Reviso de proyecto MPCP

Proyecto
¡Pucallimpia!
Redactado AD HONOREM
Antoine BABILOTTE - Ing. de medio ambiente,
Francia
[RELLENO SANITARIO DE
PUCALLPA: PROPUESTA DE
DESARROLLO]
Este documento presenta datos analíticos para la construcción de un relleno sanitario en la ciudad
de Pucallpa. Presenta también la análisis critica del proyecto de la municipalidad de Coronel
portillo de construcción de un relleno sanitario para la ciudad de Pucallpa.
Proyecto Pucallimpia, Ing. A.BABILOTTE, 2010
Difusión:
www.pucallimpia.jimdo.com
Nombre
Dr. Edgar Alvarez Gomez
Trabaja por
Gerente de servicios públicos de Coronel Portillo
Ing. Gladys Rojas
Facultad de Medio Ambiente Universidad Nacional de Ucayali
Ing. Sonny Dominguez
Facultad de Medio Ambiente Universidad Alas Peruanas
Augustín Negrón Otero
Limpieza Pública Yarinacocha
Ing. Patricia Gonzales
Gerencia de servicios públicos Manantay
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Proyecto Pucallimpia, Ing. A.BABILOTTE, 2010
Presentación del proyecto PUCALLIMPIA
El proyecto Pucallimpia se dedica a establecer un diagnostico de la situación del manejo de los
residuos sólidos de la ciudad de Pucallpa.
Coordinando con las diferentes municipalidades, el diagnostico quiere mejorar al nivel macro la
gestión de limpieza, y reducir el impacto de los residuos sobre el medio ambiente y la
biodiversidad.
Se divide en 3 partes:
(1) Diagnostico de la situación actual de la ciudad de Pucallpa
(2) Información y Comunicación hacia los ciudadanos
(3) Coordinación para proponer mejores métodos de gestión
Resumen del estudio
Este documento presenta un diseño de relleno para Pucallpa. Presenta también análisis crítico del
proyecto de la Municipalidad de Coronel portillo en cuanto en la realización de un relleno sanitario
en el km 22 de la carretera Federico Basadre. Fue preparado en agosto 2010 por el Ing. Antoine
Babilotte, como parte del proyecto ¡Pucallimpia!
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Proyecto Pucallimpia, Ing. A.BABILOTTE, 2010
Tabla de contenido
Introducción .................................................................................................................................. 8
I.
Datos esenciales..................................................................................................................... 9
Composición de los residuos ...................................................................................................... 9
Cantidad de residuos.................................................................................................................. 9
II.
Elección del sitio................................................................................................................... 10
Propiedades generales............................................................................................................. 10
Características logísticas........................................................................................................... 11
Características prácticas........................................................................................................... 12
Características ambientales...................................................................................................... 12
Características estructurales .................................................................................................... 12
Características humanas .......................................................................................................... 12
III.
La investigación y los estudios geológicos del sitio........................................................... 13
Datos generales ....................................................................................................................... 13
Características hidráulicas........................................................................................................ 13
Características geológicas ........................................................................................................ 14
IV.
Los planes de diseño del sitio .......................................................................................... 14
Volumen necesario .................................................................................................................. 14
Diseño de celdas ...................................................................................................................... 15
Coacciones y etapas de explotación ......................................................................................... 15
V.
Los sistemas de estanqueidad .............................................................................................. 17
Principios generales de confinamiento..................................................................................... 17
Normas de confinamiento........................................................................................................ 17
VI.
La gestión de lixiviado ..................................................................................................... 17
Sistemas de recolección ........................................................................................................... 17
Cálculos de cantidad de lixiviados ............................................................................................ 18
Tratamiento de lixiviados ......................................................................................................... 22
VII.
El sistema de gestión del biogás ...................................................................................... 25
Sistemas de recolección ........................................................................................................... 25
Producción de biogás ............................................................................................................... 25
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Proyecto Pucallimpia, Ing. A.BABILOTTE, 2010
Recomendación ....................................................................................................................... 26
VIII.
La tapa intermediaria ...................................................................................................... 28
IX.
La tapa final del sitio y la gestión de aguas pluviales ........................................................ 28
Objetivos ................................................................................................................................. 28
Normas mínima: ...................................................................................................................... 29
El plan final debe tener en cuenta el asiento de la masa de residuos........................................ 29
X.
El sistema de control ambiental............................................................................................ 30
Organización............................................................................................................................ 30
Control de residuos.................................................................................................................. 30
Control de lixiviados................................................................................................................. 30
Seguridad................................................................................................................................. 30
Actividad de reciclaje ............................................................................................................... 31
XI.
