Balance Hidrico Lixiviados

7/14/2019 Balance Hidrico Lixiviados

1/19

DETERMINACIN DE LA CANTIDAD DE LIXIVIADO GENERADO EN RELLENOS SANITARIOS

Julio Villamayor MedinaLaboratorista de cemento y de suelos por el M.O.P.C y la U.C. Concluye la carrera de Ingeniera Civilen la Universidad Catlica Nuestra Seora de la Asuncin con la investigacin sobre la generacinde lixiviado en rellenos sanitarios como parte de su tesis de grado. Asisti a seminarios de Patologade la Construccin y sobre Evaluacin de Impacto Ambiental en Obras Viales, as como a cursos deDiseo Geomtrico de Carreteras y de Uso de Geotextiles en Obras Viales. Particip como dibujantey asistente tcnico de la empresa Estructura Ingeniera S.A. (EISA) para el diseo, fabricacin ymontaje de ductos de AA y ventilacin para la central y el vertedero del brazo Aa Cua de la CentralHidroelctrica de Yacyreta.Direccin: Avda. EE. UU. Esq. Paso Puc Barrio Obrero. Asuncin.Telfonos: 595(21) 371805 595(981) 812280.

Jos Flix Grau FernndezLaboratorista de cemento, suelos y asfalto por el M.O.P.C y la U.C. Concluye la carrera de IngenieraCivil en la Universidad Catlica Nuestra Seora de la Asuncin con la investigacin sobre lageneracin de lixiviado en rellenos sanitarios como parte de su tesis de grado. Asisti a seminarios dePatologa de la Construccin, as como a cursos de Residencia de Obras. Desempe funcionestcnico-administrativas de explotacin y manejos de cantera de rocas en la empresa Minera Paz delChaco de la ciudad de Emboscada.Direccin: Ruta N 9 Transchaco Km. 13 Mariano Roque AlonsoTelfono: 595(971) 396680.

Ing. Roberto A. Lima Morra

Tutor de tesis, Ingeniero Civil egresado de la Facultad de Ciencias y Tecnologa de la UniversidadCatlica Ntra. Sra. de la Asuncin. Especialista en Desarrollo Sustentable por la Universidad deLanus, Argentina, Master en Gestin y Tratamiento de Resduos por la Univeridad de Cadiz, Espana.Profesor de Grado de las Carreras de Arquitectura, Ingeniera Civil e Ingeniera Ambiental y en lasMaestra de Ciencias de la Ingeniera Civil y en Ingeniera Ambiental de la Facultad de Ciencias yTecnologa de la Universidad Catlica Ntra. Sra. de la Asuncin.

Palabras claves: Residuos Slidos, Rellenos Sanitarios, Lixiviado.


2/19


3/19

DETERMINACIN DE LA CANTIDAD DE LIXIVIADO GENERADO ENRELLENOS SANITARIOS

Julio Villamayor Medina

Jos Flix Grau Fernndez

1. IntroduccinLa gestin de Residuos Slidos Urbanos (RSU) prev la aplicacin de normas sanitarias y demecanismos adecuados para el almacenamiento, recoleccin, transporte, tratamiento y disposicinfinal de los residuos.

Los rellenos sanitarios constituyen el principal sistema de disposicin final en el Paraguay y en laregin (Amrica Latina) por los valores culturales de la poblacin en el rea, su sencillez de operaciny su bajo costo.

Los impactos ambientales de mayor consideracin en los rellenos sanitarios son aquellos deconsecuencia a mediano y largo plazo y estn fundamentalmente relacionados con los gases devertedero y el lixiviado que se genera en ellos.

El lixiviado de rellenos sanitarios es uno de los principales contaminantes de fuentes de agua, tantosuperficiales como subterrneas, y constituye un factor de preocupacin teniendo en cuenta que a lafecha, no existen rellenos sanitarios estrictamente adecuados a lo establecido en el Cdigo Sanitario1y que en el Paraguay la mayora de los sistemas de abastecimiento de agua funcionan con pozosperforados.

Actualmente existen varios sistemas de tratamiento de lixiviado de rellenos sanitarios; para sueleccin, diseo y dimensionamiento adecuados, es fundamental tener conocimiento de losvolmenes a considerar.

