Terminos de referencia tipo

7.3.1.3 Identificación de las normas y procedimientos de diseño

El diseño de los diferentes componentes del sistema se los ha realizado tomando en cuanto las especificaciones que para el efecto recomienda las normas constructivas del Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria CEPIS en lo relacionado a dimensionamiento de obras para gestión de residuos sólidos.

De la misma manera para el diseño se ha trabajado sobre la norma técnica nacional del Ecuador y bajo el amparo de la Ley de Gestión Ambiental y del Reglamento a la Ley de Gestión Ambiental para la Prevención y Control de la Contaminación Ambiental.

7.4 DISEÑOS DE INGENIERÍA

A continuación se procede a señalar los fundamentos teóricos para el diseño de las diferentes etapas que conforman es sistema integral de gestión de residuos sólidos

7.4.1 Almacenamiento temporal
Considerando los resultados de la caracterización de residuos realizados en los cinco cantones por la EMMAI-CP-EP y la Fundación IPADE se refleja una producción de residuos domiciliaria per cápita en 0,57 Kg/Hab/día de la cual el 55% de residuos corresponde a orgánicos y el 45% restante a inorgánicos más los siguientes factores.

• 
  Producción diaria promedio de 1,58 Kg/hab/día de orgánicos familia promedio.
  
• 
  Producción diaria promedio de 1,28 Kg/hab/día de inorgánicos familia promedio.
  
• 
  Incremento en la producción diaria de un 20% en el periodo de vida útil considerado 5 años.
  
• 
  Familia promedio de cinco habitantes.
  
• 
  Frecuencia de recolección de 3/7 orgánicos.
  
• 
  Frecuencia de recolección de 2/7 inorgánicos.
  
• 
  Densidad suelta promedio orgánicos 0,20 Ton/m3
  
• 
  Densidad suelta promedio inrgánicos.0,15 Ton/m3
  

Con los datos presentados se elabora la Tabla 8 presentada a continuación en la cual se determina el volumen de los recipientes de almacenamiento temporal requerido el cual es asimilado a los disponible en el mercado con el recipiente de 55 lts equipado con tapa y agarraderas como los presentados en las respectivas gráficas además en colores verde para la fracción orgánica y negro para la fracción inorgánica.

Tabla 9. Cálculo de volúmenes de recipientes de depósito domiciliario.



Foto 2. Modelo de recipientes de depósito domiciliario.
7.4.2 Barrido público y recolección
La EMMAI-CP-EP ha determinado como parte de su plan de operatividad y estudio para la justificación de la renovación del parque de recolectores las siguientes variables:

• 
  Porcentaje de cobertura del nuevo sistema.
  
• 
  Tipo de barrido.
  
• 
  Diseño de las rutas de barrido.
  
• 
  Frecuencia y horarios de barrido.
  
• 
  Número de jornaleros y/o equipos para llevar a cabo esta tarea y su rendimiento en función lineal (Km/hombre-día) y/o (Km/unidad-día) respectivamente.
  
• 
  Detalle, características y vida útil de los accesorios y herramientas para los jornaleros.
  

7.4.3 Tratamiento de Orgánicos
La materia orgánica recogida selectivamente permite obtener un compost de calidad, material que es muy apreciado en la agricultura ya que mejora la calidad física, química y biológica del suelo, y por lo tanto muy apropiado para utilizarlo en la zona de producción.
El proceso de compostaje es un proceso vivo que se sirve de los microorganismos que se hallan en la naturaleza (básicamente bacterias y hongos) para descomponer la materia orgánica de forma acelerada y que tiene por resultado un material estable con alto contenido de microorganismos y un mediano contenido en nutrientes. El compostaje reproduce la degradación de los productos orgánicos que se da de forma natural en la naturaleza, pero de forma acelerada, transformando residuos en productos de gran valor para enriquecer el suelo agrícola.
Para garantizar un buen proceso de compostaje es necesario que se tengan presente dos aspectos que son determinantes para este tipo de instalaciones:

• 
  La materia orgánica ha de estar libre de otros materiales, la presencia de los cuales puede afectar el buen funcionamiento del proceso o la calidad del producto obtenido.
  
• 
  La materia orgánica a compostar pasa por distintas fases biológicas cada una de las cuales precisa de una gestión distinta. Por lo cual una buena gestión es fundamental para garantizar el éxito del tratamiento de los residuos orgánicos.
  

Por ello se recomienda que el proceso de compostaje se contemple como un proceso de producción de compost y no como una planta de tratamiento de residuos.