Análisis critica del proyecto MPCP 2008 .......................................................................... 31
Elección del sitio ...................................................................................................................... 31
Diseño técnico ......................................................................................................................... 32
Conclusión ................................................................................................................................... 34
Referencias.................................................................................................................................. 36
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Proyecto Pucallimpia, Ing. A.BABILOTTE, 2010
Tabla de ilustraciones
Ilustración 1 - Composición (fuente: PIGARS Pucallpa, actualizado 2006) ....................................... 9
Ilustración 2- Representación esquemática de relleno sanitario ................................................... 11
Ilustración 3 - Ejemplo de diseño ................................................................................................. 16
Ilustración 4 - Ejemplo de diseño ................................................................................................. 16
Ilustración 5 - Representación del relleno con técnicas de confinamiento .................................... 17
Ilustración 6 - Representación de relleno con sistema de recolección de lixiviado ........................ 18
Ilustración 7 – Tapa provisorio de Polietileno alta densidad (Fuente: Damiecki et Bilong, 2009) ... 19
Ilustración 8 - Producción de lixiviados (elaboración propia) ........................................................ 20
Ilustración 9 - Evolución del carbono total en lagunas .................................................................. 23
Ilustración 10 - Estanqueidad reforzada de pozos de lixiviados..................................................... 23
Ilustración 11 - Representación esquemática de la cadena de laguna........................................... 24
Ilustración 12 - Cadena de lagunas ............................................................................................... 24
Ilustración 13 - producción de biogás........................................................................................... 25
Ilustración 14 - yacimiento total de carbono ................................................................................ 26
Ilustración 15 - Relleno con pozos de extracción .......................................................................... 27
Ilustración 16 - Relleno con sistemas de extracción...................................................................... 27
Ilustración 17 - Construcción de un pozo de drenaje .................................................................... 28
Ilustración 18 – Relleno con tapa final.......................................................................................... 29
Ilustración 19 - representación esquemática del relleno propuesto en 2008 ................................ 32
Ilustración 20 - pozo de lixiviado .................................................................................................. 32
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Tabla de tablas
Tabla 1 - Calculo de volumen necesario........................................................................................ 14
Tabla 2 - Producción mensual y diaria de lixiviados ...................................................................... 20
Tabla 3 - producción de lixiviado total.......................................................................................... 21
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Proyecto Pucallimpia, Ing. A.BABILOTTE, 2010
Introducción
El diagnostico establecido al inicio del proyecto PUCALLIMPIA permite de concluir que es una
emergencia para la ciudad de Pucallpa confinar la contaminación orgánica por medio de los
lixiviados del botadero, y de manejarla de forma sostenible. Este documento se dedica a exponer
datos pertinentes para el diseño de un relleno sanitario.
El autor de este documento no quiere demostrar que un relleno sanitario es la solución técnica
más adecuada a largo plazo para el manejo de residuos con alta proporción de residuos orgánicos.
Solo afirma que, dando las condiciones locales emergentes de desarrollo y la escasa disponibilidad
de recursos humanos y conocimiento técnico, la implementación de un relleno sanitario del tipo
propuesto en el presente documento constituye un primer paso realista, de alta importancia a
corto y medio plazo, hacia un desarrollo sostenible del manejo de residuos sólidos de Pucallpa. Sin
embargo, una investigación debe estar conducida paralelamente por medio de un conjunto de
especialistas de instituciones universitarias y políticas, para encontrar innovaciones en el ámbito
de un manejo adecuado.
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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I.
Datos esenciales
Composición de los residuos
Ilustración 1 - Composición (fuente: PIGARS Pucallpa, actualizado 2006)
Cantidad de residuos
En septiembre 2006, la producción de residuos fue estimada de Pucallpa fue estimada a más de
245 toneladas diarias. (Fuente: PIGARS Pucallpa 2006)
Los datos recogidos en julio 2010 estiman la producción entre 300 y 330 toneladas diarias
(diagnostico Pucallimpia, 2010)
Dando un crecimiento teórico de 3%por año de la producción, los datos de 2006 y de 2010 indican
un resultado convergente, entre 275 y 330 toneladas diarias.
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II.
Elección del sitio
(Fuente : S.Cointreau, 2004)
Propiedades generales
•
•
El relleno sanitario es el sistema más rentable de eliminación de residuos sólidos en las
zonas más urbanas en los países en desarrollo.
El compostaje tiene costos 2-3 veces más altos en general, y para que sea rentable,
necesita dos elementos:
o Una necesidad local de abono orgánico para actividades agropecuarias
o La necesidad que el precio de venta de este abono sea competitivo con otros tipos
de productos ya establecidos y disponibles.
Las necesidades en abono no son importantes alrededor de Pucallpa, dado que no existe
una actividad de agricultura extensiva, y que abonos baratos son disponibles localmente
en el Perú (Por ejemplo la dolomita).
•
La incineración tiene costos 5-10 veces más altos que un relleno en general, y requiere:
o una fuente de combustible de alto rendimiento calorífico en los residuos
(plásticos, madera).
o Una fuente de residuos seca, para permitir una combustión de calidad.
La situación en Pucallpa es que la mayor parte de los residuos sólidos son orgánicos y
entonces muy húmedos, no se pueden quemar fácilmente. Una planta para secarles con
un clima tropical de intensa lluvias puede ser muy complicado, e impedir un
funcionamiento continuo (característica esencial), o necesitar un gasto de energía
adicional. Además, muchas críticas fueron presentadas por asociaciones de recicladores de
países emergentes en eventos mundiales en los últimos años porque la incineración, para
existir, tiene que quemar las fracciones de residuos con alto rendimiento calorífico como
plásticos, y destruyen la fuente renovable y económica del reciclaje.
•
Un relleno sanitario es un reactor biológico, diseñado y contralado por ingenieros.
o Fomenta la biodegradación anaeróbica de los residuos
o Permite un compactación y un confinamiento de los residuos
En un relleno sanitario adecuado, no hay efectos molestos de la quema constante, el
humo, las moscas, la basura arrastrada por el viento, y montones de basura antiestéticos.
