DESECHOS SÓLIDOS MUNICIPALES
Componente
POR CIENTO DE HUMEDAD
Rango
Típico
Desechos de alimentos
50 – 80
70
Papel
4 – 10
6
Cartón
4–8
5
Plásticos
1–4
2
Textiles
6 – 15
10
Caucho
1–4
2
Cuero
8 – 12
10
Desechos de jardín
30 – 80
60
Madera
15 – 40
20
Vidrio
1–4
2
Envases de hojalata
2–4
3
Metales no ferrosos
2–4
2
Metales ferrosos
2–6
3
Tierra, ceniza, ladrillo, etc.
6 – 12
8
Desechos sólidos municipales
15 - 40
20
Ejemplo 4.1. Estimativo del contenido de humedad de los desechos sólidos municipales.
Estimar el contenido de humedad de una muestra de desechos sólidos con la composición
típica dada en la Tabla 4.2.
Solución:
1.
Construya una tabla de cálculos, ver Tabla 4.4.
TABLA 4.4. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD, PARA LA
MUESTRA DE DESECHOS SÓLIDOS EN EL EJEMPLO 4.1.
Por ciento en
peso
15
Contenido de
humedad %
70
Peso Seco*
Papel
40
6
37,6
Cartón
4
5
3,8
Plásticos
3
2
2,9
Textiles
2
10
1,8
Caucho
0,5
2
0,5
Cuero
0,5
10
0,4
Desechos de jardín
12
60
4,8
Madera
2
20
1,6
Vidrio
8
2
7,8
Envases de hojalata
6
3
5,8
Metales no ferrosos
1
2
1,0
Metales ferrosos
2
3
1,9
Tierra, ceniza, ladrillo, etc.
4
8
3,7
Componente
Desechos de alimentos
TOTAL
100
Contenido de humedad = (100 – 78,1) = 100 = 21,9
100
*
Basado en el peso de la muestra de 100 lb como se entrega.
4,5
78,1
2.
Determine el peso seco de los componentes del desecho sólido utilizando la relación
siguiente:
Peso seco
3.
=
(100 - contenido de humedad, %)
(peso como se entrega)
Determine el contenido de humedad de la muestra de desechos sólidos
utilizando la ecuación 4.1.
Contenido de humedad (%) =
100 - 78,1 100 = 21,9
100
Densidad. Con frecuencia se necesitan datos de densidad para evaluar la masa total y el
volumen de agua que se deben manejar. Desafortunadamente, hay poca o ninguna
uniformidad en la manera como se han reportado las densidades de desechos sólidos en la
literatura. A menudo no se ha hecho distinción alguna entre densidades de desechos
compactados y sin compactar. En la Tabla 4-5, se reportan densidades típicas para varios
desechos como se encuentran en los recipientes por orígenes. En la Tabla 4.6, se dan los
datos correspondientes para los componentes de los desechos sólidos de la Tabla 4.2.
Debido a que las densidades de los desechos sólidos varían ampliamente con la localización
geográfica, estación del año y tiempo de almacenamiento, se debe tener mucho cuidado en
la selección de valores típicos. Se ha encontrado que los desechos sólidos municipales
como se entregan en los vehículos de compactación varían de 300 a 700 lb/yd3 (178 a 416
Kg/m3), un valor típico es de alrededor de 500 lb/yd3 (297 Kg/m3).
Composición Química
La información sobre la composición química de los desechos sólidos es importante en la
evaluación de opciones alternas de procesado y recuperación. Por ejemplo considere el
proceso de incineración. Típicamente, se puede pensar de los desechos como una
combinación de materiales combustibles semihúmedos y no combustibles, si se va a utilizar
desechos sólidos como combustible, las cuatro cualidades más importantes a conocer son:
1.
Análisis inmediato
a)
b)
c)
d)
Humedad (pérdida a 105°C durante 1 hora)
Material volátil (pérdida adicional por ignición a 950°C)
Cenizas (residuos después de quemar)
Carbón fijo (restante)
TABLA 4.5. DENSIDADES TÍPICAS DE DESECHOS SÓLIDOS MUNICIPALES
POR FUENTES*
Fuente
DENSIDAD (lb/yd3)
Rango
Típico
Basura +
150 - 300
220
Desechos de jardín
100 - 250
175
1.100 – 1.400
1.250
En Camión compactador
300 - 750
500
En el relleno (normalmente compactado)
600 - 850
750
1.000 – 1.250
1.000
1.000 – 1.800
1.200++
200 - 450
360
1.000 – 1.800
1.300++
800 – 1.600
900
Basura, combustible
80 - 300
200
Basura, no combustible
300 - 600
500
Residencia (sin compactar)
Cenizas
Residencial (compactado)
En relleno (bien compactado)
Residencial (después de procesado)
Embalado
Desmenuzado (sin compactar)
Desmenuzado (compactado)
Comercial – Industrial (sin compactar)
Desechos de alimentos (húmedo)
*
Adaptado en parte a la Ref. 10
No incluye cenizas
++
Compactación de poca presión, menos de 100 lb/pg2
NOTA: lb/yd3 x 0.5933 = kg/m3
Lb/pg2 x 6.895 = kg/m2
+
TABLA 4.6. DENSIDADES TÍPICAS DE LOS COMPONENTES DE DESECHOS
SÓLIDOS MUNICIPALES COMO SE DESCARTAN*
Componente
DENSIDAD (lb/yd3)
Rango
Típico+
Desechos de alimentos
8 – 30
18,0
Papel
2–8
5,1
Cartón
2–5
3,1
Plásticos
2–8
4
Textiles
2–6
4
Caucho
6 – 12
8
Cuero
6 – 16
10
Desechos de jardín
4 – 14
6,5
Madera
8 – 20
15,0
Vidrio
10 – 30
12,1
Envases de hojalata
3 – 10
5,5
Metales no ferrosos
4 – 15
10,0
Metales ferrosos
8 – 70
20
Tierra, ceniza, ladrillo, etc.
20 – 60
30
*
Sin compactar
Basado en medidas hechas durante un período de 5 años (1971 a 1975) en Davis, California.
NOTA: lb/pie3 x 16.019 = kg/m3
+
2.
Punto de fusión de la ceniza
3.
Análisis final, por ciento de C (carbón), H (hidrógeno), O (oxígeno) N(nitrógeno),
S(azufre) y ceniza.
4.
Valor calórico
Un análisis inmediato de los componentes combustibles de desechos sólidos municipales
como son descartados se presenta en la Tabla 4.7.
En la Tabla 4.8, se presentan datos representativos del análisis final de componentes típicos
de desechos municipales de la Tabla 4.2. Si los valores Btu no son disponibles, se puede
determinar el valor aproximado de Btu usando la ecuación 4.2, conocida como la fórmula
modificada de Dulong (4) y los datos de la Tabla 4.8.
Btu.lib
=
145.4 C + 620 (H – 1/8 O) + 41S
(4.2)
Donde:
C
H
O
S
=
=
=
=
Carbón, por ciento
Hidrógeno, por ciento
Oxígeno, por ciento
Azufre, por ciento
En la Tabla 4.9, se reportan datos típicos sobre el residuo inerte y los valores calóricos para
desechos municipales, como se muestra, los valores calóricos se han seleccionado en base a
la forma en que se descartan. Los valores en Btu en la Tabla 4.9, se pueden convertir a base
seca usando la ecuación 4.3.
Btu/lb (base seca)
=
Btu (como se descartan)
(100)_____ (4.3)
100 - % Humedad
La ecuación correspondiente para Btu por libra sobre una base de cenizas es:
Btu/lb (seco libre de cenizas) = Btu/lb (como se descartan) |A|
A
=
100_____________
100 - % ceniza - % humedad
(4.4)
TABLA 4.7. ANÁLISIS INMEDIATO TÍPICO PARA DESECHOS
SÓLIDOS MUNICIPALES
Componente
VALOR POR CIENTO
Rango
Típico
Humedad
15 – 40
20
Materia volátil
40 – 60
53
Carbón – fijo
5 – 12
7
Vidrio, metal, ceniza
15 - 30
20
TABLA 4.8. DATOS TÍPICOS SOBRE EL ANÁLISIS FINAL DE COMPONENTES
COMBUSTIBLES EN DESECHOS SÓLIDOS MUNICIPALES
Componente
POR CIENTO EN PESO (base seca)
Carbón Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Azufre
Ceniza
Desechos de alimentos
48,0
6,4
37,6
2,6
0,4
5,0
Papel
43,5
6,0
44,0
0,3
0,2
6,0
Cartón
44,0
5,9
44,6
0,3
0,2
5,0
Plásticos
60,0
7,2
22,8
-
-
10,0
Textiles
55,0
6,6
31,2
4,6
0,15
2,5
Caucho
78,0
10,0
-
2,0
-
10,0
Cuero
60,0
8,0
11,6
10,0
0,4
10,0
Desechos de jardín
47,8
6,0
38,0
3,4
0,3
4,5
Madera
49,5
6,0
42,7
0,2
0,1
1,5
Tierra, ceniza, ladrillo, etc.
26,3
3,0
2,0
0,5
0,2
68,0
TABLA 4.9.
DATOS TÍPICOS SOBRE RESIDUO INERTE Y CONTENIDO DE
ENERGÍA DE DESECHOS SÓLIDOS MUNICIPALES
Componente
RESIDUO INERTE*
ENERGIA Btu/lb*
Rango
Típico
Rango
Típico
Desechos de alimentos
2–8
5
1500 – 3000
2000
Papel
4–8
6
5000 – 8000
7200
Cartón
3–6
5
6000 – 7500
7000
Plásticos
6 – 20
10
12000 – 16000
7000
Textiles
2–4
2,5
6500 – 8000
7500
Caucho
8 – 20
10
9000 – 12000
10000
Cuero
8 – 20
10
6500 – 8500
7500
Desechos de jardín
2–6
4,5
1000 – 8000
2800
Madera
0,6 – 2
1,5
7500 – 8500
8000
Vidrio
96 - 99+
98
50 – 100
60
Envases de hojalata
96 – 99+
98
100 – 500
300
Metales no ferrosos
90 – 99+
96
Metales ferrosos
94 – 99+
98
100 – 500
300
Tierra, ceniza, ladrillo, etc.
60 – 80
70
1000 – 5000
3000
4000 - 5500
4500
Desechos sólidos municipales
*
Después de combustión completa
En base a la forma en que son descartados
NOTA: Btu/lb x 2.326 = kj/kg
+
En el ejemplo 4.2. se ilustra el uso de los datos de la Tabla 4.9. en el cálculo del contenido
de energía de un desecho sólido municipal.
Ejemplo 4.2. Estimación del contenido de energía de desechos sólidos municipales
típicos.
Determine el valor energético de desechos sólidos municipales típicos con la composición
media mostrada en la Tabla 4.2.
Solución
1.
2.
3.
Suponga que el valor calórico será calculado en base a como es descartada.
Determine la energía utilizando una tabla de cálculos, Ver Tabla 4.10
Como se muestra en la Tabla 4.10, el contenido de energía de los desechos
en la forma en que son descartados sería 4.762 Btu/lb (11.053 Kj/ Kg). Este
valor típico es dado en la Tabla 4.9.
Cambios Futuros en Composición
En términos de planeación del manejo de los desechos sólidos, es muy importante conocer
las tendencias futuras en la composición de los desechos sólidos, por ejemplo, si se
instituyera un programa de recirculación de papel sobre la base de la distribución normal de
datos y si la producción de papel se fuera a eliminar en el futuro, tal programa no llegaría a
ser más que un costoso "elefante blanco". Aunque este es un caso extremo, sin embargo
ilustra el punto de que las tendencias futuras deben ser evaluadas cuidadosamente en la
planeación, a largo plazo. Otro aspecto importante es si las cantidades están realmente
cambiando o únicamente mejorado el sistema de reportarlas.
Desechos de Alimentos. La cantidad de desechos residenciales de alimentos re colectados
ha cambiado significativamente con los años como resultado de avances técnicos y cambios
en actitud pública. Dos avances tecnológicos que han tenido un efecto importante son el
uso del molino de residuos en casas y el desarrollo de la industria de procesado y empaque
de alimentos.
Recientemente, debido a que el público se encuentra mejor informado y preocupado
ambientalmente y debido a que los efectos de la inflación se han vuelto más generales, se
ha desarrollado una tendencia hacia el uso, en mayor escala, de vegetales crudos en lugar
de procesados aunque pareciera que tal tendencia aumentará la cantidad de desechos de
alimentos recolectados, esto no es necesariamente el caso. Los usos alternos para los
desechos de alimentos, como la fermentación controlada, han servido para compensar
cualquier aumento en las cantidades producidas.
TABLA 4.10. CÁLCULO DEL CONTENIDO DE ENERGÍA PARA LOS DESECHOS
SÓLIDOS MUNICIPALES EN EL EJEMPLO 4.2.
Componente
Desechos
Sólidos*
15
Energía
Btu/lb
1.000
Energía Total
Btu
30.000
Papel
40
7.200
288.000
Cartón
4
7.000
28.000
Plásticos
3
14.000
42.000
Textiles
2
7.500
15.000
Caucho
0,5
10.000
5.000
Cuero
0,5
7.500
3.750
Desechos de jardín
12
2.800
33.600
Madera
2
8.000
16.000
Vidrio
8
60
480
Envases de hojalata
6
300
1.800
Metales no ferrosos
1
-
-
Metales ferrosos
2
300
600
Tierra, ceniza, ladrillo, etc.
4
3.000
12.000
Desechos de alimentos
100
Contenido de energía
*
476.230 Btu =
100 lb
Los datos fueron deducidos de las Tablas 4.2 y 4.9
NOTA: Btu/lb x 2.326 = kj/kg
4.762 Btu
lb
476.230
(11.053 Kj)
Kg
Papel. El porcentaje de papel encontrado en desechos sólidos ha aumentado enormemente
en años recientes. Si consideramos que el porcentaje de aumento en la cantidad de papel
producido en los Estados Unidos alcanza a más de dos veces el aumento de población para
los años 1950 a 1962 (1). La razón para el aumento en el desecho de papel es clara. Sin
legislación que se interponga, se espera que esta tendencia continuará durante algún tiempo
en el futuro.
Plásticos. El porcentaje de plásticos en los desechos sólidos también ha aumentado
apreciablemente durante los últimos 20 años. Las condiciones futuras (económicas y
políticas) que rodean a la industria productora de petróleo afectará la producción de
plásticos. El alcance de cualquiera de los impactos actualmente es desconocido.
4.3.
TASAS DE PRODUCCIÓN
El tema de la tasa de producción de desechos sólidos ha ocasionado considerable confusión
debido a los diferentes métodos de medida y a las distintas clasificaciones de desechos
adaptados para los datos reportados. La razón para medir las tasas de producción es la de
obtener datos que se puedan usar para determinar la cantidad total de desechos a ser
manejados. Además, en cualquier estudio de manejo de desechos sólidos, se debe tener
cuidado extremo en la asignación de fondos y en decidir que es lo que realmente se va a
conocer.
Debido a la importancia de ser capaz de evaluar la cantidad de desecho sólido producido,
en esta sección se dedican discusiones separadas a:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Medida de las cantidades
Análisis estadístico de las tasas de producción
Expresiones para tasas unitarias de producción
Métodos usados para determinar las tasas de producción
Tasas típicas de producción
Factores que afectan las tasas de producción.
Medida de las Cantidades
El peso y el volumen se utilizan para medir cantidades de desechos sólidos,
desafortunadamente, el uso del volumen como una medida de la cantidad puede ser
extremadamente engañosa. Por ejemplo, una yarda cúbica de desechos sueltos representa
una cantidad diferente de una yarda cúbica de desechos que han sido compactados en un
camión compactador y cada uno de estos es diferente de una yarda cúbica de desechos que
han sido compactados nuevamente en un relleno. Por consiguiente, si se van a usar medidas
de volumen, los volúmenes medidos deben estar relacionados con grado de compactación
de los desechos.
Para evita r confusión, las cantidades de desecho sólido se debieran expresa r en términos
de peso. El peso es la única base exacta para registros debido a que se pueden medir
directamente los tonelajes, independientemente del grado de compactación .El uso de los
registros en peso, es también importante en el transporte de los desechos sólidos, ya que la
cantidad que puede ser acarreada generalmente está restringida por límites de peso, en las
carreteras, en lugar del volumen.
Análisis Estadístico de las Tasas de Producción
En el desarrollo de sistemas de manejo de desechos sólidos, a menudo es necesario
determinar las características estadísticas de la producción de desecho. Por ejemplo, para
muchas actividades industriales grandes no seria práctico proveer un recipiente con
capacidad para recibir la mayor cantidad concebible de desechos sólidos a ser producidos
en un día dado. La capacidad del recipiente a ser provisto se debe basar en un análisis
estadístico de las tasas de producción y las características del sistema de recolección.
Las medidas estadísticas que se deben considerar incluyen la media, el modo, mediana,
desviación estándar y el coeficiente de variación. La definición de estas medidas y su
aplicación se describen en el Apéndice C.
Expresiones para Tasas Unitarias de Producción
Además de conocer las fuentes y la composición de los desechos sólidos que deben ser
manejados, es igualmente importante ser capaz de desarrollar unidades de expresión
significativas para las cantidades producidas. Debido a que se deben usar diferentes
unidades de expresión, para diferentes fuentes de producción, cada fuente se discute por
separado. Se anota, sin embargo, que los datos de unidad de producción disponibles para
actividades comerciales e industriales son actualmente escasos. Por consiguiente, se ha
encontrado conveniente, en muchos casos, usar para estas actividades las mismas unidades
utilizadas para desechos residenciales, en reemplazo de unidades más racionales en la
siguiente discusión. La mayoría de los registros de desechos más completos son aquellos
hechos en rellenos locales, estaciones de transferencia o estaciones de procesado y
generalmente es imposible separar las fuentes de las que se derivaron los desechos.
Residencial. Debido a la naturaleza relativamente estable de los desechos residenciales en
un lugar dado, la unidad de expresión más común usada para sus tasas de producción es
libras (kilos) por habitante por día. Sin embargo, en el caso en que la composición del
desecho varíe apreciablemente de los desechos municipales típicos Tabla 4.2 el uso de
libras (kilos) por habitante por día puede ser engañoso, especialmente cuando se están
comparando cantidades.
Comercial. En el pasado, las tasas de producción de desecho comercial también se han
expresado en libras (kilos) por habitante por día. Aunque esta práctica se ha continuado
como conveniente, agrega poca información útil acerca de la naturaleza de la producción
de desecho sólido en fuentes comerciales. Un enfoque más significativo será relacionar las
cantidades producidas al número de clientes, el valor de las ventas en dólares o alguna
unidad parecida. El uso de tales factores permitiría hacer comparaciones en todo el país.
Industrial. Idealmente, los desechos producidos en actividades industriales se debieran
expresar en base a alguna medida reproducible de producción, tal como libras (kilos) por
automóvil, para una planta de ensamblaje de automóviles o libras (kilos) por caja, para una
planta de enlatados. Cuando tales datos sean desarrollados será posible hace r
comparaciones significativas entre actividades industriales similares en todo el país.
Agrícola. Donde se han recogido datos adecuados, los desechos sólidos de actividades
agrícolas ahora se expresan más a menudo en términos de alguna medida reproducible de
producción, tal como libras (kilos) de estiércol por vaca de 1.400 libras por día y libras
(kilos) de desecho por toneladas de producto crudo. En este momento, la cuantificación de
los desechos sólidos producidos en actividades agrícolas asociadas con el campo y cultivos
en surco, es difícil debido a la poca información útil que se ha reunido en el pasado.
Métodos usados para determinar las Tasas de Producción
Los métodos comúnmente utilizados para evaluar la producción de desechos sólidos por
habitante son: 1) un análisis de conteo de cargas, 2) análisis de peso- volumen y 3) análisis
de balance de materiales. Revisando la información presentada en esta discusión, será útil
recordar que la mayoría de las medidas de tasas de producción no representan lo que ellas
reportan o se supone que representan. En el caso de predecir las tasas de producción
residencial las tasas medidas rara vez reflejan la tasa verdadera debido a que hay muchos
factores que confunden, tales como almacenamiento en el origen y el uso de lugares
alternos de disposición que hacen difícil la evaluación de la tasa verdadera. La mayoría de
las tasas de generación de desechos sólidos reportados en la literatura son realmente tasas
de recolección y no tasas de producción.
Análisis de Conteo de Cargas. En este método, el número de cargas individuales y las
características de los vehículos se anotan durante un periodo de tiempo especificado. Si hay
básculas disponibles, también se registran datos del peso. Las tasas unitarias de producción
se determinan usando los datos de campo, y donde sea necesario, datos publicados. Este
método se ilustra en el ejemplo 4.3.
Ejemplo 4.3. Estimación de las tasas unitarias de producción de desechos sólidos para un
área residencial
De los datos siguientes estime la tasa unitaria de producción de desechos para un área
residencial consistente de aproximadamente 1.000 casas. El lugar de observación es una
estación de transferencia y el período de observación es una semana.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Número de cargas de camión compactador = 10
Tamaño promedio de camión compactador = 20 yd3
Número de cargas de plataforma = 10
Volumen promedio de plataforma = 1.5 yd3
Número de cargas de residentes individuales, carros privados y camiones=20
Volumen estimado por vehículo doméstico = 8 pie3
Solución
1.
2.
Arregle una tabla de cálculos, Ver Tabla 4.11
Determine la tasa unitaria de producción de desecho sobre la suposición de que cada
casa está habitada por 3.5 personas.
Tasa unitaria =
72.850 lb/sem____ = 3,0 lb/hab/día (1,36 kg/hab/día)
(1.000 x 3,5) (7 días/sem)
TABLA 4.11. ESTIMACIÓN DE LAS TASAS DE PRODUCCIÓN UNITARIA DE
DESECHO SÓLIDO EN EL EJEMPLO 4.3.
Número de
Cargas
Camión compactador
10
Volumen
Promedio
yd3
20
Peso Unitario
lb/yd3
Peso Total
lb
350
70.000
Camión de plataforma
10
1,5
150
2.250
Vehículo privado individual
20
0,30
100
600
Total lb/sem
72.850
*
Estimado usando datos en la Tabla 4.4. y algunas medidas limitadas en el sitio.
NOTA:
yd3 x 0.7646 = m3
lb/yd3 x 0.5933 = Kg/m3
lb/ x 0.4536 = Kg.
Comentario. La dificultad en usar tales datos es saber si son realmente representativos de lo
que se necesita medir. Por ejemplo, ¿Cuántas cargas fueron acarreadas?; ¿Cuánto material
fue almacenado en el predio del propietario de la casa?. Todas esas preguntas tienden a
confundir los datos observados en el sentido estadístico, Ver Tabla 4.11.
Análisis, Peso - Volumen. Aunque el uso de datos detallados de peso - volumen obtenidos
pesando y midiendo cada carga ciertamente suministrará mejor información sobre la
densidad de varias formas de desechos sólidos en un lugar dado, queda la pregunta: Es esto
lo que necesita en términos de los resultados del estudio.
Análisis de Balance de Materiales. La única manera de determinar la producción y el
movimiento de los desechos sólidos, con cualquier grado de confiabilidad es realizar un
balance detallado de materiales para cada fuente de producción como con una residencia
individual o una actividad comercial o industrial. Debido al alto gasto y a la gran cantidad
de trabajo involucrado, sin embarco, este método de análisis se debe usar únicamente en
situaciones especiales.
El enfoque a seguir en la preparación de un balance de materiales es como sigue: Primero,
trace un límite del sistema alrededor de la unidad a ser estudiada, Ver Figura 4.1. Segundo,
identifique todas las actividades que crucen u ocurran dentro de los límites y afecten a la
producción de desechos. Tercero, si es posible, identifique la tasa de producción asociada
con estas actividades. Cuarto, utilice un balance de materiales, determine la cantidad de
desechos producidos, recolectados y almacenados.
En el ejemplo 4.4. se ilustra un análisis simplificado de balance de materiales.
Ejemplo 4.4. Análisis de Balance de Materiales.
Una enlatadora recibe en un día dado 12 toneladas de producto crudo, 5 toneladas de
envases, 0,5 toneladas de cartones y 0,3 toneladas de varios materiales Su producción
incluye 10 toneladas de producto procesado y el remanente se convierte en parte en aguas
residuales. Cuatro toneladas de envases se almacenan para uso futuro y el resto se utiliza
para empacar el producto. Alrededor del 3 por ciento de los envases usados son dañados y
recirculados. Los cartones también son usados para empacar, excepto el 3 por ciento que se
dañan y son incinerados con otros desechos de papel. De los materiales varios, 75 por
ciento se convierte en desechos de papel que son incinerados y el remanente es dispuesto
por la agencia municipal de recolección. Dibuje un diagrama de flujo materiales para esta
actividad.
Solución
1.
Cada día la enlatadora recibe:
12 toneladas de producto crudo
5 toneladas de envases
0,5 toneladas de cartones
0,3 toneladas de materiales varios
Fig. 4. 1. Esquema de definición del balance de materiales
2.
Como un resultado de la actividad interna:
Se producen 10 toneladas del producto y el resto de la producción es descargado a la
alcantarilla.
Se almacenan 4 toneladas de envases
Se dañan y recirculan el 3% de los envases
Se dañan e incineran el 3% de los cartones y el resto se utiliza 75 por ciento de los
materiales varios o misceláneas se convierten en desechos de papel que son
incinerados y el resto es desechado.
3.
Determine las cantidades necesarias:
Desechos generados = (12 - 10) ton = 2 ton (1.814 Kgs)
Envases dañados y recirculados = (0,03) (5 - 4) ton = 0,03 ton (27 kg)
Envases usados en el producto = 1 - 0,03 ton = 0,97 ton (880 Kg)
Cartones incinerados = (0,03) (0,5 ton) = 0,015 ton (14 Kg)
Cartones usados en el producto = (0,5 - 0,015) ton = 0,485 ton (440 Kg)
Misceláneos incinerados = (0,75) (0,3 ton) = 0,225 ton (204 Kg)
Misceláneos desechados = (0,3 - 0,225) ton = 0,075 ton (68 Kg)
Total incinerado = (0,015 + 0,225) ton = 0,240 ton (218 Kg)
Total producido = (10 + 0,97 + 0,485) ton = 11.455 ton (10.392 Kg)
4.
Despreciando la cantidad de materiales descargados en el incinerador, gases de la
chimenea, dibuje un diagrama de flujo de materiales, Ver Figura 4.2.
Comentario. Se presentó este ejemplo sencillo para ilustrar algunos de los cálculos
involucrados en la preparación de un análisis de balance de materiales. Si las actividades
del procesado interno son más complejas, la cantidad de trabajo involucrado para llegar a
un balance de materiales obviamente podría llegar a ser prohibitivo.
Fig. 4.2. Esquema de la definición del balance de materiales para el ejemplo 4.4.
Tasas Típicas de Producción
Quizás la información más amplia sobre cantidades unitarias de desechos sólidos
producidos en los Estados Unidos fue obtenida por el Departamento de Salud, Educación y
Bienestar Social, en 1968, en el Estudio Nacional de prácticas sobre Residuos Sólidos de la
Comunidad, el cual cubrió una población de alrededor de 92.5 millones (7). Aunque las
cantidades locales pueden variar apreciablemente, los datos reunidos en este estudio,
enumerados en la Tabla 4.2. se pueden utilizar como una guía.
Datos reunidos en un estudio realizado en California, en 1968, se reportan en la Tabla 4.13
(19). Aunque a primera vista las cantidades de California parecen estar en desacuerdo con
las de todos los Estados Unidos. Son, en realidad, muy similares, si se analizan los factores
individuales que producen las diferencias. Si el componente agrícola de California (9.8 lb
por hab. por día) se agrega al valor de los Estados Unidos, el valor total sería de alrededor
de 18 lb/hab/día. Si se nota, también, que la componente industrial para California es
aproximadamente dos veces el valor dado en datos de los Estados Unidos, entonces las
cantidades totales llegan a ser perfectamente comparables.
Cuando no hay información disponible sobre las cantidades unitarias de producción de
desecho, se pueden utilizar los datos generalizados de la Tabla 4.14. Como se muestra, no
se presentan datos para desechos agrícolas y desechos especiales debido a que ellos varían
apreciablemente con la ubicación geográfica. las tasas de producción de desechos para
fuentes industriales y agrícolas seleccionadas en California se reportan en la Tabla 4.15.
Factores que afectan las Tasas de Producción
Los factores que influyen en la cantidad de desechos producidos incluyen: localización
geográfica, estación del año, frecuencia de la recolección, uso de molinos de basura en las
casas, los hábitos y la condición económica de la gente, el alcance de las operaciones de
recuperación y recirculación, la legislación y las actitudes del público. Todos estos factores
son importantes en la planeación del manejo de los desechos sólidos. Las generalizaciones
tienen poco o ningún valor, sin embargo, en cada situación se debe evaluar,
independientemente, el impacto de varios factores. En la parte III se discuten situaciones
específicas donde se pueden necesitar tales evaluaciones.
TABLA 4.12. DESECHOS SÓLIDOS RECOLECTADOS POR HABITANTE EN LOS
ESTADOS UNIDOS, 1968*
Fuente o Composición
Residencial y comercial+ combinado
Poblaci lb/hab/día
ón Reportada
46,970
4.05
Industrial
29,330
1.86
Institucional
20,533
0.24
Demolición y Construcción
23,697
0.66
Limpieza d calles y avenidas
35,340
0.25
Arboles y paisajes
25,890
0.18
Parques y playas
17,230
0.16
Cuencas
22,010
0.04
Sólidos de plantas de tratamiento de aguas residuales
20,504
0.47
TOTAL
*
7.92
Adaptado del Esudio Nacional sobre Prácticas con residuos Sólidos de la Comunidad de 1968 (7)
Los datos para los desechos residenciales y comerciales combinados, han sido reducidos sobre la base de
estimados obtenidos de estadísticas de producción. En una población de 207 millones, la cantidad dispuesta se
estima en alrededor de 3.316 lb/hab/día.
NOTA: lb/hab/día x 0.4536 = Kg/hab/día
+
TABLA 4.13. DESECHOS SÓLIDOS PRODUCIDOS EN CALIFORNIA, 1968*
Fuente
TASA DE PRODUCCIÓN
Ton/Año
lb/hab/día
Municipal
22.9 x 106
6.5
Industrial
13.7 x 106
3.9
Agrícola
34.9 x 106
9.8
71.5 x 106
20.2
TOTAL
*
Adaptado del estudio de California (9)
NOTA:
Ton/año x 907.2 = Kg/año
lb/hab/día x 0.4536 = Kg/hab/día
Localización Geográfica. La influencia de la localización geográfica está relacionada,
principalmente, con diferentes climas que pueden influir tanto en la cantidad de ciertos
tipos de desechos sólidos como en la operación de recolección. Las variaciones sustanciales
en la cantidad de desechos producidos en jardines y patios en varias partes del país también
están relacionados con los climas. Por ejemplo, en las áreas más cálidas del sur donde la
estación de crecimiento es más larga que en áreas del norte, los desechos recolectados de
patios no solamente son considerablemente más grandes sino que también se producen
durante un período de tiempo más largo.
Debido a las variaciones en las cantidades de ciertos tipos de desechos sólidos producidos
en climas diferentes, se deben realizar estudios especiales cuando tal información tenga un
impacto apreciable sobre el sistema; a menudo, se puede obtener la información necesaria
del análisis de conteo de cargas.
Estación del Año. Las cantidades de ciertos tipos de desechos sólidos también son
afectados por la estación del año. Por ejemplo, las cantidades de desechos de alimentos son
afectados por la estación de crecimiento para vegetales y frutas. (Ver también el parágrafo
anterior; localización geográfica).
