36. Plan de saneamiento ambiental para el vertedero municipal de Turrialba.pdf
148
Tecnológico de Costa Rica Escuela de Química Informe del Proyecto de Graduación para optar por el grado de Licenciatura en Ingeniería Ambiental. “Plan de saneamiento ambiental para el vertedero municipal de Turrialba” Héctor Eduardo Granados Álvarez. Noviembre, 2012
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Tecnológico de Costa Rica
Escuela de Química
Informe del Proyecto de Graduación para optar por el grado de Licenciatura en
Ingeniería Ambiental.
“Plan de saneamiento ambiental para el vertedero municipal de
Turrialba”
Héctor Eduardo Granados Álvarez.
Noviembre, 2012
i
“Plan de saneamiento ambiental para el vertedero municipal de Turrialba”.
Informe presentado a la Escuela de Química
del Instituto Tecnológico de Costa Rica como requisito parcial
para optar al título de Ingeniero Ambiental con el grado de Licenciatura
Miembros del Tribunal
___________________________
Lilliana Gaviria Montoya
Directora de Tesis
_______________________ ________________________
Macario Pino Gómez Jorge Calvo Gutiérrez.
Lector 1 Lector 2
ii
Agradecimientos
Quiero dar un sincero agradecimiento a los profesores: Ing. Lilliana Gaviria, Ing. Macario
Pino, y al Ing. Jorge Calvo por la invaluable colaboración, paciencia, disponibilidad,
generosidad y el conocimiento técnico brindados por todos ellos para guiarme en el
desarrollo de mi proyecto de graduación.
Al Bach. Elí Rodríguez y al Arq. Felipe Vega por toda la atención, asistencia y por abrirme
las puertas para poder realizar la investigación del proyecto dentro de la Municipalidad de
Turrialba.
Gracias a aquellos compañeros y compañeras del Tecnológico de Costa Rica que de una u
otra manera me han brindado su ayuda y han sido soporte en mis años de vida universitaria.
El agradecimiento más profundo para mi familia, en especial para mi mamá Auxiliadora
Álvarez, mi papá Róger Granados y mi hermana Silvia Granados por el apoyo brindado, la
confianza, la guía y el ejemplo de tenacidad y superación, que han sido imprescindibles en
todo momento durante mis años de preparación académica.
iii
1. Tabla de contenidos
1.1. Contenido general
Agradecimientos ..................................................................................................................... ii
1. Tabla de contenidos ........................................................................................................ iii
1.1. Contenido general ................................................................................................... iii
1.2. Contenido figuras .................................................................................................... vi
1.3. Contenido tablas .................................................................................................... vii
2. Resumen ......................................................................................................................... ix
3. Abstract ........................................................................................................................... x
4. Introducción ........................................................................................................................ 1
5. Objetivos y alcances ........................................................................................................ 6
5.1. Objetivo general: ............................................................................................................. 6
5.2. Objetivos específicos: ...................................................................................................... 6
5.3 Alcances ................................................................................................................... 7
5.4. Limitaciones .................................................................................................................... 8
6. Marco teórico .................................................................................................................. 9
6.1. Lixiviados ...................................................................................................................... 14
6.2. Biogás ............................................................................................................................ 17
6.3. Fases de descomposición bioquímica en rellenos sanitarios ......................................... 19
6.3.1. Fase aeróbica .............................................................................................................. 19
6.3.2. Fase anaeróbica inicial................................................................................................ 19
6.3.3. Fase anaerobia final .................................................................................................... 19
6.4. Residuos peligrosos hospitalarios: ................................................................................ 20
7. Metodología .................................................................................................................. 21
8. Características físicas y operativas del vertedero municipal de Turrialba .................... 25
8.1. Aspectos generales del municipio: ................................................................................ 25
8.1.1. Localización................................................................................................................ 25
8.1.2. Características hidrogeológicas generales .................................................................. 25
8.1.3. Población .................................................................................................................... 27
8.1.4. Actividades económicas ............................................................................................. 27
iv
8.1.5. Servicios públicos ....................................................................................................... 28
8.2. Condiciones actuales de funcionamiento del vertedero no controlado de Turrialba. .... 30
8.2.1. Ubicación del sitio de disposición final de residuos de la Municipalidad de Turrialba.
.............................................................................................................................................. 30
8.2.2. Vías de acceso. ........................................................................................................... 30
8.2.3. Características del suelo. ............................................................................................ 31
8.2.4. Área de ocupación y de influencia. ............................................................................ 31
8.2.5. Aspectos legales. ........................................................................................................ 31
8.2.6. Información hidroclimática. ...................................................................................... 31
8.2.7. Geología. .................................................................................................................... 34
8.2.8. Hidrogeología. ........................................................................................................... 35
8.2.9. Condiciones de operación del vertedero no controlado............................................ 35
9. Propuesta final del plan de saneamiento ambiental para el vertedero municipal de
Turrialba. .............................................................................................................................. 39
9.1. Descripción de los factores de deterioro ambiental provenientes del vertedero
municipal de Turrialba: ........................................................................................................ 39
9.1.1. Impacto Hídrico ......................................................................................................... 40
9.1.2. Impacto al suelo .......................................................................................................... 42
9.1.3. Impacto al aire ............................................................................................................ 43
9.1.4. Impactos a la fauna y flora ......................................................................................... 45
9.2. Opciones para sanear el vertedero no controlado de residuos de Turrialba .................. 46
9.2.1. Estimación de biogás .................................................................................................. 48
9.2.2. Diseño de las chimeneas de extracción pasiva ........................................................... 54
9.2.3. Pronóstico de generación de lixiviados: ..................................................................... 56
9.2.4. Optimización de los tanques para lixiviados: ............................................................. 62
9.2.5. Diseño de la celda hospitalaria: .................................................................................. 69
9.2.6. Canal pluvial perimetral. ............................................................................................ 79
9.2.7. Recomendaciones para la operación y de mantenimiento de las obras propuestas en el
plan de saneamientos. ........................................................................................................... 83
9.3. Costos para implementar el proyecto: ........................................................................... 92
10. Conclusiones y recomendaciones .............................................................................. 95
v
10.1. Conclusiones ................................................................................................................ 95
10.2. Recomendaciones ........................................................................................................ 98
11. Bibliografía .............................................................................................................. 100
12. Anexos ..................................................................................................................... 104
