métodos para la determinación de generación de residuos

II Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos
Barranquilla, 24 y 25 de septiembre de 2009.
MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE GENERACIÓN DE
RESIDUOS EN COMUNIDADES RURALES
*
Taboada P.A. 1, ; Armijo C.1, Aguilar Q.1, Ojeda S.2 Aguilar X.3
Universidad Autónoma de Baja California, Facultad de Ingeniería, Campus Ensenada. Carr. Tijuana-Ensenada
Km. 103, el Sauzal, Tel +52 (646) 174-4333, ext. 64314. Baja California, México
1
Facultad de Ingeniería Ensenada, Universidad Autónoma de Baja California.
2
Instituto de Ingeniería, Universidad Autónoma de Baja California.
3
Instituto Tecnológico de Tijuana
Modalidad: Oral
Resumen
Las autoridades de limpia en comunidades rurales carecen de infraestructura, recursos
financieros y técnicos para determinar la generación de residuos sólidos. Sus estimaciones
son hechas en base a suposiciones e inferencias, lo que impide dimensionar la problemática
en el manejo de residuos y la planeación para mejorarlo. Cuando se tienen recursos
limitados para determinar la generación de residuos sólidos municipales a partir de un
muestreo estadístico aleatorio, este dato se puede obtener a través de un estudio en los
sitios de disposición final que considere el peso los residuos recolectados. Si no se cuenta
con básculas in situ para pesar los camiones recolectores, se pueden emplear otros
métodos para determinar la generación. En este estudio se exploran dos alternativas
diferentes para inferir la generación de residuos en poblaciones rurales cuando los recursos
para un estudio de esta naturaleza son limitados.
Los resultados obtenidos en este estudio, indican que en caso de no poder pesar la carga
de los vehículos de compactación en una zona rural, una buena aproximación se puede
obtener por dos opciones: a) considerar un peso específico típico de 230 kg/m3 y determinar
la generación; b) determinar el peso específico de los residuos y considerar un factor de
compactación en los camiones recolectores del 57 al 60%.
Palabras clave: peso específico, generación de residuos, residuos rurales, generación in situ
Introducción
La planeación y organización de los servicios públicos de recolección en los países en vías
de desarrollo se hace de manera muy rudimentaria. Esto provoca una carencia de
información que refleje la cantidad y tipo de residuos que está generando la sociedad dentro
de un municipio. La mayoría de los municipios no tienen el tiempo o los recursos financieros
y técnicos para llevar a cabo estudios de caracterización o registros sobre residuos sólidos.
No tienen claro su origen y tipo producido en cada área, por lo que sus decisiones son
hechas en base a suposiciones e inferencias [2].
Los datos de generación de RSU en volumen y composición en los países apoyan en las
actividades de gestión de residuos. Esos pueden ser empleados para seleccionar la
combinación de opciones de manejo de los residuos y las prioridades que deben
asignárseles, asi como conocer las estimaciones de gases de efecto de invernadero, entre
otros. Estos datos específicos sobre la producción de RSU y las prácticas de gestión pueden
*
Correspondencia: [email protected]
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ser obtenidos a partir de estadísticas de residuos, encuestas y/o proyectos de investigación
[3].
De acuerdo a la NMX-AA-091-1987, la generación de residuos sólidos se refiere a la
cantidad de residuos originados por una determinada fuente en una unidad de tiempo. En
ella se incluyen desechos generados en las casas habitación, comercios, instituciones, y
otros. Puede indicarse como el número de kilogramos de residuos sólidos que produce cada
habitante por día en una población determinada (kg/hab/día) o indicarse como el número de
kilos generados por habitante anualmente (kg/hab/año). Para determinar la producción de
residuos sólidos, en (kg/hab/día), es preciso pesar todos los vehículos recolectores durante
una semana y dividir la carga total por la población atendida y por siete días. El cálculo
puede hacerse para toda una ciudad si se cuenta con un censo de población en el sector
[13]. Debido a que este valor constituye una media muestral, representa un valor
aproximado.
La generación de residuos per-cápita no es generalizable a cualquier región o país ya que
ésta no depende únicamente del número de habitantes de una población sino que es
afectada por varios aspectos tales como los económicos, políticos y sociales (ingreso percápita, cultura, hábitos de consumo, conciencia ecológica, nivel de desarrollo, etc.). Así, se
puede esperar que la generación per-cápita entre un país desarrollado y uno en vías de
desarrollo difiera significativamente.