2. ObjetivosDeterminar la cantidad de lixiviado que se genera en una celda de relleno sanitario y proponer unmtodo para estimar el volumen de lixiviado generado en rellenos sanitarios en relacin con lascaractersticas de los residuos y con los factores climticos que inciden.

3. Breve resea de la gestin de los residuos slidos en el ParaguayAun con un leve pero perceptible aumento de la cultura ambiental de la poblacin en los ltimos

aos, el manejo de los residuos slidos en el Paraguay es precario e inadecuado.Poca planificacin y uniformidad de distribucin de la poblacin, el acelerado y desordenado aumentode la poblacin urbana, el constante crecimiento de los cinturones marginales de las ciudades; sonfactores que inciden sensiblemente en la gestin de los residuos slidos.

Algunos datos de la gestin de residuos slidos en el Paraguay, actualizados al ao 20032, se dan enla tabla 1.

1 Resolucin N 548/96 del Ministerio de Salud, que reglamenta la Ley N 836/80.2 Informe de Paraguay, Evaluacin Regional del Manejo de Residuos Slidos Municipales. OPS/OMS. 2004


4/19

Tabla 1

Generacin de residuos.Generacin per cpita 1,09 Kg/hab/daPob. con servicio de recoleccin

En el interior 48 %En Asuncin 98,5 %En el pas 56,7 %Adm.del servic io de recoleccin.Municipal 66 %Privado 30 %Mixto 4 %Disposicin f inal de resduosVertederos a cielo abierto 70,9 %Vertederos controlados 24,2 %Rellenos sanitarios controlados 4,9 %

4. Materiales y mtodos util izados

Se implement una celda experimental para simular las condiciones de un relleno sanitario en elpredio de la Universidad Catlica, en el rea del campo experimental de la Facultad de Ciencias yTecnologa.

La misma consiste en una pileta sobreelevada de 1800L de capacidad con piso alisado de cementocon 5% de pendiente, que permite el desage de la misma y posee un sistema de drenaje controlablepor medio de una llave de paso. Cuenta con una caja de registro adyacente que aloja la llave de paso

y el recipiente utilizado para la recoleccin del lixiviado.

Las paredes internas y el piso fueron impermeabilizados con pintura asfltica. En el fondo de lamisma se coloc un filtro de grava consistente en una capa de 10cm de mezcla de piedras trituradas5ta y 6ta (dimetro mximo de 12,7mm).

Con la carga de un camin recolector de residuos de la ciudad de Asuncin, se prepar una muestracon la composicin media de residuos slidos de la Regin Oriental del Paraguay3. Las cantidades deresiduos clasificados, pesados y mezclados que constituyen la muestra se indican en la tabla 2.

3Fuente: Plan Maestro de Gestin de Residuos Slidos Comunales en la Regin Oriental del Paraguay.

Construccin de la pileta Sistema de desage de la pileta.


5/19

Tabla 2: Composicin de la muestra de residuos preparada.

TIPOS DE RESIDUOS CANTIDAD(%) (Kg)

Orgnicos 62,65 595,18Desperdicios de cocina 38,95 370,03Desechos de patios y jardines 14,53 138,04Papeles y cartones 7,37 70,02Textiles 1,8 17,10

Inorgnicos 23,28 221,16Plsticos 7,46 70,87Metales 2,66 25,27Vidrios 4,97 47,22Cermicas y piedras (arena) 6,43 61,09Cueros y gomas 1,76 16,72

Otros 14,07 133,67Tierras, paales, pilas, etc. 14,07 133,67

Total 100 950

Una vez preparada la muestra, se realizaron ensayos in situ y en laboratorio para determinar lascaractersticas de los residuos.

Cabe acotar que debido al tiempo empleado en la preparacin de la muestra, la manipulacin de losresiduos al aire libre y la elevada temperatura (aproximadamente a unos 30C), con seguridad sepuede afirmar que se tuvo una prdida de humedad de los residuos, lo cual tiene incidencia en losvalores obtenidos en los ensayos de humedad y de peso especfico, pero no afectan de ningunamanera el curso de la investigacin ni sus resultados en funcin al objetivo de la misma.

Aclarada la salvedad expresada, los resultados obtenidos de los estudios experimentales se ajustan alas condiciones reales de la muestra y de los ensayos.