12.1. Anexo 1: Plano de la finca del vertedero de residuos de la Municipalidad de Turrialba.
............................................................................................................................................ 105
12.2. Anexo 2: Marco Legal o normativo aplicables al plan de saneamiento ambiental del
vertedero municipal de Turrialba. ...................................................................................... 106
12.3. Anexo 3: Memoria de cálculo de los diseños de saneamiento propuestos para el
vertedero municipal de Turrialba. ...................................................................................... 114
12.3.1. Cálculo de la generación de biogás en el vertedero no controlado municipal. ...... 114
12.3.2. Radio efectivo de las chimeneas para controlar el biogás: ..................................... 119
12.3.3. Balance hídrico ....................................................................................................... 120
12.3.4. Canales pluviales: ................................................................................................... 128
12.3.5. Celda hospitalaria: .................................................................................................. 134
vi
1.2. Contenido figuras
Figura 1.Ubicación del vertedero de residuos en la hoja cartográfica de Tucurrique ............ 1
Figura 2.Planificación del proyecto propuesto. .................................................................... 22
Figura 3.Distribución de la población en habitantes por distrito del cantón de Turrialba. .. 27
Figura 4.Variación de la evapotranspiración Potencial (Penman) en cada mes del año. ..... 33
Figura 5.Variación de la precipitación en cada mes del año. ............................................... 34
Figura 6.Camión municipal para recolección de residuos. ................................................... 36
Figura 7.Maquinaria dañada por ausencia de medidas de mantenimiento. .......................... 36
Figura 8.Separación de residuos por parte de los buzos y mezcla de residuos hospitalarios
infectocontagiosos (bolsas rojas) con los ordinarios. ........................................................... 37
Figura 9.Flujos de agua alrededor vertedero. ....................................................................... 40
Figura 10.Contaminación de aguas superficiales por lixiviados y residuos sólidos. ........... 41
Figura 11.Contaminación de aguas subterráneas y superficiales por lixiviados. ................. 42
Figura 12. Zona del vertedero donde se han realizado quemas. ........................................... 44
Figura 13.Deterioro paisajístico y presencia de vectores en el vertedero de residuos. ........ 45
Figura 14.Croquis del vertedero de residuos y de los planes de la municipalidad para
mejorar el proyecto. .............................................................................................................. 47
Figura 15.Proyección de Generación y Recuperación de Biogás y Recuperación de Biogás
en el Vertedero de Residuos de Turrialba. ........................................................................... 50
Figura 16.Distribución geométrica de las chimeneas en la celda. ........................................ 51
Figura 17. Distribución de las chimeneas en el vertedero de la municipalidad de Turrialba.
.............................................................................................................................................. 53
Figura 18. Diseño de la chimenea para controlar biogás. ..................................................... 55
Figura 19. Proyección de la estimación de la generación de lixiviados en el vertedero no
controlado municipal de Turrialba y las previsiones si se aplica el plan de saneamiento. ... 61
Figura 20.Tanques de almacenamiento de lixiviados. .......................................................... 62
Figura 21.Tanque para almacenar lixiviados y la techumbre. .............................................. 68
Figura 22.Clasificación de los residuos hospitalarios. ......................................................... 71
Figura 23. Diseño de celda hospitalaria................................................................................ 76
Figura 24. Capas de impermeabilización de la base para la celda hospitalaria. .................. 78
vii
Figura 25. Altimetría del vertedero de residuos de Turrialba en la hoja cartográfica. ......... 80
Figura 26.Detalles de las canaletas para aguas pluviales. .................................................... 82
Figura 27.Conformación de la cobertura final (m). .............................................................. 84
Figura 28. Rótulo para las zonas de clausura. ...................................................................... 88
Figura 29. Plano de la finca del vertedero de residuos de la municipalidad de Turrialba. . 105
1.3. Contenido tablas
Tabla 1.Datos típicos sobre la composición de los lixiviados procedentes de sitios de
disposición final nuevos y maduros...................................................................................... 15
Tabla 2.Porcentaje de incidencia de pobreza y extrema pobreza para el cantón de Turrialba
y sus distritos. ....................................................................................................................... 28
Tabla 3.Resumen acumulado de datos meteorológicos hasta el 2011 de la estación
meteorológica del CATIE. .................................................................................................... 32
Tabla 4. Proyección de generación de Biogás desde el día de apertura del sitio de
disposición final de residuos municipal hasta el año de cierre. ............................................ 49
Tabla 5. Estimación de la cantidad de agua aportada por los residuos sólidos. ................... 58
Tabla 6. Área y volúmenes de los tanques de sedimentación para lixiviados. ..................... 65
Tabla 7.Volumen de los lixiviados depositados en los tanques de sedimentación, para una
eficiencia de recolección del 5%. ......................................................................................... 66
Tabla 8. Volumen de los lixiviados depositados en los tanques de sedimentación y su
periodo recomendado de limpieza, para una eficiencia de recolección del 25%. ................ 67
Tabla 9. Dimensiones de la celda de residuos hospitalaria. ................................................. 75
Tabla 10. Análisis del canal externo y del interno. .............................................................. 81
Tabla 11. Costos para la celda hospitalaria (proyectada a 10 años). .................................... 92
Tabla 12.Costo de cubrir con una capa final de aproximadamente 0,6m de espesor el área a
clausurar................................................................................................................................ 92
Tabla 13. Costos para construir las chimeneas para biogás. ................................................ 93
Tabla 14. Costos de los canales de agua de escorrentía por metro lineal. ............................ 94
Tabla 15. Costo de la optimización de los tanques para lixiviados. ..................................... 94
Tabla 16. Resumen del costo económico global de implementar el plan de saneamiento. .. 94
viii
Tabla 17.Eficiencia de recolección en rellenos sanitarios. ................................................. 118
Tabla 18. Estimación de la cantidad de agua aportada por los residuos sólidos. ............... 122
Tabla 19.Coeficiente de escorrentía a diferentes pendientes y cobertura del suelo. .......... 123
Tabla 20.Cantidad de lixiviados mensual generados al realizar el balance hídrico en el
vertedero de residuos no controlado de Turrialba. ............................................................. 124
Tabla 21.Cantidad de lixiviados mensual y anual generados al realizar el balance hídrico
con las especificaciones del plan de saneamiento. ............................................................. 125
Tabla 22.Variables para determinar la cantidad del volumen de llenado de los tanques de
sedimentación para lixiviados para una eficiencia de recolección del 5%. ........................ 126
Tabla 23.Variables para determinar la cantidad del volumen de llenado de los tanques de
sedimentación para lixiviados para una eficiencia de recolección del 25%. ...................... 127
Tabla 24. Proyección del volumen de la celda para disponer los residuos hospitalarios en su
tiempo de vida útil. ............................................................................................................. 135
ix
2. Resumen
En el vertedero municipal de Turrialba se han detectado graves deficiencias en el transporte
y tratamiento de lixiviados; en el control de biogás, así como una deficiente recolección
periférica e interna para la disposición de aguas pluviales. Además, se da la mezcla de los
residuos hospitalarios con los ordinarios, y una insuficiente planificación en la operación y
mantenimiento de las labores. Un vertedero controlado, a mediano y largo plazo, mejorará
la imagen ambiental y social de la municipalidad. Pero, sobre todo, aportará un eficaz
escudo sanitario contra el contagio de graves enfermedades infecciosas, la aparición de
plagas peligrosas, la contaminación de fuentes de agua y el control de gases tóxicos y de
efecto invernadero. Este proyecto busca brindar un soporte técnico para cumplir con las
obligaciones de la municipalidad en el tema de los residuos sólidos, específicamente en el
vertedero municipal, con el fin de que, con su implementación se mejoren las condiciones
mínimas para resguardar la salud y el bienestar de la población, así como brindar mayor
protección ambiental. Para cumplir con estos objetivos, se pretende mejorar las condiciones
del actual vertedero y diseñar obras de infraestructura necesarias para minimizar el
deterioro ambiental. Para realizar estos diseños se estimó la generación de biogás mediante
el “Modelo Centroamericano de Generación de Biogás” y la generación de lixiviados con el
análisis del balance hídrico en el sitio. También se identificó la generación de residuos
hospitalarios en el cantón. Con base en esta información y con ayuda de datos de las
características climatológicas y físicas de la región, se diseñó una serie de obras dirigidas a
controlar los lixiviados, el biogás, las aguas pluviales, así como el diseño de la celda
hospitalaria, necesaria para separar estos residuos de los ordinarios. Adicionalmente se
recomendaron labores para la adecuada operación y mantenimiento del plan de
saneamiento propuesto, y se determinaron los principales costos de inversión necesaria para
implementar el proyecto. Además se suministra información actualizada sobre los planes,
programas y estudios referentes al manejo de residuos en el cantón de Turrialba que puedan
servir de ayuda para la toma de decisiones en la temática ambiental relacionada con los
residuos sólidos.