TABLA 4.14. TASAS TÍPICAS DE PRODUCCIÓN DE DESECHOS SÓLIDOS POR
HABITANTE
Fuente
Municipal
TASA UNITARIA: lb/hab/día
*
Industrial
Demolición
Otros Municipales
+
SUB-TOTAL
Rango
Típico
2.0 – 5.0
3.5
1.0 – 3.5
1.9
0.1 – 0.8
0.6
0.1 – 0.6
0.4
6.4
Agrícola
-++
Desechos Especiales
-++
*
Incluye residencial y comercial
Excluye agua, aguas servidas y residuos de plantas de tratamiento de desechos
industriales, que deben ser estimados por separado para cada lugar.
++
Se debe estimar por separado para cada lugar
NOTA: lb/hab/día x 0.4536 = Kg/hab/día
+
Frecuencia de Recolección. En general se ha observado que donde se provee un servicio
ilimitado de recolección, se recogen más desechos.
Esta observación no se debe utilizar para inferir que se producen más desechos. Por
ejemplo, si el propietario de una casa está limitado a uno o dos recipientes por semana, él o
ella pueden, debido a la capacidad limitada del recipiente, almacenar periódicos u otros
materiales en el garage o área de almacenamiento (bodega); con servicio ilimitado, el
propietario tenderá a deshacerse de ellos. En esta situación, la cantidad de desechos
producidos puede, realmente, ser la misma pero la cantidad recogida es considerablemente
distinta. Así, la pregunta fundamental sobre el efecto de la frecuencia de la recolección
sobre la producción de desecho permanece sin respuesta.
Uso de Molinos para Basura en las Casas. Mientras el uso de molinos en las casas,
definitivamente, reduce la cantidad de desechos de alimentos a ser recolectados, no está
claro si ellos afectan la cantidad de desechos producidos; debido a que el uso de molinos
en las casas varia ampliamente en el país, los efectos de su uso se deben evaluar por
separado en cada situación si tal información es garantizada.
TABLA 4.15. TASAS UNITARIAS DE PRODUCCIÓN DE DESECHOS SÓLIDOS PARA
FUENTES INDUSTRIALES Y AGRÍCOLAS SELECCIONADAS
Fuente
Unidades
Rango
Industrial
Alimentos enlatados y congelados
Ton/ton de producto
0.04 – 0.06
Impresión y publicaciones
Ton/ton de papel bruto
0.08 – 0.10
Automóviles
Ton/vehículo producido
0.7 – 0.9
Refinación de petróleo
Ton/empleado/día
0.04 – 0.05
Caucho
Ton/ton de caucho bruto
0.01 – 0.3
Agropecuarios*
Estiércol
Pollos (carne)
Ton/1000 aves/año
4–5
Gallinas (huevos)
Ton/1000 aves/año
45 – 50
Ganado
lb/cabeza/año
85 – 120
Cosechas de frutas y nueces
Ton/acre/año
1.3 – 2.5
Cosechas de campo e hileras
Ton/acre/año
1.5 – 4.5
Características de la Población. Se ha observado que las características de la población
influyen sobre la cantidad desechos sólidos producidos. Por ejemplo las cantidades de
desechos de patios producidos por habitante son considerablemente mayores en muchas de
las zonas más prósperas que en otras partes de la ciudad.
Alcance de las Operaciones de Recuperación y Recirculación
La existencia de operaciones de recuperación y recirculación en una comunidad afecta,
definitivamente, las cantidades de desechos recolectados. Si tales raciones afectan las
cantidades producidas es otro asunto. No se puede hacer un planteamiento definitivo sobre
este aspecto, mientras no se tenga más información disponible.
Legislación. Quizás el factor más importante que afecta la producción de cierto tipo de
desechos son las regulaciones locales, estadales y federales, relativas al uso y disposición
*
Adaptado de datos del Estado de California (3)
NOTA: ton x 907.2 = Kg
Lb x 0.4536 = Kg
de materiales específicos. Un ejemplo es la legislación que trata de los materiales para
empaque y recipientes para bebidas.
Actitudes Públicas. Ultimamente, como se anotó en la parte I, han ocurridos reducciones
apreciables en las cantidades de desechos sólidos que son producidos cuando la gente desea
cambiar a su propia voluntad sus hábitos y estilos de vi da para conservar los recursos
nacionales y reducir las cargas económicas asociadas con el manejo de los desechos
sólidos.
4.4.
DISCUSION DE TOPICOS Y PROBLEMAS
4.1.
En su primer posición como Ingeniero joven de la ciudad, su superior le ha
encargado informar sobre las tasas de producción y la composición de los
desechos sólidos para varias fuentes de su comunidad. ¿Cómo lo haría
usted? Si estos datos se necesitan en 30 días y no tuviera tiempo de evaluar
el efecto estacional, ¿cómo estimaría este factor?
4.2.
Obtenga datos sobre la distribución porcentual de componentes para
desechos sólidos en su comunidad o una comunidad cercana. Como se
comparan con los valores típicos de la Tabla 4.2. Explique cualquier
diferencia grande. Si los valores de componentes individuales no están
dentro de los rangos dados en la Tabla 4.2. explique por qué?
4.3.
Usando los datos reportados en la Tabla 4.6. determine la densidad de los
desechos sólidos, como se descartan, de la ciudad de Davis, California, como
se reportan en la Tabla 4.2.
4.4.
Deduzca una fórmula química aproximada para un desecho compuesto de
los siguientes componentes, usando los datos dados en las Tablas 4.3. y 4.8.
Componente
Desechos de alimentos
Papel
Cartón
Plástico
Textiles
Caucho
Cuero
Desechos de jardín
Madera
Por ciento en peso
15
35
7
5
3
3
2
20
10
4.5.
Estime el contenido de energía para un desecho, como se descarta, con la
composición dada en el problema 4.4. Use los datos típicos dados en la
Tabla 4.9. Cuál es el contenido de energía en base libre de humedad?
4.6.
Considere una casa que produce una cierta cantidad de desechos por día.
De esta cantidad, botellas y envases representan 20 por ciento (en peso) y
son recirculados por la familia. Los desechos de papel (32 por ciento) son
quemados en un incinerador en el patio interior. El resto de los desechos es
puesto en un recipiente para la recolección. En un día dado se traen a casa 20
lb de artículos de consumo (comida, periódicos, revistas, etc.). La familia
consume 7 lb de comida al día y almacena 4 lb de alimentos. Las revistas
recibidas representan 5 por ciento de papel de desecho por día y no se botan.
Dibuje un diagrama de flujo de materiales de este problema y calcule la
cantidad de desechos sólidos que resultan para ser dispuestos durante este
día.
4.7.
Los desechos residenciales y comerciales de una ciudad de 25.000 habitantes
son recogidos los martes y sábados en la mañana. El volumen de desechos
recogidos ha sido registrado durante un año y los datos se dan abajo. Prepare
un histograma de frecuencia para cada día de recolección. Encuentre el
promedio, modo, desviación estándar y el coeficiente de variación para cada
distribución, Ver Apéndice C. Discuta brevemente la naturaleza de la
distribución y su importancia.
4.8.
Cuáles conclusiones se pueden formular de los dibujos de la frecuencia
(histogramas) de la producción de desechos sólidos?
4.9.
Dados los siguientes datos de producción diaria de desecho sólido para un
período de 10 días, determine el tipo de distribución, promedio, desviación
estándar y coeficiente de variación.
4.10. La forma de la curva de tasas de producción de un desecho sólido refleja la
naturaleza de la instalación productora. De las curvas de frecuencia que se
muestran en la Figura 4.3. ¿qué se puede deducir acerca de las instalaciones
y operaciones de la actividad?
CUADRO PARA EL PROBLEMA 4.7.
Tasa de Producción yd3/día
de recolección
FRECUENCIA
Martes
Sábado
900
0
0
900 – 1.000
0
0
1.000 – 1.100
4
1
1.100 – 1.200
9
3
1.200 – 1.300
14
4
1.300 – 1.400
11
9
1.400 – 1.500
7
11
1.500 – 1.600
4
10
1.600 – 1.700
2
7
1.700 – 1.800
0
4
1.800 – 1.900
1
2
1.900 – 2.000
0
1
800 –
CUADRO PARA EL PROBLEMA 4.9
Tasa de Producción
yd3/día
34
170
48
120
290
75
61
110
205
90
Fig. 4.3. Curvas de frecuencia de distribución para Tasas de producción de desecho
sólido para Probl. 4.10.
4.11. Una de las primeras etapas, en la dirección de un estudio de manejo de
desechos sólidos, es la identificación de los facto res que contribuyen a la
producción de desechos sólidos, ahora y en el futuro. En forma general,
enumere los factores que afectan la producción de desechos sólidos
municipales, industriales y agrícolas en su país, y enumere aquellos que
puedan afectar la producción en el futuro.
4.12. Describa las tendencias generales que usted esperaría en el futuro en la
producción de los siguientes tipos de desechos en su comunidad: Desechos
de alimentos, papel, plásticos, trapos, cueros y desechos de jardines. Qué
efecto tendrán las técnicas mejoradas de información sobre su respuesta.
4.5.
REFERENCIAS
1.
Colonna, R.A. and C. Mclaren: Decision-Makers Guide in Solid Waste
Management, U.S. Environmental Protection Agency, Publication SW-127,
Washington, D.C. 1974.
2.
Drobny, N.L., H.E. Hull, and R.F. Testin: Recovery and Utilization of Municipal
Solid Waste, U.S. Environmental Protection Agency, Publication SW-10c,
Washington, D.C., 1971.
3.
Eliassen, R.: Solid Waste Management: A Comprehensive Assessment of Solid
Waste Problems, Practices, and Needs, Office of Science and Technology,
Executive Office of the President, Washington, D.C. 1969.
4.
Hazardous Waste Management: Laws, Regulations, and Guidelines for the Handing
of Hazardous Wastes, California Department of Public Health, Sacramento. 1975.
5.
Pittmand, F.K.: Management of Radioactive Wastes, Water, Air, and Soil Pollution,
vol. 4, no 3, 1975.
6.
Report to Congress: Disposal of Hazardous Wastes, U.S. Environmental Protection
Agency, Publication SW-115, Washington, D.C., 1974.
7.
Resource Recovery and Source Reduction, First Report to Congress, U.S.
Environmental Protection, Agency, Publication SW-118, Washington, D.C. 1973.
8.
Resource Recovery and Source Reduction, Second Report to Congress, U.S.
Environmental Protection Agency, Publication SW-122, Washington, D.C. 1974.
9.
Resource Recovery and Source Reduction, Third Report to Congress, U.S.
Environmental Protection Agency, Publication SW-161, Washington, D.C. 1975.
10.
Schneider, K.J.: High level Wastes, in L.A. Sagen (ed), "Human and Ecological
Effects of Nuclear Power Plants," Charles C. Thomas, Springfield, III. 1974.
5.
MANEJO, ALMACENAMIENTO Y PROCESADO IN SITU
El manejo, almacenamiento y procesado de los desechos sólidos en la fuente, antes de ser
recogidos es el segundo de seis elementos funcionales en el sistema de manejo de desechos
sólidos. Debido a que este elemento puede tener un efecto importante sobre la salud
pública, sobre elementos funcionales subsiguientes y sobre actitudes públicas relacionadas
con la operación del sistema, es importante entender lo que comprende.
Este capítulo incluye: 1) Una descripción breve de los aspectos estéticos y de salud y 2)
discusiones detalladas de los métodos de manejo, almacenamiento y procesado y equipo de
fuentes residenciales.
Mientras las residencias y tipo de construcciones se pueden clasificar en varias formas, para
el propósito es adecuada una clasificación basada en el número de pisos. Las tres
clasificaciones más frecuentemente usadas y adoptadas en este texto son: poca altura,
menos de cuatro pisos; altura media, de cuatro a siete pisos y altos, más de siete pisos (4).
En la discusión del almacenamiento en la fuente, las construcciones residenciales de poca
altura se subdividen en las siguientes categorías. viviendas separadas unifamiliares,
unifamiliares unidas, como hileras o casas de poblaciones y multifamiliares, en las cuales
son típicos los jardines de apartamentos.
Se anota que el procesado en el sitio puede tener lugar en cualquier tiempo antes de la
recolección (antes, durante o después de almacenado) y además, se discute de la forma en
que sea apropiado a lo largo del capitulo. La discusión principal del procesado se presenta
en la última sección del capitulo.
Los desechos peligrosos se discuten por separado en el capitulo 11, debido a su importancia
crítica y exigencias especial izadas.
5.1. SALUD PUBLICA Y ESTETICA
Aunque los desechos sólidos residenciales representan una pequeñísima parte de los
desechos totales producidos en los Estados Unidos (5 por ciento o menos), ellos son quizá
los más importantes debido a que se producen en áreas con espacio limitado de
almacenamiento; como resultado, pueden tener impactos apreciables de salud pública y
estéticos.
Los intereses de Salud Pública están relacionados principalmente a la infestación de áreas
utilizadas para el almacenamiento de desechos sólidos con sabandijas e insectos que,
frecuentemente, sirven como un depósito potencial de enfermedad. Hasta donde se sabe la
medida más efectiva de control para ratas y moscas es el saneamiento apropiado.
Típicamente, esto comprende el uso de recipientes con tapas ajustadas, el lavado periódico
de los recipientes lo mismo que de las áreas de almacenamiento y la remoción periódica de
materiales biodegradables (generalmente en menos de 8 días), lo cual es especialmente
importante áreas con climas cálidos. En la Referencia 6 se puede encontrar una excelente
descripción de las relaciones desechos sólidos - enfermedad.
Las consideraciones estéticas están relacionadas a la producción de olores y las condiciones
desagradables a la vista que se pueden desarrollar cuando no se da atención adecuada al
mantenimiento de condiciones sanitarias. La mayoría de los olores se puede controlar
mediante el uso de recipientes con tapas ajustadas y manteniendo una frecuencia razonable
de recolección. Si persisten los olores, se puede rociar el contenido del recipiente con un
producto adecuado temporalmente. Para mantener condiciones estéticas, se debe fregar y
lavar el recipiente periódicamente.
5.2. MANEJO EN EL ORIGEN O IN SITU
El manejo en el origen se refiere a actividades asociadas con el manejo de los desechos
sólidos hasta que son colocados en recipientes utilizados para su almacenamiento antes de
la recolección. Dependiendo del tipo de servicio de recolección, también se puede necesitar
manejo para remover los recipientes llenos hasta el sitio de recolección y para devolver los
recipientes vacíos al lugar donde se colocan entre las recolecciones. Las personas
responsables del manejo en la fuente y del equipo auxiliar y las instalaciones que
normalmente se utilizan en las fuentes donde se producen los desechos, se enumeran en la
Tabla 5.1. En la siguiente discusión se describen los métodos de manejo en el origen
utilizados en fuentes residenciales y comerciales. Los métodos de manejo en otras fuentes
son variantes de estos mismos métodos, pero no se discuten porque tienden a ser
específicos para cada fuente.
Residencial
Debido a las diferencias importantes en las operaciones de manejo de desechos sólidos,
para viviendas de poca altura y apartamentos de altura media y elevada, en la siguiente
discusión se considera a cada una por separado.
Edificaciones de Poca Altura. Como se muestra en la Tabla 5.1. los residentes u ocupantes
de las edificaciones de poca altura son responsables de colocar los desechos sólidos, que
son producidos y acumulados, en recipientes de almacenamiento que se han colocado en
varios lugares dentro y alrededor de las edificaciones. Los t i pos de recipientes utilizados y
su ubicación se describen en la siguiente sección sobre almacenamiento. Ahora se dispone
de compactadores domiciliarios para reducir el volumen de los desechos a ser recolectados.
En muchos lugares se usan carros de mano para transportar los recipientes al lugar de
recolección.
Apartamentos en Edificaciones de Altura Media y Altos. Los métodos de manejo en la
mayoría de los edificios de apartamentos de altura media son similares a los que se utilizan
en edificaciones de poca altura y edificios altos, o varias combinaciones de ambos. Los
métodos varían dependiendo de la edad y localización de los edificios. En algunos de los
edificios más antiguos de apartamentos de media altura, todavía es una práctica común para
los ocupantes colocar recipientes frente a la entrada del apartamento y el recolector de los
desechos los recoge en cada piso.
TABLA 5.1. EQUIPO TÍPICO UTILIZADO PARA EL MANEJO DE DESECHOS
SÓLIDOS EN EL ORIGEN, POR FUENTES DE DESECHOS
Fuente
Personal Responsable
Equipo Auxiliar e Instalaciones
Residencial
Poca altura
Residentes, ocupantes
Altura Media
Ocupantes, cuadrillas de
mantenimiento de edificios,
servicio de conserjería,
administradores
Ocupantes, cuadrillas de
mantenimiento de edificios,
servicio de conserjería
Empleados, servicio de
conserjería
Edificios Altos
Comercial
Industrial
Empleados, servicio de
conserjería
Areas Libres
Propietarios, oficiales de
parques
Operadores de plantas
Lugares de
Plantas de
Tratamiento
Agrícola
Propietarios, trabajadores
Compactadores en viviendas, pequeños
carros de mano
Conductos por gravedad, servicio de
ascensores, carros de recolección,
transportadores neumáticos
Conductos por gravedad, servicio de
ascensores, carros de recolección,
transportes neumáticos
Carros de recolección sobre ruedas o
fijos, trenes de recipientes, sacos de tela,
servicio de ascensores, transportadores,
transportadores neumáticos
Carros de recolección sobre ruedas o
fijos, trenes de recipientes, sacos de tela,
servicio de ascensores, transportadores
Recipientes a prueba de vándalos
Transportadores varios y otro equipo e
instalaciones operadas a mano
Varía con la conveniencia individual
En edificaciones altas de apartamentos (por encima de siete pisos). Los métodos más
comunes de manejo de los desechos sólidos comprende uno o más de los siguientes pasos:
1) Los desechos son recogidos por personal de mantenimiento o porteros de los diferentes
pisos y llevados al sótano o área de servicio; 2) los ocupantes; 3) los desechos,
generalmente en bolsas, son colocados por los ocupantes en conductos verticales
especialmente diseñados (generalmente circulares con aberturas localizadas en cada piso),
Ver Figura 5.1.
Donde se usan molinos de basura en las cocinas, los desechos de alimentos y otros
materiales desmenuzables se muelen y descargan al sistema de recolección de aguas
residuales. Los periódicos se pueden empacar y colocar para que sean recogidos por
personal de recuperación de materiales o cuadrillas municipales, o pueden ser llevados por
los ocupantes, empacados o sueltos, al área de servicio para recoger o disponer. Los objetos
voluminosos generalmente son llevados al área de servicio por los ocupantes. Las cuadrillas
de mantenimiento de los edificios son responsables de manejar o procesar los desechos
acumulados en el área de servicio. Donde se utilizan equipos e instalaciones de procesado,
como incineradores y compactadores, junto con conductos de desechos sólidos, el personal
de mantenimiento del edificio es responsable de manejar el residuo del incinerador y/o los
desechos comprimidos, lo mismo que otros materiales llevados a las áreas de servicio por
los ocupantes.
Los ductos para edificios de apartamentos se encuentran disponibles en diámetros de 12 a
36 pulgadas (30 a 90 cms.), el tamaño más común es de 24 pulgadas (60 cm) de diámetro.
Todos los ductos disponibles se pueden dotar con puertas adecuadas de entrada, ya sean
goznes laterales o de fondo, para instalación en los diferentes niveles de los pisos (4).
Entre los muchos accesorios disponibles hay desvíos por sección en las estaciones de
entrada, puertas de cierre completo, aspersores, sistemas de desinfección, aislamiento y
ventiladores de techo. Se recomienda el uso de una unidad de desinfección y saneamiento
debido a que, en general, se ha encontrado que la limpieza del ducto y la ausencia de olores
dependen en gran parte de su uso (5). En el diseño de ductos para edificios altos, se deben
considerar las variaciones en las tasas a las que son descargados los desechos sólidos. En la
Figura 5.2. se muestran tasas típicas de descarga en apartamentos con ductos; en el
dimensionamiento de ductos es coman suponer 1) que la densidad de los desechos sólidos
es igual a 150 lb/yd3, 2) que todos los desechos diarios serán descargados en un período de
4 horas, 3) que entre 1 y 2 lb de desechos son producidos cada día por cada ocupante.
En algunos de los desarrollos más recientes en edificios de apartamentos, se han usado
sistemas subterráneos de transporte neumático junto con ductos individuales en cada
edificio, Ver Figura 5.3. Los sistemas neumáticos subterráneos se han utilizado para
transportar desechos, desde los puntos de descarga de los ductos en cada edificio, a un lugar
central para almacenamiento en recipientes grandes para procesado en el origen: En esta
aplicación se han utilizado sistemas de transporte a presión y al vacío.
Fig. 5.2. Variación típica en las tasas de descarga de desecho sólido para apartamentos
altos con ductos. (8) .
Comercial
En la mayoría de los edificios de oficinas y comerciales los desechos que se acumulan en
las oficinas individuales o lugares de trabajo, generalmente son recogidos en recipientes
relativamente grandes montados sobre rodillos. Una vez llenos, estos recipientes se
remueven por medio del ascensor de servicio, si hay alguno, y se vacían en: 1) Grandes
recipientes de almacenamiento ó 2) se usan compactadores junto con los recipientes de
almacenamiento ó 3) compactadores estacionarios que pueden comprimir el material en
bloques o en recipientes especialmente diseñados, y 4) otro equipo de procesado.
Debido a que muchos edificios grandes de oficinas y comerciales fueron diseñados sin
provisión adecuada para almacenamiento, en el origen, de los desechos sólidos, el equipo,
procesado y almacenamiento que se usa ahora es a menudo inadecuado y tiende a crear
problemas de manejo. Un método común de manejo en tales situaciones es vaciar el
contenido de los recipientes utilizados para recoger los desechos de las oficinas
individuales en sacos de lona. Una vez que se ha cargado el saco de lona se atan por las
esquinas y se llevan al sótano donde se amontonan hasta la recolección. Este método
trabaja y se usa extensamente aunque no es especialmente atractivo desde el punto de vista
de manejo de materiales.
5.3.
ALMACENAMIENTO EN EL ORIGEN O IN SITU
Los factores que se deben considerar en el almacenamiento en el origen de desechos sólidos
incluyen: 1) el tipo de recipiente a ser usado, 2) la ubicación del recipiente, 3) la salud
pública y la estética, y 4) los métodos de recolección a ser usados. Los dos primeros
factores se describen en la siguiente discusión, los aspectos de salud pública y estética se
discutieron antes en este capítulo. En el capitulo 6 se discuten varios métodos de
recolección y en las referencias 1 a 4 se pueden encontrar detalles adicionales.
Recipientes
Los tipos y las capacidades de los recipientes usados dependen, en gran parte, de las
características de los desechos sólidos a ser recolectados, la frecuencia de la recolección, el
espacio disponible para colocar los recipientes. En la Tabla 5.2. se resumen los tipos y
capacidades de los recipientes comúnmente usados ahora para almacenamiento de desechos
sólidos en el origen. En la Tabla 5.3. se reportan las aplicaciones y limitaciones típicas de
los recipientes. Algunos de los tipos más comunes de recipientes se muestran en las Figuras
5.4 y 5.5.
Edificaciones de Poca Altura. Debido a que los desechos sólidos son recogidos
manualmente de la mayoría de los edificios residenciales separados, los recipientes deben
ser suficientemente livianos para que sean manejados fácilmente por un recolector cuando
estén llenos. El manejo de recipientes muy pesados ha resultado en lesiones para los
recolectores; en general, el límite superior de peso debe estar entre 40 y 65 lb (18 y 30 Kg).
El recipiente de metal galvanizado o plástico de 30 galones (113.6 lts) ha demostrado ser el
medio menos costoso para almacenamiento en edificaciones de poca altura.
La selección de los materiales del recipiente depende de las preferencias del propietario de
la vivienda. Los recipientes de metal galvanizado tienden a ser ruidosos cuando se vacían y,
con el tiempo, se pueden dañar de manera que no es posible taparlos con un sello adecuado.
Algunos recipientes construidos de materiales plásticos, aunque menos ruidosos en el
manejo, tienden a rajarse a la exposición a los rayos ultravioleta del sol y a temperaturas de
congelación, pero los recipientes plásticos más costosos aparentemente no presentan estos
problemas.
Los recipientes temporales y desechables se usan comúnmente cuando hay servicio de
recolección en la acera y el propietario es responsable de colocar los desechos acumulados
sobre la acera para la recolección, Ver capítulo 6. Las bolsas de papel, cajas de cartón,
recipientes y bolsas plásticas y las cajas de madera se usan rutinariamente como recipientes
temporales y desechables. En condiciones normales, los recipientes temporales se
remueven junto con los desechos. El problema principal en el uso de recipientes temporales
es la dificultad en cargarlos; los recipientes de papel y cartón tienden a desintegrarse debido
a la filtración de líquidos. En áreas extremadamente cálidas donde se usan bolsas plásticas
desechables para recortes de prados, los recipientes plásticos frecuentemente se estiran o
rompen en las uniones cuando el recolector levanta la bolsa llena; tal ruptura es
potencialmente peligrosa y puede producir lesiones al recolector debido a la presencia de
vidrio y objetos agudos o peligrosos en los desechos.
Fig. 5.3. Sistema neumático de transporte de desechos sólidos (sistemas AVAC, Inc.)
Fig. 5.4. Recipientes usados para almacenar desechos sólidos in situ en viviendas de
poca altura
TABLA 5.2.
DATOS DE LOS TAMAÑOS Y TIPOS DE RECIPIENTES USADOS PARA ALMACENAMIENTO DE LOS DESECHOS
SÓLIDOS
Unidad
CAPACIDAD
Rango
Típico
PEQUEÑO
Recipiente plástico o metal galvanizado
gal.
20-40
30
Barril, plástico, aluminio o fibra
gal.
20-65
30
Bolsas desechables de papel estándar
gal.
20-55
30
Resistente a escapes
gal.
20-55
30
A prueba de escapes
gal.
20-55
30
Bolsas plásticas desechables
RECIPIENTE MEDIANO
yd3
1-10
4
RECIPIENTE GRANDE
Abierto arriba con rodamientos (llamados
yd3
12-50
±
también cajas de escombros)
Usado con compactador estacionario
yd3
20-40
±
3
Equipado con mecanismo de compactación
yd
20-40
±
incluido
RECIPIENTE MONTADO EN TRAILER
Abierto arriba
yd3
20-50
±
3
Cerrado, equipado con mecanismo de
yd
20-40
±
compactación
* D = Diámetro, H = Altura, W = ancho, d = profundidad
+ El tamaño varía con las características de los desechos y las condiciones locales del sitio
NOTA:
gal x 0.003785 = m3
pg x 2.54 = cm
yd x 0.7646 = m3
pie x 0.3048 = m
Unidad
pg
pg
pg
pg
pg
DIMENSIONES
Típico
pg
20D x 26H (30 gal)
20D x 26H (30 gal)
15W x 12d x 43H (30 gal)
como el anterior
como el anterior
18W x 15d x 40H (30 gal)
72W x 42d x 65H (4 yd3)
pie
8W x 6H x 20L (35 yd3)
pie
pie
8W x 6H x 18L (30 yd3)
8W x 8H x 22L (30 yd3)
pie
pie
8W x 12H x 20L (35 yd3)
8W x 12H x 24L (35 yd3)
TABLA 5.3.
APLICACIONES Y LIMITACIONES TÍPICAS DE LOS RECIPIENTES USADOS PARA ALMACENAMIENTO DE
RESIDUOS SÓLIDOS EN EL ORIGEN
APLICACIONES TÍPICAS
LIMITACIONES
TIPO DE
RECIPIENTE
PEQUEÑO
Recipiente, plástico o
metal galv.
Bolsas de papel
desechables
Bolsas de plástico
desechables
Recipientes medianos
Recipientes grandes de
tapa abierta
Recipiente usado con
compactador
estacionario
Fuentes de desecho de muy poco volumen, como casas,
sendas en parques, pequeños estanques y pequeños
establecimientos comerciales aislados; áreas
residenciales de poca altura con servicio de recolección
asignado.
Los recipientes se dañan con el tiempo y se
degradan en apariencia y capacidad; los
recipientes aumentan el peso que se debe levantar
durante las operaciones de recolección; los
recipientes no son suficientemente grandes para
contener desechos voluminosos.
Casas individuales con servicio de recolección; se
El almacenamiento en las bolsas es más costoso;
pueden usar solas o como forro interior de un recipiente si las bolsas se colocan sobre las aceras, los perros
doméstico; áreas residenciales de altura baja y media.
y otros animales las rompen y esparcen su
contenido, las bolsas mismas aumentan los
desechos.
Casas individuales con servicio de recolección, se
El almacenamiento en las bolsas es más costoso;
pueden usar solas o como forro interior de un recipiente; las bolsas se desgarran fácilmente produciendo
para climas fríos, las bolsas son útiles para guardar
dispersión y condiciones desagradables, las bolsas
basura húmeda dentro de recipientes domésticos lo
se vuelven quebradizas en climas muy fríos, se
mismo que en recipientes comerciales; áreas comerciales producen roturas, el poco peso y la durabilidad
e industriales.
del plástico crea problemas posteriores de
disposición.
Fuentes de desechos de volumen medio que también
La nieve dentro de los recipientes forma hielo y
pudieran tener desechos voluminosos; la ubicación se
disminuye la capacidad mientras aumenta el peso;
debe seleccionar para la recolección, proceso directo de es difícil alcanzar a los recipientes después de
camiones, áreas residenciales de alta densidad, áreas
nevadas fuertes.
comerciales e industriales.
Areas comerciales de gran volumen, desechos
El costo inicial es alto, la nieve dentro de los
voluminosos en áreas industriales: la ubicación debe
recipientes reduce su capacidad.
estar en un área cubierta con acceso directo de camiones.
Areas comerciales con volúmenes muy altos de
El costo inicial es alto, si se compacta demasiado
desechos, la ubicación debe ser fuera de las edificaciones el recipiente es difícil descargarlo en el lugar de
con acceso directo de los camiones de recolección.
disposición.
(a)
(b)
Fig. 5.5. Recipientes usados para almacenamiento de desechos sólidos en el origen; en
apartamentos e instalaciones comerciales: a) apartamentos de poca altura, b)
establecimientos comerciales
Con disponibilidad abundante de productos de papel y plásticos, ahora es común el uso de
forros en los recipientes; todos los tipos de espesores y grados de materiales son
disponibles. Nuevamente, en la mayoría de las áreas, se ha dejado al proletario decidir que
tipo de forro a usar, si lo hace. Una desventaja del uso de forros es la de si se van a
recuperar desechos, metales o vidrio, o si van a ser incinerados, es necesario romper las
bolsas en una etapa de procesado; así, aunque su uso puede ser una conveniencia para el
propietario de la casa, los forros pueden no ser ideales desde el punto de vista de
recuperación y recirculación.
En complejos de apartamentos de poca altura, se han usado un número de diferentes
recipientes de almacenamiento. Los dos tipos más comunes son: 1) recipientes individuales
de plástico o metal galvanizado y 2) recipientes grandes portátiles o fijos. Donde los
edificios de apartamentos están agrupados unos cerca de otros, se asignan recipientes a
edificios individuales y con frecuencia se ubican en un área común.
Aunque los recipientes individuales son usados en algunas edificaciones de apartamentos
de poca altura, la práctica más común es utilizar uno o más recipientes grandes para un
grupo de edificios. Típicamente, los recipientes permanecen en áreas cerradas con acceso
fácil a una calle cercana. Con frecuencia, se cubren los sitios para los recipientes; en la
mayoría de los lugares los recipientes están equipados con asideras o rodamientos de
manera que se puedan mover fácilmente para ser vaciados en los vehículos de recolección
o en el equipo de procesado en el origen.