Los ensayos realizados con los residuos de la muestra preparada, proporcionaron los datos que sedan en la tabla 3. Para la obtencin de las tasas de filtracin y de absorcin, ante la falta de normasespecficas, se han seguido los procedimientos de los ensayos de precolacin de suelos y deabsorcin para ridos para hormign respectivamente, habindose realizado adaptacionesnecesarias para su aplicacin a los residuos slidos, para los ensayos de determinacin de humedadse siguieron los procedimientos realizados en estudios anteriores sobre residuos slidos por la JICA4

4Agencia Japonesa de Cooperacin Internacional, por sus siglas en ingls.

Recepcin y descarga de los residuos recolectados


6/19

en el pas y para la determinacin del peso especfico se aplicaron los procedimientos que se indicanen los manuales de diseo y construccin de rellenos sanitarios manuales de la OPS/OMS.

Tabla 3: Caractersticas de los residuos de la muestra.

Peso especfico 0,244 t/m3

Humedad - base peso hmedo 24 %Humedad - base peso seco 31,6 %Tasa de filtracin o percolacion 9,88 x 10-3 cm/segAbsorcin 77 %

Preparada la muestra y acondicionada la pileta, se procedi a la carga de los residuos en la mismapara materializar la celda experimental de relleno sanitario.

La carga de la pileta se realiz manualmente, cargando los residuos en tachos de plstico de 60L y

pesndolos con una romana de 50Kg antes de cargarlos en la pileta. Los residuos depositados sefueron compactando manualmente en capas de unos 40cm de espesor.

Operando sucesivamente del modo indicado se logr cargar en la pileta unos 650Kg. de residuos;una vez compactados los mismos y nivelada su superficie, por mediciones realizadas se determinque se ha alcanzado una altura de 81cm. Posteriormente se coloc una cubierta de arena lavada dero de 20cm de espesor.

Despus de colocada la cubierta de tierra se procedi a nivelar su superficie y luego se abri la llavede paso del sistema de drenaje pudiendo observarse la salida de lquido con lo que se comprob lapresencia de lquidos libres en los residuos, los cuales fueron segregados por efecto de la

compactacin.

La informacin obtenida de los registros meteorolgico indica que durante el tiempo de desarrollo dela presente investigacin, los valores de evapotranspiracin son mayores que los de precipitacin,motivo por el que se opto realizar los estudios experimentales con simulacin de lluvias. Losprocedimientos realizados para la simulacin de lluvias son los utilizados habitualmente en agronomapara el estudio de parcelas de prueba. Para el efecto se construy un simulador de lluvias deoperacin manual en el taller de maquetas de la Facultad de Ciencias y Tecnologa.

Con el fin de trabajar con cantidades conocidas, a ms del agua utilizada en la simulacin de lluvias,siguiendo los procedimientos recomendados para su aplicacin, se implementaron dos celdas deevaporacin, una prxima a la celda experimental y otra sobre la misma, para determinar laevaporacin real que afecta al sistema en estudio.

Procesos de pesaje previo de residuos y de carga de la pileta.


7/19

Para evitar el ingreso del agua de la lluvia natural a la celda experimental, se la aisl cubrindola conuna carpa, tomando las previsiones para permitir su ventilacin y que se produzca el proceso deevaporacin del agua utilizada en la simulacin de lluvias.

Para determinar los valores de evaporacin real, se realizaron mediciones diarias durante quince dasy se promediaron para obtener valores medios de evaporacin real diaria en el lugar y en la celdacomo sistema aislado con la cobertura mencionada.

Los valores de la precipitacin en la simulacin de lluvias y de la evaporacin real, medidos, sepresentan en la tabla 4.

Tabla 4: Simulacin de lluvias y de evaporacin real medidos.

Parmetro (L/m2) (mm)

Precipitacin 300 300Evaporacin real

En la celda 3,6 3,6A la interperie 7,3 7,3

En el transcurso de 49 das se utilizaron 450L de agua en la simulacin de lluvias, habindoseproducido la salida de lixiviado hasta 58 das despus de iniciada la misma y se han recolectado 97Lde lixiviado.

Construccin y montaje del simulador de lluvi as sobre la pileta.

