diseño de relleno sanitario

Información BásicaInformación BásicaAspectos Demográficos:

Población:

Conocer el número de habitantes meta para definir las cantidades de RSM que se han de depositar.

Proyección de la Población:

Estimar la población futura que tendrá la comunidad por lo menos entre los próximos 5 a 10 años.

nrPoPf 1

Donde: Pf = Pob. Futura. Po = Población Actual. r = Tasa de Crecimiento de la Pob. n = (tfinal – tinicial) intervalo en años. t = Variable tiempo en años.

Sin embargo se recomienda comparar los resultados obtenidos con otros métodos de proyección.

Generación de RSM en las Pequeñas PoblacionesGeneración de RSM en las Pequeñas Poblaciones Producción per cápita.

La producción per cápita de RSM se puede estimar globalmente así:

Donde: ppc = (kg/hab/día) DSr = Cant. RSM (kg/sem) Pob = Población total (hab) 7 = Días de la semana Cob = Cobertura del servicio de aseo urbano (%)

Cob x 7 x Pobsemana unaen DSr

ppc

La cobertura del servicio es el resultado de dividir la población atendida por la población total.

En algunas poblaciones pequeñas en la región, se ha encontrado que la ppc presenta rangos de entre 0,2 y 0,6 kg/hab/día.En algunas comunidades rurales, como en la selva amazónica o en zonas agrícolas, la generación per cápita de RSM puede alcanzar valores que fluctúan entre 0,6 y 1,2 kg/hab/día.

(hab) totalPob.(hab) atendida Pob.

servicio de Cobertura

Producción Total RSM.

Permite tomar decisiones sobre el equipo de recolección más adecuado, las rutas, la frecuencia, la necesidad de área, los costos y el establecimiento de la tarifa de aseo.

ppc x PobDSd

Donde: DSd = Cantidad RSM producidos por día (kg/día) Pob = Población total (hab) ppc = Producción per cápita (kg/hab/día)

Proyección de la Producción Total RSM.La producción anual de RSM debe ser estimada con base en las proyecciones de la población y la producción per cápita.

Como ya se mencionó, se puede calcular la proyección de la población mediante métodos matemáticos, pero en lo que se refiere al crecimiento de la ppc difícilmente se encuentran cifras que den idea de cómo puede variar anualmente, para obviar este punto se recomienda calcular la ppc total para cada año, con un incremento de entre 0,5 y 1 % anual.

Características de los RSM en las pequeñas poblacionesCaracterísticas de los RSM en las pequeñas poblaciones

Los parámetros más importantes que debemos conocer para el manejo de los RSM, son la producción y sus características específicas (origen, composición física y densidad).

Origen o Procedencia.Sector residencial, comercial, industrial, institucional, plaza de mercado, barrido de vías y áreas públicas.

Composición Física y Química.En la región está caracterizada por un alto porcentaje de MO (entre 50 y 70 % del total de residuos), lo que se traduce en un mayor contenido de humedad (35 y 55%), el resto es papel, cartón, vidrio, metales, plásticos y material inerte, entre otros

Densidad.En la región, se tiene valores de entre 200 y 300 kg/m3 para la basura suelta. Estos valores son mayores que los que presentan los paises industrializados.Para calcular las dimensiones de la celda diaria y el volumen del relleno, se pueden estimar las siguientes densidades:

Celda diaria (basura recien compactada): 400 – 500 kg/m3.

Volumen del Relleno (basura estabilizada en el RS manual): 500 – 600 kg/m3.

Condiciones ClimatológicasCondiciones Climatológicas

La precipitación pluvial, la evaporación, la temperatura y la dirección del viento son los principales datos climatológicos que se deben recopilar para establecer las especificaciones de diseño de la infraestructura del RS.

Identificación de las Normas VigentesIdentificación de las Normas Vigentes

Quien va ha diseñar un RS no debe pasar por alto consultar las normas vigentes, tanto para el diseño y la construcción, y de las obras de infraestructura como para tener en cuenta las obligaciones con la autoridad ambiental en realción con las condiciones y restricciones que debe tener el proyecto a fin de evitar o mitigar posibles efectos negativos debidos a la construcción y operación de la obra.