Edificios de Apartamentos de Altura Media y Altos. Donde se dispone de ductos para
desechos sólidos, no se usan recipientes separados para almacenamiento. En algunos
edificios antiguos de apartamentos de mediana altura y altos sin ductos, los desechos se
almacenan en recipientes en los predios entre recolecciones .Los medios más comunes de
almacenamiento, utilizados para desechos acumulados de apartamentos individuales,
Incluyen: 1) recipientes grandes abiertos arriba: 2) recipientes cerrados de almacenamiento
o bolsas desechables usadas junto con compactadores estacionarios, 3) recipientes
equipados con un mecanismo interno de compactación y 4) recipientes especiales usados
junto con equipo de procesado.
Comercial. Las técnicas de almacenamiento utilizadas en instalaciones comerciales
dependen, en gran parte, de los métodos internos utilizados para recolectar los desechos
producidos en varios lugares dentro de la instalación y e espacio disponible, Ver Figura 5.5.
Normalmente se usan recipientes grandes abiertos en el tope. El uso de recipientes
equipados con mecanismos de compactación junto con compactadores estacionarios está
aumentando donde se produce una cantidad considerable de material recuperable; también
se puede usar equipo especial de procesado en el origen.
Ubicación de los Recipientes
Los recipientes usados en viviendas separadas, de poca altura, generalmente se colocan
entre recolecciones. 1) a los lados o detrás de la casa, 2) en caminos cuando la recolección
se hace en los caminos, 3) en el garaje o donde se disponga alguna ubicación común
destinada específicamente para ese propósito. Aunque se han utilizado canecas sobre el
suelo, no se recomiendan. Cuando dos o más viviendas están cerca una de otra, se puede
construir una placa de concreto en algún lugar conveniente entre ambas. La loza puede
estar abierta o encerrada por un corral de madera, se pueden desarrollar condiciones
antihigiénicas en las placas con corral a menos que se supervisen cuidadosamente.
La ubicación de los recipientes en instalaciones comerciales e industriales existentes
depende tanto de la ubicación del espacio disponible como de las condiciones de acceso del
servicio. En muchos de los últimos diseños se han incluido áreas especificas para este
propósito. Con frecuencia, debido a que los recipientes no son propiedad de la actividad
comercial o industrial, las ubicaciones y tipos de recipientes a ser usados para el
almacenamiento en el origen debe ser escogido, de común acuerdo, entre el propietario de
la construcción y la agencia pública o privada de recolección.
5.4.
PROCESADO DE DESECHOS SÓLIDOS EN EL ORIGEN O IN SITU
La trituración, separación, compactación, fragmentación, digestión controlada y formación
de pulpa son todos métodos usados de procesado en el origen para: 1) reducir el volumen,
2) alterar la forma física, o 3) recuperar materiales utilizables de los desechos sólidos. En la
Tabla 5.4. se enumeran operaciones típicas de procesado en el origen e instalaciones por
fuentes. En esta sección se discute el procesado como se aplica a fuentes residenciales y a
grandes fuentes comerciales e industriales; en el capítulo 8 se pueden encontrar detalles de
equipo y procesos adicionales, debido a que la selección adecuada del equipo de procesado
en el origen es de gran importancia, sin embargo, los factores claves que se deben
considerar en su selección se resumen en la Tabla 5.5.
Viviendas de Poca Altura
Las operaciones más comunes de procesado en el origen que se utilizan en viviendas
separadas de poca altura incluyen molido, separación, fermentación controlada e
incineración.
Molido. En los últimos 20 años el uso de molinos residenciales ha ganado tanta aceptación
que, en algunas áreas, casi todas las casas están equipadas con ellos. Los molinos
residenciales se utilizan principalmente para desechos de la preparación, cocción y servida
de alimentos y no se pueden usar para huesos grandes y otros objetos voluminosos.
Funcionalmente, los molinos vuelven el material que pasa por ellos adecuado para ser
transportado en el sistema de alcantarillado. Debido a que el material orgánico agregado a
las aguas residuales ha resultado en la sobrecarga de muchas instalaciones de tratamiento,
ha sido necesario, en algunas comunidades, prohibir la instalación de molinos en nuevas
urbanizaciones hasta tanto no se disponga de capacidad adicional de tratamiento.
TABLA 5.4. OPERACIONES TÍPICAS E INSTALACIONES UTILIZADAS PARA EL
PROCESADO DE DESECHOS SÓLIDOS POR ORÍGENES O FUENTES
Fuente
Residencial
Poca altura
Personas Responsables
Residentes, ocupantes
Altura media y Ocupantes
alta
Cuadrillas de mantenimiento
Industrial
Servicio de Conserjería
Areas libres
Propietarios, operadores de
parques
Operadores de plantas
Plantas de
tratamiento
Agricultura
Propietario, trabajadores
Operaciones e Instalaciones
Triturado, separación, compactación,
digestión controlada, incineración
Triturada, separación (papel)
compactación
Compactación, incineración,
fragmentación, incineración
formación de pulpa.
Separación, compactación,
fragmentación, incineración,
formación de pulpa.
Compactación, incineración.
Instalaciones de secado
Varía con la instalación individual.
En términos de la operación de recolección, el uso de molinos no tiene un impacto
importante sobre el volumen de los desechos sólidos recolectados; todavía más, la
diferencia de peso no es grande. En algunos casos donde se usan molinos, ha sido posible
aumentar el tiempo entre recolecciones debido a que no se almacenan los desechos que se
pudieran descomponer rápidamente.
Separación. La separación a mano de papel, latas de aluminio y vidrio, en la casa, es una de
las maneras más positivas para realizar la recuperación y reuso de materiales. Una vez
apartado el desecho en recipientes separados, el mayor problema que afronta el dueño de
casa es el qué hacer con los desechos hasta que sean recolectados o llevados a un centro
local de reuso. En el ejemplo 5.1. se considera el efecto de la recuperación en la casa.
Ejemplo 5.1. Efecto de la recuperación en la casa sobre el contenido de energía de los
desechos sólidos.
Utilizando la distribución típica de porcentajes dados en la Tabla 4.2.,(Capítulo 4), estime
el número de Btu por libra de desecho sólido remanente si el 90% del cartón y 60% del
papel fueran recuperados por las amas de casa.
TABLA 5.5.
FACTOR
Idoneidad
FACTORES QUE SE DEBIERAN CONSIDERAR EN LA EVALUACIÓN DE
EQUIPO DE PROCESADO EN EL ORIGEN
EVALUACIÓN
¿Qué hará el mecanismo o accesorio? ¿Será su uso una mejora sobre las
prácticas convencionales?
Confiabilidad
¿Realizará el equipo las funciones designadas con poca atención
además del mantenimiento? ¿Ha sido demostrada la efectividad del
equipo mediante el uso durante un tiempo razonable o únicamente se ha
predicho?
Servicio
¿Se necesitarán ocasionalmente servicios fuera de los del personal de
mantenimiento del edificio? ¿Se dispone de personal de servicio
adecuadamente entrenado, suministrado por el fabricante o el
distribuidor local?
Seguridad de la
¿El equipo propuesto es razonablemente seguro de manera que pueda
Operación
ser operado por los ocupantes o personal del edificio con escasos
conocimientos o habilidades mecánicas? ¿Tiene protección adecuada
para desaprobar el uso negligente?
Facilidad de la
¿Es el equipo fácil de operar por un ocupante o personal del edificio? A
Operación
menos que las funciones y operaciones reales del equipo se puedan
ejecutar fácilmente, se pueden ignorar o “ejecutar” por personal pagado
y más a menudo por ocupantes “que pagan”.
Eficiencia
¿El equipo funciona eficientemente y con un mínimo de atención? Se
debe seleccionar el equipo que, bajo la mayoría de las condiciones,
completa un ciclo de operación cada vez que se utiliza.
Efectos
El equipo poluye o contamina el ambiente. Donde sea posible, el
Ambientales
equipo debe reducir la polución asociada con las funciones
convencionales.
Peligros para la
¿El accesorio, mecanismo o equipo crea o amplifica los riesgos para la
salud
salud?
Estética
¿El equipo y su disposición ofende los sentidos? Se debe hacer todo
esfuerzo para reducir o eliminar ofensas a la vista, olores y ruidos.
Economía
¿Cuáles son los aspectos económicos contemplados? Se deben
considerar los costos iniciales y anuales. Los costos futuros de
operación y mantenimiento se deben evaluar cuidadosamente. Siendo
todos los factores iguales, el equipo producido por compañías bien
establecidas, que tienen una historia comprobada de operación
satisfactoria, deben ser considerados.
* Adaptado de Ref. 4
Solución
1.
De la Tabla 4.10 el contenido de energía total de 100 lb de desechos con la
composición dada en la Tabla 4.2. es igual a 476.230 Btu.
2.
Determine el contenido de energía y el peso de 90% de cartón en la muestra
original.
Contenido de energía, 90% de cartón
= 0.90 (28.000 Btu), vea Tabla 4.10
= 25.200 Btu.
Peso de 90% de cartón
= 0.90 (4 lb), vea Tabla 4.10
= 3,6 lb
3.
Determine el contenido de energía y peso de 60% de papel en la muestra
original.
Contenido de energía, 60% de papel
= 0.60 (288.000 Btu), vea Tabla 4.10
= 172.800 Btu
Peso, 60% de papel
= 0.60 (40 lb), vea Tabla 4.10
= 24 lb.
4.
Determine el contenido total de energía, peso y contenido de energía por
libra de muestra original después de haber recuperado el cartón y el papel.
Energía total después de la recuperación
(476.230 - 25.200 - 172.800) Btu
= 278.230 Btu
Peso total después de la recuperación
= (100 - 3.6 - 24) lb
= 72.4 lb
Contenido de energía por libra después de la recuperación
= 278.230 Btu = 3.843 Btu/lb (8.939 Kj/Kg) vs 4.762 Btu/lb
72.4
(11.076 Kj/kg) en la muestra original
Comentario. En esta muestra, la remoción en peso de aproximadamente 28% de los
desechos, redujo el contenido de energía por libra de muestra original en aproximadamente
el 20%. Si se fueran a incinerar los desechos sólidos para convertirlos en energía, se
hubiera tenido que evaluar la factibilidad económica de operación de recuperación para
determinar si es efectiva en costo.
Compactación. En los últimos años han aparecido en el mercado un número de pequeños
compactadores para uso en la casa. Los fabricantes reclaman para estas unidades, en
términos de compactación una relación generalmente basada en la compactación de papel y
cartón sueltos. Aunque es posible reducir el volumen original de los desechos colocados en
ellos en un 70%, se pueden usar únicamente para una pequeña proporción de los desechos
realmente producidos. El efecto del uso de compactadores domésticos sobre el volumen de
los desechos recogidos, se ilustra en el ejemplo 5.2.
El uso de compactadores domésticos también puede ser improductivo desde el punto de
vista de operaciones subsiguientes de procesado. Por ejemplo, si se van a separar los
desechos mecánicamente en sus componentes, Ver Capítulo 8. Habrá que romper
nuevamente los desechos compactados antes de separarlos. También por compactación, los
desechos se pueden volver tan saturados con los líquidos presentes en los desechos de
alimentos, pudiendo no ser factible la recuperación de papel y otros componentes.
Ejemplo 5.2. Efecto de compactadores domésticos sobre el volumen de los desechos
sólidos recolectados.
Suponga que las unidades de compactación doméstica van a ser instaladas en Davis,
California. Estime la reducción del volumen que se podría alcanzar en los desechos sólidos
recolectados si la densidad compactada es igual a 20 lb/pie3 y son aplicables los datos en las
Tablas 4.2 y 4.6.
Solución
1.
Construya una tabla de cálculos, ver Tabla 5.6, para determinar el volumen
de los desechos como sales de los recipientes, utilizando datos en las Tablas
4.2 y 4.6.
2.
Determine el volumen de desechos compactados, excluyendo recortes de
jardín, madera, metales ferrosos y tierra, cenizas, ladrillos, etc.
Volumen compactado
3.
= (100 – 14.3 – 3.5 – 4.3 - 1.1) lb
20 lb/pie3
= 76.8 lb__ = 3.8 pie3
10 lb/pie2
Determine la reducción en volumen para el material comprensible.
Reducción en volumen = (12.4 - 3.8) pie3 x 100 = 69 por ciento
12.4 pie3
4.
Determine la reducción total en volumen lograda con un compactador
doméstico, tomando en cuenta los recortes de jardín, madera, metales
ferrosos, tierra, cenizas y ladrillo, etc.
Reducción total de volumen
= (15.09) pie - (2.2 + 0.23 + 0.22 + 0.04 + 3.8) pie3 . 100
15.09 pie3
= 15.09 - 6.49 .100
15.09
= 57 por ciento
Comentario. Cuando se evalúa la reducción total en volumen, se vuelve manifiesto que la
efectividad de un compactador doméstico es menor. Esto es especialmente cierto a medida
que los porcentajes de los componentes no compactados como los recortes de jardín,
aumentan.
Fermentación controlada. En los años 1970 la fermentación controlada en las casas como
medio de recirculación de materiales orgánicos creció en popularidad. Es una manera
efectiva de reducir el volumen y alterar la composición física de los desechos sólidos
mientras se fabrica un subproducto útil al mismo tiempo. Se utiliza una variedad de
métodos, dependiendo del espacio disponible y de los desechos a ser fermentados. En el
capítulo 9 se pueden encontrar detalles adicionales del proceso. En términos del total de
problemas afrontados en el manejo de desechos, por la mayoría de las ciudades, el impacto
de la fermentación controlada en casas sobre el volumen de los desechos sólidos a ser
manejados es despreciable.
Incineración. Hasta hace poco era una práctica común la incineración en casas, quema de
material combustible en chimeneas y quema de desechos en incineradores en los patios. La
incineración en los patios ahora es prohibida en muchas partes del país. El efecto de la
eliminación de la quema de desechos en patios sobre la cantidad de desechos recolectados
se muestra en la Figura 5.6. sin embargo, la magnitud del efecto variará significativamente
con el lugar.
Sin embargo, el diseño de pequeños incineradores a la intemperie y bajo techo ha mejorado.
El incinerador más simple a la intemperie consiste en un tambor de metal con huecos
perforados cerca del fondo. Las unidades más elaboradas están cubiertas por ladrillo
refractario y están equipadas con parrillas de hierro fundido y pequeñas chimeneas.
Algunos incineradores bajo techo (interiores) están provistos con una fuente auxiliar de
combustible. La apariencia del mejor incinerador de interior es parecida a la de otros
artefactos caseros, como calentadores de agua. En las referencias 1 y 2 se pueden encontrar
detalles adicionales de incineradores domésticos.
TABLA 5.6. DETERMINACIÓN DE VOLUMEN PARA DESECHOS SÓLIDOS COMO
SON SACADOS DE LOS RECIPIENTES PARA EL EJEMPLO 5.2.
Componente
Desechos de alimentos
Peso
lb
9.5
Densidad
lb/pie3
18
Volumen
Pie3
0.53
Papel
43.1
5.1
8.45
Cartón
6.5
6.2*
1.05
Plásticos
1.8
4
0.45
Textiles
0.2
4
0.05
Caucho
-
8
-
1.5
10
0.15
Recortes de jardín
14.3+
6.5
(2.20)
Madera
3.5+
15
(0.23)
Vidrio
7.5
12.1
0.62
Envases de hojalata
5.2
5.5
0.95
Metales no ferrosos
1.5
10
0.15
Metales ferrosos
4.3+
20
(0.22)
Tierra, ceniza, ladrillo, etc.
1.1+
30
(0.04)
Cuero
100
15.09
12.40++
*
Cartón parcialmente comprimido a mano antes de ser colocado en el recipiente.
Componentes que generalmente no son colocados en los compactadores de casas.
++
Total no incluye las cifras entre paréntesis.
+
NOTA:
lb x 0.4536 = Kg
lb/pie3 x 16.019 = Kg/m3
pie3 x 0.02633 = m3
El impacto del uso de incineradores domésticos sobre la disposición varía, dependiendo de
los métodos usados para la disposición de desechos municipales sólidos. En el caso de la
incineración municipal, el uso generalizado de incineradores domésticos puede necesitar
del uso de combustibles auxiliares, diseños especiales o procedimientos de la operación (1).
En el caso de la disposición sobre el suelo, el uso de incineradores domésticos puede
reducir tanto los componentes putrescibles como el volumen total de los desechos sólidos a
ser dispuestos.
Apartamentos de media y gran altura
Las operaciones de procesado utilizadas en edificios de apartamentos de media y gran
altura para desechos acumulados de apartamentos individuales incluyen compactación,
incineración, trituración y reducción a pulpa, lo mismo que molienda y separación como se
describe para viviendas de poca altura. En la Referencia 3 se revisan otras instalaciones de
manejo. Los detalles mecánicos de estas operaciones se pueden encontrar en el Capítulo 8.
Fig. 5.6. Efecto de la eliminación de quema de desechos en patios, sobre la cantidad de
desechos sólidos recolectados (División de Manejo de Desechos Sólidos, Sacramento
County, Sacramento, California. Datos con base en 85.000 cuentas)
Compactación. En grandes edificios de apartamentos, generalmente, se instalan unidades de
compactación para reducir el volumen de los desechos sólidos que se deben manejar.
Normalmente, un compactador se instala en la base del ducto de desechos sólidos, Ver
Figura 5.7. Los desechos que caen por el ducto activan el compactador mediante células
fotoeléctricas o interruptores de límite. Una vez son activados los interruptores, los
desechos son comprimidos. Dependiendo del diseño del compactador los desechos
comprimidos pueden ser entregados en paquetes o arrojados y cargados automáticamente
en recipientes de metal o bolsas de papel. Cuando se ha formado un paquete o se ha llenado
un recipiente o bolsa, el compactador se desconecta automáticamente y se enciende una luz
de prevención. Entonces, el operador debe atar y remover el paquete del compactador, o
remover la bolsa llena y reemplazarla por una bolsa vacía. En algunas aplicaciones se
puede garantizar el uso del equipo completamente automático. En el dimensionamiento de
equipo de compactación para usar junto con ductos de desechos sólidos en apartamentos, es
común usar las mismas suposiciones utilizadas en el dimensionamiento de los ductos, como
se discutió previamente.
Fig. 5.7. Instalación de Compactador alimentado por ducto usado para apartamentos.
Mientras el empleo de compactadores reduce el volumen total de los desechos a ser
manejados, se debe recordar que el peso permanece igual. Normalmente, el volumen
compactado variará de 20 a 60 por ciento o menos del volumen original. Los desechos
sólidos compactados son aceptables donde la disposición es mediante relleno del suelo.
Donde se usan incineradores, los desechos compactados deben desintegrarse para evitar la
combustión retardada en el hogar y grandes pérdidas de materiales combustibles sin
quemar. Es imposible recuperar componentes individuales de los desechos compactados a
menos que los desechos sean separados previamente. Se deben considerar todos estos
factores cuando se está evaluando el uso de compactadores en el origen.
Incineración. La incineración puede alcanzar una reducción considerable en las necesidades
de manejo y almacenamiento en la fuente lo mismo que en las instalaciones de recolección
y disposición, al reducir el volumen al 10 por ciento o menos y al 25 por ciento o menos del
peso de los desechos cargados en el incinerador.
Se usan dos tipos de incineradores, dependiendo del método de cargarlos: alimentado por la
chimenea y alimentado por ductos. En el tipo alimentado por la chimenea los desechos se
cargan directamente a través de puertas en cada piso en el tubo refractario, el fondo del cual
abre directamente encima del hogar de la cámara de combustión, Ver Figura 5.8. En el tipo
alimentado por ductos, los desechos se cargan a través de puertas de tolvas sobre cada piso,
en un ducto de metal y se recogen en una tolva en el sótano. Los desechos se transfieren
entonces manual o mecánicamente, al hogar.
Trituración y Reducción a Pulpa. La trituración y reducción a pulpa son operaciones
alternas de procesado que han sido utilizadas junto con los métodos anteriores y solas, para
reducir el volumen de los desechos que se deben manejar. Donde se usa la trituración sola
sin la adición de agua, se ha observado que el volumen de los desechos con frecuencia
aumenta.
En la Figura 5.9. se muestra un sistema pulverizador típico. Los desechos de
varios pisos son arrojados en un dueto que descarga en un tanque para pulpa. En el tanque
para pulpa, se agrega agua y mantiene a un nivel apropiado. Los desechos son triturados en
una pulpa por los dientes en el plato impulsador localizado en el fondo del tanque para
pulpa. Los componentes que se no pueden convertir en pulpa, como metales y vidrio, se
descargan en una cámara de recolección después de ser reducidos en tamaño. La pulpa
semilíquida pasa a través de un anillo de clasificación, donde no se permite el paso de
materiales, de mayor tamaño, fuera del pulpador. La pulpa semilíquida se descarga
entonces a la prensa de secado donde es recogida por un tornillo helicoidal en un espacio
perforado. A medida que el material es movido hacia arriba por el tornillo, se extrae el agua
y la pulpa medio seca es descargada en un recipiente. El agua extraída es devuelta al tanque
para pulpa (8). El exceso de agua contiene alguna pulpa residual y es descargada al sistema
de recolección de aguas residuales.
Fig. 5.8. Incinerador de chimenea única con lavador o techo precipitador (Adaptado
de Referencia 7).
Aunque el sistema trabaja bien, y se reduce el volumen de desechos sólidos, es costoso. Se
puede necesitar equipo especial para remover y vaciar los recipientes llenos de pulpa. Una
alternativa es descargar el material de la pulpa en el alcantarillado local; esto se hace a
menudo en pequeñas operaciones donde se usa un pulpador para destruir documentos
confidenciales anticuados. Debido a que la descarga de material de pulpa aumenta la carga
orgánica sobre instalaciones locales de tratamiento, si la capacidad de tratamiento es
limitada puede ser restringido el uso de pulverizadores.
Instalaciones Comercio- Industriales
Para la mayoría de los casos, las operaciones de procesado en el origen ejecutadas en
instalaciones Comercio- Industriales son parecidas a las descritas para fuentes
residenciales. Las diferencias ocurren principalmente en instalaciones industriales. Debido
a que la mayoría de los procesos tienden a ser específicos de la industria, no se ha hecho el
intento de documentar los distintos procesos que han sido usados. En el capítulo 8 se
discuten métodos adicionales de procesado aplicables a grandes industrias.
Fig. 5.9. Pulverizador de desecho sólido para usos en complejos de apartamentos
(AMSCO- WASCON System, Inc.)
5.
TEMAS DE DISCUSIÓN Y PROBLEMAS
5.1.
Haga un recorrido alrededor de su (barrio) comunidad y haga una breve
observación de los diferentes tipos de recipientes sólidos usados ahora.
5.2.
Obtenga una distribución de los componentes de los desechos sólidos
producidos en su (barrio) comunidad y determine la reducción en porcentaje
que se podría alcanzar si se instalaran compactadores domésticos. Crea que
la densidad de los desechos compactados es de 20 lb/pie3, compare su
respuesta con aquella del ejemplo 5.2.
5.3.
El molino de la cocina de una vivienda unifamiliar se ha roto. Suponga que
tomará una semana reparar la unidad, y estime el aumento en volumen y
peso de los desechos sólidos a ser recolectados. Imagine que la familia tiene
cuatro miembros y que la frecuencia de la recolección es de una vez por
semana.
5.4.
Crea que las cantidades diarias de desechos sólidos producidos en una
instalación comercial se distribuyen normalmente, Ver Apéndice C, con un
valor medio de 10 yd3 y una desviación estándar de 7 yd3. ¿Cuál sería el
tamaño del recipiente que usted recomendaría para esta instalación?. ¿Cuáles
son las concesiones importantes en la selección del tamaño del recipiente?.
5.5.
Usando datos presentados en la Figura 5.2. estime el tamaño del recipiente a
ser usado con un ducto por gravedad para un edificio de apartamentos de 24
pisos con 192 unidades individuales de vivienda, si el recipiente va a ser
vaciado a diario. Crea que cada unidad de vivienda es ocupada por 3.2.
personas.
5.6.
¿Cuál desplazamiento de volumen del compactador (Ej. Capacidad)
expresado en términos de yardas cúbicas por hora, recomendaría usted para
ser usado en el edificio de apartamentos de 24 pisos del problema 5.5?
5.7.
Como ingeniero consultor, usted ha sido comisionado para desarrollar un
sistema integrado de desechos sólidos para una comunidad interesada en
obtener una mayor recuperación y reuso de sus desechos sólidos. Dos de las
posibles alternativas son separación en la vivienda o separación en el lugar
de disposición.
¿Cuáles son los factores importantes que se deben considerar en la
evaluación de estas dos alternativas?
5.8.
Enumere las ventajas y desventajas asociadas con la separación de desechos
sólidos en la vivienda e idee un esquema práctico de separación de papel,
latas de aluminio y vidrio de colores en las viviendas. Sugiera y discuta
cualquier posible problema de implementación de su plan.
5.6.
REFERENCIAS
1.
American Public Works Association: "Municipal Refuse Disposal," 3d ed., Public
Administration Service, Chicago, 1970.
2.
American Public Works Association, Institute for Solid Wastes: "Solid Waste
Collection Practice," 4th ed., American Public Works Association, Chicago, 1975.
3.
Connelly, J.A. (ed.): Abstracts: Selected Patents on Refuse Handling Facilities for
Buildings, U.S. Department of Health. Education, and Welfare, Public Health
Service, Publication 1793, Cincinnati, Ohio, 1968.
4.
Greenleaf/ Telesca. Planners. Engineers, and Architects: Solid Waste Management
in Residential Complexes, U.S. Environmental Protection Agency, Publication SW35c. Washington, D.C. 1971.
5.
Guidelines for Local Governments on Solid Waste Management, U.S.
Environmental Protection Agency, Publication SW-17c. Washington, D.C., 1971.
6.
Hanks, T. G.: Solid Waste/Disease Relationships, U.S. Department of Health,
Education, and Welfare, Solid Wastes Program, Publication SW-1C, Cincinnati,
Ohio, 1967.
7.
Meissner. H.G.: B. Multiple Dwellings, in R.C. Corey (ed.), "Principles and
Practices of Incineration," Wiley- Interscience, New York, 1969.
8.
Solid Waste Management in High- Rise Dwellings, A Consideration, U.S.
Environmental Protection Agency, Publication SW-27cl, Washington, D.C. 1972.
6.
RECOLECCION DE DESECHOS SÓLIDOS
La recolección de desechos sólidos en áreas urbanas es difícil y compleja debido a que la
producción de desechos sólidos residenciales, comerciales e industriales es un proceso
disperso que tiene lugar en cada casa, cada edificio, apartamento y cada instalación
comercial e industrial, lo mismo que en las calles, parques y aún áreas libres de cada
comunidad. El rápido desarrollo de suburbios en todo el país ha complicado más la tarea de
recolección.
A medida que los patrones de producción se vuelven más dispersos, la cantidad total de
desechos aumenta, los problemas logísticos asociados con la recolección se hacen más
complejos. Aunque estos problemas siempre han existido en algún grado, ahora se han
vuelto más críticos debido al costo elevado de los combustibles y la mano de obra. De la
cantidad total de dinero gastado en la recolección, transporte y disposición de los desechos
sólidos en 1975, se gastó aproximadamente del 60 a 80% en la recolección. Este hecho es
importante debido a que un pequeño porcentaje de mejora en la recolección puede
significar un ahorro apreciable en el costo total.
En vista de su importancia, la operación de recolección se discute en detalle en este
capítulo. La información se presenta en cinco partes: 1) el tipo de servicios de recolección
que se presta, 2) los tipos de sistemas de recolección y algún equipo que se utiliza ahora, lo
mismo que las necesidades de mano de obra, 3) un análisis de los sistemas de recolección,
incluyendo las relaciones componentes que se pueden usar para cuantificar las operaciones
de recolección, 4) la metodología general que comprende la fijación de rutas de recolección
y 5) algunas de las técnicas más avanzadas de análisis que se pueden usar para evaluar las
operaciones de recolección.
6.1.
SERVICIOS DE RECOLECCIÓN
El término recolección, como se anotó en el capítulo 2, incluyendo no sólo la recogida de
los desechos sólidos de las diferentes fuentes, sino también el acarreo de estos desechos al
lugar donde se vacía el contenido de los vehículos de recolección. El descargue del
vehículo de recolección también es considerado como parte de la operación de recolección.
Mientras las actividades asociadas con el acarreo y el descargue son parecidas para casi
todos los sistemas de recolección, la recogida o alzada de los desechos variará con las
características de las instalaciones, actividades o lugares donde se producen los desechos,
Ver Tabla 4.1., y las maneras y medios usados para el almacenamiento en el origen, de los
desechos acumulados entre las recolecciones.
En esta sección se describen los diferentes tipos de servicios de recolección usados ahora
para fuentes residenciales y comercio- industriales. Las otras fuentes consideradas en la
Tabla 4.1. no se discuten por separado debido a que los servicios de recolección para ellos
son específicos para el sitio y, en la mayor parte, son variantes de los usados para fuentes
residenciales y comercio- industriales.
Servicio de Recolección Residencial
El servicio de recolección residencial varía dependiendo del tipo de unidad de vivienda. Se
consideran una por una las recolecciones para edificaciones separadas de poca altura y la
recolección para edificios de apartamentos de media y gran altura.
Edificaciones Separadas de Poca Altura. El tipo más común de servicios residenciales
utilizados en varias partes del país para edificaciones separadas de poca altura incluye: 1)
acera, 2) callejuela, 3) lateral y restitución, 4) lateral y 5) acarreo desde el patio. En la Tabla
6.1. se comparan las características de estos servicios y se pueden encontrar detalles
adicionales en las Referencias 1 y 2.
Donde se utiliza el servicio en la acera, el residente de la vivienda es responsable de colocar
los recipientes a ser vaciados en la acera el día de la recolección y devolver los recipientes
vacíos a su lugar de almacenamiento hasta la siguiente recolección. Donde las callejuelas
son el esquema básico de una ciudad o un área dada, es común el uso de recipientes de
almacenamiento en las callejuelas. En el servicio lateral y restitución, los recipientes se
colocan en la propiedad y son devueltos después de ser vaciados por cuadrillas adicionales
que trabajan junto con la cuadrilla responsable de cargar el vehículos recolección. El
servicio lateral es esencialmente lo mismo que el servicio lateral y restitución, sólo que el
residente es responsable de devolver los recipientes a su lugar de almacenamiento. En el
servicio de acarreo desde el patio la cuadrilla de recolección es responsable de entrar a la
propiedad y remover los desechos de su lugar de almacenamiento.
Los métodos de cargue de los vehículos de recolección se pueden clasificar como manuales
y mecánicos. Los métodos comúnmente usados para desechos residenciales incluyen: 1) el
levantamiento y acarreo directo de recipientes, 2)el traslado de recipientes sobre ruedas,
3) el uso de pequeños elevadores para transportar los recipientes al vehículo de recolección
y 4) el uso de grandes recipientes, a los que se hace referencia como recipientes de
“Acarreo” o recipientes de lona (a menudo llamados encerados) en los que vacían los
desechos de pequeños recipientes antes de ser llevados, Ver Figura 6.1., o transportados al
vehículo de recolección.
Donde se utilizan vehículos de recolección con altura de cargue baja, los desechos se
transfieren directamente de los recipientes en que se almacenan o acarrean al vehículo de
recolección por la cuadrilla de recolección, Ver Figura 6.2. En algunos casos donde se
utilizan camiones abiertos, miembros del grupo instalados sobre el camión levantan el
recipiente lleno al camión con la ayuda de los recolectores en el suelo, vacían el recipiente
y los devuelven a los recolectores. En otros casos, los vehículos de recolección vienen
equipados con recipientes auxiliares donde se descargan los desechos. Los recipientes
auxiliares se vacían en el vehículo de recolección mediante medios mecánicos.