Simulacin de lluvi as.


8/19

Medicin de evaporacin en la celda .

Medicin de evaporacin en el lugar de locali zacin de la celda.

Recoleccin y medicin de la cantidad de lixiviado generado en la celda experimental.


9/19

En la gestin de residuos slidos, la forma de determinar cantidades con cierto grado de certeza es atravs de un balance de masas5. Para el caso de rellenos sanitarios, el procedimiento mas prctico esla aplicacin de un balance hdrico del vertedero de los mismos.

La cantidad potencial de generacin de lixiviado en un relleno sanitario es el exceso de la cantidad de

agua que accede al mismo sobre la capacidad de retencin de agua de los residuos confinados en l.

La aplicacin de un balance hdrico pretende representar los fenmenos de infiltracin del agua en unmedio poroso. Un balance hdrico implica la suma de todas las cantidades de agua que ingresan alvertedero y la sustraccin de las cantidades de agua que se pierden.

Del agua de precipitacin que cae sobre un relleno sanitario, una parte se escurre, otra parte seevapora y el resto se infiltra en l, pudiendo ser retenida por la capacidad de absorcin de losresiduos confinados hasta su saturacin y luego fluir hacia el fondo como lixiviado.

Las fuentes del agua que ingresa a un relleno sanitario incluyen la precipitacin, la humedad de losresiduos y la humedad del material de cobertura.

Las prdidas de agua incluyen la evapotranspiracin potencial y las prdidas de agua que seproducen en las reacciones bioqumicas que ocurren en un relleno sanitario.

El agua que entra al vertedero, que no se consume en las reacciones de formacin de los gases devertedero, que no se pierde como vapor ni fluye como lixiviado se almacena en el mismo por lacapacidad de retencin de agua de los residuos depositados.

La mxima cantidad de agua que retienen los residuos contra la gravedad, se denomina capacidadde campo y es una caracterstica de los mismos.

La capacidad de campo de un relleno sanitario es variable y puede estimarse por la siguientefrmula*:

( )

+=

W

WCc

453655.06.0 (*)

Siendo: Cc: capacidad de campo en porcentaje del peso seco de los residuos.

W: Peso de sobrecarga en Kg., calculado en la mitad de la altura de los residuos del nivel en

estudio.

4536 = k, valor constante.

5. Balance hdrico de la celda experimentalPara el balance hdrico de la celda experimental de relleno sanitario se consideran los siguienteselementos: precipitacin, contenido de humedad de los residuos, evaporacin real medida en lamisma celda, capacidad de campo de los residuos y lquidos percolados o lixiviado.

En el caso del estudio experimental que nos ocupa, por las condiciones del ensayo, para el balancehdrico no se considera el escurrimiento superficial y la cubierta de la celda se considera con sucapacidad de campo, es decir, no retiene agua; por tanto toda el agua de precipitacin que no sepierde por evaporacin ingresa a la celda por infiltracin.

5Aplicacin del principio fsico de conservacin de las masas.*Adoptado de Thobanoglous, 1994


10/19

Por la complejidad de los estudios especficos, por la limitada y escasa disponibilidad de informes yde datos necesarios y, finalmente, por criterios de simplificacin de los clculos, en compatibilidad conla condicin de considerar la situacin ms desfavorable, tampoco se consideran las cantidades deagua que se pierden en las reacciones qumicas y en la generacin de gases de vertedero 6.

Con las caractersticas de los residuos de la muestra preparada, los resultados de los ensayosrealizados y las mediciones efectuadas se tienen los siguientes datos:

Caractersticas de los residuos:Peso hmedo: Phum= 650Kg.Contenido de humedad: Wd= 31,6% en peso.Densidad de compactacin: RSC= 535Kg/m3

Caractersticas del material de cobertura:Se considera en estado de saturacin (hiptesis simplificatoria).Peso especfico saturado: mc= 1700Kg/m

3(dato de geotecnia)7.

Caractersticas de la celda:

rea: Ac= 1,50m2Altura: hc= 1,01m (incluye residuos y cubierta)

Precipitacin:P = 450L = 300mm - Por simulacin de lluvias.

Escurrimiento Superficial:Es = 0 - Por condiciones del ensayo.