Hay muchos problemas asociados con la producción de datos sobre residuos. Los residuos,
particularmente los residuos domésticos, pueden variar sobre una base diaria, mensual o
estacional, sobre el tamaño de la población, el tipo de vivienda, etc. Otro factor implicado en
la exactitud de la producción de datos es que la variación en la cantidad de residuos
recolectados puede depender del método de recolección de residuos y del tamaño de los
contenedores de residuos. Esto es especialmente cierto en el caso de los residuos
domésticos. Por lo tanto, debe tenerse siempre en cuenta que los residuos son materiales
muy variables y heterogéneos [16].
Dos enfoques son generalmente adoptados para la estimación de la cantidad y composición
de residuos: cuestionarios y/o análisis directo de residuos. El primero es aplicado los
generadores de residuos y el segundo en el sitio de la producción de residuos o en la
instalación de tratamiento de residuos. El cuestionario se distribuye a una serie de
empresas, con preguntas relativas a las cantidades de residuos generados y la composición
en relación con una lista predeterminada de los productos o materiales a base de
categorías. Otras cuestiones que podrían incluirse son preguntas sobre la estacionalidad de
los residuos generados y la eventual reutilización de residuos o sistemas de reciclado en
funcionamiento. Sin embargo sistemas de adquisición de datos que se basan en los
cuestionarios pueden no ser confiables, La falta de registros, una baja tasa de respuesta y la
falta de respuesta al cuestionario puede inducir a un sesgo de respuesta a fin de que las
empresas puedan ser vistas a tener una mejor gestión de los residuos y sistemas de
presentación de informes que no responden (ibídem). Buenrostro [1] reportó que en una
comparación de los datos sobre generación de RS obtenidos por encuesta y por pesado del
camión, se encontró una subestimación del primero, en alrededor del 36%. Atribuyó esta
diferencia que la mayoría de los locatarios vacilaba en contestar la cantidad de RS que ellos
estimaban producir. Los argumentos que anteponían los locatarios fueron básicamente
temor a aumento de impuestos, que se piense que son más sucios y con ello, que se les
suspendiera la concesión de su permiso.
En México, la metodología para determinar la generación de residuos es indicada en la
NMX-AA-061-1985. En esta norma se establece que la generación per-cápita de residuos
sólidos domésticos se obtiene con base en la generación promedio de residuos sólidos por
habitante, medido en kg/hab-día, a partir de la información obtenida de un muestreo
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estadístico aleatorio en campo, con duración de ocho días para cada uno de los estratos
socioeconómicos de la población.
El INE [5], con base en la información disponible relativa a la generación per cápita de
residuos sólidos municipales, calculó la generación total para 118 localidades en México.
Para aquellas localidades que no contaban con un estudio o información confiable al
respecto, los datos se estimaron mediante inferencia, tomando en consideración el clima, la
actividad o actividades preponderantes y la zona y/o región donde se localizan, de acuerdo
con ello, los datos de generación por zonas se exponen en la Tabla 1.
Tabla 1. Generación per-cápita en México (INE)
Región
Frontera
Norte
Centro
Occidente
Sureste
1997
0.92
0.85
0.95
0.86
0.89
2000
0.96
0.94
1.15
0.91
0.98
2005
1.05
1.03
1.27
1.00
1.07
2010
1.16
1.12
1.40
1.10
1.16
Metodología
Los datos para la realización de este trabajo se obtuvieron del 26 al 31 de Enero de 2009,
en la comunidad rural de San Quintín, Baja California, México. El Valle de San Quintín es
predominantemente agrícola, altamente concentrado en el cultivo de hortalizas, de las
cuales el 65% de su producción se exporta casi en su totalidad a Estados Unidos y el resto
se destina al mercado nacional. El 51.4% de la población económicamente activa se ocupa
en actividades agropecuarias y otras del sector primario; el 36.8% trabaja estacionalmente
en el empaque de productos agrícolas y agroindustriales y el 11.7% se dedica al comercio y
los servicios. El turismo se desarrolla parcialmente, al igual que la minería y las actividades
acuícolas. La pesca y la extracción de moluscos se realizan de manera rudimentaria y con
baja inversión [17].
Los residuos recolectados por el departamento de limpia de San Quintín fueron
cuantificados. Con el apoyo del Departamento de Servicios Públicos, durante una semana
se pesaron en una balanza pública los camiones recolectores antes y después de verter los
residuos en el sitio de disposición final. Adicionalmente se verificaron los datos de placa de
los camiones recolectores para conocer su capacidad en m3. Con esta información se
determinó la densidad volumétrica de los residuos compactados de acuerdo a la siguiente
fórmula.