TABLA 6.1. COMPARACIÓN DE SERVICIOS DE RECOLECCIÓN
Consideraciones
TIPO DE SERVICIO
Acera
Callejuela
Salida y devuelta Salida
Requiere cooperación del residente:
Para acarrear recipientes llenos
SÍ
Opcional
NO
NO
Acarrear recipientes vacíos
SÍ
Opcional
NO
SÍ
Requiere horario de servicio para la
cooperación del residente
SÍ
NO
NO
SÍ
Estéticamente pobre:
Problema de dispersión
Elevado
Elevado
Bajo
Elevado
Recipientes visibles
SÍ
NO
NO
NO
Atractivo a los zopilotes
SÍ
Máximo
NO
NO
Propenso a desarreglos
SÍ
SÍ
NO
SÍ
Número promedio de personas
1a3
1a3
3a7
1a5
necesarias en la cuadrilla para eficiencia personas
personas
personas
personas
Tiempo de cuadrilla
Poco
Poco
Grande
Intermedia
Tasa de lesiones de recolector debido a
levantar y acarreo
Baja
Baja
Elevado
Intermedia
Quejas por traspasar la propiedad
Pocas
Pocas
Muchas
Muchas
Consideraciones especiales
Requiere callejuelas y vehículos
que puedan maniobrar en ellas,
menos propenso a bloquear el
tráfico; tasa de depreciaciones de
vehículos y recipientes elevada.
Costo debido a:
El tamaño de la cuadrilla y exigencias
Bajo
Bajo
Bajo
Elevado
del tiempo
Adaptado de la Referencia 6.
Acarreo desde el patio
NO
NO
NO
Bajo
NO
NO
NO
3a5
personas
Intermedia
Elevada
Muchas
Requiere de carrito con
ruedas para acarrear
recipientes llenos o el uso de
arpillería o barril de mano,
trabaja mejor con calzadas
Medio
Una innovación reciente que se ha vuelto popular comprende el uso de pequeños vehículos
satélites. Los desechos son vaciados en los vehículos satélites que están equipados con
recipientes grandes. Cuando están llenos, estos vehículos son conducidos al camión de
recolección, se vacían los recipientes en el camión por medios mecánicos, Ver Figura 6.3.
En la Referencia 4 se pueden encontrar detalles adicionales.
Apartamentos de Media y Gran Altura. La mayoría de los métodos de recolección de
desechos sólidos en edificios de apartamentos de media y gran altura, son esencialmente los
mismos utilizados para fuentes comercio- industriales, (Vea siguiente discusión). En
sectores más antiguos de algunas ciudades, todavía es una práctica común que los desechos
de los pisos individuales sean recogidos por los recolectores utilizando recipientes de
acarreo, Ver Figura 6.4., y/o encerados.
Servicio Comercio- Industrial
El servicio de recolección proporcionado a grandes edificios de apartamentos y actividades
comerciales está centrado, normalmente, alrededor del uso de recipientes móviles grandes y
recipientes estacionarios y grandes compactadores estacionarios, Ver Capítulo 5. Los
compactadores son del tipo que se pueden usar para compactar directamente el material en
grandes recipientes o para formar fardos que son colocados en recipientes con mucha
capacidad. Debido a que la recolección de desechos sólidos industriales es tan dependiente
del lugar, es difícil definir cualquier tipo representativo de servicio. En general, el servicio
se ajusta a cada actividad individual y se basa en el uso de recipientes grandes y/o
compactadores estacionarios.
En el servicio comercio- industrial, donde es común el uso de recipientes provistos de
rodamientos o carritos, los recipientes cargados se ruedan manualmente al vehículo de
recolección y se vacían mecánicamente, Ver Figura 6.5. De otra manera, debido al peso
incluido, se usan métodos directos recogida. La operación completa de cargue se hace por
medios mecánicos donde se usan recipientes grandes de volteo. (Ver la siguiente sección) .
Fig. 6.1. Recipiente de acarreo siendo llenado al vehículo de recolección.
Fig. 6.2. El contenido del recipiente de acarreo está siendo vaciado en el vehículo de
recolección (Nótese el método empleado para levantar y descargar el recipiente
equipado con ruedas).
(a)
(b
)
Fig. 6.3. Sistema de recolección de vehículo satélite, a) Cargue del vehículo satélite
equipado con recipiente de 2 yd3 (Nótese que en condiciones de corrientes de aire, el
arrastre de desechos es un problema. b) Descargue mecánico del contenido del
recipiente del vehículo satélite.
Fig. 6.4. Recolector subiendo escaleras para recoger desechos de apartamentos
individuales. San Francisco.
(a)
(b
)
(c)
Fig. 6.5. Secuencia del vaciado de recipientes usados en complejo comercial. a) El
recipiente lleno se engancha al vehículo de recolección, b) el contenido del recipiente
se vacía mecánicamente, c) el recipiente vacío se devuelve a su lugar de origen.
6.2.
SISTEMAS DE RECOLECCIÓN, NECESIDADES DE EQUIPO Y MANO
DE OBRA
Durante los últimos diez años se ha usado una variedad de sistemas y equipos de
recolección de desechos sólidos. En esta sección se describen algunos de los tipos más
comunes y las necesidades de mano de obra para estos sistemas.
Tipos de Sistemas de Recolección
Los sistemas de recolección se pueden clasificar desde varios puntos de vista, tales como el
modo de operación, el equipo utilizado y los tipos de desechos recolectados. En este texto,
los sistemas de recolección han sido clasificados, de acuerdo a su modo de operación, en
dos categorías. 1) sistemas de acarreo del recipiente y 2) sistemas de recipientes
estacionarios (14). Los sistemas individuales incluidos en cada categoría conducen al
mismo método de análisis económico de ingeniería.
Sistemas de Acarreo del Recipiente. (HCS). Estos son sistemas de recolección en los que
los recipientes usados para almacenar los desechos son acarreados al lugar de disposición,
vaciados y devueltos a su lugar de origen o a algún otro lugar.
Sistemas de Recipiente Estacionario (SCS). Estos son sistemas de recolección en los que
los recipientes usados para el almacenamiento de los desechos permanecen en el punto de
producción, excepto para viajes cortos ocasionales, al vehículo de recolección.
Equipos y Sistemas de Acarreo del Recipiente
Los sistemas de acarreo del recipiente son apropiados para la remoción de desechos de
fuentes donde la tasa de producción es alta debido a que se usan recipientes relativamente
grandes, Ver Tabla 6.2. El uso de recipientes grandes elimina tiempo de manejo lo mismo
que acumulaciones desagradables a la vista condiciones antihigiénicas asociadas con el uso
de muchos recipientes más pequeños. Otra ventaja de los sistemas de acarreo de recipientes
es su flexibilidad: hay recipientes disponibles de muchos tamaños y formas diferentes para
la recolección de todos los tipos de desechos.
Debido a que los recipientes usados en este sistema generalmente deben ser llenados a
mano, el uso de recipientes muy grandes, con frecuencia, conduce a una baja utilización del
volumen, a menos que se provean ayudas para cargarlos tales como plataformas y rampas.
En este contexto, la utilización del recipiente se puede definir como la fracción total del
volumen del recipiente realmente lleno de desechos.
TABLA 6.2. DATOS TÍPICOS SOBRE CAPACIDADES DISPONIBLES DE
RECIPIENTES PARA VARIOS SISTEMAS DE RECOLECCIÓN
Vehículo
Sistema de acarreo de
recipiente
Camión grúa
Plataforma de volteo
Camión tractor
Sistema de recipiente
estacionario
Compactador cargado
mecánicamente
Compactador cargado
a mano
RECOLECCIÓN
Tipo de recipiente
Usado con compactador
estacionario
Abierto por encima, llamados
también cajas de escombros.
Usados con compactador
estacionario
Equipo con mecanismo propio de
compactación.
Trailers de escombros abiertos por
encima.
Trailers con recipientes cerrados
equipados con mecanismo de
compactación.
Abierto por encima y cargado
lateralmente.
Recipientes de plástico, o
galvanizados pequeños, bolsas
desechables de papel y plástico.
Ver Tabla 5.2. para dimensiones típicas de recipientes.
NOTA:
yd3 x 0.7646 = m3
Gal x 0.003785 = m3
Rango típico de capacidades
de recipientes – yd3
6 – 12
12 – 50
15 – 40
20 – 40
15 – 40
20 – 40
1–8
20 – 55
Mientras los sistemas de acarreo del recipiente tienen la ventaja de necesitar solamente un
camión y el conductor para real izar el ciclo de recolección, cada recipiente recogido
requiere de un viaje completo al lugar de disposición (u otro lugar de destino). Además, el
tamaño del recipiente y la utilización son de gran importancia económica. Asimismo las
ventajas económicas de la compactación son obvias cuando se van a recolectar y acarrear
desechos altamente compresibles en distancias largas.
Hay tres tipos diferentes de sistemas de acarreo del recipiente: 1) camión grúa, 2)
recipientes en plataforma de volteo y 3) trailer de basura. En la Tabla 6.3. se muestran datos
típicos sobre los vehículos de recolección usados en estos sistemas.
Sistemas de Camión Grúa. En el pasado, los camiones grúa se usaron mucho en
instalaciones militares, Ver Figura 6.6. Con el advenimiento de vehículos de recolección
con sistemas de autocarga, este sistema aparece aplicable, solamente en un número limitado
de casos, de los cuales los más importantes son los siguientes:
1.
Para la recolección de desechos por un recolector que tiene operación
pequeña y recolecta únicamente de unos pocos lugares en los cuales se
produce una cantidad considerable de desechos. Generalmente, para tales
operaciones no se pueden justificar económicamente la compra de equipo de
recolección más nuevo y eficiente.
2.
Para la recolección de objetos voluminosos y desechos industriales no
apropiados para la recolección con vehículos de compactación.
Sistema de Recipiente en Plataforma de Volteo. Los sistemas que utilizan vehículos con
plataforma de volteo, Ver Figura 6.7., y recipientes grandes, a menudo llamados "buzones"
son idealmente apropiados para la recolección de todos los tipos de desechos sólidos y
desperdicios de lugares donde la tasa de producción aseguran el uso de recipientes grandes,
Ver Figura 6.8. Como se anotó en la Tabla 6.2. hay disponibles varios tipos de recipientes
grandes para ser usados con vehículos de recolección con plataforma de volteo. Recipientes
abiertos por encima se usan, a diario, en almacenes de depósitos y sitios de construcción.
Los recipientes grandes usados junto con compactadores estacionarios son comunes en
complejos de apartamentos, servicios comerciales y estaciones de transferencia, Ver
Capítulo 7. Debido al gran volumen que puede ser acarreado, se ha vuelto popular el uso
del sistema de acarreo de recipientes sobre plataforma de volteo, especialmente entre
recolectores privados que sirven usuarios comerciales.
Sistema de Trailer de Basuras. El empleo de trailers de basura es similar al de los sistemas
de recipiente en plataforma de volteo. Los trailers de basura son mejores para la recolección
de escombros especialmente pesados, tales como arena, madera y pedazos de metal y se
usan a menudo para la recolección de desechos de demolición en lugares de construcción.
Ver Figura 6.9.
TABLA 6.3. DATOS TÍPICOS DE VEHÍCULOS UTILIZADOS PARA LA RECOLECCIÓN DE DESECHOS SÓLIDOS
VEHÍCULOS DE
RECOLECCIÓN
Sistemas de acarreo del recipiente:
Camión grúa
DIMENSIONES TÍPICAS DEL VEHÍCULO
Capacidades Número Capacidad Ancho
Alto
Longitud** Método de descarga
disponibles de de ejes indicada del
pg
pg
pg
recipientes o
cuerpo del
camión*
recipiente o
3
yd
camión+
yd3
6 – 12
2
10
94
80-100
110-150
Chasís de volteo
12 – 50
3
30
96
80-90
220-300
Camión tractor y trailer
15 – 40
3
40
96
90-150
220-450
96
96
96
140-150
132-150
125-135
240-290
220-260
210-230
Panel eyector hidráulico
Panel eyector hidráulico
Panel eyector hidráulico
96
96
132-150
125-135
240-300
210-230
Panel eyector hidráulico
Panel eyector hidráulico
Sistema de Recipiente estacionario
Compactador (cargado
mecánicamente)
Cargue frontal
20 – 45
3
30
Cargue lateral
10 – 36
3
30
Cargue por detrás
10 – 30
2
20
Compactador (cargado a mano)
Cargue lateral
10 – 37
3
37
Cargue por detrás
10 – 30
2
20
*
Ver Tabla 6.2. y Tabla 5.2.
+
Ver Tabla 5.2. para las dimensiones típicas de los recipientes
++
Desde el frente del camión hasta atrás del recipiente o cuerpo del camión
NOTA:
yd3 x 0.7646 = m3
Pg x 0.0254 = m
Gravedad, abertura en el
fondo
Gravedad, vaciado
inclinado
Gravedad, vaciado
inclinado
Equipo y Sistemas de Recipiente Estacionario
Los sistemas de recipiente estacionario se pueden usar en la recolección de todo tipo de
desechos. Los sistemas varían de acuerdo al tipo y la cantidad de desechos a ser manejados,
lo mismo que al número de puntos de producción. Hay dos tipos principales: 1) sistemas
en los cuales se usan compactadores de autocargue y 2) sistemas en los que se usan
vehículos de cargue a mano.
En las Figuras 6.2, 6.3, 6.5, 6.10 y 6.11. se muestran algunos ejemplos típicos de vehículos
y recipientes. En la Tabla 6.3. se reportan datos de los vehículos de recolección usados en
este sistema.
Sistemas con Compactadores de Autocarga. El tamaño del recipiente y la utilización no son
críticos en los sistemas de recipiente estacionario que usan vehículos de recolección
equipados con mecanismo de compactación como sí lo son en sistemas de camión grúa.
Los viajes al sitio de disposición, estación de transferencia o estación de procesado se
hacen después de haber recolectado y compactado el contenido de un número de
recipientes. Ver Figura 6.10. y el vehículo de recolección esté lleno. Por esta razón, la
utilización del conductor en términos de cantidades de desechos acarreados es
considerablemente mayor para estos sistemas que para los sistemas de acarreo del
recipiente.
Hay disponibles una variedad de tamaños de recipientes para ser usados con estos sistemas,
Ver Tabla 6.2. y Figuras 5.5, 6.5 - 6.10. Ellos varían desde tamaños relativamente pequeños
(1 yd3) a tamaños comparables a aquellos manejados con un camión grúa. Ver Tabla 6.2. El
uso de recipientes más pequeños ofrece mayor flexibilidad en términos de forma, facilidad
de manejo y rasgos especiales disponibles. La utilización de recipientes puede aumentar
considerablemente mediante el uso de recipientes pequeños, más fáciles de cargar. También
se pueden usar estos sistemas para la recolección de desechos residenciales donde un
recipiente grande se puede sustituir por un número de recipientes pequeños.
Debido a que es difícil mantener el cuerpo de los camiones y debido al peso incluido, estos
sistemas no son idealmente apropiados para la recolección de desechos industriales pesados
y escombros voluminosos, tales como los producidos en sitios de construcción y
demolición. Los lugares donde se producen volúmenes grandes de escombros, también son
difíciles de servir debido a los requerimientos de espacio para un gran número de
recipientes.
Fig. 6.6. Mecanismo de camión grúa montado sobre el chasís de camión (Dempster
Systems)
Fig. 6.7. Camión con mecanismo de plataforma de volteo (Dempster Systems)
Fig. 6.8. Vaciado el contenido de un recipiente de la plataforma de un volteo, en un
relleno sanitario.
Fig. 6.9. Descargue del contenido de un trailer de basura, para desechos de
demolición, en un relleno sanitario.
a)
Los tenedores de cargue están enganchando en las ranuras del recipiente
(b)
Se está levantando el recipiente.
c) El recipiente empieza a voltear.
d) El contenido del recipiente está siendo vaciado en el vehículo de recolección.
Fig. 6.10. Ciclo de carga para vehículo de recolección del tipo autocarga.
Sistemas con vehículos cargados a mano. La mayor aplicación de los métodos manuales de
transferencia y carga es en la recolección de desechos residenciales desechos esparcidos por
doquier. Ver Figura 6.11. El cargue a mano puede competir eficazmente con el cargue
mecánico, en áreas residenciales, debido a que la cantidad recogida en cada lugar es
pequeña y el tiempo de cargue es corto. Además, se usan métodos manuales para la
recolección residencial debido a que muchos puntos de recogida individual son inaccesibles
al vehículo de recolección.
Operaciones de Transferencia
Las operaciones de transferencia, en las cuales los desechos, recipientes o vehículos de
recolección son transferidos de un vehículo de recolección a un vehículo de transferencia o
acarreo, se utilizan principalmente debido a consideraciones económicas. Las operaciones
de transferencia pueden demostrar ser económicas cuando: 1) para la recolección de
desechos residenciales se usan vehículos de recolección relativamente pequeños cargados a
mano a grandes distancias de acarreo, 2) se deben acarrear cantidades extremadamente
grandes de desechos sobre largas distancias, y 3) un número apreciable de vehículos de
recolección puede usar una estación de transferencia. En el capítulo 7 se considera en
detalle las operaciones de transferencia y transporte.
Necesidades de Mano de Obra
Las necesidades de mano de obra para la recolección de desechos sólidos varía con el tipo
de servicio dado y el tipo de sistema de recolección usado.
Sistemas de Acarreo del Recipiente. En la mayoría de los sistemas de acarreo del recipiente
se utiliza un solo recolector. El recolector es responsable de conducir el vehículo, cargar los
recipientes llenos, descargar los recipientes vacíos y vaciar el contenido del recipiente en el
lugar de disposición. En algunos casos, por razones de seguridad, se utilizan el conductor y
un ayudante. Generalmente, el ayudante es responsable de atar y desatar cadenas y cables
utilizados en el cargue y descargue de recipientes sobre y fuera del vehículo de recolección;
el conductor es responsable de la operación del vehículo. Siempre se deben utilizar un
conductor y un ayudante donde se manejan desechos peligrosos.
Fig. 6.11. Recolector vaciando a mano el contenido de un recipiente que se carga sobre
los hombros, en la parte de atrás de un vehículo de recolección de tipo de
compactación. (Este tipo de vehículo comúnmente se usa con cuadrillas de dos y tres
personas para la recolección de desechos residenciales en todos los Estados Unidos).
Sistema de Recipiente Estacionario. (Cargado mecánicamente) . Las necesidades de mano
de obra para sistemas de recipientes estacionario cargado mecánicamente, esencialmente,
son las mismas que para sistemas de acarreo del recipiente. Donde se utiliza un ayudante,
con frecuencia el conductor ayuda al ayudantes traer los recipientes llenos, montados sobre
rodamientos, al vehículo de recolección y a devolver los recipientes vacíos. Ver Figura 6.5.
Ocasionalmente, se utilizan un conductor y dos ayudantes donde los recipientes a ser
vaciados se deben rodar (transferir) al vehículo de recolección desde lugares inaccesibles,
como en áreas comerciales congestionadas en el centro de la ciudad.
Sistemas de recipiente estacionario (cargado a mano). En sistemas de recipiente
estacionario donde el vehículo de recolección es cargado a mano, el número de recolectores
varía de uno a tres, en la mayoría de los casos, dependiendo del tipo de servicio y el equipo
de recolección. Normalmente, se utiliza un sólo recolector para el servicio sobre la acera y
la callejuela, y se utiliza una cuadrilla de varias personas para el servicio de acarreo desde
el patio de atrás. Ver Tabla 6.1. También se utiliza un solo conductor- recolector en la
mayoría de sistemas de vehículos satélites para la recolección en la acera. Ver Figura 6.3.
Mientras los tamaños antes mencionados de las cuadrillas son representativos de las
prácticas corrientes, hay muchas excepciones. En muchas ciudades se utilizan cuadrillas de
varias personas para el servicio en la acera lo mismo que para el acarreo desde el patio de
atrás.
Se debe dar atención especial al diseño de vehículo de recolección intentado para el uso de
un solo recolector. Hasta ahora parece que un compactador de carga lateral, como el que se
muestra en la Figura 6.12, equipado con una plataforma a la derecha, es el que mejor se
adapta a la recolección en la acera y callejuelas.
6.3.
ANALISIS DE SISTEMAS DE RECOLECCIÓN
Para establecer las necesidades de vehículos y mano de obra para varios sistemas y métodos
de recolección, se debe determinar la unidad de tiempo necesario para real izar cada tarea.
Separando las actividades de la recolección en operaciones unitarias es posible: 1)
desarrollar datos de diseño y relaciones que se puedan usar universalmente y 2) evaluar las
variables asociadas con las actividades de recolección y las variables relacionadas o
controladas por el lugar en particular.
Fig. 6.12. Vehículo de recolección cargado sobre plataforma del lado derecho.
Definición de Términos
Antes de poder modelar efectivamente las relaciones para los sistemas de recolección, se
deben delinear las tareas componentes. En las Figuras 6.13 y 6.14 se muestran
esquemáticamente las tareas operacionales para los sistemas de acarreo del recipiente y
recipiente estacionario respectivamente. Sobre la base de trabajos previos (14, 16), las
actividades involucradas en la recolección de desechos sólidos se pueden resolver en cuatro
operaciones unitarias: 1) recogida, 2) acarreo, 3) en el sitio y 4) fuera de ruta.
Recogida. La definición del término recogida depende del tipo de sistema de recolección
usado (14).
Fig. 6.13. Esquema de la secuencia operacional para el sistema de acarreo del
recipiente.
1.
Para sistemas de acarreo del recipiente, operados en la forma convencional. Ver
Figura 6.13a, la recogida Phc s se refiere al tiempo empleado en conducir hasta el
siguiente recipiente después de haber depositado el recipiente vacío, el tiempo
utilizado en recoger el recipiente lleno, y el tiempo necesario para volver a depositar
el recipiente después de haber vaciado su contenido. Para sistemas de acarreo del
recipiente operados en el modo de intercambio de recipientes, Ver Figura 6.13b, la
recogida incluye el tiempo necesario para recoger un recipiente lleno y volver a
depositar el recipiente en el siguiente lugar después de haber vaciado su contenido.
2.
Para sistemas de recipientes estacionario, Ver Figura 6.14, la recogida (Pscs) se
refiere al tiempo gastado cargando el vehículo de recolección, empezando por la
parada del vehículo antes de cargar el contenido del primer recipiente y terminando
cuando se ha cargado el con tenido del último recipiente a ser vaciado. La tarea
especifica en la operación de recogida, depende del tipo de vehículo de recolección
lo mismo que el método de recolección usado.
Acarreo. La definición del término acarreo (h) también depende del tipo de sistema de
recolección usado (14).
1.
Para sistemas de acarreo del recipiente, el acarreo representa el tiempo necesario
para llegar al lugar de disposición, empezando después de que el recipiente cuyo
contenido va a ser vaciado se ha cargado en el camión, más el tiempo después de
dejar el lugar de disposición hasta que el camión llega al lugar donde se vuelve a
depositar el recipiente vacío. No incluye el tiempo gastado en el lugar de
disposición.
2.
Para sistemas de recipiente estacionario, el acarreo se refiere al tiempo necesario
para llegar al sitio de disposición, empezando después de que el último recipiente
sobre la ruta ha sido vaciado o el vehículo de recolección se ha llenado, más el
tiempo después de salir del sitio de disposición hasta que el camión llega al lugar
donde ya a vaciar el primer recipiente en la siguiente ruta de recolección. NO
incluye el tiempo gastado en el lugar de disposición.
En el sitio. La operación unitaria en el sitio (s) se refiere al tiempo gastado en el lugar de
disposición e incluye el tiempo empleado esperando para descargar lo mismo que el tiempo
del descargue. (14).
Fig. 6.14. Esquema de la secuencia operacional para el sistema de recipiente
estacionario.
Fuera de Ruta. La operación unitaria fuera de ruta (W) incluye todo el tiempo gastado en
actividades que no son productivas desde el punto de vista de la operación de recolección.
Muchas de las actividades asociadas con los tiempos fuera de ruta son algunas veces
necesarias o inherentes en la operación. Además el tiempo empleado en actividades fuera
de ruta se puede subdividir en dos categorías: necesarias e innecesarias. En la práctica, sin
embargo, los tiempos necesarios e innecesarios fuera de ruta se consideran juntos debido a
que se deben distribuir sobre toda la operación (14).
El tiempo necesario fuera de ruta incluye: 1) el tiempo de registro de entrada y salida en la
mañana y al terminar el día. 2) tiempo utilizado en conducir al primer punto de recogida y/o
del lugar más próximo del último punto de recogida a la estación de despacho al concluir el
día (se usa el término LUGAR MAS PROXIMO debido a que, en el sistema de recipiente
estacionario, el vehículo de recolección normalmente, es conducido directamente a la
estación de despacho después de que se han vaciado los desechos recogidos en la última
ruta), 3) tiempo perdido debido a congestión inevitable, y 4) tiempo empleado en
reparaciones y mantenimiento, etc. El tiempo innecesario fuera de ruta incluye el tiempo
excesivo al establecimiento, empleado para la merienda y el tiempo gastado en recesos no
autorizados para tomar café, conversar con amigos, etc.
Sistemas de Acarreo del Recipiente
El tiempo necesario por viaje, que también corresponde al tiempo necesario por recipiente,
es igual a la suma de los tiempos de recogida, en el sitio y acarreo, multiplicado por un
factor que tiene en cuenta las actividades fuera de ruta y está dado por la siguiente
ecuación:
Thcs
=
(Phcs + s + h)/(1 - W)
(6.1)
Thcs
Phcs
=
=
s
h
w
=
=
=
Tiempo por viaje para sistemas de acarreo de recipiente, h/viaje
Tiempo de recogida por viajes para sistemas de acarreo de recipiente,
h/viaje
Tiempo en el sitio de disposición por viaje, h/viaje
Tiempo de acarreo por viaje, h/viaje
Factor de fuera de ruta, expresado como fracción.
Donde:
Mientras que los tiempos de recogida y en el sitio son relativamente constantes para
sistemas de acarreo de recipiente, el tiempo de acarreo depende de la velocidad y la
distancia de acarreo. Del análisis de una cantidad considerable de datos de acarreo, para
varios vehículos de recolección. Ver Figura 6.15, se ha encontrado que el tiempo de acarreo
(h) puede ser expresado aproximadamente por la siguiente expresión.
h
=
a + bx
h
a
b
x
=
=
=
=
tiempo total de acarreo, h/viaje (h = horas)
constante empírica, h/viaje
constante empírica, h/viaje
distancia de viaje completo de acarreo, mi/viaje
(6.2)
donde:
En el ejemplo 6.1, presentado al final de la discusión que trata de los sistemas de acarreo de
recipiente, se ilustra el análisis de datos del tiempo de acarreo y distancia (millas) usando la
Ecuación 6.2 y la relación presentada en la Figura 6.15.
Sustituyendo en la ecuación 6.1 la expresión para h dada en la ecuación 6.2 el tiempo por
viaje se puede expresar como sigue:
Thcs
=
(Phcs + s + a + bx)/(1 - W)
(6.3)
Fig. 6.15. Correlación entre velocidad media de acarreo y distancia del viaje completo.
El tiempo de recogida por viaje Phcs para el sistema de acarreo de recipiente es entonces,
igual a:
Phcs
=
Phcs
pc
uc
dbc
=
=
=
=
pc + uc + dbc
(6.4)
donde:
Tiempo de recogida por viaje, h/viaje
Tiempo necesario para recoger el recipiente lleno, h/viaje
Tiempo necesario para descargar el recipiente vacío, h/viaje
Tiempo necesario para conducir entre ubicaciones de los recipientes,
h/viaje.
En el cálculo del tiempo de recogida por viaje, si se desconoce el tiempo medio necesario
para conducir entre recipientes, se puede estimar el tiempo usando la ecuación 6.2, donde la
distancia entre recipientes es sustituida por la distancia de un viaje completo.
El número de viajes que se pueden hacer por vehículo por día con un sistema de acarreo de
recipiente se puede determinar usando la ecuación 6.5.
Nd
=
(1 - W) H/(Phcs + s + a + bx)
(6.5)
donde:
Nd
=
número de viajes por día, viajes/dias
H
=
duración del día de trabajo, h/día
otros términos = como se definen antes
Los datos que se pueden usar en la solución de la ecuación 6.5 para varios tipos de sistemas
de acarreo de recipientes se dan en la Figura 6.15 y la Tabla 6.4. El factor de fuera de ruta
en la Ecuación 6.5 de 0,10 a 0,25; un factor de 0,15 es representativo para la mayoría de las
operaciones.
TABLA 6.1. DATOS TÍPICOS PARA CALCULAR LAS NECESIDADES DE EQUIPO
Y MANO DE OBRA PARA VARIOS SISTEMAS DE RECOLECCIÓN*
Recolección
Vehículo
Método de Cargue
Relación de
Compactación
R
Tiempo necesario
para vaciar el
contenido del
recipiente lleno y
depositar el
recipiente vacío
h/viaje
Sistemas de acarreo del recipiente
Camión Grúa
Mecánico
0,067
Plataforma de Volteo
Mecánico
0,40
Plataforma de Volteo
Mecánico
2,0 – 4,0+
Compactador
Mecánico
2,0 – 2,5
Compactador
Mecánico
2,0 – 2,5
Sistemas de recipiente estacionario
*
+
Adaptado de la Referencia 14
Recipientes usados junto con compactador estacionario.
0,40
T
En algunos casos donde especialmente se incluyen distancias largas, el tiempo gastado
conduciendo desde y hasta la estación de despacho, al principio y al final del día, se sustrae
de la duración del día de trabajo en la Ecuación 6.5. Si se hace esto, también es importante
acordarse de ajustar el factor de fuera de ruta.
Suponiendo que se conoce el número de recipientes a ser vaciados por semana, se puede
calcular el tiempo necesario por semana usando la Ecuación 6.6.
Dw
=
tw (Phcs + s + a + bx)/|(1 -W)H|
(6.6)
donde:
Dw
=
Tiempo necesario por semana, días/semana
tw
=
Número entero de viajes por semana, viajes/semana
otros términos = como se definen antes.
Si no se conoce el número de viajes por semana, se puede estimar usando la siguiente
expresión:
Nw
=
Vw/(cf)
Nw
Vw
c
f
=
=
=
=
Número de viajes por semana, viajes/semana
Tasa de producción semanal de desechos, yd3/semana
Tamaño medio del recipiente, yd3/viaje
Factor ponderado de utilización media del recipiente
(6.7)
donde:
Como se anotó previamente, el factor ponderado de utilización del recipiente se puede
definir como la fracción del volumen del recipiente ocupado por los desechos sólidos.
Debido a que este factor variará con el tamaño del recipiente, se debe usar un factor
ponderado en la Ecuación 6.7. El factor ponderado se encuentra dividiendo la suma de los
valores obtenidos de multiplicar el número de recipientes en cada tamaño por su factor
correspondiente de utilización por el número total de recipientes.
El número entero de viajes, a ser usado en el cálculo del tiempo necesario por semana en la
Ecuación 6.6, se obtiene redondeando el valor de Nw obtenido de usar la Ecuación 6.7 a un
número entero. En términos del sistema, si el valor de Nw se redondea al entero inferior, el
significado es que uno o más de los recipientes estarán más llenos de lo usual. Si Nw se
redondea al entero más grande, uno o más de los recipientes no estarán tan llenos como es
usual.