Evaporacin:Evaporacin real diaria en la celda: Ed= 3,6L/m

2da (medido in situ).

Lixiviado generado:L = 97L (medido experimentalmente).

Duracin del ensayo:t = 58das (determinado experimentalmente).

Para todas las cantidades de agua consideradas (precipitacin, evaporacin, capacidad de campo ylixiviado), se adoptan las siguientes relaciones de unidades de medida de pesos y volmenes:

1mm = 1L/m2 (1)1L = 1Kg. (2)

Con los datos de la celda experimental, antes de hacer el balance hdrico de la misma, se realizaronlos siguientes clculos previos:

Determinacin del peso seco de los residuos.

)1(*sec dhumo WPP =

KgPo

6,444sec =

Determinacin del peso del agua de humedad.

ohumw PPA sec=

KgAw

4,205=

6Las investigaciones y estudios especficos para el efecto se hallan fuera del alcance de este trabajo.7Peso especfico de suelo arenoso saturado.


11/19

Determinacin de la evaporacin.tAEE

crd **=

LE 2,313=

Determinacin del peso del material de cobertura.mAP cmcmc 20,0**=

KgPmc 510=

Determinacin de la sobrecarga en la altura media de los residuos de la celda.

( ) mcwo PAPPW +++= sec2

1

KgW 1060=

Con los datos obtenidos y los resultados de los clculos previos realizados, teniendo en cuenta lasrelaciones (1) y (2), seguidamente se aplica la ecuacin del balance hdrico de la celda experimentalcon el fin de determinar la capacidad de campo de los residuos, resultante del estudio experimental:

0exp=+ CcLEAP w

LEAPCc w +=exp

KgCc 6.223exp= (I)

A continuacin se realiza la determinacin del factor experimental de capacidad de campo:

oP

Cc

Fccsec

exp

exp =

503.0exp=Fcc (II)

Con el fin de cotejar los resultados obtenidos experimentalmente en las condiciones de los ensayosrealizados, se realiza el clculo del factor de capacidad de campo con la aplicacin de la frmula (*)8ycon ste resultado el de la capacidad de campo de los residuos de la muestra utilizada.

( )WW

Fcc+

=4536

55,06,0

496,0=Fcc (III)

oPFccCc sec*= KgCc 52,220= (IV)

Se puede apreciar que los resultados obtenidos experimentalmente y por aplicacin de la frmula (*),presentan valores del mismo orden como puede notarse al comparar las igualdades (I) con (IV) y (II)con (III) respectivamente.

8Ver frmula (*), pgina 6.


12/19

Haciendo las comparaciones mencionadas, para hallar las variaciones porcentuales de las mismas serealizan los siguientes clculos:

%397,1100*1exp =

Cc

Cc (V)

%411,1100*1exp =

Fcc

Fcc (VI)

Las igualdades (V) y (VI) indican variaciones del orden de 1,4% entre los valores obtenidosexperimentalmente y los obtenidos por aplicacin de la frmula (*), siendo mayores los valoresresultantes del estudio experimental.

Considerando la mnima variacin de los valores obtenidos, seguidamente se realiza el clculo delvalor de la constante k de la frmula de referencia:

)(*55,06,0503,0

exp WkW+

=

WW

k

=

)55,0(

)6,0503,0(exp

31,4950exp=k (VII)

%13,9100*1exp =

k

k (VIII)

Puede notarse que los valores resultantes de los estudios experimentales realizados son mayoresque los obtenidos por aplicacin de la frmula de referencia y que las diferencias que se verifican noson superlativas.

6. Produccin de lixiviadoEn climas lluviosos se produce la infiltracin del agua en las celdas de rellenos sanitarios, pudiendollegar a saturar los residuos confinados y generar lixiviados con altas concentraciones de materialescontaminantes.

La cantidad del agua infiltrada en las celdas de rellenos sanitarios se estima aplicando un balancehdrico en la cubierta de las mismas considerando la precipitacin, la evapotranspiracin potencial, el

escurrimiento superficial y los cambios del contenido de humedad del material de la cubierta.

Este balance se realiza utilizando valores mensuales a lo largo de un ao, para determinar lasestaciones o pocas de mxima infiltracin anual.