7.4.3.1 Dimensionado
A partir de las caracterizaciones realizadas en los cantones la cantidad de materia orgánica presente en los residuos está en torno al 55% promedio.
Las previsiones de recogida, con la aplicación de la recogida selectiva de forma individual, quedan recogidas en la tabla adjunta, y en la cual se puede apreciar que la cantidad prevista a recoger puede variar de forma considerable con el tiempo.

Tabla 10. Volúmenes de materia orgánica recogida por años

Por ello sería prudente prever una instalación con capacidad física de crecimiento. En una primera fase se recomienda un diseño para poder tratar unas 11.200 toneladas anuales.

A parte de los residuos domésticos en las plantas de compostaje también se pueden gestionar otros residuos orgánicos como los que se generan en las actividades agropecuarias, en mataderos, etc.

En el proceso de compostaje es necesaria la presencia de madera triturada (astillas) libre de elementos contaminantes (pinturas, barnices, antiparásitos, etc.), o de granza de arroz, bagazo de caña o residuos de podas y jardinería. Este material, una vez triturado, se emplea como elemento estructurante en el proceso de compostaje facilitando la aireación de la mezcla, y como material que aporta parte del carbono contenido en el compost producido.

7.4.3.2 Producción de compost
La producción de compost está directamente relacionada con la cantidad de materia orgánica entrada en la planta de compostaje, la calidad de ésta y el proceso de elaboración. En general se estima que la producción total de compost se halla entre el 10% y el 20%, en peso, de la fracción orgánica entrada. Los parámetros que influirán en la producción de compost son:

• 
  La humedad del material de entrada.
  
• 
  La proporción de mezcla entre la fracción orgánica y el material estructurante (madera y maleza triturada).
  
• 
  El sistema de separación del compost del resto de elementos.
  

Por todo ello es de prever que en una primera fase se produzcan entre 1100 y 2000 toneladas anuales de este material.

7.4.3.3 Proceso de compostaje propuesto
Las cantidades de residuos a tratar y las características geográficas de la zona, permiten la utilización de sistemas de compostaje de baja intensidad. El proceso que se describe es sin la utilización de activadores biológicos.
En líneas generales la metodología a emplear sería la siguiente:

• 
  Los residuos orgánicos llegan a la planta y se retiran los elementos de mayor tamaño no degradables.
  
• 
  Opcionalmente podrían ser triturados estos residuos pero, en gran parte de los centros de procesamiento esos equipos no se utilizan por las siguientes razones:
  

• 
  · Alto costo de mantenimiento
  
• 
  · Alto consumo de energía
  
• 
  · Introducción de excesos de inertes en el compost (trozos de vidrio y de porcelana)
  
• 
  · Reducción excesiva de la granulometría del residuo
  

• 
  Los residuos se mezclan con la materia estructurante obteniendo un producto homogéneo y poroso, que facilitará la oxigenación de la masa a compostar.
  
• 
  Una vez efectuada la mezcla, el producto obtenido se apila en filas de forma piramidal, con una altura de 2,5 a 4,0 metros y de 2,5 a 5,0 metros de base, en nuestro caso concreto trabajaremos constituyendo bermas de 4,0 metros de base y 3,5 de altura momento en que la masa empieza el proceso de compostaje. Las pilas, también conocidas como camellones, están sometidas a un control de humedad y temperatura, gracias a los cuales se verifica el correcto funcionamiento del proceso de fase el material se puede inocular con el fin de acelerar el proceso.
  
• 
  De forma periódica las filas se remueven para esponjar el producto, dos veces por semana en el primer mes, bajando las frecuencias hasta una vez en el último mes. Se controlará la temperatura facilitando la descomposición correcta de toda la pila. También se regulará la humedad, a través de riego de las pilas, para que los microorganismos estén en las condiciones óptimas, el proceso de volteo se lo realizará de manera mecánica con el uso de una mini cargadora.
  
• 
  La masa, después de unos 90 días, ya no presenta actividad biológica y se considera producto estabilizado y listo para su uso como compost.
  
• 
  Las pilas, una vez estabilizadas, se someten a un proceso de cribado del que se extrae por un lado compost (fase fina del material) y el resto formado por restos de madera triturada e impropios (fase gruesa). De la fase gruesa se recuperan las maderas y el resto se elimina al relleno sanitario.
  

La hipótesis de trabajo planteada se basa en que los residuos orgánicos se recogen de forma separada del resto de los desechos, y por tanto se puede obtener un compost de buena calidad.