Las necesidades semanales de obra de mano en recolector- días por semana se obtienen
multiplicando el tiempo necesario por semana por el número de recolectores. Finalmente, el
número requerido de vehículos de recolección se puede determinar dividiendo las
necesidades semanales de tiempo, expresado en días por semana, por el mismo número de
días de trabajo por semana y redondeando el resultado al entero más alto que sigue. Así,
para Dw/5 valores de 0.7, 1.2 y 3.7, el número de vehículos de recolección sería igual a 1, 2
y 4 respectivamente. Para mejorar la eficiencia de la operación donde se obtienen
necesidades fraccionales de equipo y mano de obra, se debe investigar el uso de recipientes
más grandes y menor frecuencia de la recolección.
Ejemplo 6.1. Análisis de la velocidad de acarreo
Se obtuvieron las siguientes velocidades medias para varias distancias de viaje completo a
un lugar de disposición. Encuentre las constantes a y b de la velocidad de acarreo y el
tiempo de acarreo de viaje completo para un sitio de disposición a 11,0 millas. Ver Tabla
6.5.
Solución
1.
Haga lineal la ecuación de la velocidad de acarreo dada en la Figura 6.15. la
ecuación básica de la velocidad de acarreo es:
y
=
x__
a + bx
La forma lineal de la ecuación es:
x
y
2.
=h=a+b
x
Dibuje x/y, que es el tiempo de viaje versus la distancia x, del viaje completo (Ver
Figura 6.16).
Fig. 6.16. Tiempo de viaje versus distancia de viaje completo de acarreo para el
Ejemplo 6.1.
TABLA 6.5. VELOCIDADES PROMEDIO DE ACARREO PARA EL EJEMPLO 6.1.
Distancia del viaje completo
mi/viaje
2
5
8
12
16
20
25
Tiempo total
H
0.12
0.18
0.25
0.33
0.40
0.48
0.56
Velocidad media de Acarreo
y min/h
17
28
32
36
40
42
45
3.
Determine las constantes a y b utilizando la Figura 6.16. Cuando x = 0, a =
intercepto = 0,080 h/viaje, b = pendiente de la línea = (0,2 h)/(10 mi) = 0,020 h/mi
(0,012 h/km).
4.
Encuentre el tiempo de acarreo de un viaje completo para un sitio localizado a 11,0
millas de distancia.
Distancia del viaje completo = 2(11,0 mi/viaje) = 22 mi/viaje
Tiempo de acarreo h = a + bx
= 0,080 h/viaje + (0,020 h/mi) (22 milviaje)
= 0,52 h/viaje
Sistemas de Recipiente Estacionario
Debido a las diferencias en el proceso de cargue, en la siguiente discusión se consideran por
separado los sistemas de recipiente estacionario cargado mecánicamente y a mano.
Vehículos Cargados Mecánicamente. Para sistemas que usan compactadores autocargados,
el tiempo por viaje se expresa como:
Tscs
=
(Pscs + s + a + bx) / (1 - W)
(6.8)
Tscs
Pscs
=
=
s
a
b
x
W
=
=
=
=
=
tiempo por viaje para el sistema de recipiente estacionario, h/viaje
tiempo de recogida por viaje para el sistema de recipiente
estacionario, h/viaje
tiempo en el sitio (disposición, h/viaje)
constante empírica, h/viaje
constante empírica, h/mi
distancia de acarreo del viaje completo, mi/viaje
factor de fuera de ruta, expresado como fracción
Donde:
La única diferencia entre la Ecuación 6.8 y la Ecuación 6.3. para sistemas de acarreo de
recipiente es el término de acarreo. Para el sistema de recipiente estacionario, el tiempo de
recogida está dado por:
Pscs
=
ct (uc) + (np - 1) (dbc)
(6.9)
Pscs
=
ct
uc
=
=
np
dbc
=
=
tiempo de recogida por viaje para sistemas de recipiente estacionario,
h/viaje
número de recipientes vaciados por viaje, recipientes/viaje
tiempo promedio de descargue por recipiente para sistemas de
recipiente estacionario, h/recipiente
número de lugares de recogida de recipientes por viaje, lugares/viaje
tiempo promedio empleado conduciendo entre lugares con
recipientes, h/lugar.
donde:
El término (np - 1) toma en cuenta el hecho de que el número de veces que el vehículo de
recolección tendrá que ser conducido entre lugares con recipientes, es igual al número de
recipientes menos uno. Como en el caso del sistema de acarreo de recipiente, si no se
conoce el tiempo empleado conduciendo entre lugares con recipientes se puede estimar
usando la Ecuación 6.2. donde la distancia entre recipientes es sustituida por la distancia del
viaje completo.
El número de recipientes que se pueden vaciar por viaje de recolección está directamente
relacionado al volumen del vehículo de recolección y a la relación de compactación que se
puede alcanzar. Este número está dado por:
ct
=
vr/ (c f)
ct
v
r
c
f
=
=
=
=
=
número de recipientes vaciados por viaje, recipientes/viaje
volumen del vehículo de recolección, yd3/viaje
relación de compactación
volumen del recipiente, yd3/recipiente
factor ponderado de utilización del recipiente
(6.10)
donde:
Se puede estimar el número de viajes necesarios por semana usando la siguiente ecuación:
Nw
=
Nw
=
Vw/ (v r)
donde:
número de viajes de recolección necesarios por semana,
viajes/semana
Vw
=
tasa de producción semanal de desechos, yd3/semana
otros términos = cono se definen antes.
(6.11)
El tiempo requerido por semana se puede expresar como sigue:
Dw
=
|(Nw) Pscs + tw (s + a + bx)| / |(1 - W) H|
(6.12)
Dw
tw
=
=
tiempo requerido por semana, días/semana
el valor de (Nw) aproximado al entero inmediatamente superior, lo
que toma en cuenta el hecho de que aunque el camión puede estar
parcialmente cargado en el último viaje, todavía requiere un viaje
completo al lugar de disposición
donde:
H
=
duración del día de trabajo, h/día
otros términos = como se definieron anteriormente.
En aplicaciones en las cuales no se tiene que hacer un número entero de viajes y no es
necesario vaciar cargas parciales al finalizar el día, el tamaño del camión a ser usado se
puede determinar como sigue. Suponga dos o tres tamaños de camiones disponibles y
calcule los tiempos necesarios para cada tamaño, usando la Ecuación 6.12. El tamaño de
camión que necesite del mínimo de mano de obra debe ser seleccionado. Por ejemplo, si la
demanda de mano de obra con un recolector es 2,2 recolector- días/semana utilizando un
compactador de 24 yd3 , y 2,0 recolector- días/semana utilizando un compactador de 30
yd3, se debe seleccionar el camión más grande, debido a que en la mayoría de las
operaciones será difícil utilizar un recolectar durante parte del día. Así se puede seleccionar
el tamaño óptimo del vehículo calculando los requerimientos de tiempo y mano de obra
para varios tamaños de camiones.
Donde se va a hacer un número entero de viajes cada día, se pueden determinar la
combinación propia de viajes por día y el tamaño del vehículo usando la Ecuación 6.13
junto con un análisis económico.
H
=
Nd (Pscs + s + a + bx) / (1 – W)
(6.13)
Donde:
Nd
=
número de viajes de recolección por día, viajes/días
otros términos = como se definieron previamente.
Para determinar el volumen necesario del camión, sustituya dos o tres valores diferentes
para Nd en la Ecuación 6.13 y determine los tiempos disponibles de recogida por viaje.
Entonces, por aproximaciones, usando las Ecuaciones 6.9 y 6.10. determine el volumen
necesario de camión para cada valor de Nd. De los tamaños disponibles de camiones,
seleccione los que más se aproximen a los valores calculados. Si los tamaños de los
camiones son más pequeños que los valores requeridos, calcule el tiempo real que se
necesitará por día utilizando estos tamaños de camiones.
Una vez se han determinado las necesidades de mano de obra para cada combinación de
tamaño de camión y número de viajes por día, se puede seleccionar la combinación más
efectiva en cuanto a costo. Por ejemplo si tienen largas distancias de acarreo, puede ser más
económico utilizar un vehículo de recolección grande y hacer 2 viajes/día (aunque no se
pueda utilizar algún tiempo al final del día) que usar un vehículo más pequeño y hacer 3
viajes/día utilizando todo el tiempo disponible.
Cuando el tamaño del camión es fijo, se debe hacer un número entero de viajes cada día, la
duración necesaria del día de trabajo se puede estimar usando la Ecuación 6.9, 6.10 y 6.11.
En el ejemplo 6.2. se ilustra el análisis y la comparación del sistema de acarreo del
recipiente y recipiente estacionario.
Ejemplo 6 .2. Análisis de Sistema de Recolección de Desechos Sólidos.
Un recolector privado de desechos sólidos desea localizar un sitio de disposición cerca a un
área comercial. Al recolector le gustaría usar un sistema de acarreo del recipiente pero teme
que los costos de acarreo pudieran ser prohibitivos. ¿Cuál es el punto más alejado del área
comercial en que el sitio de disposición puede ser localizado de manera que los costos
semanales del sistema de acarreo del recipiente no exceda a los del sistema de recipiente
estacionario? Suponga que se utilizará un conductor- recolector en cada sistema y que los
siguientes datos son aplicables.
1.
Sistema de acarreo de recipiente
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
2.
Cantidad de desechos sólidos = 300 yd3/semana
Tamaño del recipiente = 8 yd3/viaje
Factor de utilización del recipiente = 0,67
Tiempo de recogida del recipiente = 0,033 h/viaje
Tiempo de descargue del recipiente = 0,033 h/viaje
Tiempo en el sitio de disposición = 0,053 h/viaje
Costos generales $ 400/semana
Costos de operación $ 15/h de operación.
Sistema de recipiente estacionario
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
Cantidad de desechos sólidos = 300 yd3/semana
Tamaño del recipiente = 8 yd3/lugar
Factor de utilización del recipiente = 0,67
Capacidad del vehículo de recolección = 30 yd3/viaje
Relación de compactación del vehículo de recolección = 2
Tiempo de descargue del recipiente = 0,05 h/recipiente
Costos generales = $750/semana
Costos de operación = $15/h de operación
Tiempo en el lugar de disposición = 0,10 h/viaje
3.
Características de la localización
a)
b)
c)
d)
Distancia promedio entre ubicación de los recipientes = 0,10 mi
Constantes para estimar el tiempo de conducción entre localizaciones de los
recipientes para el sistema de acarreo del recipiente. al = 0,060 h/viaje y b1 =
0,067 h/mi
Constante para estimar el tiempo de conducción entre ubicaciones de los
recipientes para el sistema de recipiente estacionario: al = 0,060
h/localización y bl = 0,067 h/mi.
Constantes para estimar el tiempo de acarreo: a = 0,022 h/viaje y b = 0,022
h/mi.
Solución
1.
Sistemas de acarreo del recipiente
a)
Determine el número de viajes por semana, usando la Ecuación 6.7.
Nw = Vw / (cf) = (300 yd3/sem) / (8 yd3/viaje) (0,67) = 56,0 viaje semana)
b)
Determine el número entero de viajes para usarlos en el cálculo del tiempo
necesario por semana, usando la Ecuación 6.6
Nw = 56 viajes/semana
Tw = 56 viajes/semana
c)
Estime el tiempo de recogida para el sistema de acarreo del recipiente, use la
Ecuación 6.4
phcs
=
pc + uc + dbc = pc + uc + a1 + b1 x'
=
=
d)
Estimen el tiempo necesario por semana como una función de la distancia del
viaje completo, use la Ecuación 6.6.
Dw
=
tw (phcs + s + a + bx) / |(1 - W) H|
Dw
=
(56 viajes/sem) |0,133 h/viaje + 0,053 h/viaje + 0,022 h/viaje
+ (0,022 h/mi) (x) |/| (1 - 0,15) (8 h/día)
1,70 + (0,181/mi) (x) días/semana
=
e)
0,033 h/viaje + 0,033 + 0,060 h/viaje + (0,067 h/mi)(0,01
mi/viaje)
0,133 h/viaje
Determine el costo de operación por semana como una función de la distancia
del viaje completo
Costo de operación
=
=
($ 15/h)(8 h/día) |1,70 + (0,181/mi)(x)| día/sem.
|204 + (21,7/mi) (x)| (x) $/semana
2.
Sistemas de recipiente estacionario
a)
Determine el número de recipientes vaciados por viaje, use la Ecuación 6.10
Ct
=
=
b)
Estime el tiempo de recogida por recipiente; use la Ecuación 6.9
vr/cf = (30 yd3/viaje) (2) / (8 yd3/recipiente) (0,67)
11,19 recipiente/viaje = 11 recipiente/viaje
Pscs
=
Ct (uc) + (np -1) (dbc)
ct (uc) + (np - 1) (a1 + b1 x1)
= (11 recipiente/viaje) (0,050 h/recipiente) + (11 - 1
lugares/viaje)[(0,06 h/lugar) + (0,067h/mi) (0,1 mi/lugar)]
= 1,22 h/viaje
c)
Determine el número de viajes necesarios por semana, use la Ecuación 6.11
Nw
d)
=
=
Determine el tiempo requerido por semana como una función de la distancia
del viaje completo; use la Ecuación 6.12
Dw
=
=
=
e)
Vw(vr) = (300 yd3) / (30 yd3/viaje) (2)
5 viajes/semana
{(Nw)Pscs + tw (s + a + bx)} / [(1 - W) H ]
{(5 viajes/sem) (1,22 h/viajes) + 5 viajes/sem) |0,10 h/viaje +
0,022 h/viaje +(90,022 h/mi)(x)| }/[(1 – 0,15) (8 h/día)]
|0,99 + (0,016/mi) (x) | días/sem
Determine los costos de operación por semana como una función de la
distancia de viaje completo
Costo de operación
=
=
3.
($ 15/h) (8 h/día) |0,99 + (0,016/mi) (x)
días/sem
|118,8 + (1,92/mi) (x)| $/sem
Comparación de los sistemas
a)
Determine la distancia máxima de acarreo de un viaje completo para la cual
el costo de sistema de acarreo de recipiente es igual al costo para el sistema
de recipiente estacionario, igualando los costos totales para los dos sistemas
y resolviendo para x
$ 400/sem + 204 + (21,7/mi) (x) $/sem =
$ 750/sem + 118.8 + 1.92/mi(x) $/sem =
(19,8/mi) (x) = 264,8
x = 13,4 mi (distancia en un sentido = 6,7 mi)
= 21,6 km (distancia en un sentido = 10,8 km)
b)
Dibuje el costo semana] versus la distancia de] viaje completo para cada
sistema, Ver Figura 6.17.
Comentario. las curvas que se muestran en la Figura 6.17 son características de aquellas
obtenidas cuando se comparan sistemas de acarreo de recipiente con sistemas de recipiente
estacionario. En la mayoría de los casos la distancia del viaje completo a la cual los
sistemas de acarreo de recipiente no son competitivos es mucho más corta que para el
sistema de recipiente estacionario.
Fig. 6.17. Costo semanal versus distancia del viaje completo de acarreo para el
Ejemplo 6.2.
Vehículos Cargados a Mano. El análisis y el diseño de sistemas residenciales de
recolección que utilizan vehículos cargados a mano se puede describir como sigue: si se
trabaja H horas por día y se conoce o se fija el número de viajes a ser hechos por día, el
tiempo disponible para la operación de recogida se puede calcular usando la Ecuación 6.13,
ya que todos los factores se conocen o pueden suponer. Una vez se conoce el tiempo de
recogida por viaje, se puede estimar el número de lugares de recogida de los cuales se van a
recolectar desechos por viaje como sigue.
Np
=
60 Pscs n/tp
Donde:
Np = número de lugares de recogida por viaje, lugares/viaje
(6.14)
60
Pscs
n
t
=
=
=
=
factor de conversión de horas a minutos, 60 min/h
tiempo de recogida por viaje, h/viaje
número de recolectores
tiempo de recogida por lugar de recolección,
recolector-min
lugar
En la Figura 6.18 se muestra el tiempo de recogida deducido de observaciones de campo
para una cuadrilla de recolección de dos personas. Se encontró que el tiempo de recogida tp
por lugar está relacionado al número de recipientes por lugar de recogida y al porcentaje de
puntos de recogida desde atrás de la casa. La relación correspondiente es:
tp =
0,72 + 0,18 (Cn) + 0,014 (PRH)
(6.15)
donde
tp = tiempo promedio de recogida por lugar de recolección, recolector-min/lugar
cn = Número promedio de recipientes en cada lugar de recolección
Fig. 6.18. Relación entre los requerimientos de tiempo para la recogida y porciento de
servicios desde atrás de la casa para una cuadrilla de dos personas (14).
PRH = lugares de recogida desde atrás de la casa, por ciento.
La Ecuación 6.15 es típica de los tipos de ecuaciones deducidas de observaciones en el
campo para el tiempo de recogida por lugar. Generalmente, el primer término en tales
ecuaciones representa el tiempo empleado conduciendo entre lugares de recolección. Por
supuesto, este valor dependerá de las características del área residencial. En los ejemplos
6.3 y 6.4 se ilustra el uso de la Ecuación 6.15.
Si se hace recolección en la acera una vez por semana, los datos de la Tabla 6.6 se pueden
usar para estimar los requerimientos de mano de obra. Estos datos fueron observados en
operaciones que usan un recolector y un vehículo de cargue lateral equipado con plataforma
lateral. (14), ver Figura 6.12. Si se utilizan camiones convencionales para la recolección en
la acera, el tiempo de recolección por servicio reportado en la Tabla 6.6 se debe aumentar
del 5 al 10 por ciento.
La diferencia entre los tiempos obtenidos comparando la Ecuación 6.15 a los datos en la
Tabla 6.6 se debe al hecho de que, donde se utilizan cuadrillas de dos o tres personas, el
tamaño de los lotes tiende a ser mayor. Aunque la Ecuación 6.15 y los datos de la Tabla 6.6
se pueden utilizar para estimar el tiempo por lugar de recogida, se recomienda hacer
medidas de campo donde quiera que sea posible debido a que las operaciones de
recolección residencial son muy variables.
TABLA 6.6. EXIGENCIAS DE MANO DE OBRA PARA LA RECOLECCION EN LA
ACERA*
Número promedio de recipientes y/o cajas
por lugar de recolección
1a2
3 0 más, servicio ilimitado
*
Tiempo de recogida
Recolector-min/lugar
0,50 - 0,60
0,92
Adaptado de Referencia 14
Ejemplo 6.3. Análisis de la Operación de Recolección
La agencia responsable de la recolección de los desechos sólidos permite dos
recipientes por servicio, recogidos en el patio de atrás. Se está considerando limitar el
servicio al patio de atrás a sólo un recipiente por servicio; a los demás servicios se les
permitirían dos recipientes sobre la acera. Se espera que alrededor del 10 por ciento de
todos los servicios solicitan el servicio en el patio de atrás. Cuantos recipientes adicionales
se pueden recolectar por día? Ahora hay 300 paradas de recolección por día. Suponga que
el tiempo promedio de recogida por servicio se puede estimar usando la Ecuación 6.15.
Solución
1.
Determine el tiempo de recolección para la operación actual; use la Ecuación 6.15.
Tiempo de recolección
= (0,72 + 0,18 (2) + (0,014)(100)min/servicio x (300 servicios)
= (0,72 + 0,36 + 1,40) (300) = 744 minutos
2.
Determine el número total de lugares de recolección tp que pueden ser recogidos si
se instituye el nuevo servicio propuesto.
Tiempo de recolección
=0,72 + 0,18 (2) + 0,014 (0)min/servicio x (0,9 Tp) + 0,72 + 0,18 (1) + 0,014
(100)min/servicio x (0,1 Tp)
744 = (0,72 + 0,36) (0,9 Tp) + (0,72 + 0,18 + 1,40)(0,1 Tp)
744 min = 1,20 tp
Tp = 744 = 620 servicios
1,20
3.
Determine el número adicional de recipientes que se pueden recolectar.
Recipientes recolectados ahora
= (2 recipientes/servicio) (300 servicios) = 600 recipientes
Recipientes recolectados, según propuesta
= (2 recipientes/servicio) (0,90) (620 servicios) + (1 recipientes/servicio) (0,10)
(620 servicios)
= 1116 + 62 = 1178 recipientes
Recolección adicional por día = 1178 - 600 = 578 recipientes
Comentario. Se debe notar que el tiempo de recolección calculado (744 min.) excede al
tiempo que una cuadrilla tiene disponible en una jornada normal de 8 horas diarias. En la
práctica, se utilizaría una segunda cuadrilla o la operación de recolección se completaría al
día siguiente.
Una vez conocido el número de lugares de recolección por viaje, entonces se puede estimar
el tamaño adecuado del vehículo de recolección como sigue:
v = Vp Np /r
(6.16)
donde:
V = volumen del vehículo de recolección, yd3/viaje
Vp = volumen de los desechos sólidos recolectados por lugar de recolección,
yd3/lugar
Np = número de lugares de recolección por viaje, lugares/viaje
r = relación de compactación
Cuando se conoce el número de lugares de recolección por viaje, se puede calcular las
necesidades semanales de mano de obra usando la Ecuación 6.12, multiplicando el término
de la derecha de la ecuación por n, el número de recolectores. El número de viajes por
semana se calcula usando la siguiente expresión:
NW = TP F/N
donde
NW = número de viajes de recolección por semana, viajes/sem
(6 -17)
TP = número total de lugares de recolección, lugares
F = frecuencia de la recolección por semana, veces/sem
Np = número de lugares de recolección (servicios) por viaje, lugares/ viaje
En muchas áreas residenciales la frecuencia de la recolección es 2 veces por semana. En el
Capítulo 4 se discute el efecto de la recolección dos veces por serena sobre la cantidad de
desechos recolectados. En términos de los requerimientos de mano de obra, se ha
encontrado que las necesidades para la segunda recolección semanal son alrededor de 0,9 y
0,95 veces los de la primera recolección semanal. En general, los requerimientos de mano
de obra no son apreciablemente diferentes debido a que el tiempo de manejo del recipiente
es más o menos el mismo para los recipientes llenos y parcialmente llenos. A menudo esta
diferencia se desprecia en el cálculo de las necesidades de la mano de obra.
El número de vehículos de recolección necesarios se puede calcular dividiendo Dw, las
necesidades de mano de obra, por n, el número de recolectores por camión y por el número
de días de trabajo por semana. Para valores fraccionarios puede ser necesario ajustar las
rutas para obtener la mayor efectividad del costo.
Ejemplo 6.4. Diseño de Sistema de Recolección Residencial.
Diseñe un sistema de recolección de desechos sólidos para servir a un área residencial con
1000 viviendas unifamiliares. Suponga que se utilizará una cuadrilla de dos personas para
la recolección y que los siguientes datos son aplicables.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Número promedio de residentes por servicio = 3,5
Producción de desechos sólidos por habitante = 2 lb/hab/día
Densidad de los desechos sólidos (en los recipientes) = 200 lb/yd3
Recipientes por servicio = dos de 32 galones.
Tipo de servicio = 50 por ciento desde atrás de la casa, 50 por ciento en la
callejuela
Frecuencia de la recolección = una vez por semana
Vehículo de recolección = compactador cargado por detrás, relación de
compactación = 2
Distancia de acarreo en un viaje completo = 15 mi
Duración del día de trabajo = 8 h
Viajes por día = 2
Factor de fuera de ruta = 0,15
Constantes para estimar el tiempo de acarreo
a = 0,016 h/viaje y b = 0,018 mi/h
Suponga el tiempo en el sitio de disposición por viaje = 0,10 h/viaje
Suponga que se puede usar la Ecuación 6.
Para estimar el tiempo de recolección por cada lugar de recolección.
Solución
1.
Determine el tiempo disponible para la operación de recolección, usando la
Ecuación 6.13.
H = Nd (Pscs + s + a + bx) / (1 - W)
Pscs = (1 - W) H/Nd -(s + a + bx)
= (1-0,15) (8 h/día) / (2 viajes/día) - 0,10 h/viaje + 0,016 h/viaje +
(0,018 h/mi) (15 mi/viaje)
= (3,40 - 0,39) h/viaje
= 3,01 h/viaje
2.
Determine el tiempo de recolección necesario por lugar de recogida usando la
Ecuación 6.15.
tp =
=
=
3.
0,72 + 0,13 (Cn )+ 0,014 (PRH)
0,72 + 0,18 (2) + 0,014 (50)
1,76 recolector – min/lugar
Determine el número de lugares de recolección de los cuales se pueden
recolectar los desechos usando la Ecuación 6.14.
Np = 60 Pscs n/tp
= (60 min/h) (3,01 h/viaje) (2 recolectores) / (1,76 recolector –
min/lugar)
= 205 lugares/viaje
4.
Determine el volumen de desechos producido por lugar de recolección por
semana.
Volumen por semana =
(2,0 lb/hab/día) (3,5 hab/lugar recogido) (7 días/sem) (200 lb/yd3)
(l/sem)
0,245 yd3/lugar
=
=
5.
Determine el volumen necesario del camión, usando la Ecuación 6.16.
v =
=
=
6.
Vp Np/r
(0,245 yd3/lugar) (205 lugares/viaje) / 2
20,1 yd3/viaje
Determine el número de viajes necesarios por semana, usando la Ecuación
6.17.
Nw = Tp F/Np
= (1,000 lugares) (1/sem)/(205 lugares/viaje).
= 4,88 viajes/sem.
7.
Determine las necesidades de tiempo usando la Ecuación 6.12 multiplicando
el término de la derecha de la ecuación por n, número de recolectores.
Dw = n(Nw) Pscs + tw (s + a + bx)/ (1 - W) H
= 2 {(4,88 viajes/sem) (3,01 h/viaje) + (5 viajes/sem) 0,10 h/viaje +
0,016 h/viaje + (0,018 h/mi) (15 mi/viaje)} / (1 - 0,15) (8 h/día)
= 4,89 recolector - días/sem.
Debido a que se utilizan dos recolectores se necesitarán 2,45 días/sem.
Comentario. En casi todos los casos, la mayoría de los datos usados en estos ejemplos
serían conocidos por el diseñador y la información faltante podría ser, fácilmente,
determinada de estudios limitados de campo o estimada de datos presentados en este
capítulo. También se debiera notar que una suposición clave en este ejemplo es la de que se
harán dos viajes diarios.
Discusión
El análisis anterior de sistemas de acarreo de recipiente y recipiente estacionario ilustra los
tipos de relaciones que existen entre las varias componentes de los si s temas de recolección
de desechos sólidos. No se pretende que esta presentación será un compendio de tales
relaciones, sino más bien para indicar los tipos de datos que se deben reunir para evaluar
adecuadamente tales sistemas. En los ejemplos 6.1 a 6.4 se ha ilustrado la aplicación de
estas relaciones. Al finalizar la siguiente sección se presenta un ejemplo adicional en el cual
se aplican estas relaciones, tratando con las rutas de recolección.
6.4.
RUTAS DE RECOLECCION
Una vez se han determinado las necesidades de equipo y mano de obra se deben trazar las
rutas de recolección de manera que la fuerza de trabajo y el equipo sean utilizados
eficazmente. En general, el trazado de las rutas de recolección es un proceso de
aproximaciones. No hay reglas fijas que se puedan aplicar a todas las situaciones.
Algunos de los factores que se deben tomar en cuenta cuando se están trazando rutas son
los siguientes.
1.
2.
3.
4.
Se deben identificar las políticas y las normas existentes relacionadas a
aspectos tales como el punto y la frecuencia de la recolección.
Se deben coordinar condiciones existentes del sistema como tamaño de la
cuadrilla y el tipo de los vehículos.
Siempre que sea posible, se deben trazar las rutas de manera que empiecen y
terminen cerca de vías arterias, utilizando las barreras topográficas y físicas
como límites de las rutas.
En áreas montañosas, las rutas deben empezar en la parte más alta y
continuar hacia abajo a medida que se carga el camión.
5.
6.
7.
8.
Las rutas se deben trazar de manera que el último recipiente a ser
recolectado sobre la ruta sea el más cercano al lugar de disposición.
Los desechos producidos en lugares congestionados por el tráfico se deben
recolectar tan temprano como sea posible.
Las fuentes en las cuales se produzcan cantidades extremadamente grandes
de desechos deben ser atendidos durante la primera parte del día.
Los lugares dispersos de recolección donde se producen pequeños cantidades
de desechos sólidos que reciben la misma frecuencia de recolección deben,
si es posible, ser atendidos durante un viaje en el mismo día.
Trazado de Rutas
los pasos generales incluidos en el establecimiento de las rutas de recolección comprenden:
1) preparación de mapas que muestran los datos y la información pertinentes relacionados
con las fuentes de producción de desechos, 2) datos de análisis y cuando se requiera,
preparación de tablas resúmenes de información, 3) trazado preliminar de rutas, y 4)
comparación de rutas preliminares y el desarrollo balanceado de rutas por aproximaciones.
El paso número uno se discute adelante. Debido a que la aplicación de los pasos 2, 3 y
4 es diferente para los sistemas de acarreo de recipiente, cada uno de los sistemas se
discutirá por separado. Después de una breve discusión de la preparación de horarios de
rutas, el trazado de rutas para los sistemas de acarreo de recipiente y recipiente estacionario
se ilustra en el ejemplo 6.5. En las Referencias 6 y 13 se pueden encontrar detalles
adicionales sobre el trazado de rutas de recolección.
Paso 1. Sobre un mapa de escala relativamente grande de las áreas comercial, industrial o
residencial, se deben dibujar los siguientes datos para cada punto de recolección de
desechos sólidas: localización, número de recipientes, frecuencia de la recolección y, si se
utiliza el sistema de recipiente estacionario con compactadores de autocargue, la cantidad
estimada de desechos a ser recolectados en cada recogida. Para ayudar al análisis del
problema, se pueden usar los siguiente símbolos.
Sistema de acarreo del
recipiente
F
N
Sistema de recipiente estacionario
Compactadores de
Vehículos cargados a mano
autocargue
SW
NF
Donde
F
N
SW
=
=
=
frecuencia de recolección
número de recipientes
cantidad de desechos sólidos recolectados, yd3/ viaje
=
un recipiente, una vez por semana
=
=
dos recipientes, una vez por semana
servicio ilimitado, una vez por semana
=
un recipiente, dos veces por semana
=
dos recipientes, dos veces por semana
=
servicio ilimitado, dos veces por semana
Para sistemas de acarreo del recipiente, la tasa de producción de desechos en cada punto de
recogida no es importante debido a que generalmente no tiene efecto directo sobre el
trazado de las rutas de recolección. Para sistemas de "recipiente estacionario, sin embargo,
la tasa de producción de desechos en cada punto de recogida determina el número de
recipientes que se pueden vaciar por viaje. Para fuentes residenciales, generalmente, se
supone que se recogerá la misma cantidad de cada fuente (servicio).
Debido a que para el trazado de rutas se usa el método de aproximaciones, se debe usar
papel transparente una vez se han incluido los datos básicos sobre el mapa de trabajo.
Dependiendo del tamaño del área y del número de puntos de recogida, el área se debe
subdividir en áreas rectangulares y cuadradas que más o menos correspondan a áreas
funcionales del uso de la tierra. Para localizaciones con menos de 20 a 30 puntos de
recogida, generalmente, no es necesario este paso. Para áreas más grandes puede ser
necesario subdividir cada una de las áreas funcionales en áreas pequeñas teniendo en cuenta
factores tales como las tasas de producción de desechos y la frecuencia de la recolección,
Pasos 2, 3 y 4 para Sistemas de Acarreo del Recipiente. Suponga que se van a establecer
rutas de recolección para el área hipotética y uso funcional mostrados en la Figura 6.19 y
que además de los datos que aparecen sobre el mapa se conocen los siguientes datos
(preparados en el paso l).