La capacidad de campo de los residuos confinados en rellenos sanitarios es de difcil determinacin,por lo que para conocer la cantidad la cantidad de agua que pueden absorber son necesariosensayos de laboratorio.

Con frecuencia se puede observar la presencia de lixiviado casi en forma inmediata a la deposicinde los residuos, incluso en los contenedores domiciliarios, antes de alcanzarse la capacidad decampo. Esto se debe a la presencia de lquidos libres en los residuos.

La determinacin de la cantidad de stos factores es muy compleja, debido a que son elementos nomuy bien definidos en el balance hdrico de rellenos sanitarios y an son objetos de investigacin.


13/19

7. Infilt racin a travs de las cubiertasSuponiendo que la capa del material de la cubierta de las celdas se halla en estado de saturacin yque por debajo de ella no hay oposicin al flujo de agua, una cantidad de agua excedente de sucapacidad de campo ingresa a la celda del vertedero. Esta consideracin es terica pero viable paravalorar las situaciones ms desfavorables.

Normalmente la cantidad del agua de lluvia infiltrada se estima por medio de un balance hdricoestndar cuya expresin matemtica se presenta en la siguiente frmula:

IERP ++= (3)

Siendo: P: precipitacin, en mm.R: escurrimiento superficial, en mm.E: evapotranspiracin potencial, en mm.I: infiltracin, en mm.

8. Anlis is del balance hdrico de una celda de relleno sanitarioLos elementos que componen el balance hdrico de una celda de relleno sanitario son los siguientes:

Precipitacin: valor variable, los datos se obtienen de los registros del servicio de meteorologa.

Evapotranspiracin potencial: valor variable, puede ser calculado por medio de frmulas empricas,tambin puede ser provedo por el servicio de meteorologa.

Escurrimiento superficial: valor variable, dependiente de la precipitacin, se obtiene al multiplicar elcoeficiente adimensional de escurrimiento por los valores de precipitacin. El coeficiente deescurrimiento depende del tipo de suelo y de su pendiente, se halla tabulado como se presenta en la

tabla 59.

Tabla 5: Coeficientes de escurrimiento.

Tipo de suelo Pendiente Coef. Ke

% Est. Seca Est. HmedaSuelo arenoso 0 a 2 0,17 0,34

2 a 7 0,34 0,50Suelo arcilloso 0 a 2 0,33 0,43

2 a 7 0,45 0,55Adoptado de CETESB,1992

Contenido de humedad de los residuos: valor variable, se determina por el ensayo correspondiente;por criterio prctico se utiliza el valor medio de los resultados de los ensayos.

Contenido de humedad del material de cobertura: valor variable, por hiptesis simplificatoria, seasume que se halla en estado de saturacin.

Capacidad de campo del vertedero: valor variable, se determina por medio de la frmula (*).

9Valores utilizados por la Compaa de Tecnologa de Saneamiento Ambiental (CETESB) de la Secretara de Medio Ambientedel Estado de San Pablo, Brasil.


14/19

La ecuacin del balance de agua se expresa por la siguiente frmula:

)()()()()( KgEKgEVPKgWKgPKgW sRSU += (4)

Siendo: W: cantidad de agua ingresada a la celda.P: precipitacin.WRSU: contenido de humedad de los residuos.EVP: evapotranspiracin potencial.Es: escurrimiento superficial

9. Generacin de lix iviado

Como se expres, el exceso de agua sobre la capacidad de campo, corresponde a la cantidad delixiviado que se genera en el vertedero en estudio.

)()()( KgCKgDWKgL c= (5)

Por criterios de practicidad de los clculos, los balances hdricos, tanto del material de coberturacomo de la celda, se aplican para reas unitarias (1m2) y luego el valor L(Kg.) se realizan lassiguientes operaciones matemticas.

3

22

/1000

)*/(1*)(

mKg

aomKgmAf= (6)

)(*)/( 3

KgLfaomL = (7)

Siendo: A: rea del vertederof: factor de conversinL: lixiviado generado

En el presente trabajo, para el clculo de la cantidad de lixiviado, no se consideran las cantidades deagua que se pierden en las reacciones internas que derivan en la generacin de los gases devertedero, criterio compatible con la condicin de considerar la situacin ms desfavorable.