•
Sin embargo, el relleno sanitario no es una solución sin desventaja:
•
•
Necesita una superficie de terreno importante
Produce una fuente de contaminación por medio liquido que debe estar manejada de
manera continua, y requiere un manejo muy especifico en países emergentes
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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•
•
Produce biogás, que participa al calentamiento global, (pero que es una fuente de
energía renovable también)
Puede también ser costoso, desde ese momento que se puede utilizar plantas de
tratamientos muy técnicas para lixiviados y biogás.
Ilustración 2- Representación esquemática de relleno sanitario
Características logísticas
•
•
•
•
•
•
Sitio accesible dentro de los 30 minutos el tiempo de viaje (para no perjudicar la
productividad de los vehículos de recogida).
Si distancias superiores a los 30 minutos de viaje,
o inversión en vehículos de gran capacidad de recogida (5 toneladas de carga o
superior) o
o estaciones de transferencia con vehículos de gran capacidad (20 toneladas o más)
Menos de 2 horas de tiempo de viaje (sólo ida) por la transferencia de camiones de la
estación de transferencia.
Accesible desde una carretera asfaltada pública adecuada (anchura, pendiente, visibilidad
y tráfico)
Construcción de nueva carretera de acceso
o menos de 10 km para los rellenos de grandes áreas metropolitanas
menos de 3 km para los rellenos pequeños en ciudades secundarias
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Características prácticas
•
En el sitio mismo es disponible el suelo adecuado como material de cobertura para
satisfacer las necesidades para
o La tapa final (arcilla compactada), (con un mínimo de 60 cm).
o las necesidades diarias (por lo general 15 cm de suelo).
Características ambientales
•
En la zona potencial del desarrollo del relleno
o No hay humedales (lagunas o más pequeño) ecológicamente importante, con
biodiversidad
o No hay especies raras o en peligro dentro de los límites del sitio.
o No hay bosques protegidos a menos de 500 metros de la zona del relleno.
•
No ubicar dentro de una zona inundable a las 10 años y, si dentro de las zonas sometidas a
una inundación de 100 años, debe someterse a un diseño económico que eliminaría la
posibilidad de lavado.
Evitar riesgo sísmico significativo dentro de la región del relleno sanitario que podría
causar la destrucción de muros de contención, drenajes y otras obras civiles.
Evitar fuertes vientos en el sitio, sino los desperdicios arrastrados por el viento no serán
fácilmente manejables.
•
•
Características estructurales
•
•
No hay principales líneas de transmisión eléctrica u otras infraestructuras (gas,
alcantarillado, agua) cruzando el relleno, a menos que el relleno claramente no cause
preocupación o cambios de itinerario es viable económicamente.
No ubicación de 3 km de un aeropuerto turborreactores y 1,6 kilómetros de un
aeropuerto de tipo pistón
Características humanas
•
•
Evitar la ubicación a menos de1 km de sitios socio-políticamente sensibles en donde la
aceptación del público podría ser poco probable (es decir, lugares conmemorativos,
iglesias, escuelas) y evitar las vías de acceso que pasaría por los sitios de sensibilidad
cultural.
Impedir el desarrollo residencial a 250 metros del perímetro del relleno.
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•
III.
Evitar la visibilidad de la zona en desarrollo del relleno sanitario de menos de 1 km. Si
residentes viven a 1 km del sitio, paisajismo y bermas de protección que deben ser
incorporados en el diseño para reducir al mínimo la visibilidad de las operaciones.
La investigación y los estudios geológicos del sitio
Antes de empezar con el diseño e implementación de un sitio apropiado, se debería realizar un
estudio geológico e hidrogeológico del sitio. El objetivo de estos estudios es definir la
vulnerabilidad del medio ambiente y evaluar lo que podría ser el impacto sobre el medio
ambiente.
Datos generales
•
•
•
•
•
•
•
Planimetría
Topografía
Geología
Hidrología
o Ubicación de los pozos, las excavaciones y de las fuentes
o Nivel de las aguas subterráneas
Profundidad del agua
o Calidad del Agua
o Recarga, descarga y consumo de las cuencas
Cobertura Vegetal
Reconocimiento aéreo
Datos climáticos
Características hidráulicas
•
•
•
El nivel máximum de capa de las aguas subterráneas es al menos 1,5 metros por debajo
de la base de propuestas de cualquier excavación o preparación del terreno para permitir
el desarrollo del relleno.
Ninguna área dentro de las fronteras del relleno son parte de una zona de recarga de
aguas subterráneas de 10 años para el desarrollo existentes o pendientes de suministro de
agua.
No hay pozos de abastecimiento de agua (privado o público, para riego, ganadería) a
menos de 500 metros aguas abajo de los límites del relleno, a menos que haya fuentes
alternativas de abastecimiento de agua fácilmente disponibles y que el propietario de su
consentimiento por escrito al posible riesgo.
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Características geológicas
•
•
•
IV.
No hay líneas de falla o fractura de la estructura geológica de manera significativa a
menos de 500 metros del perímetro del relleno en desarrollo que permitirían el
movimiento imprevisible de gas o de los lixiviados.
No recursos de minas explotables, a menos que el propietario(s) da su consentimiento
explícito
No hay caliza subyacente, carbonato, con fisuras u otras formaciones de roca porosa
que sería incompetente como obstáculos a la migración de lixiviados y gas, cuando las
formaciones son más de 1,5 metros de espesor y se presentan como la unidad
geológica más alta por encima de las aguas subterráneas.