7.4.3.4 Cálculo de la superficie de la planta de compostaje
Para poder dimensionar la planta de compostaje se ha partido de los valores estándares de este tipo de instalación, y con unos tiempos de descomposición de 90 días. En el caso de poder acelerar este proceso las necesidades de superficie podrían ser inferiores. Los valores estimados son los siguientes:

Tabla 11. Areas requeridas para el tratamiento de compostaje
La superficie prevista, para poder tratar 11.200 toneladas el primer años, es de aproximadamente 480 m², con la distribución que se detalla en el cuadro anterior. Las pilas y las zonas de trabajo convienen que estén bajo cubierto para evitar las precipitaciones y la radiación directa del sol. Por tanto se ha de prever que los 400metros cuadrados requeridos estén bajo cubierta para lo cual se ha diseñado una estructura detallada en los planos correspondientes, para el segundo año se debe prever una ampliación capaz de cubrir el requerimiento de 2200 m2.


7.4.4 Tratamiento de Inorgánicos
Una de las alternativas posibles para solucionar el problema de la contaminación ambiental que origina la basura, es el reciclaje o reciclamiento de materiales de desecho como el papel, el cartón, el vidrio, los metales y los alimentos. El reciclaje de los desechos es un proceso que consta de las siguientes etapas:

• 
  Separar en la fuente de producción (domiciliarios) los componentes de la basura en orgánicos e inorgánicos.
  
• 
  Clasificar manualmente en un sistema de bandas transportadoras los componentes inorgánicos en papel, cartón, vidrio y metales, y almacenarlos por separado.
  
• 
  Empacar mediante un prensado los diferentes componentes por grupos.
  
• 
  Comercializar todos estos materiales a las industrias correspondientes que los reciclan.
  
• 
  Los compradores de cada grupo se encargan de procesar cada material de desecho con un tratamiento adecuado.
  

El reciclaje de algunos de los componentes de los residuos los convierte en materia prima útil y de menor costo para las industrias. El tratamiento industrial de la basura depende del tipo de desecho:

• 
  El papel y el cartón, se procesan por tratamiento químico para disolverlos, quitarles las impurezas y luego se presionan y se prensan para producir nuevo papel.
  
• 
  El vidrio, se procesa por fundición a grandes temperaturas, para luego formar nuevos envases y una gran variedad de objetos de adorno.
  
• 
  Los metales, como el hierro y el aluminio, se procesan también por fundición a altas temperaturas, para formar envases de latas y otros productos diversos como juguetes.
  
• 
  Para la planta de reciclaje que se trata en este apartado considera solamente el diseño de la nave en la cual se implementarán las bandas de selección, prensas y áreas de almacenamiento temporal. Cabe señalar que el piso deberá estar constituido por una losa de hormigón para facilitar la maniobra con maquinaria liviana y carretillas para transportar tanto reciclables como rechazo hacia el depósito final y a las zonas de almacenamiento temporal. Esta superficie irá provista de canales para la evacuación de los lixiviados generados especialmente en la zona de prensado y en los almacenes de residuos. En cuanto a las dimensiones de la estructura de la nave deberá contar con una altura que no deberá ser menor de 5 metros para poder albergar la cabina de triaje manual que irá ubicada sobre los trojes o almacenes de reciclables. Dado que no se ha considerado la utilización de trómeles, la longitud de la planta será de 25 metros, suficientes para albergar la maquinaria.
  
• 
  Para el presente trabajo en los planos constructivo se presenta el detalle de la nave de reciclaje.
  

Foto 3. Clasificación del material reciclable en el Centro de Gestión de Residuos Sólidos, Empresa Mancomunada Bucay, Cumanda y Pallatanga

Foto 4. Pacas de reciclables Centro de gestión San Cristobal.

7.4.5 Disposición final
Los resultados altamente satisfactorios de la aplicación del empacado en seco de los materiales de rechazo producidos en la cadena de separación de inorgánicos obtenidos en la empresa mancomunada de Pallatanga, Cumandá y Bucay así como en la Isla de San Cristóbal provincia de Galápagos, validan este proceso como el más adecuado tanto desde el punto de vista ambiental como financiero para ser reproducido en el centro de gestión de la EMMAI-CP-EP.
El pretratamiento de alta compactación es conocido también como la tecnología del “Relleno Seco”. Su principal objetivo es acelerar y facilitar el control de los rellenos sanitarios a través de la reducción del volumen de los residuos por su alta compactación con una prensa para el embalado del rechazo.
Con este procedimiento se aumenta la cantidad de los residuos depositados en el relleno sanitario y promete reducir los problemas ambientales y un mejor manejo de la disposición final.
En el sistema de gestión sugerido, el rechazo es el producto residual de la operación de separación de reciclables que se realizará manualmente en el centro de gestión.