Palabras clave: vertedero controlado, saneamiento ambiental, lixiviados, contaminación,
biogás, agua pluvial, residuos sólidos ordinarios, residuos sólidos hospitalarios.
x
3. Abstract
At the Turrialba`s municipal garbage dump there has been identified serious deficiencies.
For instance, in the transportation and treatment of leachate, the landfill gas control and
poor peripheral and internal collection for disposal of rainwater. Plus, the mix of hospital
waste with ordinary one, and insufficient planning about the operation and maintenance of
the disposal of waste works. A controlled landfill, in the medium and long term, will
improve the environmental and social image of the Municipality of Turrilba. But above all,
will provide an effective shield against the spread of health serious infectious diseases, the
emergence of dangerous pests, pollution of water sources and control of toxic and
greenhouse gases. This project seeks to provide technical support to meet the obligations of
the municipality in relation to the solid waste issues. The implementation of proper
disposal of the municipal waste, will provide a minimum health safeguard and thus,
population welfare by gaining greater environmental protection. To meet these objectives,
it is mandatory to improve the conditions of the current landfill and infrastructure design to
minimize environmental degradation. To reach those targets, biogas generation was
estimated by means of the "Central American Biogas Generation Model". As well as the
control of leachate generation and the analysis of the water balance at the site. And also the
monitoring of the identified hospital waste generated in the canton. Based on this
information and with the help of data from physical and climatic characteristics of the
region, it has been designed a series of works aimed at controlling leachate, biogas,
rainwater, and the construction of a cell disposal area for hospital waste (needed to separate
this from ordinary waste). Moreover, it has been recommended additional work for the
proper operation and maintenance of the proposed reorganization plan. And it has been
identified the investment costs necessary to implement the project. Also is provided an
update on the plans, programs and studies related to waste management in the city of
Turrialba that may be helpful in decision making on environmental issues related to solid
waste.
Keywords: landfill, sanitation, leachate, pollution, biogas, rainwater, ordinary solid wastes,
solid wastes.
1
4. Introducción
Turrialba es el cantón más extenso de la provincia de Cartago, el cual no escapa de la
realidad que vive el país en relación al inadecuado manejo que hace de sus residuos sólidos.
Sin embargo, en los últimos 10 años la situación ha empeorado considerablemente en el
cantón, debido principalmente a la falta de acciones y el descuido de las autoridades
municipales. Esto ha provocado la condición alarmante en la que se encuentra actualmente
el vertedero municipal de residuos. Este botadero a cielo abierto (como lo ha calificado el
Ministerio de Salud) (Villalobos y Hernández, 2011), se ubica a 2 km al Sur del centro de
la población de Turrialba, en el lugar llamado el Porvenir, en el distrito central del Cantón
de Turrialba.
Figura 1.Ubicación del vertedero de residuos en la hoja cartográfica de Tucurrique
Fuente: Cooperación Técnica Alemana CIM (Thomas, 2008).
2
Este vertedero necesita urgentemente una intervención para darle un adecuado tratamiento
a las 70 toneladas de residuos sólidos recolectados por día. Actualmente la recolección
municipal de residuos se realiza en cuatro de los doce distritos que componen el cantón
turrialbeño, el resto del servicio de recolección es privado. Se debe reconocer, no obstante,
que en los primeros años de operación del vertedero, las condiciones sanitarias y técnicas
cumplían con los requisitos necesarios para disponerlos adecuadamente.
Conforme pasan los años, las nuevas normativas gubernamentales se han vuelto más
estrictas en la temática ambiental. A este aspecto se le une el aumento considerable de la
cantidad de residuos que ingresan, debido principalmente al crecimiento poblacional, y un
mayor desarrollo económico. La inversión en el vertedero no ha sido la necesaria para tratar
los residuos de manera adecuada y ha existido poco criterios técnico para manejar mayores
volúmenes de residuos sólidos, pocos programas para reducir los residuos en su origen,
deficitaria educación y conciencia ambiental de gran parte de la población, deficiencias en
la planificación administrativa, así como una carencia y dificultad para recaudar suficiente
cantidad de fondos para suplir los gastos que demanda la implementación de las mejoras
en infraestructura sanitaria relacionada con la disposición de los residuos sólidos. Tales
deficiencias ocasionaron que el vertedero se transformara de un vertedero de residuos
controlado a un botadero a cielo abierto, situación que requiere una pronta intervención
debido a lo crítico del problema.
Un hecho relevante a considerar es que en el año 2011, la Sala Constitucional se pronunció
de conformidad con la solicitud de inconstitucionalidad planteado por un demandante, en
razón de las deficiencias indicadas. Esto mediante la resolución (No. 2011-03114), en la
cual se acoge el recurso interpuesto ante este Tribunal. Se alegaba que el sitio de
disposición final de Turrialba opera como un botadero de basura a cielo abierto, carece de
estudio de impacto ambiental, viabilidad ambiental y permiso sanitario de funcionamiento.
Se dictaminó que el recurso hídrico superficial está siendo contaminado por el vertido de
lixiviados a los cuerpos receptores (Chavez, 2012).
3
De acuerdo a las aseveraciones mencionadas anteriormente, la Sala Constitucional ordena
al Ministerio de Salud que fiscalice a la Municipalidad de Turrialba para que esta opere el
actual vertedero con el mínimo de riesgo a la salud y al ambiente, mediante el
establecimiento de condiciones y técnicas apropiadas. Implementar acciones técnicas
temporales para operar el vertedero actual con el mínimo riesgo para la salud pública, junto
con la búsqueda de soluciones para reducir el impacto ambiental producido por el botadero.
De no cumplir con los requisitos necesarios para operar el vertedero, se procederá a ordenar
el cierre por parte del Ministerio de Salud. Con el agravante de la carencia de otro sitio para
disponer los residuos municipales. Tales medidas deben irse realizando paulatinamente,
mientras se gestionan los trámites y requisitos necesarios para implementar en un plazo
razonable las nuevas obras para conformar el relleno sanitario del cantón con todos los
requisitos para salvaguardar la salud y el ambiente (Villalobos y Hernández, 2011).