Los planes de diseño del sitio
Volumen necesario
Se recomienda construir un sitio que permita por lo menos 10 años de existencia. Los datos de
producción anuales están estimados entre 100,000 y 120,000 toneladas por año en 2010. Se
considera una proyección con una tasa de crecimiento promedio de 3% por año, y una densidad
de residuos compactados con tractor entre 0.67toneladas por m3 y 1t/m3.
Así se calcula una necesidad en volumen disponible máximum de 2,3 millones m3, entre 2011 y
2021:
Tabla 1 - Calculo de volumen necesario
años
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
Toneladas
de residuos
120,000
123,600
127,308
131,127
135,061
139,113
143,286
147,585
152,012
156,573
161,270
166,108
Volumen (m3)
Volumen (m3)
(densidad de 1t/m3)
(densidad de 0.67t/m3)
120,000
179,104
123,600
184,478
127,308
190,012
131,127
195,712
135,061
201,584
139,113
207,631
143,286
213,860
147,585
220,276
152,012
226,884
156,573
233,691
161,270
240,701
166,108
247,922
1,583,044
2,362,752
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Proyecto Pucallimpia, Ing. A.BABILOTTE, 2010
Diseño de celdas
Una celda, para estar manejable en cuanto a los lixiviados y gases, no debería tener más de 10
metros de profundidad, y tampoco más de 3 metros de altura, en comparación del nivel del
terreno natural.
Este tipo de diseño permite un confinamiento de los residuos, una descarga más simple, un
control de la superficie más simple, una superficie de tapa final mínima.
Coacciones y etapas de explotación
Los datos climáticos, especialmente la lluvia fuerte, imponen que las zonas abiertas de explotación
sean reducidas para limitar la entrada de agua y la producción de lixiviados.
El relleno debe estar explotado por zonas pequeñas. Una zona abierta debe tener una superficie
de 4000m2 máximum.
Una zona grande puede contener hasta 3 años de residuos
Cada celda pequeña de 4000m2 está hidráulicamente separada de su vecina con dique de tierra
arcillosa compacta.
Las ilustraciones muestran un ejemplo en Francia.
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Celda grande
Ilustración 3 - Ejemplo de diseño
Zona de 4000m2
Ilustración 4 - Ejemplo de diseño
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V.
Los sistemas de estanqueidad
Principios generales de confinamiento
El objetivo es la protección de las aguas subterráneas.
•
•
•
Principio de confinamiento de los residuos y de toda contaminación
Prevenir el escape de los lixiviados del sitio y posiblemente contaminar las aguas
subterráneas y aguas superficiales.
Impedir el agua de lluvia entren en la instalación y producir lixiviados.
Normas de confinamiento
•
•
Normas mínimas:
o Capa de geomembrana (PoliEtileno, PE) Alta densidad de 1,5 mm
o 50 centímetros de material de k = 1.10-8m / s
Normas más altas:
o Capa de PE Alta densidad de 1,5 mm
o 1 metro de material de k = 1.10-9m / s
o 5 metros de material de k = 1.10-6m / s
Ilustración 5 - Representación del relleno con técnicas de confinamiento
VI.
La gestión de lixiviado
Sistemas de recolección
El objetivo es el control de la presión de lixiviados y capacidad de controlar la extracción de
lixiviados.
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Proyecto Pucallimpia, Ing. A.BABILOTTE, 2010
Las normas mínimas recomendables son las siguientes:
o
o
o
o
50 cm de material granular, con una permeabilidad de 10-4 m / s en el fundo
50 cm de material granular grueso (ripio)
Red de tuberías para el drenaje
El fondo del sitio deben ser diseñado con una pendiente mínima de 2% para drenaje
gravitacional.
Ilustración 6 - Representación de relleno con sistema de recolección de lixiviado
Los lixiviados están bombeados hasta la poza de lixiviados.
Cálculos de cantidad de lixiviados
Los lixiviados representan el problema mayor de la gestión del relleno sanitario, así que lo más
costoso. Antes de hablar de tratamiento, hay que evaluar las cantidades que van a estar
producidas durante la vid del relleno sanitario.
Los lixiviados provienen de 2 fuentes: la degradación de los lixiviados y la entrada de lluvia en la
zona en explotación.
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Proyecto Pucallimpia, Ing. A.BABILOTTE, 2010
Entrada de lluvia en la zona explotada:
Se conoce que en Pucallpa, las precipitaciones anuales varían entre 1000 y 2500mm.
Siguiendo el diseño de celdas de 4000m2, se considera una entrada máxima total de 10000m3 por
año.
La gestión de la entrada debe estar calculada cada mes para prever las aumentaciones brutales de
producción de lixiviado.
Será necesario reducir los máximum las entradas de agua en la celda. Se puede pensar en sistemas
para desviar las aguas pluviales durante la explotación cuando se presenta un acontecimiento
pluvial muy intenso, con tapas provisorias en polietileno.
Ilustración 7 – Tapa provisorio de Polietileno alta densidad (Fuente: Damiecki et Bilong, 2009)
Pero lo más importante es que una celda en explotación sea terminada rápidamente, y tapada con
la tapa final de arcilla compactada.
Además, la poza de lixiviado debe estar cubierto con techo para impedir la entrada de agua a este
nivel.
Producción de lixiviado por degradación de residuos:
Los residuos de Pucallpa son mayormente orgánicos con alta húmeda. El estudio, con elaboración
propia, se propone, para una explotación continua de 10 años (de 2011 a 2021), de prever los
volúmenes de lixiviados producidos para el relleno entero.