Vehículos de recolección
:
Operación de recolección
:
Número promedio de viajes por día :
camión grúa
5 días/sem
9
Paso 2. Primero resuma el número de lugares de recolección, cada uno de los cuales recibe
la misma frecuencia de recolección como se muestra en las columnas 1 y 2 de la Tabla 6.7.
A continuación determine el número de recipientes que recibe la misma frecuencia de
recolección y se van a recoger cada día, como se muestra en las columnas 4 a 8 de la Tabla
6.7. Con esta información se pueden trazar las rutas preliminares de recolección.
Fig. 6-19. Plano de un área típica funcional.
Paso 3. Partiendo de la estación de despacho o donde sea el parque de los vehículos, trace
rutas de recolección para cada día de manera que empiecen y terminen cerca de la estación
de despacho. En la Figura 6.19 se muestra una ruta típica para el lunes. La operación de
recolección debe realizarse de manera lógica, tomando en cuenta factores tales como
condiciones del tráfico, tipo de actividad, etc.
Paso 4. Cuando se hayan trazado cinco rutas preliminares, se debe calcular la distancia
media a ser recorrida entre recipientes. Si las rutas no están balanceadas, se deben diseñar
de manera que cada ruta cubra aproximadamente la misma distancia. En general, se debe
ensayar un número de rutas de recolección antes de seleccionar las rutas definitivas.
Cuando se requiera más de un vehículo de recolección, se deben trazar rutas de recolección
para cada área funcional y se deben balancear las cargas de trabajo para cada conductor.
El trazado de las rutas no siempre será tan ordenado y eficiente como el que se nuestra en la
Figura 6.19. El mayor problema es con los acarreadores particulares quienes entran en
competencia abierta por clientes. Sin embargo, aún en estos casos, la delimitación de áreas
funcionales será útil. Los límites de uso funcional se deben ajustar para reflejar clientes
agregados o perdidos.
Pasos 2, 3 y 4 para Sistemas de Recipiente Estacionario. (Con compactadores de
autocargue). Suponga que se han trazado las rutas para el área que se muestra en la Figura
6-20 y que además de los datos que aparecen en el mapa se conocen los siguientes datos
(preparados en el paso 1).
Vehículo de recolección: 30 yd3 compactador de autocargue.
Relación de Compactación: 3
Número de días de la semana en que se realizará la operación de recolección:
3 (lunes, miércoles y viernes).
TABLA 6.7. RESUMEN DE DATOS DE UN AREA TIPICA DE USO FUNCIONAL*
Recolec/sem
(1)
1
2
3
4
5
TOTAL
*
Número de puntos
de recogida
(2)
10
3
3
0
4
Viajes/sem
(1) x (2)
(3)
10
6
9
0
20
45
Número de recipientes (reciben la misma frecuencia de recolección) vaciados
por día
Lunes
Martes
Miércoles
Jueves
Viernes
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
2
2
2
2
2
0
3
0
3
0
3
0
3
0
3
0
0
0
0
0
4
4
4
4
4
9
9
9
9
9
Ver Figura 6.16 para plano área típica de uso funcional.
Fig. 6.20. Plano de un área comercial típica.
Número de viajes por día: 1
Paso 2. Primero, estime la cantidad de desechos recolectados de los lugares de recolección
servidos cada día que se realiza la operación de recolección. De la Figura 6.20 se puede ver
que hay ocho lugares a ser atendidos durante cada día de recolección, y que la cantidad de
desechos a ser recolectados es de 64 yd3.
Debido a que el volumen efectivo del vehículo de recolección es de 90 yd3 (30yd3 x 3), se
pueden recoger 26 yd3 adicionales de desechos de lugares restantes para llenar el vehículo
de recolección. Además, la inspección de la Figura 6.20 revela que dos lugares producen un
total de 16 yd3 y deben ser recolectados dos veces por semana. Si se supone que estos
lugares serán atendidos los lunes y miércoles, los desechos adicionales que se deben
recoger de otros lugares los lunes, miércoles y viernes serán 10,10 y 26 yd3
respectivamente. Estas cantidades se deben recoger de lugares que son atendidos una vez
por semana.
Paso 3. Una vez se conoce la información anterior, se puede proceder a trazar las rutas de
recolección como sigue: Partiendo de la estación de despacho 0 donde son estacionados los
vehículos de recolección, se debe trazar una ruta de recolección de manera que una todos
los puntos de recogida a ser atendidos durante cada día de recolección. Esta ruta se debe
trazar de manera que el último de estos lugares sea el más próximo al lugar de disposición.
La línea continua que se muestra en la Figura 6.20, con excepción de la parte que incluye
dos lugares servidos una vez por semana, es la ruta básica para este ejemplo simplificado.
El siguiente paso es modificar la ruta básica para incluir los lugares adicionales de
recolección que serán atendidos antes de completar la carga Estas modificaciones se deben
hacer de manera que una cierta área o porción del área sea atendida con cada ruta de
recolección como se muestra en la Figura 6.20. Para áreas grandes, que han sido
subdivididas y son atendidas a diario, será necesario establecer rutas básicas en cada área
subdividida: en algunos casos entre ellas, dependiendo del número de viajes que se pueden
hacer por día.
Paso 4. Cuando se han trazado las rutas de recolección se debe determinar la densidad real
en el recipiente y la distancia de acarreo para cada ruta. Utilizando estos datos, se deben
comprobar los requerimientos de mano de obra contra el tiempo disponible por día. En
algunos casos puede ser necesario reajustar las rutas de recolección para balancear la carga
de trabajo. Después de haber establecido las rutas, ellas se deben trazar sobre un mapa
maestro.
Horarios
Se debe preparar un horario maestro de cada ruta de recolección para ser utilizado por el
departamento de ingeniería y el despachador del transporte. El conductor debe preparar un
horario para cada ruta, sobre el cual se puede encontrar el lugar y el orden de cada punto de
recolección a ser atendido. Además, se debe mantener un libro de ruta por conductor de
camión. El conductor utiliza el libro de ruta para chequear la localización y el status de los
usuarios. También es un lugar conveniente donde se registra cualquier problema con los
usuarios.
Ejemplo 6.5. Trazado de Rutas de Recolección y Análisis de Sistemas de Recolección.
Trace las rutas de recolección para un sistema de acarreo de recipiente y un sistema de
recipiente estacionario para el servicio en el área que se muestra en la Figura 6.21 (un mapa
como el que se muestra en la Figura 6.21 será preparado como el primer paso en el trazado
de rutas de recolección). Para ambos sistemas determine la distancia máxima desde el punto
B a que se puede localizar el sitio de disposición, de manera que la cantidad de trabajo
especificado se pueda realizar en un día de 8 horas. Suponga que se cumplen las siguientes
condiciones:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Recipientes con una frecuencia de recolección de dos veces por semana
deben ser recogidos los martes y viernes.
Recipientes con una frecuencia de recolección de tres veces por semana
deben ser recogidos los lunes, miércoles y viernes.
Los recipientes se pueden recoger desde cualquier lado de la intersección
cuando están colocados.
Cada día empieza y termina en la estación de despacho, (punto A).
Para el sistema de acarreo de recipiente, la recolección se hará de lunes a
viernes.
Los recipientes acarreados se intercambiarán en lugar de devolverlos a los
lugares de origen (Ver Figura 6.13b).
Los datos de operación para el sistema de acarreo de recipiente son como
siguen:
a)
b)
Tiempo de recogida y descarga del recipiente = 0,033 h/viaje
Tiempo en el sitio de disposición 0,053 h/viaje
Fig. 6.21. Area de servicio de recolección de desechos sólidos para el ejemplo 6.5.
8.
9.
10.
Para el sistema de recipiente estacionario, sólo se hará recolección cuatro
días en la semana, (lunes, martes, miércoles y viernes) con un viaje diario
solamente.
Para el sistema de recipiente estacionario, el vehículo de recolección será un
compactador de autocargue con una capacidad de 35 yd3 y una relación de
compactación de 2.
Los datos de operación para el sistema de recipiente estacionario son como
sigue:
a)
b)
c)
11.
12.
Tiempo de descargue del recipiente = 0,050 h/recipiente
Tiempo en el sitio de disposición = 0,10 h/viaje
Constante para estimar el tiempo de viaje entre lugares de los
recipientes: a1 = 0,060 h/viaje y b1 = 0,067 h/mi.
Determine el tiempo de acarreo para ambos sistemas usando las siguientes
constantes de acarreo: a = 0,080 h/viaje b = 0,025 h/mi.
Factor de fuera de ruta para ambos sistemas = 0,15.
Solución
1.
Sistema de acarreo del recipiente
a)
Arregle en una tabla un resumen de los datos reportados en la Figura 6.21
(paso 2 para trazar rutas), como sigue: Las rutas variarán de una a otra
solución, pero los recipientes 11 y 20 se deben recoger los lunes, miércoles y
viernes y los recipientes 17, 27 , 28 y 29 se deben recoger los martes y
viernes. La solución óptima será la de recoger un número igual de
recipientes en cada día lo mismo que conducir distancias iguales cada día. Si
un día tiene más recolecciones a hacer o una mayor distancia a conducir,
entonces la ruta de ese día tomará más tiempo y limitará, además, la
distancia a que se puede localizar el sitio de disposición.
b)
Suponiendo que los recipientes se intercambian de sitio, trace rutas
balanceadas de recolección para cada día de la semana por aproximaciones
(pasos 3 y 4).
Recoleccio
N° de
nes por
lugares de
semana
recolección
1
26
2
4
3
2
Total
32
i)
N° de
viajes/se
m.
26
8
6
40
Número de recipientes vaciados por día (reciben la misma
frecuencia de recolección)
Lunes
Martes
Miércoles
Jueves
Viernes
6
4
6
8
2
4
4
2
2
2
8
8
8
8
8
Las rutas semanales resultantes y los cálculos de las distancias se
muestran en las siguientes tabulaciones.
ii)
c)
Las rutas limitantes para el sistema de acarreo del recipiente son los
días martes, miércoles, jueves y viernes, en los cuales cada ruta tiene
ocho recipientes y alrededor de 86.000 pies a ser recorridos entre los
puntos A y B.
Determine la distancia máxima desde el punto B al sitio de disposición.
i)
Determine el tiempo de recogida por viaje. Debido a que se utiliza el
sistema de intercambio del recipiente, el tiempo de recogida por viaje,
consta del tiempo necesario para recoger cada recipiente.
phcs =
=
pc + uc
(0.033 h/viaje) + (0.033 h/viaje) = 0.066 h/viaje
ii)
Tabulaciones de ruta semanal y distancia para el sistema de acarreo del
recipiente. Ejemplo 6.5. Vea Tabla 6.8.
iii)
Determine la distancia de acarreo del viaje completo usando la
Ecuación 6.5.
H =
Nd (phcs + s + a + b X) / (1 - W)
8 h/día = (8 viajes/d) 0.066 h/viaje + 0.053 h/viaje)
0,080 h/viaje + (0,025 h/mi) (X)  / ( 1 - 0,15)
(1 - 0,15) - 0,20 h/d = (0,025 h/mi (x) viaje/día
x = 26 mi/viaje
iv)
Determine la distancia del punto B al sitio de disposición. Distancia
del viaje completo desde B.
=
(26,0 mi/viaje) - (86,000 pie/día) / (5,280 pie/mi x
(8 viajes/día)
=
24 mi/viaje (38,6 Km/viaje)
Distancia desde B hasta el sitio de disposición
(20 mi/viaje) / 2 = 12 mi/viaje (19,3 Km/viaje)
2. Sistema de recipiente estacionario
TABLA 6.8.
HORARIO DE RECOLECCION PARA EL SISTEMA DE ACARREO DEL
RECIPIENTE EN EL EJEMPLO 6.5
Recipiente Recorridos entre Distancia
Recogido cuales puntos
recorrida
1000 pies
LUNES
Aa1
6
1
1aB
11
9
Ba9aB
18
11
B a 11 a B
14
20
B a 20 a B
10
22
B a 22 a B
4
30
B a 30 a B
6
19
B a 19 a B
6
23
B a 23 a B
4
BaA
5
TOTAL
84
MARTES
Aa7
1
7
7aB
4
10
B a 10 a B
16
14
B a 14 a B
14
17
B a 17 a B
8
26
B a 26 a B
12
27
B a 27 a B
10
28
B a 28 a B
8
29
B a 29 a B
8
BaA
5
TOTAL
86
MIERCOLES
Aa3
2
3
3aB
7
8
Ba8aB
20
4
Ba4aB
16
11
B a 11 a B
14
12
B a 12 a B
8
20
B a 20 a B
10
21
B a 21 a B
4
31
B a 31 a B
0
BaA
5
TOTAL
86
Recipiente Recorridos entre Distancia
recogido
cuales puntos
recorrida
1000 pies
JUEVES
Aa2
4
2
2aB
9
6
Ba6aB
13
18
B a 18 a B
6
15
B a 15 a B
8
16
B a 16 a B
8
24
B a 24 a B
16
25
B a 25 a B
16
32
B a 32 a B
2
BaA
5
TOTAL
86
VIERNES
A a 13
2
13
13 a B
5
5
Ba5aB
16
11
B a 11 a B
14
17
B a 17 a B
8
20
B a 20 a B
10
27
B a 27 a B
10
28
B a 28 a B
8
29
B a 29 a B
8
5
TOTAL
86
a)
Arregle una tabla resumen para los datos reportados en la Figura 6.21 (paso
2 para trazado de rutas).
Las rutas de recolección para el sistema de recipiente estacionario variarán,
pero es indispensable recolectar los recipientes 11 y 20 los lunes, miércoles y
viernes y los recipientes 17, 27, 28 y 29 los martes y viernes. Nuevamente,
la solución óptima será tener un número igual de recipientes para ser
recogidos cada día lo mismo que distancias iguales para recorrer cada día.
Recolecciones
por semana
1
2
3
TOTAL
b)
Desechos
totales, yd3
178
48
51
277
Cantidad de desechos recolectados por día, yd3
Lunes
Martes
Miércoles
Jueves
Viernes
53
45
52
0
28
24
0
24
17
17
0
17
70
69
69
0
69
Trace rutas balanceadas de recolección por aproximaciones, en términos de
la cantidad de desechos recolectados (pasos 3 y 4). Note que la cantidad
máxima de desechos que se pueden recoger por día es de 70 yd3 (35 yd3 x 2).
En las siguientes tabulaciones se muestran las rutas resultantes y el cálculo
de las distancias. Debido a que se recoge el mismo número de recipientes
todos los días, el día limitante será el martes con un recorrido de alrededor
de 28.000 pies entre los puntos A y B.
i)
Tabulaciones de rutas semanales y distancia para el sistema de
recipiente estacionarlo, Ejemplo 6.5. Vea Tabla 6.9. ii) Distancia
recorrida entre los puntos A y B.
Día
Lunes
Martes
Miércoles
Viernes
Distancia pies
26.000
28.000
26.000
22.000
TABLA 6.9.
PROGRAMA DE RECOLECCION PARA EL SISTEMA DE RECIPIENTE
ESTACIONARIO DEL EJEMPLO 6.5.
Orden de relación del
Cantidad de
recipiente
desechos, yd3
Lunes
Orden de recolección
Cantidad de
recipiente
desechos, yd3
Miércoles
13
5
18
9
7
7
12
4
6
10
11
9
4
8
20
8
5
8
24
9
11
9
25
4
20
8
26
8
19
4
30
5
23
6
21
7
32
5
22
7
Total
70
Total
69
Martes
Viernes
2
6
3
4
1
8
10
10
8
9
11
9
9
9
14
10
15
6
17
7
16
6
20
8
17
7
27
7
27
7
28
5
28
5
29
5
29
5
31
5
Total
68
Total
70
c)
Suponga que la distancia media recorrida entre los puntos A y B es igual a
25.500 pies y que la distancia media entre los recipientes es igual a 2.550
pies (25.500110) = 0,48 mi. Determine el tiempo de recolección por
recipiente utilizando una forma modificada de la Ecuación 6.9.
Pscs = Ct (uc + dbc) = Ct uc + (a1 + b1 x1)
= (10 recipientes/viaje) 0,050 h/recipiente + 0,060 h/recipiente +
0,067 h/mi)/(0.48 mi/recipiente)
= 1,42 h/viaje
d)
Determine la distancia máxima de acarreo por viaje completo desde el punto
B al sitio de disposición usando la Ecuación 6.13.
H=
Nd (Pscs + s + a + bx) / (1 - W)
8 h/día =
(1 viaje/día) 1,42 h/viaje + 0,10 h/viaje + 0,080 h/viaje +
(0,025 h/mi) (x)/ (1 - 0,15)
8 (1 - 0,15) - 1,6 h/día = (0,025 h/mi) (x)viaje/día
X =
e)
5,2/0,025 = 208 mi/viaje (335 Km/viaje)
Determine la distancia desde el punto B al sitio de disposición. Distancia del
punto 8 al sitio de disposición.
=
(208 mi/viaje)/2 = 104 mi/viaje (167 Km/viaje)
Comentario. Nuevamente acá, como se anotó previamente en el Ejemplo 6.2, la ventaja
competitiva del sistema de recipiente estacionario es clara cuando se comparan las
distancias del viaje completo.
6.5.
TECNICAS AVANZADAS DE ANALISIS
El interés en un análisis de los sistemas de recolección de desechos sólidos surge de la
necesidad de mejorar (optimizar) la operación de sistemas existentes y desarrollar datos y
técnicas que se puedan utilizar para diseñar o evaluar sistemas nuevos o futuros. En el
pasado, el diseño y la operación de sistemas de recolección de desechos sólidos estaban
basados, en gran parte en la experiencia y la intuición. A medida que los sistemas de
recolección y las operaciones han crecido en tamaño y complejidad, este método ha
demostrado ser menos confiable. La razón principal es la de que, debido a las muchas
variables, operaciones, e interrelaciones que se deben considerar (en sistemas gran des), el
manejo se ha convertido en una estructura tal que ninguna puede conocer o comprender
todo el sistema.
Ahora se están aplicando técnicas y herramientas, desarrolladas en áreas relacionadas, para
solucionar problemas de recolección de desechos, en un esfuerzo por operar eficazmente
sistemas existentes y diseñar nuevos sistemas. Términos tales como análisis de sistemas,
investigación de operaciones, sistemas de simulación y modelos de sistemas y operaciones
se están convirtiendo en parte del vocabulario en este campo y se anticipa que la ingeniería
de sistemas encontrará aplicaciones todavía más amplias en el análisis de sistemas de
recolección de desechos. Además, el propósito de esta sección es discutir brevemente
algunas técnicas avanzadas que han sido aplicadas en el análisis de sistemas de recolección
de desechos sólidos.
Análisis de Sistemas
El análisis o ingeniería de sistemas se ocupa de la selección de relaciones, procedimientos y
elementos apropiados para alcanzar un propósito especifico. Est a definición es general y se
puede usar en una variedad de contextos. Por ejemplo, los análisis de sistemas se pueden
aplicar al diseño de sistemas de recolección de desechos sólidos o a la selección de
combinaciones de equipo necesario para el acarreo, por ferrocarril, de desechos sólidos para
la disposición. Dependiendo de la naturaleza de los sistemas en investigación, las técnicas
de análisis de sistemas, tales como investigación de operaciones y simulación, han
encontrado amplia aplicación. Algunos textos hacen la distinción de que la investigación de
operaciones trata con la operación de sistemas existentes mientras que la simulación trata
de estudio y diseño de sistemas nuevos o propuestos. Estas dos técnicas están incluidas
dentro del campo de la ingeniería de sistemas. En realidad, a partir del desarrollo de la
investigación de operaciones y otras técnicas operacionales se originó el término ingeniería
de sistemas, la cual depende del uso de tales técnicas.
Investigación de Operaciones
El campo de investigación de operaciones se desarrolló primero en Inglaterra en un
contexto militar, a principios de los años 1940 (2). En un sentido general se puede definir
como el enfoque científico de la toma de decisiones que comprende las operaciones de
cualquier sistema organizado. El significado de esta definición se puede entender más
claramente en términos de los pasos u operaciones que caracterizan un estudio de
investigación de operaciones (3).
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Formulación del problema.
Construcción de un modelo matemático para representar el sistema de
estudio.
Obtención de una solución del modelo.
Prueba del modelo y la solución obtenida de él.
Establecimiento de controles sobre la solución
Poner la solución a trabajar: implementación.
Con algunas generalizaciones, también se puede usar esta misma lista para describir pasos
involucrados en un estudio de ingeniería de sistemas. En tal estudio, la fase de construcción
del modelo puede incluir el uso de una variedad de modelos diferentes. También puede ser
estudiado el comportamiento de los sistemas propuestos, utilizando modelos de simulación
(Vea la siguiente discusión). Para mayores detalles, se pueden consultar las Referencias 2 y
12.
Simulación
La simulación se puede definir como la conducción de experimentos que comprenden
modelos físicos, análogos o simbólicos, los cuales se usan para describir la respuesta del
sistema (o sus componentes) bajo estudio. Mientras que la investigación de operaciones se
ocupa de la formulación y solución de modelos matemáticos que representan sistemas
reales, la simulación es utilizada para describir la operación de sistemas reales y propuestos
en términos de sus componentes individuales. Los experimentos se realizan con modelos
porque los experimentos con cualquier sistema real de recolección de desechos sólidos
pueden ser imposibles de realizar (8, 10). Simulando la operación del sistema propuesto es
posible hacer predicciones acerca de él y estudiar los efectos de cambios en los vehículos,
rutas y sitios de transferencia y disposición.
Un modelo se puede definir como una representación de algún sujeto de investigación
(tales como objetos, eventos, procesos, sistemas, etc.). Generalmente, tal modelo se usa con
el propósito de controlar la operación o su predicción. Los tipos generales de modelos de
simulación que han sido usados para propósitos representacionales son icónicos, análogos y
simbólicos (3).
Se dice que son icónicos los modelos que aparecen como lo que ellos representan.
Ejemplos de modelos icónicos son los modelos a escala de laboratorio de un canal
hidráulico, puente o estructura. Son modelos análogos, los modelos en los que se usa un
conjunto de propiedades para modelar otro conjunto. El modelo de una malla de tubos que
usan componentes eléctricos es un método familiar de modelo análogo usado en el campo
de distribución de agua para ciudades. Son simbólicos los modelos en los cuales los
símbolos o grupos se usan para representar la componente o sistema de estudio.
Los modelos simbólicos se usan más comúnmente en el análisis de sistemas de recolección
de desechos sólidos debido a que son los más generales y se pueden alterar fácilmente.
Esto es importante debido al tamaño y la complejidad de los sistemas que se deben
modelar. En este contexto, los modelos usados para las operaciones de recolección de
desechos sólidos, tales como los descritos antes en este capítulo, deben representar
simbólicamente lo que tiene lugar en el campo hasta el límite en que el proceso es
identificable y puede ser cuantificado.
Aplicaciones
Las técnicas mencionadas se pueden aplicar a:
1)
2)
3)
La evaluación de sistemas existentes
El diseño de nuevos componentes dentro de sistemas existentes, y
El diseño de sistemas nuevos o propuestos
Evaluación de Sistemas Existentes. El propósito acá es evaluar el funcionamiento o
eficiencia de operaciones de recolección y el equipo existente, y mejorar la operación de
sistemas en funcionamiento (7, 10). Las evaluaciones de sistemas existentes, generalmente,
se basan en comparaciones económicas, en las cuales se comparan los costos entre la
operación existente y sistemas o métodos alternos recomendados de operación. Un ejemplo
clásico de tal análisis ocurrió en las Estados Unidos en la mayoría de las instalaciones
militares cuando se h izo aparente que el costo de utilizar el sistema de acarreo del
recipiente (ver Figura 6.6) era significativamente mayor que el costo de utilizar el sistema
de recipiente estacionario con compactadores y auto cargue mecánico (Ver Figura 6.10).
En muchos sistemas de recolección, pueden resultar economías del análisis y la
reorganización de rutas de recolección. En este caso las relaciones componentes deben ser
acopladas a un modelo de rutas para encontrar la combinación óptima de rutas sujetas a las
restricciones dadas del sistema. El problema de encontrar la ruta óptima de recolección
tiene una analogía directa en el campo de la investigación de operaciones donde se
encuentra un problema similar en el diseño de rutas de viaje de un vendedor. En textos de
investigación de operaciones se hace referencia al "problema de viajes del agente viajero"
(2,3).
Modificación de Sistemas Existentes. Otra aplicación extremadamente valiosa de estas
técnicas es la modificación de sistemas existentes a la luz de cambios tecnológicos y
operacionales. Por ejemplo, si un grupo de ciudades en un área metropolitana va a adoptar
el acarreo ferroviario como un medio apropiado de disposición, se tendrán que modificar
muchas de las rutas de recolección existentes para minimizar los costos de recolección.
Diseño de Sistemas Propuestos. Los problemas planteados en el diseño de nuevos sistemas
generalmente están relacionados a la falta de datos específicos, tales como las cantidades de
desechos sólidos que se producirán y las características de los sistemas de recolección a ser
usados. La cantidad de desechos sólidos a ser producidos se convierte en una consideración
más importante en operaciones de recolección industrial o comercial debido a que las tasas
de producción, generalmente, no son fijas, pero siguen algún patrón de frecuencia
estadística. En estas situaciones se pueden utilizar más efectivamente las técnicas de
simulación.
Por ejemplo, la cantidad de desechos sólidos a ser esperados se pueden estimar usando
técnicas de simulación .(9, 10). En la mayoría de los casos, se pueden utilizar datos de
operaciones- existentes en el desarrollo y verificación de estos modelos. El desarrollo de
modelos de simulación es discutido en las Referencias 5, 8, 10 y 15. El diseño de sistemas
de recolección propuestos también involucra la misma suerte de procedimiento, utilizando
(1) datos simulados de producción de desechos, (2) distribución de patrones de producción
(ejemplo: puntos de recolección propuestos) y (3) alternativas de disposición. Con base en
esta información, se investigan un número de sistemas alternos, utilizando un sistema de
modelo de simulación. Entonces se deben evaluar las soluciones alternas en términos de
criterio ingenieril y consideraciones de factores intangibles.
Discusión
La aplicación efectiva de estas técnicas avanzadas requiere que el problema bajo
investigación esté bien definido. Se ha dicho que "un problema bien definido está medio
resuelto". Desafortunadamente, la verdad de esta declaración a menudo se aprecia
únicamente después del hecho o cuando es demasiado tarde para modificar el curso. La
aplicación de estas técnicas a problema pobremente definido sólo puede conducir a la
frustración y a desconfiar de las técnicas, las cuales, si se aplican adecuadamente, podrían
ayudar materialmente a mejorar la operación de todos los tipos de sistemas de recolección
de desechos sólidos.
6.6.
TOPICOS DE DISCUSION Y PROBLEMAS
6.6.1.
Conduzca alrededor de su comunidad e identifique los principales tipos de
sistemas y equipos usados para la recolección de desechos sólidos residenciales y
comerciales. Seleccione dos o más sistemas comunes, y el tiempo de varias actividades
asociadas con la recolección de desechos. ¿Cómo se comparan sus valores con los datos
dados en este capítulo? Si sus cifras son apreciablemente diferentes, explique ¿por qué?
6.6.2. Determine las constantes a y b de la ecuación de acarreo para los siguientes datos:
Velocidad media de acarreo, y, mi/h.
10
21
30
34
37,5
38
39,5
38,8
40
Distancia de viaje completo, x, mi/viaje
0,8
2,5
5,0
7,5
10,0
12,5
15,0
17,5
20,0
6.6.3. Usted es el ingeniero Municipal en una ciudad de tamaño medio de un sector rural.
Durante una reunión del Concejo Municipal se le pidió a usted comparar el método de
recolección satélite con el más tradicional de servicio de recolección en la acera y
callejuelas que la ciudad está prestando. Sorprendido, porque usted durmió durante las
cuatro horas que precedieron de debate sobre los méritos del slogan de la ciudad, usted trata
de ordenar sus pensamientos. ¿Cuáles son algunas consideraciones importantes que se
deben traer a discusión?
6.6.4. Desarrolle una ecuación similar a la presentada en este capítulo que se pueda usar
para determinar las necesidades de mano de obra para un sistema de recipiente estacionario
empleando vehículos satélites de recolección, Ver Figura 6.3 y Referencia 4).
6.6.5. Debido a la diferencia de opinión entre funcionarios municipales, usted ha sido
llamado como un consultor de afuera para evaluar la operación de recolección de la ciudad
de Davisvilla. El aspecto básico se centra alrededor de la cantidad de tiempo empleado por
los recolectores en actividades fuera de ruta. Los recolectores dicen que ellos gastan menos
del 15% de cada día de trabajo de 8 horas en actividades fuera de ruta; la dirección alega
que la cantidad de tiempo gastado es mayor de 15%. Usted ha recibido la siguiente
información que ha sido verificada por los recolectores y la dirección.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Se utiliza un sistema de acarreo de recipientes, sin intercambio de los
mismos.
El tiempo medio empleado conduciendo desde el patio de la corporación
hasta el primer recipiente es de 20 minutos y no ocurren actividades de fuera
de ruta.
El tiempo medio de recogida del recipiente es de 6 min.
El tiempo medio de recorrido entre recipientes es de 6 min.
El tiempo medio necesario para vaciar el recipiente en el sitio de disposición
es de 6 min.
La distancia promedio de viaje completo al sitio de disposición es de 10
mi/viaje, y la ecuación de acarreo es (a + bx) las constantes son a = 0,004
h/viaje y b = 0,02 h/mi.
El tiempo necesario para depositar un recipiente después de haberlo vaciado
es de 6 min.
El tiempo medio empleado en el recorrido desde el último recipiente hasta el
patio de la corporación es de 15 min. y no ocurren actividades de fuera de
ruta.
El número de recipientes vaciados por día es de 10.
De esta información, determine si la verdad está de lado de los recolectores o de la
administración.
6.6.6. La cantidad de desechos sólidos producidos por semana en un complejo residencial
grande es de alrededor de 600 yd3. Hay dos recipientes, cada uno con una capacidad de 40
galones detrás de cada casa. Los desechos sólidos son recolectados por una cuadrilla de dos
personas que utilizan un compactador cargado a mano de 35 yd3 una vez a la semana.
Determine el tiempo por viaje y las necesidades semanales de mano de obra en personasdía. El sitio de disposición está localizado a 15 millas de distancia, las constantes de la
velocidad de acarreo a y b son 0,08 h/viaje y 0,025 h/mi, respectivamente; el tiempo en el
sitio de disposición es de 0,10 h/viaje; el factor de fuera de ruta es 0,15; el factor de
utilización del recipiente es 0,7 y la relación de compactación es 2. Suponga que la
recolección se basa en un día de 8 horas.
6.6.7. Una ciudad desea determinar el impacto de una nueva subdivisión de servicios de
recolección de desechos sólidos. La subdivisión añadirá 150 casas nuevas. Una cuadrilla
de dos personas recogerá los desechos dos veces por semana, utilizando un compactador de
24 m3 cargado a mano. El tamaño permitido de recipiente es de 0,14 m3. Se estima que
habrá 3,2 personas por vivienda y que cada persona botará 2,5 Kg. de desechos diarios.
Determine el número de recipientes que se necesitarán por vivienda, el factor promedio de
utilización del recipiente, y la necesidad semanal de mano de obra en personas- día. La
relación de compactación para el vehículo de recolección es 2,5, la densidad media de los
desechos sólidos en los recipientes es 120 Kg/m3, el sitio de disposición está situado a 25
Km. y las constantes de la velocidad de acarreo a y b son 0,08 h/viaje y 0,015 h/Km,
respectivamente. La recolección es en la acera excepto para personas de edad (alrededor del
5%) quienes reciben el servicio en el patio de atrás.