ρ rc =
Pneto de los residuos
Ven m3 del camión compactador
(1)
Los residuos analizados en este estudio provenían de los sistemas de recolección
municipales. Para la obtención de residuos no se realizó el proceso de recolección de casa
por casa, sino que se tomaron muestras de los residuos depositados directamente por los
camiones recolectores del municipio en los vertederos. Se realizó de esta manera por las
siguientes razones: 1) los recursos económicos eran limitados, 2) no se contaba con un sitio
para desarrollar el estudio y 3) no se contaba con un vehículo para realizar la recolección
casa por casa, 4) se observó que los estratos sociales en la población –de acuerdo al
SCINCE 2000- eran iguales.
Ningún residuo fue descartado para el estudio. Debido a que la recolección se hace 1 vez
por semana en cada colonia, se consideró que los residuos analizados durante los 5 días de
caracterización correspondían a la generación de una semana.
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Se prepararon los equipos para el estudio de caracterización in situ. La báscula se niveló
para evitar errores en la medición; se obtuvo la tara del contenedor con capacidad de 0.2 m3
y se marcaron 8 niveles en el contenedor.
El cuarteo de residuos se realizó conforme a la NMX-AA-015-1985. Con el apoyo de
pepenadores locales y el empleo de bieldos, se procedió a romper las bolsas con residuos y
a mezclarlos uniformemente (para evitar contaminar los residuos con tierra, se dejó una
base de residuos sobre la cual se realizó el cuarteo). Se eliminaron los cuartos opuestos A y
C (ver figura 1) y se homogenizaron nuevamente los residuos.
Figura 1. Cuarteo de residuos
Se determinó el peso volumétrico de los residuos. Los residuos eliminados en el cuarteo se
depositaron en el contenedor hasta que éste se llenó. Posteriormente, el recipiente fue
golpeado contra el suelo tres veces desde una altura no superior a los 10 centímetros.
Nuevamente se vertieron residuos al contenedor hasta llenarlo, evitando hacer presión para
no alterar el valor del peso volumétrico; cuando no se llenaba el recipiente con los residuos,
se anotaba el volumen alcanzado en el contenedor. Una vez que el contenedor estuvo listo
para pesarse, se colocó en una balanza electrónica de 500 kg y sensibilidad de 100 gr, y se
anotó su valor en peso. El valor neto de los residuos se obtuvo restando la tara al valor
medido en la balanza. Este peso se dividió entre el volumen del recipiente para obtener el
peso volumétrico de los residuos sin compactar. La siguiente fue empleada para el cálculo
del peso volumétrico.
ρ rsc =
Presiduos
Vcontenedor
(2)
Resultados
En el vertedero de la comunidad rural de San Quintín, México se determinaron los pesos
específicos de los residuos compactados y sin compactar en 228.79 kg/m3 y 144.97 kg/m3,
respectivamente. Estos datos son semejantes a los encontrados en Veles, Macedonia por
Hristovski et al [4], de 223 kg/m3 y 140.5 kg/m3.
Si consideramos los pesos específicos calculados in situ y aplicamos el método propuesto
por Tchobanoglous, et al [15], el cálculo quedaría como se presenta en la Tabla 2.
Tabla 2. Determinación de generación por peso especifico in situ según el método de Tchobanoglous.
Cargas
4
6
4
4
Población: San Quintín
Volumen
Peso especifico
15.93*
113.95
15.93*
174.37
15.93*
153.95
15.93*
140.03
Peso total
7260.89
16666.28
9809.69
8922.71
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3
15.93*
Total:
142.53
6811.51
49,471.09
3
3
*promedio volumétrico de camiones (existe un camión de 19.11m ó 25 yd )
El peso calculado para la comunidad rural de San Quintín por este método, representa el
56.6% del valor obtenido por pesaje en las balanzas públicas (87,470). Los residuos sólidos
municipales presentan un gran contenido de humedad debido principalmente a un alto
porcentaje de materia orgánica, por lo que difícilmente puede compactarse a menos de la
mitad de su volumen suelto. En los sistemas típicos de recolección con compactación sólo
se consigue un mediano grado de compactación. Dependiendo de las características de la
basura, se logra una reducción de volumen en razón de 2:1 a 3:1 [13].