Dos casos son considerados: una producción de residuos de 100,000 toneladas en 2010 con 3% de
tasa de aumentación anual, y una producción de 120,000 toneladas en 2010 con 3% de tasa de
aumentación anual.
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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Proyecto Pucallimpia, Ing. A.BABILOTTE, 2010
Comparación de producción de lixiviados:
Caso de 100,000 t (2010)
Caso de 120,000 t (2010)
Ilustración 8 - Producción de lixiviados (elaboración propia)
No hay mucha diferencia entre los dos casos. La producción mensual en promedio máxima se
calcula entonces con base del caso de 120,000 t. El nivel inicial de producción de residuos no
influye mucho en esos datos de lixiviados.
Tabla 2 - Producción mensual y diaria de lixiviados
año
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
m3/año
13,478
22,651
28,484
32,658
35,806
38,336
40,499
42,451
44,285
46,061
38,711
m3/mes
1,123
1,888
2,374
2,721
2,984
3,195
3,375
3,538
3,690
3,838
3,226
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
m3/día
37
63
79
91
99
106
112
118
123
128
108
litro/s
0.43
0.73
0.92
1.05
1.15
1.23
1.30
1.36
1.42
1.48
1.24
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Proyecto Pucallimpia, Ing. A.BABILOTTE, 2010
Eso significa que, por ejemplo, después del primer año entero de explotación (12 meses después
que los primeros residuos fueron en el relleno), se producirán más de 13,000 m3 de lixiviado.
Los datos cumulados indican una cantidad total de lixiviado entre 425,000 m3 y 510,000 m3, (la
diferencia es pequeña entre los dos casos).
Producción de lixiviado total máxima
Sumando las dos contribuciones, se puede deducir la producción máxima total para una
explotación continua de 10 años:
Tabla 3 - producción de lixiviado total
año
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
m3/año
23,478
32,651
38,484
42,658
45,806
48,336
50,499
52,451
54,285
56,061
48,711
m3/mes
1,956
2,721
3,207
3,555
3,817
4,028
4,208
4,371
4,524
4,672
4,059
m3/día
65
91
107
118
127
134
140
146
151
156
135
litro/s
0.75
1.05
1.24
1.37
1.47
1.55
1.62
1.69
1.75
1.80
1.57
Al máximo, se podrá lograr una producción total de 4500m3 por mes. El diseño de la poza de
lixiviado debe estar construida según esos datos.
El diseño de las redes de tubería y de las estaciones de bombeos es sumamente importante: si no
se puede extraer el lixiviado a medida que está producido, el relleno se convertirá en algunos
meses en una piscina de lixiviado incontrolable.
Además, se debe pensar que el biogás se va a escapar por la red de tubería de los lixiviados. El
biogás contiene metano por un 55%, que es un gas inflamable. Entonces, los equipos de bombeos
deben estar diseñados tomando en cuenta el riesgo explosivo. Existen bombas especiales para
trabajar en condiciones explosivas.
Además, estará estrictamente fumar en el sitio del relleno.
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Tratamiento de lixiviados
La problemática mayor es la implementación de un tratamiento de los lixiviados colectados.
Diferentes tipos de métodos existen (Renou S. et al., 2007):
•
•
•
•
Procesos de traslados (re-inyección en el relleno, tratamiento en lagunas)
Procesos físicos y químicos (oxidación, adsorción, precipitación química, coagulación,
inyección de aire)
Procesos biológicos en reactores (aerobio, anaerobio)
Filtración con membranas (Ultrafiltración, nano-filtración, ósmosis)
Los lixiviados producidos por residuos orgánicos van a estar tratados de una forma correcta y
menos costosa con procesos de traslados, pero la re-inyección no es recomendable cuando se
trata de residuos con alta proporción de residuos de comida. De hecho, la extracción continua de
lixiviados es una prioridad para que el relleno no se convierta en una “piscina” llena de lixiviados.
Así, la forma más adecuada y disponible inmediatamente es la degradación biológica y natural de
los lixiviados en lagunas, con una filtración de plantas (caña es la más utilizada). Se debe construir
una cadena de lagunas, que va a recibir lixiviados de diferentes edades, hasta que se quede en la
última laguna un barro residual (concentrado de contaminación).
Este barro residual debe estar puesto de nuevo en el relleno al fin del proceso.
La desventaja mayor es que este proceso no tiene ninguna tecnología para acelerar el proceso
natural de degradación, y que no maneja todo el proceso biológico (metano, otros componentes
evaporados).
Así se deben construir muchas lagunas, para dar suficiente tiempo a los lixiviados de degradarse.
Se ha visto que se cambia mucho la composición durante el primer mes de proceso, y luego la
cinética se frena un poco.
Entonces, hay que prever una laguna para que el lixiviado “fresco”, se quede un mes entero, antes
de pasar a lagunas secundarias de maduración.
Una maduración completa sería de 9 meses, según datos de Malaysia, país con condiciones
similares en cuanto a los residuos y clima. (Kortegast et al., 2007)
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Ilustración 9 - Evolución del carbono total en lagunas
(Falta el dato de evapo-transpiración de Pucallpa, que debe ser fuerte dando la intensidad del sol
en la región.)