Cálculo del Volumen Necesario RS

Cálculo del Volumen Necesario RS

Los requerimientos de espacio del RS están en función de:

La producción total de RSM.

La cobertura de recolección (la condición crítica de diseño es recibir el 100% de los residuos generados).

La densidad de los RSM estabilizados en el relleno sanitario manual.

La cantidad de material de cobertura (20 – 25%) del volumen compactado de RSM.

Volumen de Residuos Sólidos.Volumen de Residuos Sólidos.

Con los dos primeros parámetros se tiene el volumen diario y anual de RSM compactados y estabilizados que se requiere disponer, es decir:

Donde: Vdiario = Vol. RSM por disponer en un día (m3/día). Vanual = Vol. RSM en un año (m3/año). DSp = Cantidad RSM producidos (kg/día). Drsm = Densidad RSM recién compactados (400-500

kg/m3)y del relleno estabilizado (500-600kg/m3)

DrsmDSp

Vdiario 365x Compactado Anual diarioVV

Volumen del Material de Cobertura.Volumen del Material de Cobertura.

Una vez que se tiene el volumen anual de RSM compactados y estabilizados que se requiere disponer, determinamos el m.c.

Donde: m.c. = Material de cobertura equivale al 20 a 25% del

volumen de los desechos recien compactados

0,25 ó 0,20x .. compactado anualVcm

Volumen del Relleno Sanitario.Volumen del Relleno Sanitario.

Con los resultados obtenidos, se puede calcular el volumen del RS para el primer año:

Donde: VRS = Volumen del RS (m3/año). m.c = Material de cobertura equivale al 20 a 25% del

volumen de los desechos recien compactados

m.c. compactado anual VVRS

Para conocer el volumen total ocupado durante la vida útil del RS, se tiene la siguiente fórmula:

Donde: VRSvu = Volumen del RS durante su vida útil (m3). n =Número de años.

n

iRSRSvu VV

1

Calculo del Area RequeridaCalculo del Area RequeridaCon el volumen se puede estimar el área requerida para la construcción del RS, con la profundidad o altura que tendría el RS. Esta solo se conocerá si se tiene una idea general de la topografía.El área requerida para la construcción de un RS manual depende principalmente de factores como:

Cantidad RSM que se deberá disponer. Cantidad de material de cobertura. Densidad de compactación de los RSM. Profundidad o altura del RS, y. Áreas adicionales para obras complementarias.

Área por Rellenar Sucesivamente.Área por Rellenar Sucesivamente.

Donde: ARS = Area por rellenar sucesivamente (m2). VRS = Volumen de RS (m3/año). hRS = Altura o profundidad media del RS (m).

RS

RSRS h

VA

Área Total Requerida Para el R.S.Área Total Requerida Para el R.S.

Donde: ARS = Area por rellenar sucesivamente (m2). F = Factor de aumento de área adicional requerida

para las vías de penetración, áreas de retiro a linderos, caseta para portería e instalaciones sanitarias, patio de maniobras, etc. Este es entre 20 – 40% del área que se deberá rellenar.

RST AFA x

Diseño de Taludes en un R.S.Diseño de Taludes en un R.S.Las pendientes de los taludes de un relleno sanitario no deberán ser superiores a 1V:3H. En el caso que se pretenda construir dichos taludes con pendientes mayores se deberá demostrar que la relación entre los esfuerzos resistentes y los esfuerzos deslizantes es mayor o igual a 1,5 en condiciones estáticas y mayor o igual a 1,3 bajo condiciones sísmicas.