Discusión
Se desea aclarar que los datos aquí reportados corresponden solamente a un estudio corto,
realizado en periodo invernal, en una comunidad rural fronteriza. Las hipótesis aquí
planteadas giran en torno a las observaciones realizadas, puesto que no existe información
previa de la zona para contrastar los hallazgos.
Tchobanoglous et al [15] proponen un peso específico típico de 297 kg/m3. Considerando
este valor para determinar la generación de residuos en la comunidad rural de San Quintín,
se observó que sobrestimó la generación semanal en 21,517 kg, que representa un 24.5%
del valor determinado por pesaje de vehículos. No obstante, los datos de recolección en la
ciudad de Ensenada –cabecera municipal- en el mismo periodo de estudio arrojaron un peso
específico semanal con una media de 298.29 kg/m3 y una desviación estándar de 25.4
kg/m3, para un intervalo de confianza del 98%, aplicando el estadístico t-student.
El peso específico típico que propone Jiménez [7] de 250 kg/m3- sobreestima la generación
per cápita de residuos ligeramente. Considerando la generación para San Quintín, se
observó que sobrestimó la generación per cápita diaria en 0.031 kg, que representa un
4.91% del valor determinado por peso/habitante. Este valor es una buena aproximación al
valor encontrado por pesaje en este estudio.
La generación obtenida por el factor de compensación (1.047 kg/día) es prácticamente igual
a la reportada por SEDESOL [13] de 1.048 kg para la Frontera Norte. No obstante, el factor
de compensación empleado se determino de una manera deductiva.
Las estimaciones de la generación per-cápita determinadas en este estudio pueden ser
superiores. Esto se debe a que la generación se calculó con base en los residuos
recolectados por el municipio. No obstante, se sabe que los sistemas de recolección no
recogen la totalidad de los residuos generados; esto deja un remanente que no es
contabilizado. En México, de acuerdo al INE [6], La cobertura en población servida promedio
a nivel nacional se estima en 78%. Para las zonas metropolitanas se ha calculado en 95%,
mientras que para ciudades medias entre el 70 y 85%. En áreas urbanas pequeñas se ubica
entre el 50 y 70%. Diversos investigadores han reportado diferentes porcentajes de
recolección como se muestra en la Tabla 3..
Tabla 3. Porcentajes de recolección.
Investigador
Tchobanoglous et al, 1994
Jiménez ,2002
Morales, 2006
SEMARNAT, 2008b (Baja California)
Conclusiones
% de recolección
85-96%
70%
86%
90%
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La falta de recursos puede afectar en el desarrollo de estudios sobre generación de
residuos. Sin embargo, consideramos que esta información puede servir de referencia para
futuros estudios, lo que permitirá observar el comportamiento de la generación de residuos
sobre el tiempo. La información obtenida pueden coadyuvar en la toma de decisiones sobre:
a) programas de reducción de residuos; b) programas de estímulos para la creación de
empresas recicladoras; c) programas de educación ambiental; d) optimización de equipo de
recolección.
El trabajo en conjunto entre gobierno y sector académico, puede ayudar a llenar el vacío
existente respecto información sobre la generación de residuos sólidos. Los municipios por
si solos han tenido dificultad para hacer frente a la problemática de la generación de
información sobre el manejo de los residuos. Si se integrara más al sector académico como
apoyo en las actividades de gestión de residuos, se pudieran combinar recursos e
información y con ello generar la información pertinente para una toma de decisiones
fundamentada.
De acuerdo a los hallazgos en esta investigación, se observó que el valor típico de peso
específico de residuos propuesto por Tchobanoglous et al [15] da una buena aproximación
en ciudades, pero puede provocar sobreestimaciones en comunidades rurales. Por ello, es
importante analizar el contexto de aplicación.
El procedimiento para determinar la generación de residuos afecta significativamente los
resultados. Basarse en el sentido común o inferir con datos obtenidos bajo otros contextos
(países, niveles socio-económicos, etc.), puede conducir a errores en la estimación y/o
afectar seriamente la credibilidad de la información generada. Los eventos (días festivos,
periodos vacacionales, el clima en la población, la estación del año) influyen en el volumen y
composición de la generación, por lo que deben de considerarse cuando se realice un
estudio.
Por los resultados obtenidos en este estudio, se considera que en caso de no poder pesar la
carga de los vehículos de compactación en una zona rural, una buena aproximación se
puede obtener por dos opciones: a) considerar un peso específico típico de 230 kg/m3 y
determinar la generación; b) determinar el peso específico de los residuos y considerar un
factor de ajuste entre el 57-60%.
Referencias
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