Se recomienda la creación de una cadena de 4 lagunas o tanques de 4000m3 cada una, con
propiedades distintas. Cada laguna/tanque tiene una capa de geomembrana de polietileno de alta
densidad por 1.5mm, así que una capa de 50 centímetros de cemento detrás, y 50 cm de material
arcilloso compactado (con una permeabilidad de 10-8 m/s).El diseño es igual que para el relleno
sanitario, con cemento más.
Ilustración 10 - Estanqueidad reforzada de pozos de lixiviados
•
•
La laguna/tanque 1 y la laguna/tanque 2 son cuadrados de 20m de ancho, con 10m de
altura. Su meta es de crear un reactor biológico anaerobio para consumir la materia
orgánica. Por eso tiene una superficie de contacto con aire muy pequeña y una
profundidad importante. Debe ser cubierto con un techo opaco, para limitar los
fenómenos de evaporación. De hecho, el lixiviado fresco está muy cargado en substancias
complejas que deben degradarse en vez de evaporarse.
La laguna/tanque 3 es un cuadrado de 63m de ancho, con 2m de altura. Se debe poner
tierra por 1 metro encima de la geomembrana, para permitir plantar las plantas que van a
filtrar los lixiviados. Por ejemplo, serán cañas. Para iniciar el proceso de evaporación, el
lixiviado pasa por un superficie más importante de 4000m2, y el techo será hecho con
chapa ondulada de plástico transparente.
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•
La laguna/tanque 4 es un cuadrado de 63m de ancho, con 1m de altura. Es la última
laguna, y sirve exclusivamente para la evaporación de los lixiviados residuales. Tiene solo
un metro de profundidad para permitir el trabajo de recuperación del barro residual. Su
techo también está realizado con material transparente para que el sol evapore.
Ilustración 11 - Representación esquemática de la cadena de laguna
Ilustración 12 - Cadena de lagunas
El volumen total disponible es de 16,000m3.
En caso de sub-calculación de las cantidades de lixiviados esperados, hay varios meses para
emprender la construcción de una nueva laguna idéntica a la laguna 4, a continuación.
Con este sistema, se utiliza recursos mínimos para confinar, procesar y concentrar la
contaminación de los lixiviados. El producto final es un barro oscuro que debe estar confinado en
el relleno sanitario como producto final del tratamiento.
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VII.
El sistema de gestión del biogás
Sistemas de recolección
Hay dos posibilidades para los sistemas de recolección de biogás:
•
•
Un sistema pasivo, que deja el gas escapar se al aire sin acción mecánica externa,
constituido por pozos de ripio instalados verticalmente a medida que se aumenta la
cantidad de residuos en el relleno.
Un sistema activo, constituido por una red de tubería conectada a una estación de
bombeo.
El sistema activo permite una utilización del biogás colectado, y el sistema pasivo no. Dado que la
utilización del biogás no es una prioridad, hay que evaluar la cantidad esperada para ver si puede
aparecer como una fuente de energía a medio plazo.
Producción de biogás
Utilizamos los mismos datos: una explotación de 10 años, con una base de 120,000 toneladas
diarias en 2010.
Ilustración 13 - producción de biogás
Porque los residuos tienen una parte orgánica alta, se degradan rápidamente y dan un caudal de
biogás mayor que 1000 m3/h durante la mayor parte de la explotación.
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El yacimiento total representa una cantidad de casi 2 millones de toneladas de equivalente CO2.
110,641,207
78,555,257
78,555
1,963,881
m3 ch4
kg ch4
t ch4
teqCo2
Ilustración 14 - yacimiento total de carbono
Recomendación
Según los datos de producción, se recomienda:
1. Instalar pozos pasivos en primer lugar, para dejar el gas escapar del relleno
2. Evaluar, con proyectos internacionales de las naciones unidas (ONU), las posibilidades de
instalar un proyecto de recuperación y destrucción o valorización de biogás.
Hay que saber que una parte importante del biogás será producido en las 2 primeras lagunas de
lixiviados, por degradación anaerobia de componentes orgánicos complejos. Así, el yacimiento que
se puede realmente extraer con sistema activo de pozos de biogás es menor que lo que muestra el
grafico de la ilustración 15.
•
•
•
•
•
Los pozos deben estar instalados a medida que se explota el relleno.
Debe haber por lo menos 1 pozo pasivo por hectárea de superficie.
Cada pozo tiene un diámetro de aproximadamente 1 metro.
Su altura corresponde a la altura de residuos.
Son constituidos de ripios gruesos (piedras residuales de diámetro 10cm)
La ilustración representa un relleno antes que empiece su explotación. Se ve muy bien los sistemas
de recolección de lixiviados, de biogás, así que la geomembrana.
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Ilustración 15 - Relleno con pozos de extracción
Cuando se aumenta la altura de residuos, se aumenta los posos de biogás. Al final, se parece así:
Ilustración 16 - Relleno con sistemas de extracción
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El pozo pasivo será utilizado como pozo de extracción de los lixiviados.
Ilustración 17 - Construcción de un pozo de drenaje
VIII.
La tapa intermediaria
En muchos casos se habla de la necesidad de tapar los residuos con tierra después de la
explotación diaria. Eso se puede realizar para impedir residuos arrastrados.
Una tapa de 15cm de tierra se puede añadir al terminar el trabajo diario.
Sin embargo, no es muy recomendable utilizar una tapa diaria en este caso porque va a impedir la
circulación de líquidos dentro del relleno.