Paralelamente el Ministerio de Salud realizó un diagnóstico en Marzo del 2011 tras
denuncias de vecinos y constató las deficientes condiciones del vertedero. La inspección
evidenció una serie de debilidades relacionadas con la operación y construcción de las
obras realizadas. Entre ellas destacan (García, 2011):
a. La obras para el tratamiento y manejo de residuos es ejecutada sin seguir las
indicaciones del estudio geotécnico. Tampoco se siguieron las recomendaciones para
controlar los lixiviados, como la construcción de drenajes para transportarlos y la
impermeabilización del terreno.
b. La trinchera no cumple con las especificaciones técnicas apropiadas, ya que se
observaron acumulaciones de lixiviados y aguas pluviales en dicha área.
c. También se verificó la inconveniente canalización de las aguas pluviales que arrastran
lixiviados hacia zonas topográficas inferiores con el peligro de la contaminación de la
quebrada sur de la propiedad, así como el inadecuado transporte y la falta de
tratamiento para los lixiviados.
d. Tampoco hay recolección y disposición de gases; además existe acumulación de
residuos sólidos en áreas cercanas a la quebrada sur.
4
e. La presencia de 30 recolectores o “buzos” acechan peligrosamente los vehículos
municipales y privados, así como la propia salud de ellos.
f. No existen controles de acceso a los camiones que ingresan al sitio, ni las
características y cantidad de residuos que vierten.
Con tales deficiencias, las autoridades sanitarias llegan a la conclusión de la necesidad
inminente de ejecutar dicho cierre de manera paulatina (dadas las características del
mismo), con el fin de no generar daños mayores o inmediatos a la salud humana y
ambiental. Para ello se debe diseñar e implementar una serie de medidas para sanear el
actual botadero, las cuales se enmarcan en los artículos 14 y 18 del Reglamento de Rellenos
Sanitarios: cercado perimetral, canales periféricos para recolección de aguas pluviales,
chimeneas para extracción de gases; instalaciones para recolectar, conducir y tratar los
lixiviados y el biogás. Personal suficiente y capacitado, así como una adecuada cobertura
intermedia y final para los residuos ya dispuestos.
Por los motivos anteriormente descritos es que la municipalidad se plantea diseñar y
construir mejoras como medidas de saneamiento ambiental al vertedero de residuos del
Cantón de Turrialba. Se pretende cumplir con las especificaciones y criterios técnicos
necesarios para mejorar las condiciones ambientales y sanitarias; y con ello adelantar
labores de cierre técnico del actual vertedero. Esto con el fin de cumplir con las
obligaciones reglamentarias a las que está sujeta la entidad y en el futuro diseñar un relleno
sanitario como la legislación nacional lo establece.
Por otro lado, es importante indicar que un vertedero controlado, a mediano y largo plazo
mejoraría la imagen ambiental y social de la municipalidad. Pero, sobre todo, aportará un
eficaz escudo sanitario contra el contagio de graves enfermedades infecciosas, la aparición
de plagas peligrosas, la contaminación de fuentes de agua y el control de gases tóxicos y de
efecto invernadero.
5
Este proyecto denominado “Plan de saneamiento para el vertedero municipal de Turrialba”
busca brindar un suporte técnico para cumplir con las obligaciones a las que está sujeta la
Municipalidad de Turrialba en el tema de los residuos sólidos, específicamente en el
vertedero no controlado administrado por la municipal. Para garantizar las condiciones
mínimas de resguardo de la salud y el bienestar de sus habitantes, así como brindar mayor
protección ambiental. Para llegar a dicho término se pretende planificar acciones para
mejorar las condiciones técnicas del actual vertedero y diseñar obras de infraestructura
necesarias para minimizar el deterioro ambiental ocasionado por el inadecuado manejo de
este sitio de disposición final de residuos. Dichos diseños estarán dirigidos a controlar los
lixiviados, el biogás, las aguas pluviales así como el diseño de la celda de seguridad para
almacenar los residuos hospitalarios, y así separar los residuos hospitalarios de los
ordinarios. Se pretende que el diseño de esta celda sirva como modelo para la construcción
de otras similares en algún otro vertedero nacional.
6
5. Objetivos y alcances
5.1. Objetivo general:
Diseñar obras y planificar acciones para mejorar las condiciones técnicas y
ambientales del actual vertedero no controlado administrado por la municipal de
Turrialba.
5.2. Objetivos específicos:
Establecer las labores para mitigar los impactos ambientales de la operación y
mantenimiento del vertedero de acuerdo a lo que la legislación nacional rige al
respecto.
Diseñar la celda para los residuos hospitalarios, el sistema de control y transporte
para los lixiviados, el biogás y las aguas pluviales.
7
5.3 Alcances
5.3.1. Se describirán las condiciones del actual vertedero de residuos
utilizado por la municipalidad de Turrialba para la disposición final de
los residuos, mediante una revisión documental de las condiciones
climatológicas, hidrogeológicas, legales, técnicas y operativas.
5.3.2. El proyecto busca identificar las opciones más viables desde el punto
de vista técnico y económico, para hacer frente a la problemática
ambiental generada por la inadecuada disposición de los residuos
sólidos en el vertedero no controlado, pero tomando en cuenta la
dificultad para recaudar recursos financieros y la dificultad operativa
por parte de la municipalidad de Turrialba.
5.3.3. Se aplicarán criterios técnicos, experiencias de profesionales y
métodos de tratamiento previamente utilizados para reducir el impacto
ambiental producido por la inadecuada disposición de los residuos
sólidos, específicamente, la generación y control de lixiviados y de
biogás.
5.3.4. Establecer acciones y medidas de operación y mantenimiento de las
propuestas del plan de saneamiento, de acuerdo a lo establecido por la
literatura y por el Reglamento nacional sobre Rellenos Sanitarios.
8
5.4. Limitaciones
5.4.1. Los diseños comprenden solamente estructuras básicas necesarias para
realizar el cierre técnico y reducir el impacto ambiental del actual
vertedero no controlado.
5.4.2. El proyecto se limita a resolver parte del problema ambiental actual en
el sitio dispuesto para disponer los residuos, pero no abarca un
completo sistema de gestión integral de residuos sólidos.
5.4.3. Para identificar las condiciones geológicas y ambientales del sitio, no
se realizaron estudios hidrogeológicos, de suelos ni químicos, ya que
hay una amplitud de estudios que se han realizado por autoridades
competentes para establecer dichas variables.
5.4.4. Se busca identificar los principales impactos ambientales, con el fin de
establecer las mejoras inmediatas de saneamiento, sin embargo no se
pretende realizar una evaluación de impacto ambiental como lo
establece la legislación nacional, ya que no es la finalidad de este
proyecto.
9
6. Marco teórico
Costa Rica ha hecho un enorme esfuerzo por proteger áreas y zonas que considera
prioritarias desde el punto de vista ecológico, lo que le ha permitido a nivel mundial
encabezar los principales indicadores ambientales globales. Es considerado un país
privilegiado en cuanto a la gran cantidad de biodiversidad, ya que representa cerca del 4%
de biodiversidad en el mundo. Una exitosa política que prioriza el tema ambiental ha
permitido también mayor atractivo turístico y mayores beneficios económicos y sociales
(SINAC, 2009). Sin embargo, hay aspectos en los cuales el país se encuentra muy
rezagado, como es el caso del tratamiento de residuos, sean líquidos como sólidos.