Foto 5. Relleno seco, manejo de las pacas en San Cristobal (Galápagos)
7.4.5.1 Riesgos ambientales
El proceso de compactación origina escurrimientos de líquido, proveniente de la fracción orgánica de los residuos impropios presentes en los residuos clasificados en la fuente. La cantidad de los escurrimientos es variable y depende de la capacidad de la planta procesadora y la fracción orgánica en los residuos.
La composición de los escurrimientos está en función de las características y la humedad de los residuos procesados. Los escurrimientos se caracterizan por su alto grado de contaminación orgánica (DQO, ortofosfatos, nitratos), elevada concentración de sólidos, cloruros, sulfatos, calcio, y metales pesados (hierro, plomo, zinc, cobre, cobalto, arsénico, etc.), y alta carga de coliformes totales y fecales.
Los líquidos escurridos de las prensas se recolectan mediante la red de drenaje interior para ser evacuados a un tanque de almacenaje para su control y tratamiento posterior.
Como el área donde estarán instaladas las prensas empacadoras está cerrada, se requiere de un sistema de ventilación y contra incendio, así como un sistema de agua para el lavado periódico de los equipos.
7.4.5.2 Impacto sobre el relleno sanitario
Los impactos que se obtienen al empacar los residuos domiciliarios y/o rechazos de los residuos sólidos (material orgánico) son los siguientes:

• 
  La vida del relleno sanitario se extiende, colocándose de aproximadamente 50 % mas de residuos en el mismo espacio que con el sistema convencional.
  
• 
  Un relleno conformado con pacas (relleno seco) tiene menos problemas que uno convencional ante condiciones climáticas extremas (temporada de lluvias) debido al menor área abierta, expuesta a la lluvia.
  
• 
  Se necesita menos material de cobertura (20 cm de tierra por capa de 5 pacas de altura), Frecuentemente solo se requiere cubrir la parte superior de la pila de pacas, dejando el frente descubierto.
  
• 
  El frente de trabajo expuesto a la intemperie es más pequeño que en un relleno convencional, reduciéndose así los vectores de contaminación, puesto que restringe el acceso de pájaros, roedores, perros, etc. Se reduce la dispersión de residuos ligeros (papeles, plásticos) por el viento, y la apariencia de un relleno de pacas es más aceptable en comparación con un relleno convencional.
  
• 
  Elimina por completo la necesidad de maquinaria de compactación en el relleno, permitiendo el manejo más flexible de las pacas; siguiendo la configuración del relleno las pacas se pueden apilar, alcanzando hasta 5.5 m de altura por capa. La compactación se realiza antes con equipo específico.
  
• 
  Reduce el personal en el relleno, realizando las operaciones de descarga y acomodo de las pacas con una grúa, o carretilla elevadora manejada por un operador, pero tiene un personal adicional en la estación de compactación.
  
• 
  Los problemas de hundimientos en los rellenos se reducen, por la mayor densidad y consistencia de las pacas.
  
• 
  La consistencia de las pacas se caracteriza por la poca presencia de líquido y escaso oxigeno que da lugar a una fermentación anaerobia. La tasa de generación de gas y lixiviados es significativamente menor que en un relleno convencional, debido a la lenta descomposición bioquímica de los residuos embalados en el relleno seco. Aún que la cantidad es inferior en comparación con los rellenos sanitarios tradicionales, el relleno seco igual requiere las instalaciones de captación y tratamiento de lixiviados y del biogas.
  
• 
  La carga orgánica y la concentración de los sólidos en el lixiviado es reducida, puesto que gran parte de los contaminantes se separan con los escurrimientos generados durante el comprimido de los residuos en la planta.
  
• 
  Cabe mencionar que existe poca experiencia con esta tecnología a largo plazo y los tiempos de estabilización no son conocidos. Pero, es probable que la alta densidad de los residuos causa el retraso de los procesos de degradación biológica, pudiendo alcanzar la descomposición completa (final) hasta 100 años. Esto significa que el tiempo de monitoreo de biogás y de lixiviados de pos clausura probablemente es mucho más largo que en un relleno sanitario tradicional.
  

7.4.5.3 Comportamiento de las balas plastificadas

A continuación se analizará el comportamiento de las balas compactadas y plastificadas desde el punto de vista físico y biológico.

Los estudios de comportamiento más extensos hechos sobre la compactación y embalado plástico de RSU han sido hechos por la Universidad de Lund para BALA PRESS (Lund, Suecia), por DEKRA para RPP (Munich, Alemania) y recientemente la primera tesis doctoral a nivel mundial sobre este tema, realizada en el INSA de Lyon (Francia). También se ha realizado un estudio, sobre el sistema de compactación únicamente, efectuado por la Universidad de Cantabria para IMABE (Santander, España). La información aquí analizada tiene su origen esencialmente en dichos estudios.
Todos estos estudios se han hecho exclusivamente sobre balas cilíndricas, salvo el estudio de la Universidad de Cantabria. Aunque, muchos de sus resultados son extensibles a las balas rectangulares, ello no evita la necesidad de efectuar los ensayos correspondientes sobre las balas de tipo rectangular.