Es mejor utilizar una tapa de 15cm antes de tempestades importantes (con viento y lluvia fuerte),
para evitar muchos arrastrados, y también porque se sabe que la actividad de recolección en la
ciudad un funciona cuando hay fuertes lluvias.
IX.
La tapa final del sitio y la gestión de aguas pluviales
Objetivos
•
•
•
•
•
Minimizar la generación de lixiviados
Reducir el impacto ambiental en las aguas superficiales.
Controlar el chorreo de las aguas pluviales y mantenerlos alejados de los residuos y de
aguas contaminados por los residuos;
Minimizar la entrada de agua en el relleno;
Minimizar los impactos ambientales sobre las aguas superficiales.
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•
Se diseña con el conocimiento de las frecuencias y intensidades de lluvias locales.
Normas mínima:
•
•
•
•
60 cm Material = 10-8 m/s o sistema equivalente (arcilla compactada).
pendiente > 5% para que el agua superficial pueda drenar correctamente.
más 20 cm de tierra vegetal, para permitir el regreso de la vegetación.
Pendientes laterales no excede de 2.5:1
Hay que evaluar de manera seria la posibilidad de poner como capa final una geomembrana
también. Eso se hace solo en climas tropicales, con bastante lluvia, como en el caso de Pucallpa.
El plan final debe tener en cuenta el asiento de la masa de residuos
•
•
Este asiento será reducido si los residuos están compactados con tractores pesados (>40
toneladas). La compactación optima es lograr una densidad de 1tonelada de residuos por
metro cubico.
Entre 5 y 10 % de la altura total pueden asentarse. Hasta 20% pueden estar perdidos
Ilustración 18 – Relleno con tapa final
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X.
El sistema de control ambiental
Organización
•
•
•
•
Una persona debe estar encargada de la responsabilidad de explotación general del
relleno sanitario, cuando está construido. Estará encargada de los registros de residuos, de
lixiviados y de seguridad, y de los trabajadores.
Un trabajador debe estar permanentemente compactado los residuos en la celda en
explotación
No se puede ninguna presencia de recicladores a dentro de la celda.
Una pista de concreto / asfalto debe estar construido hasta el lugar de descarga. No se
puede autorizar una descarga fuera de la celda.
Control de residuos
•
•
•
•
La entrada debe estar estrictamente reservada a los camiones de la municipalidad.
Ningún ciudadano puede entrar y descargar sus propios residuos
Se debe pesar y registrar cada camión que entra en el relleno, para control y para gestión
cuantitativa de la explotación.
Una caracterización de residuos sólidos que entran en el relleno debe estar realizada
anualmente, para gestión cuantitativa de la explotación.
Control de lixiviados
•
•
•
Hay que implementar una medida de la composición química de los lixiviados a la salida de
cada laguna para control la eficacia del sistema de tratamiento de lixiviado, y para
prevenir disfunción. Este control debe estar realizado por lo menos cada 3 meses, con
muestras para analizar.
Los componentes que serán analizados son por lo menos:
o Temperatura
o pH
o Conductividad
o Carbono orgánico total
o Nitrógeno total
o Amoniaco total
Muestras de agua deben estar hecha en pozos de control, abajo y arriba del relleno.
Seguridad
•
El trabajo en el relleno sanitario debe estar realizado siempre con la siguiente normas de
seguridad mínimas de visibilidad y de protección individual
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•
•
o Chaleco fluorescente
o Botas/zapatillas reforzadas de protección
Caminar solo en los residuos mismos debe ocurrir solo en caso de construcciones de pozos
u otros casos determinados.
Cada manipulación de residuos debe estar realizada con guantes especiales contrapicaduras.
Actividad de reciclaje
•
•
•
XI.
El autor de este documento sostiene que ningún trabajador reciclador debe encontrarse
en la cela de explotación.
Sin embargo, la actividad de reciclaje es sumamente importante para el desarrollo
sostenible del manejo de residuos sólidos.
Entonces se puede pensar en 2 formas diferentes de actuar:
o Creación de una plataforma de reciclaje controlada por la municipalidad en el
sitio del km22. Si se desea incentivar la actividad en el relleno mismo, hay que
pensar en la construcción de una zona de descarga de los camiones, antes de
poner la basura en el relleno. Está zona debe tener características de
estanqueidad y seguridad (plataforma de concreto), y control de los líquidos.
o Desarrollo de asociaciones de recicladores con el modelo de “Tierra colorada”
(ley del reciclador n°29419, aprobado por el decreto supremo n°005-2010MINAM). Si se desea suprimir la actividad en el relleno, hay que pensar en formas
alternativas para la transferencia de su actividad en la ciudad (es decir a la fuente
de producción de residuos sólidos).
Análisis critica del proyecto MPCP 2008
Esta parte se dedica a ver los elementos que representan un problema muy importante en el
proyecto de la Municipalidad de Coronel portillo, redactado en 2008.
Elección del sitio
El proyecto no presenta estudios de características prácticas ni hidráulicas, ni geológicas, para
justificar la elección del sitio en el km22.
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Diseño técnico
El relleno propuesto tiene la siguiente configuración:
Ilustración 19 - representación esquemática del relleno propuesto en 2008
La superficie total abierta de26,100 m2, es decir 2.6 hectáreas.
El pozo de lixiviado pegado mide 1.50*7.50*m3.