Recientemente en el año 2010 el país aprobó la Ley para la Gestión Integral de los
Residuos Sólidos. Esta nueva ley obliga a todo ente privado, a los consumidores y a las
instituciones públicas a hacerse cargo de los residuos sólidos generados. El Plan Nacional
de Residuos Sólidos (PRESOL, 2007) sugiere que entre las causas del problema del manejo
inadecuado de residuos sólidos se destacan la falta de conciencia tanto de productores como
consumidores, baja inversión en el país en este tema, mayor producción per cápita de
residuos por el aumento en el consumo de bienes, entre otras variables. También se
recomienda jerarquizar el tratamiento de residuos como se enumera a continuación:
I. Evitar (Rechazar): Iniciativas cuya finalidad es prevenir la generación de residuos.
II. Reducir: Acciones tendientes a la reducción de la cantidad de residuos sólidos
generados.
III. Reutilizar: Usar un producto o material varias veces.
IV. Valorizar: Conjunto de acciones asociadas cuyo objetivo es recuperar el valor de los
residuos para los procesos productivos, mediante las estrategias de recuperación de
materiales y de aprovechamiento energético.
V. Tratar: Proceso de transformación físico, químico o biológico de los residuos sólidos que
procura obtener beneficios sanitarios o económicos, reduciendo o eliminando los efectivos
nocivos para la salud y el ambiente.
VI. Disponer: Última etapa del proceso de manejo de residuos sólidos, en la cual son
depositados en forma definitiva.
10
La problemática de la disposición inadecuada de residuos sólidos genera impactos
ambientales en el suelo, agua y aire. Además ocasiona problemas de salud a la población y
fuertes impactos negativos en la economía (como la devaluación de suelos o disminución
del turismo). La búsqueda de soluciones a estos problemas se dificulta al constatar la gran
deficiencia de información confiable y objetiva. La mayoría de las municipalidades no
cuentan con información actualizada, ni datos concretos o fiables con respecto a la mayoría
de las actividades relacionadas con la gestión de los residuos. Además, las acciones
municipales en el manejo de los residuos sólidos se han dividido en todos los niveles
jerárquicos, y han sido sustancialmente deficientes en la recolección y la disposición de los
residuos (último nivel de la jerarquía). En este último nivel se ubica la construcción,
operación y operación de rellenos sanitarios (PRESOL, 2007).
Un relleno sanitario es una obra de ingeniería, para la disposición final de los residuos
sólidos en el suelo, con la cual se pretende reducir la molestia y peligro para la salud o la
seguridad pública. Busca la mínima afectación al ambiente durante su operación y después
de su clausura. Estas obras de ingeniería son sitios destinados a disponer los residuos
sólidos de acuerdo a criterios técnicos y científicamente comprobados para evitar el daño a
la salud y al ambiente. Tales aspectos comprenden la disposición de residuos en superficies
impermeabilizadas, control y transporte de gases, de aguas de escorrentía y de lixiviados.
Además de la ordenada conformación, operación y mantenimiento de la obra. Requieren el
monitoreo ambiental para predecir y prevenir daños ambientales. Se diferencia de un
vertedero de residuos, en que éste es un sitio o paraje, sin preparación previa, donde se
depositan los residuos, sin técnica o mediante técnicas muy rudimentarias y en el que no se
ejerce un control adecuado, además de la insuficiente inversión si se compara con los altos
costos de implementar un relleno sanitario como la legislación nacional lo establece
(Ramírez, J. 2002).
11
Es importante también diferenciar las categorías de un vertedero, ya sea controlado o no
controlado, tal como lo define Alfaro, 2006, director del IFAM (Instituto de Fomento y
Asesoría Municipal) en la “Guía para realizar el cierre técnico de un vertedero de desechos
sólidos municipal”:
Vertedero de residuos no controlado: En ocasiones también es llamado simplemente
“botadero de residuos”. Es un lugar donde se depositan los desechos sólidos sin ningún
tratamiento técnico, ni control alguno. Se dejan en forma desordenada al aire libre, sin
cumplir requisitos sanitarios y ambientales mínimos para evitar ser un foco de
contaminación y peligro para la salud pública. No se impermeabiliza, compacta, ni cubre
con tierra. No reciben tratamiento las aguas contaminadas. Estos sitios requieren una
evaluación formal para determinar si se justifica una inversión en obras (generalmente alta)
para transformarlos en sitios controlados o decidir por la clausura definitiva.
Vertedero de residuos controlado: En algunas ocasiones los vertederos de residuos reciben
algún tipo de atención y control de contaminación por parte de la municipalidad que hace
uso del lugar, tal como cobertura de los desechos cada cierto tiempo, instalación de
chimeneas, desvío de aguas de lluvia, instalación de cercas periféricas, mejoramiento de
caminos, captación de lixiviados. No obstante, el funcionamiento de estos sitios no es del
todo apropiado, no representan un riesgo demasiado grande para el ambiente y la salud.
Sin embargo, de cualquier modo, mantienen una fuente de contaminación y peligro. Uno
de sus mayores riesgos representa su vulnerable sistema de impermeabilización hacia el
suelo, bajo la capa de residuos. Es importante indicar que muchas veces los vertederos
controlados, por descuido o por falta de criterios técnicos para operarlos y planificarlos, se
transforman en botaderos.
12
Esta misma entidad (IFAM) define el saneamiento de los vertederos de residuos como:
“Obras de remediación y reparación tendentes a devolver las características naturales al
sitio. Se trata de “sanear” el lugar en la medida de lo posible, e igual, minimizar el peligro
que representa para la salud de la población. A partir de la instalación de obras de
infraestructura se empieza a operar adecuadamente, o mantenerlo clausurado, pero en
condiciones que representen un peligro menor para la salud pública” (Alfaro, 2006).
Con respecto a la modelo de disposición de residuos imperante en el país, el XIII Informe
del Estado de la Nación, lo califica como un modelo arcaico de los años 70s, el cual
consiste simplemente en recolectar en forma indiscriminada los materiales, transportarlos y
verterlos en sitios de disposición final. De acuerdo a las investigaciones realizadas en dicho
estudio, se determinó que el 64% de las Municipalidades del país disponían sus residuos
sólidos en vertederos no controlados y vertederos semincontrolados. Las principales
deficiencias encontradas son la escaza cobertura, la poca protección de aguas freáticas y
ningún control de lixiviados y gases. Además se ha mantenido la costumbre de depositar
los materiales peligrosos y patógenos provenientes de las zonas residenciales, industriales y
comerciales en vertederos, provocando una dispersión de contaminación indeseable (Soto,
2006).
En Costa Rica, del mismo modo que en la mayoría de los países latinoamericanos, se han
hecho insuficientes esfuerzos por gestionar los residuos en todos los niveles jerárquicos,
además ha sido insuficiente el fomento de una política pública que procure la educación y
la concientización en materia ambiental en todos los grados educativos, así como a la
población en general. Tales deficiencias han permitido que la mayoría de los residuos se
viertan en botaderos a cielo abierto. Producto de ello son los impactos al ambiente, como el
desarrollo de pestes, malos olores, deterioro del espacio visual, así como lixiviados mal
manejados, los cuales potencialmente provocan contaminación de corrientes de agua y
mantos acuíferos. También la contaminación atmosférica que se produce por la
descomposición de los residuos (León y Carvajal 2010).