CUADRO COMPARATIVO DEL COMPORTAMIENTO DE ACUERDO A LA FORMA DE LA BALA DE RESIDUOS.
BALAS CILÍNDRICAS	BALAS RECTANGULARES
La orientación circular evita procesos de ventilación	La orientación rectangular provoca láminas que crea canales de ventilación
Proceso de compactación circular	Proceso de compactación longitudinal
Fácil de apilar, hasta 9 capas	Debido a su forma rectangular se pueden apilar muy bien
Su forma circular favorece mejor el drenaje del agua	Por su forma presentan una mayor superficie de contacto
No genera líquidos de compactación	Si genera líquido de compactación
Mantiene la humedad del material compactado	Disminuye la humedad del material compactado
Operación de compactado y plastificado integrado en una sola máquina	Operación de compactado y plastificado secuencial en dos máquinas
Capacidad 12-15 t RSU/h	Capacidades mayores 36-40 t RSU/h y de 28-32 t rechazo triaje/hora
Usan una red de plástico para sujetar el material	Usan un fleje para sujetar el material, este puede ser de plástico (poliester) o metálico (hierro)
Índice aprovechamiento volumen: ±9,5% (respecto a un vertedero tradicional)	Índice aprovechamiento volumen: 50% (respecto a un vertedero tradicional)
Índice de ocupación del orden de 2,5 t/m2	Índice de ocupación del orden de 4 t/m2

Tabla 12. Comparación de propiedades de balas por forma

PROPIEDADES DE BALAS POR ORIGEN Y FORMA
Tipo de prensa	Caja cerrada	Caja abierta	Circular	Circular
Tipo de bala	Rectangular	Rectangular	Cilíndrica —	Cilíndrica
Diámetro bala (m) Altura_(m)			1,2	i,i8
Anchura (m)	1,30	1,1
Longitud (m)	1,18	2,0
Volumen (m3/bala) Densidad basura (kg/m3)	1,73 250-300	2,42 250-300	1,36 250-300	1,25 250-300
Densidad de la bala (kg/m3) Peso de la bala (t/bala) -	1100 1,91	1100 2,6	600-850 1,1	—800 1,0
Densidad rechazo (kg/m3)	175	175	175	175
Humedad rechazo (%)	20-40	20-40	20-40	20-40
Densidad de la bala (kg/m3)	800	800	440-520	—500
Peso de la bala (t/bala)	1,38	1,94	0,7	0,63
Material de fleje de atado	Poliéster	Alambre de hierro	Malla de plástico	Malla de plástico
Lámina plástica PEBD) estirable	Lámina plástica (PEBD) estirable	Lámina plástica Lámina plástica (PEBD) estle(PEBD) estirable
Trituración previa	no	no	no conveniente

Tabla 13. Propiedades de balas por origen y forma

7.4.5.4 Comportamiento biológico

El residuo una vez compactado y embalado con plástico, tiene un determinado comportamiento, que lo diferencia sustancialmente de los procesos que tienen lugar en un vertedero tradicional, y en los tratamientos de RSU basados en procesos de fermentación bien sea aerobia (compostaje) o anaerobia (biometanización).

En las dos primeras fases, los compuestos orgánicos sólidos y complejos son disueltos mediante hidrólisis y transformados mediante las bacterias productoras de ácidos en otros más simples (ácido propiónico, butírico, etc.). La hidrólisis es causada por enzimas extracelulares producidas por las bacterias de fermentación. Las bacterias descomponen las cadenas largas de carbohidratos complejos, proteínas y lípidos en partes más cortas. Por ejemplo, los polisacáridos son convertidos en monosacáridos. Las proteínas se convierten en peptidos y aminoácidos. La fase de hidrólisis puede tener lugar tanto aerobicamente como anaerobicamente, ya que la flora bacteriana implicada es muy diversa los metabolitos intermedios son de la misma naturaleza.

En la tercera etapa, el grupo de bacterias acetogénicas, que se pueden desarrollar en condiciones ácidas, convierten los productos de la primera etapa en ácido acético, CO2 e hidrógeno. Las bacterias actúan reduciendo primero los compuestos de bajo peso molecular en alcoholes, ácidos orgánicos, aminoácidos, CO2, SH y trazas de metano.