Ilustración 20 - pozo de lixiviado
•
El proyecto no toma en cuenta los datos específicos de residuos
Relleno sanitario de Pucallpa: propuesta de desarrollo
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o Producción : cantidad esperada diaria, pesada de los camiones
o Composición : tasa de humedad
•
No está planificado el problema de los lixiviados
o Producción
La superficie abierta muy importante (26,100m2) va a dejar una
producción de lixiviado inmensa por causa de las aguas pluviales. Si la
lluvia varía entre 1m y 2.5m por año, va a entrar entre 26000m3 y
65,000m3 de aguas pluviales. Es muy probable que el nivel de lixiviado
supere la altura de la dique de tierra de forma permanente en menos de
un año. (de hecho, dado la producción de lixiviado por los residuos, sería
entre 5meses y 8 meses después el inicio de la explotación)
El pozo tiene un volumen total de 560m3, es decir que no podrá absorber
ni un mes de producción de lixiviado.
o Drenaje
no hay control del chorreo de lixiviado hasta el pozo de lixiviado. Es muy
probable que lixiviado se vaya por otros lados
No hay control del chorreo de aguas pluviales. La consecuencia es que es
muy probable que se van a mesclar aguas pluviales y lixiviados y infiltrar
en el suelo.
o Tratamiento
El proyecto no establece ninguna propuesta para tratar los lixiviados.
Solo un almacenamiento está propuesto, sub-calculado.
•
Hay un riesgo fuerte en cuanto a la estabilidad geomecánica de la estructura de residuos.
Muchos problemas de estabilidad han ocurrido con residuos muy húmedos cuando se
crean así formas de montañas, con apilamiento de capas de residuos entre 2 capas de
tierra. Fenómenos similares a corrimientos de tierras pueden suceder: un capa resbala
sobre otra, horizontalmente, por acumulación de lixiviados en fondo de cada capa.
(fuente: Blight G. et al, 2008)
•
La construcción de la tapa final, su costo (cantidad necesaria), así que su eficacia (la
impermeabilidad, tomando en cuenta las pendientes y el asiento) no permiten asegurar
una gestión de medio y largo plazo.
.
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Conclusión
La municipalidad provincial debería establecer un proyecto que se descompone en las etapas
presentadas en este documento:
1. Elección y justificación del sitio
2. Investigación hidráulica y geológica
3. Diseño del relleno (volumen, confinamiento, lixiviados, biogás, administración ambiental)
Ningún diseño puede ser emprendido sin conocer las características del sitio. Lamentablemente
no existe el estudio hidráulico y nadie puede hablar de manera científica de las propiedades de la
capa freática.
Dado que parece que esta capa sería alta (esperando datos…), no se puede excavar más de
algunos metros debajo de tierra. Entonces, una idea interesante sería de construir celdas de
máximum 1 metro de profundidad y 3 metros de desechos, por 4000m2. Estas celdas serían
tapadas finalmente con una capa de plásticos Polietieleno alta densidad para impedir las entradas
de aguas. Después de 2 años, 50% del biogás y 50% del lixiviado total se han producido. Después
de 3 años, son 66% del biogás y 64% del lixiviado. Es decir que después de 2 años, 25% del
volumen inicial se vuelve disponible, y después de 3 años, alrededor de 33%.
Después de algunos años de degradación, los residuos se asentarán bastante y permitirán abrir la
celda de nuevo y añadir nuevo residuos
Este documento propone las normas recomendables para asegurar el confinamiento de la
contaminación. Los datos utilizados fueron datos para maximizar el manejo de lixiviados: muchos
ejemplos han mostrado sub-cálculos y luego tuvieron que rechazar el lixiviado en el medio
ambiente. En este caso, la inversión resulta inútil, porque la contaminación no fue confinada.
Sin embargo, el proyecto de relleno sanitario debe incluir la participación de ingenieros
hidrólogos, geólogos, civiles, químicos, y por supuesto de medio ambiente, para constituir un
trabajo de calidad.
Sea importante la inversión necesaria, hay que recordar dos elementos esenciales:
-
El diseño presentado es el diseño mínimum que se puede proponer para un relleno
sanitario, y luego el menos costoso
En segundo lugar, se trata de la salud a largo plazo de más de 300,000 habitantes
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Está inversión representará una posibilidad de desarrollo gigante para la ciudad de Pucallpa, al
nivel regional, nacional, y posiblemente al nivel de Sudamérica, como una de las primeras ciudad
con manejo sostenible de residuos sólidos. Son también empleos para los nuevos ingenieros de
medio ambiente de Pucallpa, y un impulso para el dinamismo ecológico de Ucayali.
Está inversión representará un primer paso esencial para hacer de Pucallpa, el puerto de la selva
una ciudad limpia y saludable.
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Referencias
-
Kortegast et al., Leachate generation and treatment at the Bukit Tagar landfill, Malaysia,
Proceedings Sardinia 2007
Damiecki et al., Landfill gas management at the sanitary landfill in extreme tropical
conditions, Kuchong, Sarawak, Malaysia, Proceedings Sardinia 2009
PIGARS Pucallpa, actualizado 2006
S.Cointreau, Sanitary landfill siting and design guidance, World bank 2004
A.Babilotte, diagnostico de la gestión integral de los residuos sólidos de Pucallpa, proyecto
Pucallimpia, www.pucallimpia.jimdo.com
Blight G., Slope failures in municipal solid waste dumps and landfills: a review, Waste
Management & Research, Vol. 26, No. 5, 448-463 (2008)
Renou et al., landfill leachate treatment: review and opportunity, Journal of hazardous
materials 150, 468-493, 2008
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