13
Para recibir la gran cantidad de residuos con una afectación tolerable para el ambiente y la
salud, las municipalidades mínimo deberían convertir los botaderos de residuos en
vertederos controlados. Esta medida es necesaria para lograr resolver el grave problema
ocasionado por la masiva cantidad de residuos sólidos generados y por la mala disposición
final de estos. Un vertedero controlado, técnicamente bien diseñado y bien operado es una
solución relativamente barata y necesaria para disminuir el impacto que actualmente están
generado los residuos debido a su inadecuada disposición (Ramírez, 2002). Sin embargo, se
debe tener especial cuidado en que el vertedero no termine como un vertedero incontrolado.
Eva Röben, 2007 señala que entre las ventajas más importantes de un relleno y un vertedero
controlado, en comparación con uno incontrolado o botadero a cielo abierto, destacan:
a. Mayor protección del medio ambiente.
b. Mejor seguridad para los trabajadores (Los taludes de basura cumplen con los
criterios de estabilidad), mejores características del lugar de trabajo debido
principalmente a la buena compactación de los residuos).
c. Ventajas económicas para el municipio: Se puede utilizar al máximo el terreno. La
compactación de los residuos y la construcción planificada extienden la vida útil del
sitio de disposición final y permiten un uso más prolongado del terreno.
d. Menos molestia y contaminación para los ciudadanos.
El inadecuado manejo de los sitios de disposición final, implica importantes riesgos, tanto
ambientales como sanitarios. Estos riesgos son de índole ambiental y humana,
principalmente debido a la generación y poco control de los lixiviados y el biogás
(conformado principalmente por Dióxido de Carbono (CO2) y Metano (CH4). Estos
contaminantes están directamente relacionados con la cantidad y los tipos de residuos que
se depositan en un relleno sanitario. También es importante considerar los residuos de tipo
peligroso, especialmente los residuos hospitalarios infectocontagiosos, debido a sus
características patológicas.
14
A continuación se detallan las características de los contaminantes mencionados:
6.1. Lixiviados
Uno de los principales problemas ambientales derivados del inadecuado manejo de los
vertederos no controlados es la generación y el escaso control de los lixiviados. Los
lixiviados son líquidos que han percolado a través de los desechos sólidos y ha extraído
material disuelto o suspendido de él, además de sustancias solubilizadas en el proceso de
estabilización de los residuos sólidos. La porción líquida del lixiviado está conformado por
el líquido producido en la descomposición de los residuos y el que ha entrado al relleno de
fuentes externas como la escorrentía superficial, agua de lluvia, agua subterránea y
manantiales (Thobanoglous ,1994)
Las características pueden variar dependiendo del clima, del manejo de los residuos, de la
composición de los residuos sólidos, de la edad del relleno de la etapa operacional, de la
evaporación, del material de cobertura Por tal motivo cada tipo sitio de disposición final,
tendrá unas características especiales y de éstas dependerá su tratamiento. Sin embargo,
Tchobanoglous en 1994, establece el valor de los parámetros típicos de las características
del lixiviado (Tabla 1)
15
Tabla 1.Datos típicos sobre la composición de los lixiviados procedentes de sitios de
disposición final nuevos y maduros.
Parámetro
Unidad
Relleno Sanitario nuevo
< 2años
Relleno Sanitario
maduro
Rango Típico Rango
DBO5(Demanda Bioquímica de
Oxígeno 5)
mg/L 2000-30000 100000 100-200
DQO(Demanda Química de
Oxígeno)
mg/L 3000-60000 18000 100-500
SST(Sólidos Suspendidos
Totales)
mg/L 200-2000 500 100-400
Norg(Nitrógeno Orgánicos) mg/L 10-800 200 80-120
P(Fósforo) mg/L 5-100 30 5-10
pH mg/L 4-7,5 6 6,6-7,5
Fuente: Gestión Integral de Residuos Sólidos (Thobanoglous ,1994)
Es importante estimar la generación de lixiviados en diferentes épocas del año, ya que la
cantidad de lixiviados varía de acuerdo a diferentes factores que dependen en gran medida a
las variaciones climáticas como la precipitación y la evapotranspiración. Con los datos de
generación se pueden determinar los mejores escenarios para tratarlos o controlarlos.
Se deben tomar en consideración los siguientes factores para estimar la generación de
lixiviados (Mefleh, 2003):
a. Entrada de agua: Precipitación pluvial, aguas superficiales, recirculación de
lixiviados.
b. Condiciones de la superficie del depósito y del suelo: Tipo del suelo y la
vegetación, grado de compactación del material de cobertura, pendientes del
terreno y sistema de impermeabilización del suelo.
c. Condición de los residuos: Compactación, composición y contenido de
humedad de los residuos cuando fueron dispuestos.
16
Existe gran variedad de métodos de tratamiento de lixiviados, sin embargo no existe un
único proceso capaz de garantizar la remoción de los contaminantes para vertirlos
adecuadamente a un cuerpo receptor. Existen importantes variaciones de las características
en cada sitio de disposición final, en virtud del tipo de residuos y las condiciones del medio
donde estos se depositen.
La reducción de algunos parámetros de los lixiviados a valores aceptables puede
conseguirse por procedimientos diferentes y, a veces, complementarios, estos pueden
resumirse de la siguiente manera (Salazar, L et, al. 2009):
a. Físicos:
Evaporación.
Recirculación.
Sedimentación
b. Tratamiento biológico:
Anaerobio.
Aerobio.
c. Tratamiento físico – químico:
Precipitación química.
Oxidación química.
Adsorción con carbón activo.
Ósmosis inversa.
d. Tratamientos mixtos.
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6.2. Biogás
Otro problema común es la producción y el deficiente control del biogás en los vertederos
no controlados, sobre todo en países en vías de desarrollo. El biogás es un gas producido
por bacterias durante el proceso de biodegradación de materia orgánica en condiciones
anaeróbicas. Estas emisiones se producen por la descomposición de los residuos a través
del tiempo (Mendoza, C et al, 2007).
Generalmente en los vertederos no controlados, el biogás no es canalizado, lo cual unido a
una mala impermeabilización del suelo, puede llegar a ocasionar una migración lateral de
gases. Provocando un gran número de riesgos asociados a fugas de gas, entre ellos: riesgos
para la salud pública, riesgos de explosión, daños a la propiedad y efectos adversos desde
el punto de vista ambiental, sobre todo en los casos en que no se realiza un manejo
adecuado de los gases generados (Mendoza, C et al, 2007).
Una variable importante en cuanto a la generación del biogás es el tiempo necesario que se
toman los microorganismos para degradar los residuos y como consecuencia producir gases
como parte de su descomposición. Depende de factores como el número de
microorganismos en el medio, los nutrientes, la temperatura, el pH, el contenido de
humedad, cobertura, densidad de compactación y los tipos de residuos (Mayanga, W y
Bonilla, S. 2007) A continuación se describen los factores mencionados:
a. Composición de los residuos: A mayor cantidad de residuos orgánicos menor es el
tiempo de descomposición, pero mayor es la cantidad de biogás producido. En el
caso de los otros componentes, la tasa de degradación es menor y es mayor la
resistencia a la biodegradación.
b. Contenido de humedad: La humedad es uno de los parámetros más importantes a
considerar, ya que el aumento acelera el proceso de generación de gas
considerablemente. Esto por cuanto se acelera el proceso de descomposición. Varios
autores recomiendan recircular los lixiviados por este mismo motivo, ya que a
mayor humedad, mayor es la tasa de biodegradación.