Todo proyecto de relleno sanitario deberá, de acuerdo a las condiciones de pluviometría, permeabilidad del terreno y la población servida proyectada, considerar un sistema de impermeabilización de paredes y de fondo, de acuerdo a los criterios establecidos en la Tabla "Requerimientos Mínimos de Impermeabilización"

Requerimiento Mínimos de

Impermeabilización Requerimiento Mínimos de

Impermeabilización

Precipitación(año normal)

Pob >100 20 < Pob < 100 Pob < 20

PP > 150 mm I1 I2 I3

PP < 150 mm I2 I3 I3

Rango de Población(miles de habitantes)

En donde los requerimientos de impermeabilización corresponden a los siguientes:

I1 = Membrana plástica con un espesor mínimo de 0,76 mm y de 1,52 mm en el caso de polietileno de alta densidad, sobre capa de arcilla de 60 cm espesor y conductividad hidráulica máxima de 10-7 cm/s o en su defecto un sistema de impermeabilización de dos membranas que garantice condiciones iguales o superiores de impermeabilidad.

I2 = Capa de arcilla de 60 cm espesor conductividad hidráulica máxima de 10 -7 cm/s o membrana que garantice condiciones iguales o superiores de impermeabilidad.

I3 = Terreno natural con un espesor mínimo de 5 m sobre el nivel freático más alto, con una conductividad hidráulica equivalente máxima de 10-5 cm/s.

En los casos en que el diseño del relleno sanitario deba considerar impermeabilización de los tipos I1 e I2, la distancia desde el fondo de éste hasta el nivel freático más alto no deberá ser inferior a 3 metros, debiendo existir una capa de tierra natural con una conductividad hidráulica equivalente no superior a 10 -5 cm/s

Criterios para el Diseño Criterios para el Diseño Criterios Básicos.

Se debe cumplir con una de las dos condiciones de diseño siguientes:

1. Se especifica aquí que los rellenos deben tener un diseño especifico tal que las aguas del acuífero superior no excedan las concentraciones de los contaminantes.

2. Tendrá un diseño genérico consistente en un "sistema de impermeabilización compuesto" y un sistema de drenaje que no permita una carga hidráulica mayor de 30 cm. sobre la membrana.

Sistema Impermeable compuesto.En este punto se hace una definición, indicando que consiste de dos componentes:

1. El superior consistente en una membrana flexible sintética de 30 mils. de espesor mínimo. En caso de usarse polietileno de alta densidad el espesor deberá aumentarse a cuando menos 60 mils. Esta membrana se instala en intimo contacto y sobre una capa de suelo compactado de cuando menos 60 cm. de espesor con una conductividad hidráulica menor de 1 x 10-7 cm/seg.

2. En el caso de los diseños específicos, la aprobación deberá tener en cuenta los aspectos de hidrogeología, clima, volumen y características del lixiviado.

3. En el caso de la alternativa de diseño especifico el "punto de cumplimiento" que fijen las autoridades no deberá estar a mas de 150 m. de los límites de la zona rellenada, pero siempre dentro de los límites de la propiedad. Se especifica que se deben tomar en cuenta los aspectos hidrogeológicos, las características del lixiviado y del acuífero, la proximidad de pozos o extracciones de agua, las fuentes alternas de agua potable, el grado de contaminación existente en el acuífero, etc.

Los módulos cuentan con un sistema de impermeabilización de fondo, taludes laterales y bermas para la recolección de lixiviados, este sistema consiste en la aplicación sobre suelo de una membrana de polietileno de 1500 micrones de espesor, de materia prima 100% virgen e imputrecible y químicamente inerte.

Obras de Tierra.

Entre las principales obras a realizar en un relleno sanitario figuran:

Construcción de terraplenes o diques de contención. Construcción de bermas de equilibrio. Excavación de trincheras. Excavación de canales de drenaje. Construcción de accesos en tierra y. De capas de tierra compactada para impermeabilización

o protección.

En las etapas de construcción y operación, uno de los principales aspectos que se debe tener en cuenta para los rellenos sanitarios manuales es la estabilidad de los taludes de tierra y de los terraplenes de basura.

Selección del Método de RellenoSelección del Método de RellenoEl diseño del RS depende del método adoptado, trinchera, área o su combinación, de acuerdo con las condiciones topográficas del sitio, las características del suelo y la profundidad del nivel freático.

El diseño debe presentar de la siguiente manera los planos que orienten la construcción del RS.

Conformación del Terreno OriginalEs obtenida a partir del levantamiento topográfico del sitio donde se construirá el RS, y es necesario para elaborar los cálculos y el diseño de la obra.