En la fase final el CH4 es producido por las bacterias metanogénicas. Puede efectuarse por la conversión del ácido acético en CH4 y CO2 o por las bacterias hidrogenofílicas que convierten el H2 y el CO2 en CH4. Estas bacterias metanogénicas son muy sensibles a las condiciones ambientales, proceden de forma óptima en un rango de pH comprendido entre 6,5 y 8, y se inhiben fuera de este rango.

Ciertos factores puede distorsionar, retardando o acelerando el conjunto de reacciones bioquímicas, afectando a la dinámica de este proceso. Variables tales como el pH, la temperatura, la humedad, son las más importantes. Otras variables que intervienen son los nutrientes, composición de los residuos, grado de trituración o agregación, etc.

De los distintos estudios, se puede deducir que el comportamiento de balas de basura compactada y plastificada, se caracteriza por los siguientes elementos:

1. Después de embalado con plástico, el residuo queda protegido de la entrada de aire (oxígeno) y de agua.

2. Primeramente, se desarrolla un proceso de fermentación aerobio, de forma muy rápida, que consume todo el oxígeno disponible en el interior de la bala, quedando al poco tiempo a nivel de trazas, que tiene como consecuencia lógica producir CO2. La duración de su producción, que depende de la cantidad de oxígeno presente en el interior de la bala embalada, es solo de algunos días. Después de alcanzar un máximo, que puede situarse alrededor del 30%, se estabiliza posteriormente entre un 20-25%.

3. Como consecuencia de este proceso de fermentación aerobia, la temperatura aumenta en unos grados en el interior de la bala plastificada en los primeros días. Si el contenido de humedad es alto, limita el aumento de temperatura. Este incremento térmico provoca una cierta evaporación del agua que puede escaparse hacia el exterior en forma de vapor de agua a través de la lámina. La temperatura interior de las balas plastificadas en el estudio realizado en Munich, en ningún momento fue superior a 40°C. Lo cual hace una reacción de auto inflamación poco probable.

4. Una vez consumido todo el oxígeno el proceso aerobio se para, y debería comenzar a desarrollarse una fase anaerobia, pero sólo aparecen trazas de CH4.

5. La temperatura en el interior de la bala plastificada, después del período inicial sigue esencialmente las variaciones de a temperatura del aire exterior.

6. Las medidas de pH realizadas, después de algunas semanas de almacenamiento, se encuentran en la zona ligeramente ácida (valores de 5-6 de pH). Ello tiene su explicación ya que en la primera fase de descomposición se forman ácidos orgánicos.

7. En la mayoría de ensayos efectuados con respecto a la emisión de gases desde las balas (>96%) no se detectaron compuestos orgánicos, y los valores detectados fueron muy bajos.

8. Las medidas efectuadas de pérdida de masa indican una pérdida de masa media de +1 - 30 kg en fardos de 850 kg, que se corresponde con un 3,5 % de la masa de la bala plastificada.

Las razones por las que el proceso de fermentación anaeróbico no tiene lugar son:

• Se produce un ambiente en el interior de la bala plastificada demasiado ácido para que los microorganismos puedan desarrollarse.

• Las bacterias metagénicas necesitan trabajar conjuntamente con las bacterias acidogénicas y acetogénicas para poder degradar.

• El contenido de agua debido probablemente a la evaporación y/o compactación no es suficiente para soportar el metabolismo bacteriano.

• El contenido de humedad o de agua es de gran importancia para los microorganismo ya que el proceso tiene lugar principalmente en fase líquida En caso de un contenido de humedad demasiado pequeño (en general inferior al 20-30%), la actividad microbiana disminuye drásticamente.

De los distintos resultados obtenidos se puede concluir que el material en el interior de las balas, teniendo en consideración si se trata de basura clásica o de rechazo de triaje, se encuentra en unas condiciones anaeróbicas sin producción de metano, en una fase ácido no-metanogénica, con una elevada concentración de CO2. La tendencia de la temperatura en el interior de las balas es muy similar a la temperatura del exterior con una diferencia de alrededor de 4°C, creyéndose que la oxidación y las reacciones biológicas han sido interrumpidas.

Del análisis del comportamiento biológico de las balas plastificadas, basados en dos estudios con una duración inferior a un año y uno con una duración de tres años, con seguimiento sistemático del comportamiento, permiten deducir que esta forma de almacenaje reduce considerablemente la evolución biológica de las basuras embaladas.

Este sistema implica unas condiciones de embalaje de un medio confinado no saturado en agua y sin contacto con el aire, sin circulación de líquidos.