18
c. Nutrientes y Mezcla: Si se mezclan los residuos se logra un mayor contacto con los
organismos anaeróbicos con su fuente alimenticia. Lo mismo hace la recirculación
de lixiviados.
d. Cobertura: La cobertura periódica y sistemática de los residuos evita que ésta entre
en contacto con el aire, permitiendo la generación de condiciones anaeróbicas que la
degradan y producen biogás. Mientras más rápido se den estas condiciones más
velozmente se comienzan a degradar.
e. Compactación: La compactación de la basura genera el contacto con los nutrientes y
la humedad, y tiende a expulsar el oxígeno presente, lo que a su vez tiende a reducir
el tiempo en que se inicia la biodegradación anaeróbica.
La digestión anaerobia es la fermentación microbiana en ausencia de oxígeno que da lugar
a una suspensión acuosa difícil de degradar y a una mezcla de gases compuesta.
Mayanga y Bonilla (2007) indican que la digestión anaerobia es la fermentación microbiana
en ausencia de oxígeno que da lugar a una suspensión acuosa difícil de degradar y a una
mezcla de gases compuesta principalmente de:
a. Metano (CH4): 40-70% del volumen.
b. Dióxido de carbono (CO2): 30-60 %.
c. Otros gases: 1-5 %; incluyendo hidrógeno (H2): 0-1 % y sulfuro de hidrógeno,
(H2S): 0-3% y trazas de vapor de agua.
19
6.3. Fases de descomposición bioquímica en rellenos sanitarios
Aproximadamente en Costa Rica el 50% de los residuos sólidos son orgánicos. Dichos
residuos se descomponen por la acción de procesos aeróbicos, debido al oxígeno presente
en la masa. El contacto con el agua y con el suelo compactado, contribuyen a desplazar el
aire atrapado, por lo que al cabo de un tiempo, la degradación se realiza en forma
anaeróbica. El tiempo para el cambio en las condiciones depende de las condiciones propias
de cada vertedero. Mefleh, 2003 describe las fases de descomposición:
6.3.1. Fase aeróbica
La duración de esta fase es variable, pero generalmente es corta, entre horas y días. Se debe
a la cantidad limitada de oxígeno presente y al contenido elevado de materia orgánica. El
lixiviado se caracteriza por la presencia de gran cantidad de sólidos suspendidos, disolución
de sales y cantidades pequeñas de especies orgánicas de degradación aeróbica.
6.3.2. Fase anaeróbica inicial
Es la fase de la fermentación ácida. El lixiviado se caracteriza por la presencia de ácidos
grasos volátiles, alcoholes, amonio y altos niveles de iones inorgánicos, con bajo pH. La
relación DBO5/DQO es alta. El potencial redox baja en esta fase debajo de cero.
6.3.3. Fase anaerobia final
Posteriormente, al iniciarse la fermentación metánica, aproximadamente un año después de
la disposición de los residuos, se produce gas metano, disminuyendo la cantidad de ácidos
grasos volátiles y aumentando el pH. La relación DBO5/DQO es baja. También y con el
transcurrir del tiempo va apareciendo una parte importante de compuestos aromáticos tipo
lignina, estos compuestos participan de los mecanismos de adsorción y acomplejación, que
son los procesos más importantes en la atenuación y movilidad de los metales incluidos en
la masa de residuos.
20
6.4. Residuos peligrosos hospitalarios:
Como se indicó anteriormente, una de las preocupaciones principales al disponer los
residuos en un sitio de disposición final, son las características de toxicidad que estos
presentan, los cuales varían considerablemente dependiendo la fuente de generación. En el
caso específico del vertedero municipal de Turrialba, los residuos peligrosos principales
son los hospitalarios, los cuales se depositan y se mezclan sin ningún criterio técnico para
disponer de ellos en forma más segura. Tales residuos son muy peligrosos si éstos se
manipulan, se tratan o se desechan incorrectamente, ya que pueden diseminar enfermedades
e intoxicar a las personas, a los animales, a las plantas e incluso a ecosistemas completos.
En este tipo de residuos proliferan cantidades importantes de agentes microscópicos
causantes de enfermedades, como virus, bacterias, parásitos y hongos. Estos agentes
pueden entrar en el organismo humano a través de pinchazos y cortaduras en la piel, por las
membranas mucosas de la boca, por inhalación o mediante vectores. Se ha reconocido
internacionalmente que entre el 75 y el 80% de los residuos sólidos generados en los
hospitales son similares a los desechos municipales, y solo un 20 a un 25 % requieren un
tratamiento especial (anatomopatológicos, bioinfecciosos, químicos y punzocortante)
(Prüss, 1999)
Las clínicas y hospitales son los encargados en primera instancia de tratar los residuos
peligrosos generados en la administración de estas entidades. Los residuos hospitalarios
peligrosos se deben tratar antes de disponerse en un sitio de disposición final de forma
relativamente segura. Sin embargo, la disposición con tratamiento no garantiza la completa
esterilización de estos residuos, por lo que la disposición en una celda especial es
fundamental. Según la información suministrada por el Plan Nacional de Residuo Sólidos
(PRESOL, 2007).
21
7. Metodología
Se realizó una investigación de tipo cualitativa con el fin de obtener la información
necesaria para diagnosticar la problemática derivada del mal manejo de los residuos sólidos
en el vertedero.
Con respecto al tipo de investigación, Sampieri (2006) lo describe como un diseño
metodológico de tipo cualitativo de investigación-acción, para lo cual define este tipo de
diseño de investigación-acción, “como la interacción constante entre el investigador y los
participantes. Las tres fases esenciales de los diseños de investigación-acción son: observar
(construir un bosquejo de problemas y recolectar datos), pensar (analizar e interpretar) y
actuar (resolver problemas e implementar mejoras)”
Sin embargo, para el caso del proyecto propuesto, solo interesan las dos primeras fases, ya
que no se pretende implementarlo como parte del proyecto, sino se enmarca
sustancialmente en una propuesta de diseño que sirva a las autoridades competentes para la
toma de decisiones.
22
Según la siguiente figura, el primer paso es conocer el problema y sus dimensiones. Un
conocimiento exhaustivo sobre el fenómeno ayudará a determinar qué factores se deben
tener en cuenta. Esto guiará sobre cuales personas pueden ayudar a entrar en contacto con
los fenómenos y situaciones. Luego de obtener los datos se establecen los resultados
Microsoft Office Excel 2007
Figura 2.Planificación del proyecto propuesto.
Elaborado por: Héctor Granados Álvarez
23
Para realizar la investigación se requirió de la opinión de expertos en el tema de manejo de
residuos, especialmente los autores de estudios anteriores llevados a cabo en el vertedero y
también los encargados actuales de gestionarlo. De igual manera las autoridades de la
Municipalidad de Turrialba ofrecieron toda la información disponible y colaboraron en la
investigación y recolección de los datos en el sitio del vertedero no controlado.