6.6.8. Va a ser ocupada una nueva área residencial compuesta de 800 viviendas separadas,
de poca altura. Suponga que se harán dos o tres viajes por día al sitio de disposición; diseñe
el sistema de recolección y compare las dos alternativas. Los siguientes datos son
aplicables:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
9.
10.
Tasa de producción de desechos sólidos = 0.032 yd3/día/casa
Recipientes por servicio = 2
Tipo de servicio = 75 por ciento en la acera y 25% detrás de la casa
Frecuencia de la recolección = una vez por semana
El vehículo de recolección es un compactador de carga por detrás con una
relación de compactación de 2,5
Duración del día de trabajo = 8h
Cuadrilla de recolección = 2 personas 8. Distancia del viaje completo = 20
mi
Constantes de acarreo: a = 0,08 h/viaje y b = 0,025 h/mi
Tiempo en el lugar de disposición por viaje = 0,083 h/viaje
6.6.9. La Corporación TT & E tiene cuatro instalaciones de negocios convenientemente
localizados a 5 mi una de otra y a 5 mi del sitio de disposición. TT & E actualmente utiliza
un sistema convencional de acarreo del recipiente con grandes recipientes abiertos por encima. Se ha sugerido a TT & E que pudiera ahorrar dinero alquilando un quinto recipiente
de la compañía de recolección de desechos a un costo de $ 120/mes y cambiando el modo
de operación al de intercambio de recipiente, Ver Figura 6.13b. Cada lugar será atendido 8
veces por mes. El recipiente extra será almacenado en la estación de despacho de la
compañía encargada de la recolección. Suponiendo que los costos de operación son $ 20/h,
calcule los costos de ambos sistemas. ¿Es una decisión sabia para la TT & E alquilar el
quinto recipiente? Suponga que a = 0,034 h/viaje y b = 0,029 h/mi para todos los casos.
Con claridad formule cualquier suposición adicional.
6.6.10. Su amigo y amiga están buscando un trabajo a tiempo parcial. Usted vive en una
pequeña comunidad rural que no recibe servicio regular de recolección de desechos sólidos.
Su amigo piensa que sería una buena idea prestar el servicio de recolección de desechos
utilizan do su nuevo pick-up de 3/4 ton. con tracción en las cuatro ruedas. Hay 30 casas y
cada casa utiliza dos recipientes de 32 galones. Todas las casas recibirán servicio desde el
patio de atrás una vez por semana. Las constantes de acarreo son 0,08 h/viaje y 0,025 h/mi.
Suponga que el tiempo en el sitio de disposición es igual a 0,5 h. La distancia de acarreo en
viaje completo al sitio de disposición es de 32 mi. El tamaño del platón del pick-up es de 6
x 8 x 3 pies. Suponiendo que su amigo y amiga pueden dedicar 10 h/sem, a este proyecto,
¿pueden ellos hacer el trabajo?
6.6.11. Usted ha sido llamado a someter una propuesta para evaluar la operación de
recolección de residuos sólidos en su universidad. Prepare una propuesta en forma
esquemática, para someter a consideración de la universidad. Anote claramente las
divisiones más importantes o tareas en las cuales sería dividido el esfuerzo de trabajo.
Basado en su conocimiento actual, estime las personas- mes de esfuerzo que serían
necesarias para hacer el trabajo del esquema de su propuesta. Utilice un formato tipo
esquema para contestar esta pregunta.
6.6.12. Trace rutas de recolección para el área residencial que se muestra en la Figura 6.22.
Suponga que los siguientes datos son aplicables:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Ocupantes por residencia = 4,0
Tasa de producción de desechos sólidos = 3,5 lb/ha/día
Frecuencia de la recolección = una vez por semana
Tipo de servicio de recolección = acera
Tamaño de la cuadrilla de recolección = una persona
Capacidad del vehículo de recolección = 30 yd3
La densidad de los desechos sólidos compactados en el vehículo de
recolección es igual a 552 lb/yd3
6.6.13. Trace rutas de recolección para el área que se muestra en la Figura 6.22 usando los
datos dados en el problema 6.12, suponiendo que las calles 4 y 6 son de una sola vía de Sur
Norte y que la 5 y la 7 son de una vía de Norte a Sur.
6.6.14. Prepare un resumen de una página de la Referencia 10. ¿Cree usted que los métodos
y técnicas discutidas en este artículo son aplicables en su comunidad?
Fig. 6.22. Area Residencial de servicio para los problemas 6.12. y 6.13.
6.7.
REFERENCIAS
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American Public Works Association – “Municipal Refuse Disposal”, 3d ed., Public
Administration Service, Chicago, 1970.
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13.
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Washington, D.C., 1974.
14.
Tchobanoglous, G. and G. Klein: An Engineering Evaluation of Refuse Collection
Systems Applicable to the Shore Establishment of the U.S. Navy, Sanitary
Engineering Research Laboratory, University of California, Berkeley, 1962.
15.
Truitt, M.M., J. C. Liebman, and C.W. Kruse: Mathematical Modeling of Solid
Waste Collection Policies, vols. 1 and 2, U.S. Department of Health, Education, and
Welfare, Public Health Service, Publication 2030, Washington, D.C. 1970.
16.
University of California: An Analysis of Refuse Collection and Sanitary Landfill
Disposal, Technical Bulletin 8, Series 37, University of California Press, Berkeley,
1952.
7.
TRANSFERENCIA Y TRANSPORTE
En el campo de los desechos sólidos, el elemento funcional de transferencia y transporte se
refiere a los medios, instalaciones y equipos utilizados para efectuar la transferencia de
desechos de vehículos de recolección relativamente pequeños a vehículos más grandes y a
transportarlos sobre distancias largas ya sea a centros de procesado o a sitios de
disposición. Así, la discusión en este capítulo se centra sobre:
1.
2.
3.
4.
La necesidad de operaciones de transferencia
Descripciones de los principales tipos de estaciones de transferencia
Medios y métodos alternos de transporte
La localización de estaciones de transferencia
Se anota que las estaciones de transferencia pueden estar en los mismos lugares que las
estaciones de procesado o en lugares completamente separados. (Las estaciones de
procesado, a su vez, pueden estar en los mismos lugares de las estaciones de transferencia,
en lugares separados o en los mismos lugares de los sitios de disposición). Se anota
además, que por simplicidad en este capítulo se denomina generalmente al sitio de
disposición como al punto de destino de los vehículos. Donde sea aplicable, sin embargo, el
centro de procesado es un destino alterno (intermedio).
7.1.
LA NECESIDAD DE OPERACIONES DE TRANSFERENCIA
Las estaciones de transferencia se pueden usar con éxito con casi cualquier tipo de sistema
de recolección. Los factores que tienden a hacer atractivo el uso de operaciones de
transferencia incluyen:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
La presencia de botaderos ilegales y grandes cantidades de desperdicios
dispersos.
La localización de sitios de disposición relativamente distantes de las rutas
de recolección (generalmente más de 10 mi).
El uso de camiones de recolección de poca capacidad (generalmente por
debajo de 20 yd3.
La existencia de áreas residenciales de poca densidad (lotes de un acre o más
con callejuelas largas).
El uso generalizado de recipientes de tamaño medio para la recolección de
los desechos de fuentes comerciales y
El uso de sistemas de recolección hidráulicos o neumáticos.
Las operaciones de transferencia y transporte se vuelven necesarias cuando las distancias de
transporte a sitios disponibles de disposición o a centros de procesado aumentan hasta el
punto en que el acarreo directo no es factible económicamente. También se vuelven
necesarios cuando los sitios de disposición o procesado están en lugares remotos y no se
puede llegar directamente a ellos, por carretera. Estas situaciones se discuten en esta
sección.
Distancias Excesivas de Acarreo
En los primeros días, cuando se usaron carros tirados por caballos para la recolección de
desechos sólidos, era una práctica común botar el contenido de los carros cargados en algún
vehículo auxiliar para el transporte al sitio de disposición o a algún punto intermedio para
procesado (8). Sin embargo, con el advenimiento del moderno camión de motor y la
disponibilidad de combustible de poco costo, se abandonó la transferencia en la mayoría de
las ciudades y se adoptó el acarreo directo. Hoy día, con el aumento de los costos de mano
de obra, operación y combustibles, la tendencia está revirtiendo y nuevamente vuelven a ser
comunes las estaciones de transferencia.
Generalmente, la decisión de emplear estaciones de transferencia está basada en economía.
Por ejemplo, en el capítulo 6 (Ejemplos 6-2 y 6-5), se demuestran claramente las ventajas
económicas y el tiempo para el sistema de recipiente estacionario sobre el sistema de
acarreo del recipiente. Expresado simplemente, es más barato acarrear un gran volumen de
desechos en grandes incrementos sobre una distancia grande que acarrear un gran volumen
de desechos en pequeños incrementos sobre una distancia grande. Esto se ilustra en el
Ejemplo 7.1. los aspectos administrativos concernientes al uso de operaciones de
transferencia son considerados en el Capítulo 15.
Ejemplo 7.1. Comparación Económica de Alternativas de Transporte. Determine el tiempo
equivalente para sistema de acarreo del recipiente y recipiente estacionario comparado a un
sistema que usa operaciones de transferencia y transporte para transportar desechos
recolectados de un área metropolitana a un sitio de disposición por relleno sanitario.
Suponga que son aplicables los siguientes datos de costos:
1.
Costos de transporte
a)
b)
c)
2.
Sistema de acarreo del recipiente utilizando un camión grúa con un
recipiente de 8 yd3 = $ 8/h
Sistema de recipiente estacionario utilizando un compactador de 20
yd3 = $ 12/h
Unidad de transporte tractor-trailer-trailer con una capacidad de 120
yd3 = $ 16/h
Otras costos
a)
b)
Costos de operación de la estación de transferencia incluyendo
amortización = $ 0,30/yd3
Costos de tiempo extra de descargue para la unidad de transporte
tractor-trailer-trailer comparado al costo para otros vehículos 0,05/yd3
Solución
1.
Convierta los datos de costo de acarreo a unidades de dólares por yarda
cúbica por minuto (vea comentarios al final de este ejemplo)
Camión grúa = $ 0,0167 /yd3/min
Compactador = $ 0,0100/yd3/min
Equipo de transferencia = $ 0,0022/yd3/min
a)
b)
c)
2.
3.
a)
b)
Prepare un gráfico como el mostrado en la Figura 7.1 del costo por yarda
cúbica versus el tiempo de conducir el viaje completo, expresado en
minutos, para las tres alternativas.
Determine los tiempos equivalentes para los sistemas de acarreo del
recipiente y recipiente estacionario, Ver Figura 7.1.
Sistema de acarreo del recipiente = 23 min
Sistema de recipiente estacionario = 46 min
Así, por ejemplo, si se utiliza un sistema de recipiente estacionario y el tiempo del viaje
completo al sitio de disposición es mayor de 46 min, se debe investigar el uso de estaciones
de transferencia.
Fig. 7.1. Evaluación económica de los medios alternos de transporte para el Ejemplo
7.1.
Comentario. En la mayoría de los artículos y libros de referencia que tratan del acarreo de
desechos sólidos sobre distancias largas, los datos de costos se expresan en términos de
dólares por tonelada por minuto o dólares por tonelada por milla. Esta práctica es
ampliamente aceptada para el análisis de estaciones de transferencia debido a que el peso es
la medida más critica para el movimiento en autopista o carretera. Sin embargo, tales datos
de costos pueden ser desorientadores cuando las densidades de los desechos sólidos varían
apreciablemente de un lugar a otro o de recipiente a recipiente. Por ejemplo, si la densidad
de los desechos en dos recipientes de camiones grúa varían por un factor de 3, entonces las
comparaciones de costos de acarrear los dos recipientes del mismo tamaño sobre la base
por tonelada tiende a ser equivocada debido a que el costo real es el mismo para ambos. De
otro lado, una comparación basada en dólares por yarda cúbica por minuto o dólares por
minuto sería valiosa en la comparación de las dos operaciones.
Sitios de Disposición o Centros Remotos de Procesado
Las operaciones de transferencia se deben usar cuando el sitio de disposición o estación de
procesado está en un lugar remoto tal que no es factible el transporte convencional por
carretera únicamente. Por ejemplo, las estaciones de transferencia se necesitan cuando se
deben usar carros sobre rieles o barcazas en el océano para transportar desechos al punto de
disposición final. Si los desechos sólidos son transportados por tubería, generalmente es
necesaria una combinación de estación de transferencia- procesado. Estos temas son
considerados en las siguientes secciones.
7.2. ESTACIONES DE TRANSFERENCIA
Las estaciones de transferencia, como su nombre lo indica, se usan para llevar a cabo la
remoción y transbordo de los desechos sólidos del vehículo de recolección y otros
vehículos pequeños a equipos de transporte más grande. Las estaciones de transferencia se
pueden clasificar con respecto a la capacidad como sigue: pequeñas, menores de 100
ton/día; medianas, entre 100 y 500 ton/día; y grandes más de 500 ton/día. Aunque los
detalles específicos varían con el tamaño, los factores importantes que se deben considerar
incluyen: 1) el tipo de operaciones de transbordo a ser utilizado, 2) capacidad requerida, 3)
necesidades de equipo y accesorios, y 4) exigencias de saneamiento.
Tipos de Estaciones de Transferencia
Dependiendo del método usado para cargar los vehículos de transporte, las estaciones de
transferencia se pueden clasificar en tres tipos: 1) descargue directo, 2) descargue de
almacenamiento, y 3) combinación de descargue directo y descargue con almacenamiento.
Descargue Directo (Grande). En una estación de transferencia de gran capacidad de
descargue directo, los desechos en los vehículos de recolección generalmente son vaciados
directamente en el vehículo a ser usado para transportarlos a un lugar de disposición final.
Para real izar esto, generalmente las estaciones de transferencia son construidas en una
disposición a dos niveles. Se puede elevar la plataforma o dique de descargue, desde el cual
son descargados los desechos de los vehículos de recolección, en los trailers de transporte,
o se pueden colocar los trailers de transporte en una rampa baja, Ver Figura 7.2 las
secciones de la instalación que se muestran en la Figura 7.2 y las fotografías de algún
equipo utilizado se muestran en la Figura 7.3. En algunas estaciones de transferencia de
descargue directo, el contenido de los vehículos de recolección puede ser vaciado sobre la
plataforma de descargue si los trailers están llenos. Entonces los desechos son empujados
dentro de los trailers de transporte.
La operación de estaciones de transferencia de descargue directo, como la que se muestra
en la Figura 7-2, se puede resumir como sigue. A la llegada a la estación de transferencia,
todos los vehículos acarreando desechos son pesados por el jefe de pesado, quien entonces
indica donde se deben descargar los desechos entregando al conductor un número
apropiado de ubicación. Después de haber descargado los vehículos de recolección, son
pesados nuevamente y se determina la tarifa del volteo. Los vehículos comerciales que
normalmente usan la estación de transferencia reciben cartas de crédito que muestran el
nombre de la firma y el peso neto del camión, eliminando así la segunda pesada para estos
vehículos.
A medida que son cargados los traliers, los desechos en el trailer son trasladados y
compactados con un cargador de almeja montado sobre un tractor de llantas de caucho, Ver
Figura 7.3b. Cuando los trailers están llenos ose ha colocado el máximo tonelaje permitido
en ellos, como lo indica el jefe de pesado, son retirados y preparados para la operación de
transporte.
Descargue Directo (Medianas y Pequeñas). La disposición de estaciones de transferencia de
mediana y poca capacidad depende de la aplicación específica y las condiciones del lugar.
Un ejemplo de una estación de transferencia cubierta de mediana capacidad que emplea
compactadores estacionarios se muestra en la Figura 7.4. La decisión de cubrir una estación
de transferencia depende, generalmente, de las condiciones locales del clima y de
preocupaciones ambientales.
En las Figuras 7.5 y 7.6, se muestran dos estaciones de transferencia de descargue directo
de poca capacidad. En la estación que se muestra en la Figura 7-5, se usa un compactador
estacionarlo y un recipiente abierto arriba. Los objetos compresibles son descargados en la
tolva del compactador estacionario y los objetos voluminosos, como refrigeradores, son
descargados en el recipiente abierto arriba. Tal estación de transferencia sería utilizada por
el público general (debe ser atendida cuando está en uso) como una alternativa para
conducir a algún sitio de disposición distante. Las estaciones de transferencia de este tipo
con frecuencia son llamadas ''centros de conveniencia pública".
La estación de transferencia de descargue directo utilizada en áreas rurales y de recreación
que se muestra en la Figura 7.6 está diseñada de manera que los recipientes cargados sean
vaciados en un sistema de recipiente estacionario para transporte al sitio de disposición. En
el diseño y distribución de tales estaciones, que generalmente no están atendidas, la
consideración básica debe ser la simplicidad. Este no es lugar para sistemas mecánicos
complejos. El número de recipientes usados depende del área servida y la frecuencia de la
recolección que se puede dar. Para facilitar el descargue, la parte superior de los recipientes
puede estar a alrededor de 1,0 metro sobre la parte superior de la plataforma de descargue.
En forma alterna, la parte superior de los recipientes se puede dejar a nivel con el área de
descargue, Ver Figura 7-7, y se puede excavar el área detrás de los recipientes para proveer
Fig. 7.2. Estación típica de transferencia de descargue directo con trailers ubicados en
la rampa baja (Orange County, California 12)
Fig. 7.3. Instalaciones y equipos usados en la estación de transferencia que se muestra
en la Fig. 7.2. Orange County, California. a) Vista desde el extremo mostrando los
trailers en posición debajo de la tolva de cargue en la rampa inferior y el cargador de
almeja montado sobre un tractor de neumáticos de caucho, a nivel del suelo, en la
plataforma de descargue. b) el cargador de almeja se usa para cargar y compactar
desechos en trailers y recoger desechos dispersados sobre la plataforma de descargue.
espacio para maniobrar los vehículos de recolección cuando es vaciado el contenido de los
recipientes (6).
Descargue con almacenamiento. En la estación de transferencia con almacenamiento de la
descarga, los desechos son vaciados en un foso de almacenamiento o sobre una plataforma
desde donde son cargados en los vehículos de transporte por varios tipos de equipo auxiliar.
Quizá el ejemplo mejor conocido de este tipo de estación de transferencia es la instalación
de San Francisco, que se muestra esquemáticamente en la Figura 7.8 y descriptivamente en
la Figura 7.9.
Fig. 7.4. Estación de transferencia cubierta de capacidad media equipada con
compactadores estacionados 7
Fig. 7.5. Estación de transferencia de poca capacidad con compactadores
estacionarios y recipiente abierto arriba 3
Fig. 7.6. Estación de transferencia de descargue directo para áreas de recreación
rurales 6
En esta estación, todos los camiones de recolección que llegan son encaminados a una
estación de pesaje computarizada donde cada camión es pesado. Además, el jefe de pesaje
registra el nombre de la compañía de descargue, la identificación del camión particular y el
tiempo de llegada. Entonces el jefe de pesaje dirige al conductor ya sea al lado de Este u
Oeste de la entrada principal de la estación de transferencia cubierta. Una vez adentro, el
conductor retrocede el vehículo de recolección a un ángulo de 50° del borde de una fosa
central de almacenamiento de desechos. El contenido del vehículo es vaciado en la fosa,
Ver Figura 7.9a, y el vehículo es conducido fuera de la estación de transferencia.
Fig. 7.7. Pequeña estación de transferencia rural de conveniencia pública con
recipientes abiertos arriba colocados contra el muro de retención al mismo nivel de la
plataforma de descargue. (Dpto. de Salud Pública de California, Oficina de control de
vectores).
Dentro del área de la fosa, se usan dos buldozer para separar los desechos y empuñarlos
dentro de las tolvas de cargue que están localizadas en un extremo de la fosa, Ver Figura
7.9b. Dos grúas articuladas de cuchara, localizadas sobre el otro lado de las tolvas, se usan
para remover cualquier desecho que pudiera ocasionar daño a los trailers de transporte. Los
desechos caen dentro de los trailers a través de las tolvas localizadas sobre escalas
(balanzas) en un nivel inferior, ver Figura 7.9c. Cuando se ha alcanzado el peso permisible,
el operador de la grúa lo indica al conductor del camión. Los trailers cargados entonces son
conducidos fuera del área de cargue y se colocan mallas de alambre sobre la parte superior
abierta del trailer para prevenir que los papeles u otros desechos sólidos caigan fuera
durante el transporte.
Fig. 7.8. Estación de transferencia cubierta de gran capacidad (2000 ton/día) de
descargue con almacenamiento. San Francisco.
Combinación de descargue directo y descargue con almacenamiento. En algunas estaciones
de transferencia se usan los métodos de descarga directa y descargue con almacenamiento.
Generalmente hay instalaciones de propósito múltiple diseñadas para servir a un número
más amplio de usuarios que una instalación de propósito único. En la Figura 7.10 se
muestra el plano de una estación, de transferencia de propósito múltiple, diseñada para uso
por el público general y varias agencias de recolección de desechos. Además de servir a un
número más amplio de usuarios, una estación de transferencia de propósito múltiple
también puede albergar una operación de recuperación de materiales.
Fig. 7.9. Detalles de la operación de la estación de transferencia de San Francisco, del
almacenamiento y descargue mostrando en la Figura 7.8. a) interior de la estación de
transferencia; el contenido de los vehículos de recolección es vaciado en el foso de
almacenamiento. Se utilizan los tractores para romper los desechos y empujarlos a las
tolvas utilizadas para cargar los trailers y a las instalaciones de procesado, Ver Figura
7.9d. b) los desechos sólidos son empujados a las tolvas de cargue de los trailers donde
caen por gravedad a los trailers parqueados sobre básculas de plataforma localizada
en el nivel más bajo, Ver Figura 7.4. Un cargador hidráulico estacionario se usa para
ayudar en la operación de cargue.
c) vista exterior de la combinación tractor- trailer- trailer ubicados bajo la tolva de
cargue y el vehículo de recolección que sale de la estación de transferencia en el nivel
superior. d) desechos sólidos empujados para alimentar el transportador de cargue a
las instalaciones de separación de metales ferrosos. Construidos después de que se
construyó la estación de transferencia; las instalaciones de separación se construyeron
para procesar alrededor de 100 ton de desechos sólidos por día.
La operación se puede describir como sigue: todos los transportadores (el público en
general lo mismo que los transportadores comerciales) que deseen utilizar la estación de
transferencia deben registrarse en la casa de pesaje. Los vehículos grandes de recolección
comercial son pesados y se timbra una tarjeta de cliente comercial que se entrega al
conductor del vehículo. El conductor entonces marcha directo a las tolvas de cargue del
trailer al lado Sur de la estación de transferencia, retrocede el vehículo hasta la tolva y vacía
los desechos directamente en el trailer del transporte. De allí el conductor regresa el
vehículo a la casa de pesaje para volver a pesar el vehículo desocupado y devolver la tarjeta
de cliente. Se registra el peso del vehículo vacío mientras se calcula una tarifa de servicio.
En la comunidad donde se usa esta estación de transferencia, todos los desechos de
alimentos y putrescibles son recogidos por agencias de recolección. Además, todos los
desechos putrescibles son descargados directamente en trailers de transporte para despacho
diario al lugar de disposición.
Los residentes en esta comunidad y pequeños acarreadores independientes también
transportan cantidades apreciables de desechos de jardines, recortes de árboles y desechos
voluminosos (estufas, cortadoras de césped, neveras, etc.) a la estación de transferencia.
Todos los automóviles, trailers tirados por automóviles y camionetas que contienen
desechos deben ser registrados al entrar y salir de la casa de pesaje. Estos vehículos no son
pesados pero los usuarios pagan una tarifa de descargue que es recibida en la casa de pesaje
por el asistente quien entrega un recibo de pago en efectivo. El asistente comprueba
visualmente la carga de desecho para determinar si contiene metales recuperables. Si es así,
el asistente instruye al conductor para depositar los metales en el área de recuperación antes
de dirigirse al área de descargue y almacenamiento público.
Con referencia a la Figura 7.10, una vez se han pasado las básculas, los vehículos no
comerciales se mueven ya sea hacia el área de descargue de o directamente al área de
descargue si no hay materiales recuperables. Un empleado de la estación de transferencia
ayuda en el descargue de todos los materiales recuperables. Si la carga de desecho contiene
una cantidad previamente determinada de materiales recuperables, se da paso libre al
conductor para el tipo de vehículo en el cual se entregaron los desechos para uso futuro. El
conductor procede entonces hasta el lugar de descargue almacenado y descarga cualquier
desecho remanente.
Si no hay materiales recuperables, el conductor se dirige directamente al área pública de
descargue. Esta área está separada del área de descargue directo utilizada por los vehículos
comerciales, por las dos aberturas de las tolvas de 40 pies de cargue de los trailers. Los
desechos voluminosos y recortes que se acumulan en el área de descargue son empujados
periódicamente a una de las tolvas de cargue por un cargador de neumáticos.
Se debe tener cuidado en la selección y diseño de tales estaciones de transferencia, debido a
que el costo de agregar instalaciones de propósitos múltiples frecuentemente, no se justifica
en términos de los beneficios obtenidos. Los usuarios de la estación y los métodos de
descargue deben estar separados para prevenir interferencias y accidentes entre los grandes
camiones recolectores y los vehículos privados más pequeños. Generalmente, la separación
física de las áreas de descargue es la única manera positiva de mantener la eficiencia
del sistema.
Fig. 7.10.
Estación de transferencia con operación de recuperación en la que se
combina la descarga directa y la descarga con almacenamiento (División
de manejo de desechos sólidos, Sacramento County).
Necesidades de Capacidad
En el planeamiento y diseño de instalaciones de transferencia se deben evaluar tanto: la
necesidad de capacidad de almacenamiento como la de operación. La capacidad
operacional de una estación de transferencia debe ser tal que los vehículos de recolección
no tengan que esperar demasiado para descargar. En la mayoría de los casos, no será
efectivo, con relación al costo, diseñar la estación para manejar el número máximo de
cargas horarias. Idealmente, se debe hacer un análisis económico de concesiones. Por
ejemplo; para ambos tipos de estaciones de transferencia, el costo anual del tiempo perdido
por los vehículos de recolección esperando para descargar debe ser negociado contra el
aumento anual del costo de una estación más grande y/o el uso de más equipo de transporte.
Debido al costo creciente del equipo de transporte, también se debe hacer un análisis de
concesiones entre la capacidad de la estación de transferencia y el costo de la operación de
transporte, incluyendo ambos componentes: equipo y mano de obra. Por ejemplo, en una
situación dada, puede ser más efectivo, en cuanto a costo se refiere, aumentar la capacidad
de una estación de transferencia y operarla con menos vehículos de transporte aumentando
las horas de trabajo que usar una estación de transferencia más pequeña y comprar más
vehículos de transporte. En una estación de transferencia donde se almacena el descargue,
la capacidad equivalente de almacenamiento varía desde la mitad hasta un día de volumen
de desechos. La capacidad también varía con el tipo de equipo auxiliar usado para cargar
los vehículos de transporte. Rara vez la capacidad nominal de almacenamiento excederá al
volumen de dos días de desechos.
Necesidades de Equipo y Accesorios
El equipo y los accesorios usados en combinación con una estación de transferencia
dependen de las funciones de la estación en el sistema de manejo de los desechos. En una
estación de transferencia de descargue directo, se necesita cierta clase de aparato,
generalmente con neumáticos, para empujar los desechos a los vehículos de transferencia.
Se necesita otro aparato para distribuir los desechos e igualar la carga en los vehículos de
transferencia. Los tipos y cantidad de equipo necesario varían con la capacidad de la
estación. En una estación de transferencia de almacenamiento de la descarga, se necesitan
uno o más tractores para romper los desechos y empujarlos a la tolva de cargue. Se necesita
equipo adicional para distribuir los desechos e igualar las cargas. En algunas instalaciones
se ha usado con éxito una grúa de almeja para ambos propósitos.
Se deben suministrar básculas a todas las estaciones medianas y grandes para registrar la
operación y desarrollar un manejo significativo y datos de ingeniería. Las básculas son
también necesarias cuando la estación de transferencia va a ser usada por el público y los
pagos se basan en el peso. Si se van a usar básculas, generalmente, será necesario proveer
un área cubierta para ellas. La casa de pesaje, como se le llama comúnmente, también debe
tener una oficina equipada con teléfono, y un sistema de comunicación en dos sentidos de
manera que el jefe de pesaje pueda hablar con los conductores.
Se debe construir una instalación completa si la estación de transferencia se va a usar como
centro de despacho o centro administrativo para una operación de recolección de desechos.
Para una instalación administrativa se deben proveer: un salón para almorzar, salones de
reuniones, oficinas, salones para guardar efectos personales, duchas y sanitarios.
Exigencias Sanitarias
Mediante la construcción y operación apropiadas, se puede hacer mínimas las
características objetables de transferencia. La mayoría de las estaciones de transferencia
modernas grandes están cercadas y son construidas con materiales que se pueden mantener
y limpiar fácilmente. En la mayoría de los casos, se usa construcción a prueba de incendios.
Para las estaciones de transferencia de descargue directo con áreas abiertas de cargue, se
debe dar atención especial al problema de papeles volando. Comúnmente se usan mallas de
viento y otras barreras. Independientemente del tipo de estación, el diseño y la construcción
deben ser tales que se eliminen todas las áreas accesibles donde la basura o papel se pueden
acumular (2).
La mejor manera de mantener el saneamiento total de una estación de transferencia es
controlar continuamente la operación. Los desechos sólidos que se derramen deben ser
recogidos inmediatamente o en cualquier caso no se debe permitir que se acumulen durante
más de 162 horas. Las aspersiones de agua des de arriba se usan a menudo para asentar el
polvo en el área de almacenamiento de la descarga en la estación transferencia. Para
prevenir la inhalación de polvo, los trabajadores deben usar máscaras para polvo. En la
estación de transferencia de San Francisco, los tractores en el área del foso tienen cabinas
cerradas equipadas con aire acondicionado y unidades de filtración del polvo.
7.3.
MEDIOS Y METODOS DE TRANSPORTE
Los medios principales para transportar desechos sólidos usados ahora son: vehículos a
motor. ferrocarriles y tanqueros en el océano; también se han usado sistemas neumáticos e
hidráulicos; se han sugerido otros sistemas, pero la mayoría no han sido ensayados.
Transporte en vehículos a motor
Donde el punto de disposición final puede ser alcanzado en vehículos a motor los medios
más comunes utilizados para transportar desechos sólidos desde estaciones de transferencia
son trailers, semitrailers y compactadores. Se pueden usar todos los tipos de vehículos junto
con cualquier tipo de estación de transferencia. En general, los vehículos usados para
acarreo en autopistas de be satisfacer los siguientes requisitos: 1) los desechos deben ser
transporta dos a un mínimo costo, 2) los desechos deben estar cubiertos durante la
operación de acarreo, 3) los vehículos deben ser diseñados para tráfico en auto pistas, 4) la
capacidad del vehículo debe ser tal que no se excedan los límites permitidos de peso, y 5)
los métodos usados para el descargue deben ser simples y confiables.
Trailers y Semitrailers. En años recientes, debido a su simplicidad y confiabilidad, los
trailers y semitrailers han encontrado amplia aceptación (Ver Figura 7.11). Los semitrallers
se pueden usar como el primero o segundo trailer en combinaciones tractor- trailer- trailer
cuando están equipados para ser usados con un carrito apoyado en el frente, dando así
flexibilidad a la operación.
Fig. 7.11.