Todo parece indicar que el contenido de materia orgánica fermentable (MOF) y la humedad no tienen un efecto significativo sobre la degradación. La biodegradación es cuasi nula. Los resultados señalan que la principal causa de esta ausencia es la acidificación rápida que se produce, debida a la actividad de las bacterias hidrolíticas y acidogénicas capaces de provocar una fermentación de la MOF en los primeros momentos con el agotamiento del oxígeno existente en la bala compactada y plastificada.

Esta actividad bacteriana consume rápidamente el oxígeno inicialmente presente en cantidad restringida, provocando la fermentación aerobia de una cantidad limitada del residuo embalado para, a continuación, instalarse unas condiciones anóxicas. En estas condiciones las bacterias anaeróbicas facultativas liberan en el medio los ácidos carboxílicos que no pueden ser degradados correctamente por las bacterias acetogénicas o metanogénicas que pueden estar inhibidas por el limitado contenido residual de oxígeno. Provocando rápidamente una acumulación de ácidos, que limita la biodegradación subsiguiente y la estabilidad del material embalado.

La acumulación de estos ácidos puede explicarse por la ausencia de su volatilación y por la ausencia de líquido circulante de una forma importante.

Todo lleva a concluir que la fermentación bacteriana (aerobia o anaerobia) de a fracción MOF de las basuras es muy limitada cuando se encuentran compactadas y embaladas en una lámina de plástico.

7.4.5.5. Comportamiento físico

También se han evaluado una serie de características físicas las balas plastificadas, al objeto de verificar el comportamiento de las mismas con respecto a su resistencia en el caso de caída desde altura determinada, la tracción de la lámina de plástico envejecida, a pro d comprensión (capacidad de soporte de peso), ensayo mediante lavado continuo con agua, ensayo a la combustión, etc. En términos generales, los resultados obtenidos de los diversos ensayos realizados, pueden considerarse satisfactorios.

7.4.5.6 Beneficios del uso de balas plastificadas para los RSU.

Este sistema asegura unas emisiones a efectos prácticos nulas tanto en la emisión de gases como en la generación de lixiviados, una vez las balas plastificadas han sido depositadas en un vertedero donde se le aplican los actuales conceptos de diseño y control.

El sistema de balas rectangulares al alcanzar una densidad mayor de compactación, presenta a la vez una ventaja y una desventaja, especialmente en el caso de basura tradicional. Cosa que no sucede con el sistema de compactación de las balas cilíndricas, ya que al compactar más se genera un líquido de compactación, con lo cual se provoca un efecto positivo de deshidratación del material disminuyendo de esta forma la potencial generación de lixiviados. Sin embargo, provoca el inconveniente de la necesidad de acondicionar dicho Líquido de compactación.

La producción de este líquido de compactación es variable y depende fuertemente de la composición y, además, aumenta con la humedad del residuo a compactar. En este contexto, la producción de líquido de compactación será Bastante menor en la compactación de rechazos de una planta de triaje que en la compactación de una basura tradicional.

Presenta muchos menos problemas potenciales que un vertedero convencional ente a las condiciones ambientales, tanto para situaciones extremas (lluvias dispersas, p.e.), como para las situaciones normales o típicas.

Se elimina la dispersión de residuos ligeros (plásticos, papeles) por el viento. Al proceder a un proceso de compactación primeramente se evitan os efectos de los vientos fuertes sobre la basura. Elimina totalmente los factores de impacto visual de un vertedero convencional.

Los problemas de subsidencia deberían disminuir por la mayor densidad y consistencia de las balas. No obstante, en el caso de las balas plastificadas las cuestiones de estabilidad mecánica en función del número de capas de balas debe tenerse en seria consideración.

Se evitan los clásicos vectores de contaminación de los vertederos de RSU tradicionales, puesto que a los pájaros, ratas, perros, les resulta prácticamente imposible el acceso a la basura. Así como también las combustiones espontáneas.

Las características del material embalado simplifica también las operaciones de transporte en el interior del centro de gestión. También se reducen las necesidades de maquinaria pesada en el interior del depósito de seguridad, las balas se manipulan mediante una carretilla telescópica (se eliminan las “patas de cabra” de compactación). El mástil telescópico permite el apilado en capas. Una pinza especial hidráulica permite el manipulado de las balas con seguridad y sin dañar la lámina de plástico.

7.4.5.7 Ventajas que ofrece el sistema de compactación y plastificado de rsu

• 
  Reducción significativa de los olores
  
• 
  Menor necesidad de volumen
  
• 
  Bloqueo de los procesos de fermentación.
  
• 
  No se emiten gases de fermentación
  
• 
  No se producen lixiviados
  
• 
  Transporte de RSU más limpio, cómodo y barato
  
• 
  Menor riesgo de incendios
  
• 
  Se evita el esparcido de plásticos, papeles, etc.
  