Tambin se supone que el relleno sanitario en estudio se adecua a las condiciones de diseo yconstruccin establecidas en las normas y manuales de diseo y tampoco se tiene en cuenta lacantidad de residuos que se degradan.

Los supuestos expresados permiten establecer la siguiente condicin e hiptesis simplificatoria:

nicamente el agua de precipitacin que cae directamente sobre el rea del vertedero del relleno

sanitario en estudio es la que afecta al mismo, siendo este el sistema cerrado definido para el estudio.


15/19

El informe de los registros meteorolgicos proporciona los datos que presentan en las tablas 6 y 7.

Tabla 6

VALORES MEDIOS MENSUALES - ESTACION ASUNCIONPrecipitacin Evapotransp. Temperatura Hum. Relativa

Mes (mm)* Potencial (mm)* Media (C)** (%)**Enero 151,9 174,5 27,5 68,0

Febrero 139,1 135,5 26,9 71,0Marzo 117,5 129,0 25,9 72,0Abril 185,0 85,9 22,8 75,0Mayo 112,1 58,3 19,8 76,0Junio 78,0 40,4 17,6 76,0

Julio 41,0 38,6 17,9 70,0Agosto 66,9 55,3 18,6 70,0

Septiembre 95,0 68,0 20,5 66,0Octubre 125,8 104,8 23,2 67,0

Noviembre 158,7 130,2 24,9 67,0Diciembre 161,3 161,6 26,5 68,0

Observaciones:(*) Corresponden al perodo 1981-2000 (20aos), perodo de estudio paraobtener valores medios de los factores climticos de incidencia.

(**) Corresponden al perodo normal 1961-1990 (30 aos), vigente a lafecha para pronsticos a largo plazo.Fuente: Direccin de Meteorologa e Hidrologa - DINAC

Tabla 7

VALORES MEDIOS ANUALES - ESTACION ASUNCIONPrecipitacin Evapotransp. Temperatura Hum. Relativa

(mm)* Potencial (mm)* Media (C)** (%)**1382,4 1182,2 22,7 70

Observaciones:(*) Corresponden al perodo 1981-2000.(**) Corresponden al perodo normal 1961-1990.

Fuente: Direccin de Meteorologa e Hidrologa - DINAC

Considerando el uso de suelo arenoso como material de cobertura de las celdas y de suelo arcillosopara la cobertura final y el alto nivel de humedad relativa media anual (70%), en base a la tabla 5 seadoptan como coeficientes de escurrimiento los siguientes:

4,0=eK (8) Para la fase de operacin.

5,0=eK (9) Para la fase posclausura


16/19

Realizado el balance hdrico con los valores medios anuales de los elementos del mismo, dan como

resultado de la cantidad de agua infiltrada anualmente los siguientes valores:

mmA 5,40inf = (10) Para la fase de operacin.

mmA 6,6inf = (11) Para la fase posclausura.

10. Condiciones e hiptesis simpli ficatorias.1. Se considera el vertedero construido adecuadamente, conforme las especificaciones de las

normas sanitarias y los manuales de diseo, construccin y operacin de rellenos sanitarios.

2. Para la cubierta de las celdas se utiliza suelo arenoso, en los clculos se considera en estado desaturacin, no retiene agua.3. Para la cubierta final se utiliza suelo arcilloso.4. Se adoptan los valores del contenido de humedad obtenidos en los ensayos y de la densidad de

compactacin alcanzada en la fase experimental de este trabajo.5. La nica fuente de agua que incide en el sistema definido para los clculos es el agua de

precipitacin que cae directamente sobre el vertedero.6. No se consideran las cantidades de agua que se pierden en las reacciones bioqumicas que

derivan en la formacin de gases ni la prdida de masa por degradacin de los residuos,consideraciones compatibles con el criterio de valorar la situacin mas desfavorable.

11. Resultados.Como ejemplo de aplicacin de los clculos, utilizando valores anuales se realizaron los respectivos

balances de masas para un relleno sanitario concebido para servir a una poblacin de 50000habitantes, operando 350 das/ao, proyectado para un perodo de 5 aos, llenando anualmente unnivel de 2m de altura.

Los clculos se realizaron aplicando la frmula (*) utilizando en ella los valores constantes K y Kexprespectivamente, obtenindose los resultados que se indican:

- En la fase de operacin del vertedero:

Tabla 8 : Cantidades calculadas de lixiviado.