Vehículos típicos de transporte usados junto con instalaciones de
transferencia a) trailer de 96 yd3 abierto arriba con piso móvil con mecanismo de
descargue (Ver Fig. 7.12a) b) Trailer cerrado de 75 yd3 usado con compactador
estacionario (Ver Fig. 8.3.) El trailer es descargado con un eyector de placa interno, c)
trailers de 70 a 75 yd3 abiertos arriba y descargados con rampas inclinadas
hidráulicas. (Ver Fig. 7.13).
TABLA 7.1. DATOS SOBRE VEHICULOS DE ACARREO USADOS AMPLIAMENTE Y ESTACIONES DE TRANSFERENCIA DE
CAPACIDAD MEDIA
Estación
Número de trailers
Localización
Capacidad
Ton/día
Estación No. 3,
Orange County,
California
San Francisco,
California
960
Seattle, Washington
NOTA:
Capacidad por
trailer
yd3
tons
Dimensiones trailer único
Largo
pie
Método usado para
cubrir los desechos
65
Lona impermeable
Cable
Malla de alambre
Rampa de volteo
Cubierta articulada
Malla de nilon
Cubierta articulada
Lona de neopreno
Cubierta articulada
en sitio de disposición
cadena- dirigida
Piso móvil
cable de alambre
de elevación
70
12.5
8
27
2,000
23 tractortrailertrailer
19 tractor-trailer
Altura
aprox.
vacío
pie
13.5
70
12
8
33
13.5
61
2,000
19 unidades trailer
10 unidades solas
75
96
14
19
8
8
28
40
13.5
13.5
60
27 unidades solas
96
19
8
40
13.5
60
yd3/ día x 0.7646 = m3/ día
yd3 x 0.7646 = m3
pie x 0.3048 = m
Ancho
pie
Longitud
de las
unidades
tractor y
trailer
Método usado para
descargar trailers
El volumen máximo que puede ser acarreado en vehículos por autopistas depende de las
normas vigentes en el estado en el cual son operados. Estas normas generalmente limitan
las dimensiones exteriores de los vehículos o combinaciones de vehículos, lo mismo que el
peso por eje y el peso total. Para maximizar la carga, los trailers de transporte son a menudo
diseñados de manera que sean más altos que el límite legal cuando están vacíos y más bajos
cuando están llenos. En la Tabla 7.1 se resumen datos típicos sobre el transporte en trailers.
Los métodos usados para descargar trailers de transporte se pueden clasificar como: 1)
auto- vaciado y 2) necesitan la ayuda de equipo auxiliar. Los trailers de transporte de
autovaciado son mecanismos tales como lechos de volteo hidráulico, diafragmas movidos
por energía y pisos movibles que son parte del vehículo. los pisos móviles son una
adaptación de equipo usado en la industria de la construcción para descargar trailers que
acarrean grava y asfalto. La operación de dos tipos diferentes de sistemas de pisos móviles
se muestra esquemáticamente en la Figura 7.12. El piso móvil generalmente tiene dos o
más secciones que se extienden a lo ancho del trailer. Así, si una sección se vuelve
inoperable, el piso móvil no previene el descargue debido a que el sistema funcionará con
la sección (es) remanentes operables. Este rasgo es importante en términos de la
confiabilidad del sistema. Otra ventaja del trailer de piso móvil es el tiempo de giro rápido
(normalmente 6 a 10 minutos) alcanzado en el sitio de disposición sin la necesidad de
equipo auxiliar. En algunos diseños la parte de atrás del trailer se hace más grande para
facilitar la operación de descargue. Trailers como los que se muestran en la Figura 7.12
están equipados con sumideros para recoger cualquier líquido que se acumule de los
desechos sólidos. Los sumideros están equipados con drenajes de manera que se puedan
vaciar en el sitio de disposición.
Los sistemas de descargue que requieren equipo auxiliar generalmente son del tipo de
empuje, en los cuales los desechos son empujados fuera del camión ya sea por una placa
móvil o por cables deslizantes colocados frente a la carga. la desventaja de necesitar equipo
auxiliar y una fuerza para descargar en el lugar de disposición es relativamente menor en
vista de la simplicidad y confiabilidad del método. Sin embargo, una desventaja adicional
es el tiempo inevitable de espera durante el cual el vehículo de acarreo permanece en el
lugar de disposición hasta que se pueda colocar el equipo auxiliar en la posición requerida.
Otro sistema auxiliar de descargue que ha demostrado ser muy efectivo y eficiente
comprende el uso de rampas inclinables, operadas hidráulicamente, ubicadas en el sitio de
disposición. Operacionalmente, el semitrailer de una combinación tractor- trailer- trailer da
marcha atrás sobre la rampa inclinada y se desengancha el tractor- trailer- trailer, Ver
Figura 7.13. Una vez desenganchado, la combinación tractor- trailer da marcha atrás a una
segunda rampa. Se abren las partes de atrás de los trailers y entonces se inclinan hasta que
los desechos caigan afuera por gravedad, en el área de disposición. Después de haber sido
vaciados, el tractor- trailer y el semitrailer vuelven a sus posiciones originales. El tractortrailer es conducido fuera de la rampa y se da marcha atrás a la rampa usada por el
semitrailer. El semitrailer es enganchado nuevamente y el vehículo de transferencia vuelve
a la estación de transferencia. El tiempo necesario para toda la operación de descargue
típicamente es de alrededor de 6 minutos por viaje.
Fig. 7.12. Sistemas de descargue de piso móvil para trailers de transporte (a) piso
móvil de cinta continua, (b) piso móvil de enrollar.
Fig. 7.13. Operaciones de descargue usando rampas inclinables hidráulicamente. a)
Trailer trasero siendo llevado atrás sobre la rampa para descargue. b) A medida que
se incline sobre la rampa, los desechos sólidos caen por gravedad. c) Rampa inclinable
en posición de inclinación completa.
Compactadores. En un número de estaciones de transferencia también se usan recipientes
de gran capacidad junto con compactadores, Ver Figura 7.5. En algunos casos, el
mecanismo de compactación es parte integral del recipiente. En la Tabla 7.2 se reportan
datos representativos para tales unidades. Cuando los recipientes están equipados con
mecanismo de compactación propio, la placa móvil usada para comprimir los desechos
también se usa para descargar los desechos compactados. El contenido de los recipientes
usados con compactadores estacionarios generalmente es descargado inclinando el
recipiente y permitiendo que el contenido caiga por gravedad. El descargue puede ser un
problema si los desechos se comprimen demasiado. También se dispone de varios aparatos
de eyección para vaciar el contenido de los recipientes. El aparato más común es la placa
móvil que es halada por cables.
Otros vehículos. Para el transporte de desechos sólidos en uno u otro tiempo se ha usado
cualquier tipo imaginable de vehículo. Debido a que una discusión completa de tipos
alternos de vehículos está fuera del alcance de este texto, se recomiendan las referencias 1,
2, 5 y 11.
Transporte Ferroviario
Aunque en el pasado se utilizaron los ferrocarriles para el transporte de desechos sólidos
(4), ahora sólo se usan en pocas oportunidades. Sin embargo, nuevamente se está
desarrollando un interés renovado en el uso de ferrocarriles para acarrear desechos sólidos,
especialmente a áreas remotas donde es difícil el transporte por carretera y existen líneas
ferroviarias y donde hay tierra disponible adyacente, a la propiedad de los ferrocarriles,
para ser llenada. Se recomiendan las referencias 1, 2 y 8 si se está considerando el uso del
transporte ferroviario.
Transporte por Agua
Se han utilizado barcazas, chalanas y botes especiales para transportar desechos sólidos a
los lugares de procesado y a sitios de disposición en la costa y en el mar, pero la
disposición en el mar no se hace ahora en los Estados Unidos (2). No obstante, se han
usado algunas embarcaciones autopropulsadas (tales como las chalanas para desechos de la
Armada de los Estados Unidos y otras embarcaciones especiales), la práctica más común es
utilizar embarcaciones arrastradas por remolcadores y otros barcos especiales.
Uno de los mayores problemas encontrados cuando se utilizan embarcaciones para el
transporte de desechos sólidos en el océano es el de que frecuentemente es imposible mover
las barcazas y botes durante las tormentas o época de mar agitado. En tales casos, se deben
almacenar los desechos y puede ser necesario construir instalaciones costosas de
almacenamiento.
Sistemas de Transporte Neumáticos, Hidráulicos y Otros
Para transportar desechos sólidos se han utilizado ductos a baja presión y al vacío. La
aplicación más común es el transporte de desechos desde apartamentos de alta densidad
TABLA 7.2. DATOS TIPICOS SOBRE RECIPIENTES UTILIZADOS CON COMPACTADORES ESTACIONARIOS Y
UNIDADES DE RECIPIENTE- COMPACTADOR PARA ESTACIONES DE TRANSFERENCIAS MEDIANAS Y
PEQUEÑAS.
Dimensiones
Tipo
Capacidad
yd3
Ancho
Pies
Largo
pies
Alto
pies
Peso
Aproxi.
Libras
Observaciones
Recipiente
Pequeño
20
8
14
6
8,000
Mediano
30
8
18
6
9,000
Grande
45
8
22
9
10,000
Pequeño
3.7
6.5
6.5
4.5
1,500
Mediano
15
7.5
15
6
6,000
Grande
30
8
22
8
9,000
Las aberturas de las puertas de los
recipientes están unidas al
compactador estacionario,
generalmente son reforzadas
Recipiente- Compactador
NOTA:
yd3 x 0.7646 = m3
pie x 0.3048 = m
lb x 0.4536 = kg
Disponibles consumideros
impermeables y puertas a prueba
de escapes. Otras características
según pedidos.
poblacional o actividades comerciales a un lugar central para procesado o cargue en
vehículos de transporte. El sistema neumático más grande en los Estados Unidos se utiliza
ahora en el parque de diversiones de Walt Disney World en Orlando, Florida. En la Figura
7.14 se muestra la disposición del Sistema.
Desde el punto de vista de diseño operación, los sistemas neumáticos son más
complejos que los sistemas hidráulicos debido a las complejas válvulas de control y los
mecanismos anciliarios requeridos. La necesidad de utilizar ventiladores o turbinas de alta
velocidad complican más la instalación desde el punto de vista del mantenimiento. Debido
a que los costos de tales instalaciones son elevados, ellas son más eficientes con relación al
costo cuando se usan en instalaciones nuevas.
El concepto de utilizar agua para el transporte de desechos no es nuevo. El transporte
hidráulico ahora se usa, comúnmente, para el transporte de una parte de los desechos de
alimentos (donde se utilizan molinos domésticos). Uno de los mayores problemas con este
método es el de que el agua o agua servida utilizada para transportar los desechos debe ser,
finalmente, tratada. Como un resultado de la solubilización, la concentración orgánica de
esta agua residuales considerablemente mayor que la de otra agua residual. Los sistemas
hidráulicos pueden ser prácticos en áreas donde las instalaciones apropiadas de procesado o
postprocesado se incorporan en el sistema de tratamiento. General mente, tales aplicaciones
están limitadas a áreas con altas densidades de población.
Fig. 7.14. Sistema neumático de recolección de desechos sólidos para Walt Disney
World (AVAC Systems Inc.).
Otros sistemas que han sido sugeridos para el transporte de residuos sólidos incluyen varios
tipos de transportadores, colchón de aire y trole con ruedas de caucho y conductos
subterráneos con góndolas transportadas magnéticamente, pero estos sistemas nunca se han
puesto en operación.
7.4.
LOCALIZACION DE ESTACIONES DE TRANSFERENCIA
Donde quiera que sea posible, las estaciones de transferencia se deben localizar: 1) tan
cerca como sea posible del centro ponderado de las áreas individuales de producción de
desechos sólidos a ser servidas, 2) con acceso fácil a las principales vías arterias lo mismo
que cerca a medios y vías secundarias de transporte, 3) donde haya un mínimo de objeción
pública y ambiental a las operaciones de transferencia, y 4) donde la construcción y
operación sean las más económicas (2). Adicionalmente, si el sitio de transferencia se va a
utilizar para operaciones de procesado que involucren recuperación de materiales y/o
producción de energía, también se deben evaluar las exigencias para estas operaciones. En
algunos casos, estas últimas exigencias pueden estar controlando el proyecto.
Debido a que todas las consideraciones anteriores rara vez pueden, si es así ser satisfechas
en forma simultánea, generalmente es necesario realizar un análisis de concesiones entre
estos factores. En esta sección se describe en detalle un método aproximado para hacer
concesiones económicas entre diferentes localizaciones basadas en los costos de acarreo.
Este método es aplicable no solamente cuando se debe hacer una selección entre varias
ubicaciones potenciales de una estación de transferencia, sino también en situaciones más
complejas cuando se van a utilizar dos o más estaciones de transferencia y sitios de
disposición. En el último caso, la pregunta básica a ser contestada es: ¿cuál es la
distribución óptima de los desechos desde cada estación de transferencia a cada sitio de
disposición? En la discusión que sigue, se describe este problema de distribución, y en el
ejemplo se ilustra el método de solución.
Problema de Distribución del Desecho
El problema de distribución del desecho se puede analizar como sigue: suponga que se debe
hacer una determinación de la cantidad de desechos sólidos que se deben acarrear a cada
uno de tres lugares de disposición desde tres estaciones de transferencia, de manera que el
costo total de acarreo sea el mínimo posible. En la Figura 7.15 se presenta un diagrama de
esta situación. También suponga. 1) que la cantidad total de desechos acarreados a todos los
lugares de disposición debe ser igual a la cantidad entregada en la estación de transferencia
(necesidad de balance de masas), 2) que sólo se pueden aceptar cantidades especificas de
desechos en cada lugar de disposición (esta limitación podría surgir como resultado de
acceso limitado por carretera a un sitio dado de disposición), y 3) que la cantidad de
desechos acarreados desde cada estación de transferencia es igual o mayor que cero. En
forma simbólica, el problema de distribución se establece como sigue:
1.
2.
3.
Hallamos que las estaciones de transferencia se designen por i
Los lugares de disposición se distinguen por j.
Entonces Xij = cantidad de desechos acarreados de la estación de transferencia i al
lugar de disposición j.
4.
5.
6.
7.
Hagamos Cij = el costo de acarrear desechos de la estación de transferencia i al sitio
de disposición j.
Hagamos Ri = la cantidad total de desechos despachados a la estación de
transferencia i.
Hagamos Dj = la cantidad total de desechos que pueden ser aceptados en el sitio de
disposición j.
Si se van a minimizar los costos totales de acarreo, entonces una función objetivo,
que se define como la suma de los siguientes términos, debe ser minimizada sujeta
a las siguientes limitaciones:
X11 C11 + X12 C12 + X13 C13 + X21 C21 + X22 C22 + X23 C23 + X31 C31 + X32 C32
+ X33C33 = función objetivo
Fig. 7.15. Bosquejo para definir la distribución de desechos sólidos desde tres
estaciones de transferencia a tres sitios de disposición.
8.
El problema es minimizar la función expresada en forma de suma matemática.
Función objetivo =
(7.1)
  xc
3
j 1
3
i 1
ij
ij
Sujeta a las siguientes limitaciones:
(7.2)

3

3
J 1
i 1
X IJ  Ri
i=1a3
(7.3)
X ij  D j
j=1a3
(7.4)
X ij  0
Solución al problema de distribución de desechos
El problema formulado como se hizo en la etapa 8, se conoce comúnmente como
"problema de transporte" en investigación de operaciones,(Ver Referencia 3 y 12 en el
Capítulo 6). Actualmente, se dispone de un número de métodos de solución; el más común
es el método simplex (4, 9, 10). Sin embargo, la mayo ría de los métodos exigen la ayuda
de computadoras modernas. Como una alternativa, VAM (método de aproximaciones de
Vogel) es una técnica manual que se puede utilizar para encontrar una solución de una
matriz de distribución asociada con la transferencia de material de un lugar a otro. (ejemplo
el problema de transporte) (9).
Debido a que la solución obtenida estará cerca a la solución óptima (dentro del 10 por
ciento) es suficientemente precisa para la mayoría de las aplicaciones prácticas en el campo
de manejo de desechos sólidos. Además VAM es rápido; en comparación al tiempo
necesario para elaborar un programa de computación que es significativamente mayor. La
solución óptima se puede obtener mediante un segundo método, como se discute en la
Referencia 10 que se presenta e ilustra en el ejemplo 7.2.
Ejemplo 7.2. Distribución aproximada de desechos sólidos entre estaciones múltiples de
transferencia y lugares de disposición usando VAM
Determine el número de unidades de desechos sólidos a ser acarreados a cada uno de cuatro
lugares de disposición (Dj) desde cuatro estaciones diferentes de transferencia (Tj) para
minimizar el costo total de acarreo. Use los siguientes datos.
1.
Cantidad de desechos s6]idos a ser dispuestos desde cada estación de
transferencia.
Estación
Transferencia
1
2
3
4
TOTAL
2.
Desechos
unidades/día
2
4
3
2
11
Capacidad del lugar de disposición:
Lugar de
Disposición
1
2
3
4
TOTAL
Capacidad
unidades/día
5
5
6
6
22
3.
Distancia de acarreo del viaje completo en millas desde cada estación de
transferencia a cada sitio de disposición.
Estación de
transferencia
1
2
3
4
4.
Distancia de acarreo al sitio de disposición, mi
Sitio 1
Sitio 2
Sitio 3
Sitio 4
40
16
12
18
30
30
10
28
40
24
40
24
20
40
30
36
El tiempo de acarreo se puede calcular utilizando la siguiente expresión:
Tiempo de acarreo, h/viaje = 0.08 h/viaje + 0.025 h/mi
donde x = distancia de viaje completo, mi/viaje
5.
Suponga el costo de acarreo $ 20/h
Solución
1.
Debido a que la solución depende del costo de acarrear los desechos desde
cada estación de transferencia hasta cada lugar de disposición, desarrolle una
matriz de costos de acarreo. La matriz de costos que sigue relaciona los
costos de transportar una unidad de desechos sólidos desde cada estación de
transferencia (T a cada sitio de disposición (Dj), usando los datos dados.
Estación de
transferencia
T1
T2
T3
T4
2.
Costo de acarreo al sitio de disposición, $/unidad de desechos
D1
D2
D3
D4
21.60
9.60
7.60
10.60
16.60
16.60
6.60
15.60
21.60
13.60
21.60
13.60
11.60
21.60
16.60
19.60
Desarrolle una matriz de distribución como la que se presenta en la Tabla
7.3. Las entradas en las distintas hileras y columnas en la matriz son como
sigue:
a)
Costo de acarreo. El costo de acarrear una unidad de desechos sólidos
de una estación de transferencia a un sitio dado de disposición encima
y a la izquierda de cada línea diagonal en la matriz de costos.
b)
Unidades acarreadas. El número de unidades a ser acarreadas de una
estación de transferencia a un sitio dado de disposición se muestra
debajo y a la derecha de cada línea diagonal.
TABLA 7.3. MATRIZ DE LA ASIGNACION DE COSTOS DE
ACARREO PARA EL EJEMPLO 7.2.
3.
c)
Castigo por costo. La diferencia entre el costo mínimo de dos unidades de
una columna o hilera es el castigo por costo. Este costo se muestra en la
columna e hilera "castigo".
d)
Borde. Las exigencias de borde son el número máximo de unidades de
desechos sólidos que tienen que ser dispuestos desde cada estación de
transferencia que cada sitio de disposición puede aceptar. Estos son los
límites del problema que se deben conocer antes de que se pueda obtener una
solución.
e)
Estación de Transferencia Imaginaria, Td. La suma de las exigencias de
borde de las estaciones de transferencia debe ser igual a la suma de las
exigencias de borde de los sitios de disposición para hacer matemáticamente
correcto el problema. Para hacer esto, se agrega una estación de transferencia
imaginaria de manera que las exigencias de borde igualen las sumas de las
exigencias para los sitios de disposición y las estaciones de transferencia.
f)
Costo de acarreo desde la estación de transferencia. A las variables
imaginarias se les asigna siempre costos idénticos de acarreo en la matriz.
Esto hace a cada cuadrado imaginario de la matriz equivalente cuando se
está distribuyendo el número de unidades a ser asignadas. El costo
imaginario de acarreo se fija más alto que los otros costos de acarreo. Esto
asegura que la distribución de los cuadros imaginarios se hagan sólo después
de haber hecho la distribución de los cuadros más económicos en el resto de
la matriz.
El procedimiento de la solución es el siguiente:
a)
Sustraiga el costo más bajo del que le sigue en costo en cada hilera y
columna y anótelo en el cuadro de castigo.
b)
Encuentre la hilera o columna con el castigo más grande
c)
Coloque un número de unidades en la celda con el costo mínimo para la
hilera o columna seleccionada de acuerdo con las exigencias de borde en esa
celda
d)
Elimine la hilera o columna cuyas exigencias de borde se han agotado
TABLA 7.4. PROCEDIMIENTO DE SOLUCION PARA EL EJEMPLO 7.2., 1°
APROXIMACIONES
e)
f)
4.
Repita los pasos 1 a 5
La solución se encuentra cuando todas las exigencias de borde son
satisfechas.
La solución al problema es la siguiente:
a)
La primera aproximación, Ver Tabla 7.4.
i)
ii)
iii)
iv)
b)
Segunda aproximación, Ver Tabla 7.5.
i)
ii)
iii)
iv)
c)
Reevalúe todos los costos de castigo
Se encuentra que la columna D1 tiene el costo más alto de castigo, 10
Debido a que T4 a D1 tiene el costo mínimo de acarreo, se asigna un
máximo de dos unidades a ese cuadro, satisfaciendo así las exigencias
de borde de T4. Se sustraen dos unidades de las exigencias de borde de
T4 y D1.
Ahora se elimina la hilera T4
Aproximación 3, Ver Tabla 7.6.
i)
ii)
iii)
iv)
d)
Calcule el costo de castigo para cada hilera y columna
Como se muestra, T2 tiene el castigo más grande
Debido a que la combinación T2 a D3 tiene el costo más bajo de
acarreo, se asignará un máximo de cuatro unidades consistentes con las
exigencias de borde sobre T2. Como resultado, se debe sustraer cuatro
unidades de las exigencias de borde de T2 y D3.
Se elimina la hilera T2 debido a que las exigencias de borde ahora son
cero
Reevalúe todos los costos de castigo
El mayor castigo, 14, se encuentra en la columna D3.
Debido a que T1 a D3 tienen el costo mínimo de acarreo, se asignan
dos unidades a ese cuadro. Entonces se sustraen dos unidades de las
exigencias de borde. Note que se han satisfecho las exigencias de
borde T1 y D3.
Ahora se elimina la hilera T4
Cuarta aproximación, Ver Tabla 7.7.
i)
ii)
iii)
iv)
Reevalúe todos los castigos de costos
Debido a que ambos D2 y D4 tienen costos de castigo de $86,40 se
debe tener una decisión arbitraria, como cuál se debe utilizar. Para
este caso escogemos D4.
Debido a que T3 a D4 tienen el mínimo costo de acarreo, se asignan 3
unidades a este cuadro (note las exigencias de borde).
Ahora ha sido eliminada la hilera T3. Debido a que han sido
eliminadas las estaciones reales de transferencia, se ha llega do a la
solución exigida. La solución final del problema entonces sólo tiene
interés académico.
TABLA 7.5. PROCEDIMIENTO DE SOLUCION PARA EL EJEMPLO 7.2., 2°
APROXIMACION.
TABLA 7.6. PROCEDIMIENTO DE SOLUCION PARA EL EJEMPLO 7.2., 3°
APROXIMACION
TABLA 7.7. PROCEDIMIENTO DE SOLUCION PARA EL EJEMPLO 7.2., 4°
APROXIMACION.
e)
Quinta aproximación, Ver Tabla 7.8.
Solución obligatoria. Sólo hay una hilera remanente, Td. Además, las
exigencias de tiempo determinan la distribución en esa hilera.
f)
Sexta aproximación.
Debido a que se han satisfecho todas las exigencias de borde, se ha llegado a
la solución final.
5.-
El resumen del problema es como sigue:
a)
La matriz solución que muestra todas las distribuciones de desechos
(unidades por día) desde las estaciones de transferencia hasta el sitio de
disposición.
Estación de
transferencia
T1
T2
T3
T4
b)
De
T1
T2
T3
T4
D1
0
0
0
2
Sitio de disposición
D2
D3
0
2
0
4
0
0
0
0
D4
0
0
3
0
Resumen de costos
Operación de acarreo
a
unidades
D3
2
D3
4
D4
3
D1
2
TOTAL
Costo por acarreo
Por unidad
Total
7.60
15.20
6.60
26.40
13.60
40.80
11.60
23.60
105.60
Comentario. La variable imaginaria usada en la solución se agregó por razones matemáticas
y no es parte de la solución. Las variables imaginarias pueden tomar gran importancia en
problemas más complicados.
Sucede que esta es una solución óptima. Resulta una solución menos óptima cuando un
empate en los costos de castigo se desata en la dirección equivocada. En tal caso, se debe
depender de la experiencia para ayudar a resolver el problema. Sin embargo, si la matriz no
es grande, se pueden calcular y comprobar ambas soluciones.
TABLA 7.8. PROCEDIMIENTO DE SOLUCION PARA EL EJEMPLO 7.2., 5°
APROXIMACION.
7.5.
TOPICOS PAPA DISCUSION Y PROBLEMAS
7.1.
¿Por qué se incluyó el costo del tiempo extra de descargue para las unidades de
transporte tractor- trailer- trailer en el análisis preparado en el Ejemplo 7.1?
7.2.
Dados los siguientes datos, determine los tiempos equivalentes para los dos sistemas
de recipientes estacionarios versus el uso de un sistema de transferencia y
transporte. Base sus cálculos en dólares por tonelada por minuto.
Costos de transporte
Sistemas de recipiente estacionario
1- ton de capacidad a $6,00/h
8-ton de capacidad a $12,00/h
Trailer de transporte
20- ton de capacidad a $20,00/h
Costos de la estación de transferencia
Estación de transferencia = $1,25/ton
Tiempo extra de descargue en el sitio de disposición = 0,25/ton.
7.3.
Determine el tiempo equivalente de un viaje completo para un sistema de
recolección de desechos en el cual para la recolección se usan compactadores de
autocargue de 30 yd3 que son conducidos al sitio de disposición comparado con el
uso de un sistema de transferencia y transporte. Suponga que los datos siguientes
son aplicables.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Densidad de los desechos en el compactador de auto- cargue = 600 lb/yd3.
Densidad de los desechos en los trailers de transporte = 325 lb/yd3
Volumen de la unidad de transporte tractor- trailer- trailer = 120 yd3.
Costo de operación del compactador de autocargue = $ 20/h.
Costo de operación de la unidad de transporte tractor- trailer- trailer = $30/h.
Costos de operación de la estación de transferencia incluyendo amortización
= $ 2,10/ton.
Costo extra de tiempo de descargue para las unidades de transporte en
comparación con los compactadores = 0,40/ton.
7.4.
Resuelva el problema 7.4 ó 7.5, dependiendo de si su comunidad tiene una estación
de transferencia, estime el tiempo equivalente al cual sería factible una estación de
transferencia. ¿Cómo se compara este tiempo con el tiempo real empleado ahora por
los vehículos de recolección en la operación de acarreo?. Formule con claridad
todas sus suposiciones.
7.5.
Si su comunidad tiene una estación de transferencia, determine cuál sería el tiempo
equivalente para una operación de acarreo directo. ¿Cómo se compara este tiempo,
con el tiempo real empleado por las unidades de transporte en la operación de
transporte?. Formule con claridad todas sus suposiciones.
7.6.
Se va a construir una estación de transferencia de 1000 ton/día. Se están
considerando dos alternativas: a) una estación de transferencia de descargue directo
empleando compactadores estacionarios como la que se muestra en la Figura 7.4, y
b) una estación tipo almacenamiento y descargue como la que se muestra en la
Figura 7.8. Identifique y discuta los factores importantes que se deben considerar en
la selección de una alternativa.
Fig. 7.16. Mapa de localización de sitios de disposición y estaciones de transferencia
para el prob. 7.8.
7.7.
Dada la siguiente información, determine, por el método de evaluación de la manolarga, cada posibilidad de la distribución más económica de los desechos desde dos
estaciones de transferencia a dos sitios de disposición en base al costo de transporte
únicamente.
Estación de
transferencia
1
2
Desecho
Unidades/día
4
2
Sitio de Disposición
1
2
Capacidades
Unidades/día
4
4
La distancia de acarreo del viaje completo desde la estación de transferencia 1 a los
sitios de disposición 1 y 2 es 10 y 20 mi, respectivamente. Las distancias desde la
estación de transferencia 2 a los sitios de disposición 1 y 2 es 30 y 40 mi,
respectivamente. Suponga que el tiempo de transporte en horas por viaje está dado
por la expresión 0.08 h/viaje + 0,025 h/mi x,donde x es la distancia del viaje
completo en millas por viaje, y que el costo de transporte es de $ 35/h.
7.8.
La ciudad que se muestra en la Figura 7.16 tiene cuatro sitios de disposición D1, D2,
D3 y D4 y necesita cuatro estaciones de transferencia para manejar los desechos
sólidos. Ya se ha seleccionado la ubicación de las estaciones de transferencia T1, T2
y T3, la cuarta ha sido restringida a dos posibilidades T4 y T5 como se muestra. Se
han reunido los siguientes datos para los sitios de disposición y estaciones de
transferencia para la ciudad.
Sitio de
Disposición
D1
D2
D3
D4
Capacidad
Unidades/día
4
10
3
8
Estación de
Transferencia
T1
T2
T3
T4 o T5
Desecho
Unidades/día
3
3
5
2
En base al costo de transporte únicamente, determine la ubicación más económica
para la estación de transferencia 4 (T4 ó T5). Suponga que el tiempo de transporte en
horas por viaje está dado por la expresión 0.08 h/viaje + 0.025 h/mi (x), donde x es
la distancia del viaje completo de acarreo en millas por viaje y que el costo de
transporte es $35/h.
7.6.
REFERENCIAS
1.
American Public Works Association: Rail Transport of Solid Wastes, U.S.
Environmental Protection Agency, NTIS Publication PB-222-709, Springfield, Va.,
1973.
2.
American Public Works Association, Institute for Solid Wastes: "Solid Waste
Collection Practice," 4th ed., American Public Works Association, Chicago, 1975.
3.
COR-MET: Metropolitan Service District Solid Waste Management Action Plan,
vol. 1, Portland, Oreg., 1974.
4.
Hadley, G.- "Linear Programming," Addison-Wesley, Reading, Mass., 1962.
5.
Hegdabl, T. A.: Solid Waste Transfer Stations: A State-of-the-Art Report on
Systems Incorporating Highway Transportation, U.S. Environmental Protection
Agency, NTIS Publication PB-213-511, Springfield, Va., 1972.
6.
Little, H.R.: Design Criteria for Solid Waste Management in Recreational Areas,
U.S. Environmental Protection Agency, Publication SW-9lts,- Washington, D.C.,
1972.
7.
Metcalf & Eddy, Inc: Greater Bridgeport Regional Solid Wastes Management
Study, Boston, 1972.
8.
Parsons, H. de B.: "The Disposal of Municipal Refuse," 1st ed., Wiley, New York.
1906.
9.
Reinfeld, N.V. and W.R. Vogel: “Mathematical Programming” Prentice- Hall,
Englewood Cliffs, N.J. 1958.
10.
Riggs, J.L.: "Economic Decision Models" McGraw-Hill, New York, 1968.
11.
Tchobanoglous, G. and G. Clein: An Engineering Evaluation of Refuse Collection
Systems Applicable to the Shore Establishment of the U.S. Navy, Sanitary
Engineering Research Laboratory, University of California, Berkeley, 1962.
12.
The Orange Country Refuse Disposal Program, The Orange County Road
Department. Santa Ana, Calif., 1965.
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