• 
  Facilidad de manipulación.
  
• 
  Facilidad de almacenamiento.
  
• 
  Almacenamiento limpio.
  
• 
  Preservación de las propiedades de los materiales embalados
  

8. INFRAESTRUCTURA DEL RELLENO SANITARIO:

8.1 SISTEMA DE IMPERMEABILIZACIÓN Y DRENAJE.

Para evitar la acción física, química y bacteriológica de los contaminantes contenidos en los líquidos lixiviados, se preverá la impermeabilización del fondo del relleno sanitario mediante el uso de una capa de geomembrana de PVC de 1,0mm de espesor, la misma que se considera adecuada ya que se utiliza como seguridad y sobre la cual se colocará una capa de 10 cm de arena o graba del sector, esto se da por recomendación para protección de la geomembrana.

Se instalarán como parte de esta estructura los drenajes en esquema de espina de pescado para captar los líquidos lixiviados. El sistema de drenaje constará del filtro conformado por piedra o grava, y de los conductos conformados por tuberías de PVC. El filtro es esencial para mantener la eficiencia del dren y para impedir taponamientos de los ductos.
El filtro debe ser suficientemente permeable para permitir el flujo de lixiviado dentro del dren con poca pérdida de carga.
Por lo mencionado, el filtro estará constituido de material granular de diámetro entre 3 y 7cm., consistente en piedra sin filos previa a la colocación en el lecho del dren. Para evitar el ingreso de material fino arrastrado por el lixiviado se deberá recubrir el dren con geotextil.
Con el fin de captar el lixiviado producido, el relleno estará dotado de drenes cuyo dimensionamiento está en función de la cantidad de lixiviado producido, por lo que para su cálculo se utiliza el método Suizo basado en la siguiente fórmula:
Q = I * A * K/t

I = Infiltración = P*E*Es

E = Evaporación Anual

Es = Escorrentía

P = Precipitación media anual mm.

A = Área requerida para el relleno en m² . El área de operación del relleno es de 0.6 Ha.

K = Coeficiente del grado de compactación, que varía entre 0,15 a 0,25 para rellenos compactados con peso específico mayor a 0,7 T/m3, para el caso se espera que el grado de compactación entre pacas no será mayor por lo cual para el diseño se utiliza el valor de 0,15.

T = Número de segundos del año

Con los valores especificados el caudal calculado es 1,25 m3/día .
Para dimensionar el sistema de drenaje, se puede basar en diseño en la ecuación presentada por Akgün (1997):

Donde:
Q = Flujo a través del drenaje (m³/s)

i = gradiente del sistema

B = ancho del carril frente del flujo (m)

T = Transmisividad de la capa de drenaje (m²/s)
Este último factor se lo determina de la siguiente manera:

Donde:
k = conductividad hidráulica de la capa de drenaje (m/s)

t = alto de la capa de drenaje (m)
Los siguientes datos son obtenidos de dicho cálculo:
Qi = 5.098E-08 m3/sg Caudal por unidad de área del relleno.

i = 0,02 peniente mínima.

K = 1.00E-02 aproximado para el tamaño de piedra escogido.

B = 0,20 m ancho mínimo del carril de flujo

T = 1.193E-03 m2/sg Despejado de las ecuaciones citadas.

T = 0,15 m Ancho mínimo de la capa de drenaje.

Por proceso constructivo, así como considerando que dicha capa de drenaje está sujeta a crecimiento de una capa biológica en su superficie y al taponamiento, se escoge un ancho mínimo de 0.40 m y un canal rectangular de 0,4 *0,6 m.
Dada la geometría de la plataforma, así como el espacio disponible y de contar con un colector en forma de espina de pescado resulta conveniente realizar el sistema de drenaje en forma de espina de pescado y con ramales que están ubicados cada 5 m, los cuales se dirigirán hacia un pozo de revisión desde el cual serán transportados por gravedad hasta la unidad de tratamiento.
El sistema de drenaje para un relleno sanitario consta de tres elementos: el filtro, el conducto y el sistema de eliminación. El filtro, que en este caso es la capa de drenaje, es esencial para mantener la eficiencia del dren y para impedir la erosión por filtración cuando el gradiente hidráulico es alto.
El filtro debe ser suficientemente permeable para permitir el flujo de lixiviado dentro del dren, con poca pérdida de carga y para corregir cualquier pérdida por taponamiento.
El filtro es esencial para mantener la eficiencia del dren y para impedir taponamientos de los ductos. Por esta razón, una opción válida para la construcción de filtros es el uso de material granular de diámetro entre 3 y 7 cm., consistente en piedra sin filos (imprescindible para evitar punzonamiento en la geomembrana).