Ao L(Kg) = f(k) L(Kg) = f(kexp)

1 0 02 0 03 23,25 15,164 52,64 44,555 74,41 66,58

- En la fase posclausura: se realizaron clculos para 5 aos y en las condicionesestablecidas para el relleno sanitario, no se produce lixiviado una vez clausurado el vertedero.

Las cantidades calculadas de lixiviado varan de 1,06% a 4,6% de la precipitacin media anual y de2,6% a 11,6% del valor medio anual del escurrimiento superficial.


17/19

12. Conclusiones y recomendaciones.Observando los resultados obtenidos se tiene que la poca del ao en que es posible la generacinde lixiviado conforme los datos hidrometeorolgicos locales, es la comprendida entre los meses deabril y junio.

Puede notarse que al implementar en las condiciones indicadas, para rellenos sanitarios de hasta dosniveles, no se producir flujo de lixiviado.

Se observa que en todos los casos, los valores de la capacidad de campo calculados en funcin de laconstante Kexpson mayores que los calculados con el valor constante K y presentan unadiscrepancia consistente y de valor con tendencia constante en funcin al numero de niveles

considerados.

Tabla 9

N de niveles Cc Ccexp Discrepancia

considerados (Kg) (Kg) (Kg)1 341,89 337,08 4,812 279,93 272,6 7,333 239,21 231,12 8,094 210,37 202,28 8,095 188,93 181,08 7,85

Tabla 10

N de niveles Fcc Fccexp Discrepancia

considerados (%) (%) (%)1 0,504 0,497 0,0072 0,413 0,402 0,0113 0,353 0,341 0,0124 0,311 0,299 0,0125 0,279 0,267 0,012

En base a los resultados obtenidos, considerando la tabla 9, proponemos para la adaptacin del valorde la capacidad de campo obtenido por aplicacin de la frmula (*) a la incidencia de los factoresclimticos locales los siguientes factores de correccin:

1. Al considerar un solo nivel: sumarle el valor constante m = 4,81Kg.2. Al considerar dos o ms niveles: sumarle el valor constante n = 7,84Kg10.

En base a la experiencia adquirida, para comprobar la aplicabilidad de los resultados obtenidos, serecomienda realizar el mismo trabajo experimental a escala real y con lluvia natural en nuevosrellenos sanitarios de pequeas poblaciones.

10Valor medio de las discrepancias de la tabla 9.


18/19

BIBLIOGRAFA.

CEPIS, OPS/OMS. Gua para el manejo de residuos slidos en ciudades pequeas y zonas rurales.1997

Tchobanoglous, G.; Theisen, H.; Vigil, Samuel A. Gestin Integral de Residuos Slidos.Editorial McGraw Hill. Madrid, Espaa. 1994.

Henry, J. G.; Heinke, Gary. W. Ingeniera Ambiental; segunda edicin.Editorial Pearson. 1996.

Centro Regional de Ayuda Tcnica. Manual de fosas spticas. Mxico.

Centro de Ayuda Tcnica Sanitaria, Agencia para el Desarrollo Internacional (AID). Cartilla deSaneamiento. Mxico.

Jaramillo, Jorge. Gua para el diseo, construccin y operacin de rellenos sanitarios manuales.CEPIS, OPS/OMS 2002.

Captulo 6 - Simuladores de lluvia.www.fao.org/docrep/T084S/t084s08.htm

JICA. Estudio del manejo de residuos slidos para el rea metropolitana de Asuncin. Publicacinen ingles. Asuncin, 1994

Paraguay Secretara Tcnica de Planificacin. Anlisis sectorial de residuos slidos Paraguay.OPS/OMS, Asuncin, 2001.

Paraguay Secretara Tcnica de Planificacin. Plan Maestro de Gestin de Residuos comunales dela Regin Oriental del Paraguay. Asuncin, 2004.

Paraguay Secretara Tcnica de Planificacin, OPS/OMS. Evaluacin Regional de Manejo deResiduos Slidos Municipales. Informe de Paraguay. Asuncin, 2004.


19/19

Balance Hidrico Lixiviados

Documents

Transcript of Balance Hidrico Lixiviados