Configuración Inicial del Desplante o Suelo de SoporteEl sitio seleccionado debe ser preparado, tanto para construir las obras de infraestructura necesarias como para brindar una adecuada base de soporte al RS y obtener el material de cobertura del propio terreno. Estos cambios se presentan en un plano topográfico a fin de orientar al constructor en el movimiento de tierras.

Configuración Final del RellenoEs la conformación del terreno una vez que se termine su vida útil. Es importante representarla en un plano topográfico para presentar los niveles máximos que alcanzará la obra de acuerdo con la visión del Proyectista.

Método de Zanja o Trinchera


Con frecuencia estas pequeñas poblaciones no cuentan con un tractor de oruga o una retroexcavadora, se recomienda su arriendo o préstamo para la excavación periódica de las zanjas, que deberán tener una vida útil de 60 a 90 días.

Por ello se deberá planificar la excavación de las zanjas para todo el año, dependiendo de la disponibilidad del equipo, cuyos costos de renta deber ser incluidos en el presupuesto general.

Volumen de la Zanja:

A partir de la vida útil de la zanja, se calcula el volumen de la zanja, con la siguiente fórmula.

Donde: Vz = Volumen de la zanja (m3). t = Tiempo de vida útil (días). DSr = Cantidad de RSM recolectados (kg/día). m.c. = Material de cobertura (20 – 25%). Drsm = Densidad de los RSM en el relleno (kg/

m3)

Drsmm.c.DSr x t x zV

Dimensiones de la Zanja:Para efectos de la operación manual, las dimensiones de la zanja estarán limitadas por:

La profundidad, que debe ser de 2 a 4 m. El ancho de la zanja, que debe medir entre 3 y 6 m.

(ancho de equipo). El largo está condicionado al tiempo de duración o vida

útil de la zanja. Entonces se tiene que:

Donde: a = Ancho (m), hz = Profundidad (m)

hz x aVzl

Tiempo de la Maquinaria:

Dependerá mucho del material del suelo, del tipo y la potencia de la máquina.

Donde: texc = Tiempo maq. para la excav. de la zanja (días). Vz = Volumen de la zanja (m3). R = Rend. Excavación del equipo pesado (14 m3/hora). J = Jornada de trabajo diario (horas/día)

J x RVzexct

Vida Útil del Terreno:

Primeramente determinaremos el área de la zanja:

Seguidamente calculamos el número de zanjas que se podrían excavar en el terreno:

hzVzZA

Az x FAtn

Donde: n = N° de zanjas. At = Área total del terreno (m2). F = Factor para áreas adicionales de 1,2 a 1,4. Az = Área de la zanja (m2).

Entonces la vida útil está dada por:

Donde: Vu = Vida útil del terreno (años). tz = Tiempo de servicio de la zanja (días).

365n x tzuV

Método de ÁreaMétodo de Área

Como ya se mencionó, el método de área se emplea para construir el relleno sanitario sobre la superficie del terreno o para rellenar depresiones. A continuación se presentan algunas metodologías para evaluar la capacidad volumétrica del sitio.

Método de ÁreaMétodo de Área

Cálculo de la Capacidad Volumétrica del Sitio

Cálculo de la Capacidad Volumétrica del Sitio

Es el volumen total disponible del terreno para recibir y almacenar la basura y el material de cobertura que conforman el relleno sanitario.

En general existen dos métodos para realizar este tipo de cálculo:

Volúmenes de gran longitud y poca altura. Volúmenes de gran extensión (extensos en ambas

direcciones).

Volúmenes de Gran Longitud.Volúmenes de Gran Longitud.

Método 1: Regla de Simpson.

Una vez calculada el área de las distintas secciones, puede hallarse el volumen del material contenido en el corte o relleno por medio de la regla de simpson:

342351 )(4)(2

3Volumen mAAAAA

d

a

c

a

1

n

ncnc


Método 2: Regla del Prismoide.

El prismoide se define como un sólido que tiene dos caras planas y paralelas de forma regular o irregular; unidas por superficies planas o alabeadas:

321 4

6Volumen mMAA

d

A1

A2

M


Método 3: A Partir de la Áreas Extremas.

El volumen entre las secciones A1 y A2 está dado por:

2*)(

Volumen 21 dAA

a

c

a

1

1

cc

Será más precisa a medida que A1 y A2 tienden a ser iguales:

Diseño del Canal Interruptor de A. Esc.

Diseño del Canal Interruptor de A. Esc.

Es importante estudiar la precipitación pluvial del lugar, con el fin de establecer las características de los drenajes perimetrales y las obras necesarias.

Trapezoidal

Circular

Triangular

Cuadrada

Si por las características del lugar se requiere mayor precisión, se puede calcular el caudal que aporta la cuenca mediante el método racional y las dimensiones del canal según la siguiente fórmula.

Donde: Qp = Caudal que ingresa o max esc. (m3/seg). K = Coeficiente de escurrimiento. i = Intensidad de la lluvia (mm/hora). Ad = Área de la cuenca (m2)

610*6,3* AdKi

QP

El canal debe ser trazado por la curva de nivel más alta a la que llegará el borde del RS y deberá garantizar una velocidad máxima promedio de 0,5 m/seg, que no provoque erosión excesiva; el tamaño de la sección del canal se podrá calcular usando la siguiente ecuación:

Donde: A = Área de la sección de la zanja (m2). v = Velocidad máxima promedio (m/seg).

vQ

A P

Generación de Lixiviado o Percolado.

Generación de Lixiviado o Percolado.

Cálculo de la Generación de Lixiviado o Percolado

El método suizo, por ejemplo, permite estimar de manera rápida y sencilla el caudal de lixiviado o líquido percolado mediante la ecuación:

Donde: Q = Caudal medio de lixiviado o percolado (L/seg). P = Ppción media anual (mm/año) A = Área superficial del relleno (m2) t = N° de seg en un año K = Coef. Depende del grado de compactación de la basura, cuyos valores

recomendados son (K = 0,25 a 0,50)

KAPt

Q **1

a) Volumen de Lixiviado.El volumen de lixiviado se estima con la siguiente ecuación:

Donde: V = Volumen de lixiviado que será almacenado (m3) Q = Caudal medio de lixiviado o líquido percolado (m3 /mes) t = N° máximo de meses con lluvia (mes)

Diseño del Sistema de Drenaje de LixiviadoDiseño del Sistema de Drenaje de Lixiviado

tQV *

b) Longitud del Sistema de Zanjas para el Lixiviado.Las zanjas deberán tener por lo menos un ancho de 0,60 m, por un metro de profundidad, siempre que el nivel freático esté un metro más abajo y el suelo tenga las condiciones de impermeabilidad recomendadas.

Donde: l = Longitud de las zanjas de almacenamiento (m) V = Volumen de lixiviado que será almacenado (m3) a = Area superficial de la zanja(mes)

Diseño del Sistema de Drenaje de LixiviadoDiseño del Sistema de Drenaje de Lixiviado

aV

l

Para la construcción de la primera celda se recomienda delimitar el área que ocupará, de acuerdo con las dimensiones estimadas basadas en la cantidad de desechos y grado de compactación fundamentalmente, esto dará una visión rápida y aclarará las dudas de los trabajadores.

Descargar la basura en el frente de trabajo a fin de mantener una sola y estrecha área descubierta durante la jornada y evitar el acarreo de larga distancia.

Esparcir la basura en capas delgadas de 0.20 a 0.30m y compactar hasta obtener la altura recomendada para la celda en el frente de trabajo.

Construcción del Relleno Sanitario Manual Construcción del Relleno Sanitario Manual

Cubrir las basuras compactadas con la tierra una vez al día al final de la jornada con el espesor suficiente para taparlas completamente y rellenar las irregularidades de la superficie.

Compactar toda la celda hasta obtener una superficie uniforme.

Una vez completada la primera base de celdas, se recomienda hacer transitar el vehículo por encima de ellas en los períodos secos para lograr una mayor compactación. Se descargan los desechos en el frente de trabajo y se esparcen de arriba hacia abajo, manteniendo una pendiente de 3:1 (H:V).

diseño de relleno sanitario

Documents