Posteriormente se buscó información recolectada por otros investigadores, como la
cantidad de residuos que ingresan al vertedero, información meteorológica de la zona, así
como la proyección de población, basado en los datos demográficos de INEC (Instituto
Nacional de Estadística y Censo). Para recopilar dicha información se revisaron
documentos y registros públicos. Se analizaron estudios anteriores del manejo de residuos
en Latinoamérica, en el territorio nacional y en el vertedero ubicado en Turrialba. Se
pretende identificar y analizar las disposiciones legales, administrativas y sanitarias en
contra del botadero actual, así como las disposiciones de la Sala Constitucional, Ministerio
de Salud y las acciones y medidas tomadas por la Municipalidad de Turrialba.
Además se recopiló información por medio de la observación:
a. Ambiente físico (entorno): Se recopiló información acerca de las características
físicas del sitio de disposición final del municipio, como condiciones en que se
depositan los residuos, olores, presencia de vectores.
b. Ambiente social y humano (generado en el ambiente físico): Aquí se observó y
documentó la condición de los buzos, situación de los trabajadores.
c. Actividades (acciones): Se determinaron las labores de trabajo que realizan los
trabajadores encargados del sitio de disposición final del municipio.
d. Artefactos que utilizan: También se identificaron tanto el equipo como los
materiales que se usan en las labores cotidianas de operación.
e. Hechos relevantes: Además se analizaron las acciones de mitigación, acciones
paliativas al problema, malas decisiones que no se sustentan en criterios técnicos,
entre otros.
24
Posteriormente se usaron los datos para diseñar el sistema de tratamiento de lixiviados,
control de gases y de la celda para residuos hospitalarios. Para llevar orden lógico en la
obtención de datos se subdividió la información en:
a. Descripción del ambiente o contexto (iniciales y posteriores). Descripción de
lugares, participantes, relaciones, eventos, todo lo que se juzgue relevante para
el planteamiento.
b. Mapas
c. Diagramas, cuadros y esquemas (secuencia de hechos o cronología de sucesos y
datos suministrados)
d. Fotografías y videos que fueron tomados (indicando cuándo, fecha y horas).
Luego de recopilar y ordenar la información documental, se procedió a diseñar el plan de
saneamiento para el sitio de disposición final del municipio. Se identificaron las fuentes
más significativas que provocan mayor deterioro ambiental (de acuerdo a lo determinado
previamente por las autoridades competentes y a las observaciones realizadas en la zona).
Se clasificó el vertedero no controlado en zonas de clausura de acuerdo a la planificación
sugerida por autoridades de la municipalidad de Turrialba. Luego se procedió a estimar la
cantidad de biogás producido por el vertedero y la generación de lixiviados. Además, se
determinó la cantidad de residuos hospitalarios que ingresan al sitio. Posteriormente se
diseñaron: las chimeneas para biogás, su distribución espacial, los canales pluviales
(canales perimetrales y canales internos), la optimización de los tanques para lixiviados y la
celda para residuos hospitalarios. También se sugirieron técnicas y medidas para la
operación y el mantenimiento de las obras propuestas en el plan de saneamientos. Por
último se estimaron los costos de implementar los diseños propuestos.
25
8. Características físicas y operativas del vertedero municipal de Turrialba
Para determinar la forma más eficaz para controlar los efectos adversos al ambiente
provocados por el inadecuado manejo del sitio de disposición final, se investigaron y
analizaron los aspectos generales del cantón y las condiciones de funcionamiento del
vertedero no controlado. Estos análisis consideraron los aspectos geográficos como la
localización, las características hidrogeológicas generales, la condición socioeconómica del
cantón de Turrialba y las condiciones actuales de funcionamiento del vertedero no
controlado.
8.1. Aspectos generales del municipio:
8.1.1. Localización
Geográficamente el cantón de Turrialba se ubica 9º 47' 14" latitud norte y 83º 34' 03"
longitud oeste. Limita al norte con Pococí y Siquirres, al Sur con Pérez Zeledón, al Este con
Limón y al Oeste con Alvarado, Jiménez y Paraíso. La extensión ronda los 15963 km2.
Comprende cerca del 52% del territorio de la provincia de Cartago. Se encuentra
compuesto por 12 distritos: Turrialba, La Suiza, Peralta, Santa Cruz, Santa Teresita,
Pavones, Tuis, Tayutic, Santa Rosa, Tres Equis, La Isabel y Chirripó
8.1.2. Características hidrogeológicas generales
La ciudad de Turrialba está situada a aproximadamente 646 metros sobre el nivel del mar.
El punto más alto del Cantón es el volcán Turrialba a 3.340 metros sobre el nivel del mar.
Dicho volcán se considera como uno de los más activos del país. En el pasado, los
depósitos del volcán Turrialba han generado dos morfologías o relieves importantes.
26
Una de ellas es la colada de Aquiares, la cual se extiende al oeste del valle de Turrialba y
está constituida por una fila con cima plano ondulada, de unos 2 km de ancho. La otra
corresponde a los depósitos de una gigantesca avalancha, que ocurrió hace
aproximadamente 17 000 años, y que generó una topografía plano-ondulada, con lomas
redondeadas, distribuida en casi todo el valle de Turrialba (Alvarado y Linkimer, 2002).
Con respecto a la actividad sísmica, las fuentes generadoras del movimiento telúrico que
potencialmente pueden impactar la zona de Turrialba, están: Fallas de Atirro, Juan Viñas,
Tucurrique, Turrialba, Aquiares, Pejibaye, Chirripó, y las relacionadas con el sistema
conocido como Cinturón Deformado del Norte de Panamá.
Los ríos Turrialba y Colorado atraviesan la ciudad. El sistema fluvial del cantón de
Turrialba, corresponde a las subvertientes Caribe y Norte de la vertiente del Caribe. A la
subvertiente Caribe, pertenecen las cuencas de los ríos Pacuare, Reventazón Parismina y
Matina. A la subvertiente Norte, corresponde la cuenca del río Chirripó. En el curso de
oeste a este, pasa el Río Reventazón, el cual también atraviesa el centro del cantón de
Turrialba. Este río recibe por su parte izquierda el aporte de aguas de los afluentes
Turrialba, Aquiares, Azul, Guayabo y Bonilla; por su parte derecha son tributarios el
Pacuare, el Tuis y el Pejivalle (Alvarado y Linkimer, 2002).
27
8.1.3. Población
Según datos del censo del 2011 realizado por el INEC, la cantidad y composición de la
población del cantón de Turrialba se divide de la siguiente manera:
.
Microsoft Office Excel 2007.
Figura 3.Distribución de la población en habitantes por distrito del cantón de Turrialba.
Fuente: INEC 2011
8.1.4. Actividades económicas
Las actividades económicas principales del cantón son el comercio, la industria, la
agricultura (principalmente la caña de azúcar y el café). Las principales fuentes de empleo
comprenden industrias, fincas, bares, colegios, escuelas, universidades, bancos,
instituciones públicas como el ICE y RECOPE, servicios públicos, entre otros.
A pesar del desarrollo de la estructura productiva más diversificada y articulada, esta sigue
dependiendo de actividades agrícolas con escasos encadenamientos productivos y
demandas intersectoriales que no permitan un mayor dinamismo de la economía. Como se
observa en la siguiente gráfica el índice de pobreza es bastante alto al compararlo con todo
el territorio nacional. La gráfica compara el porcentaje de incidencia de la pobreza por
distritos del Cantón de Turrialba y con el promedio nacional.
26680
7590 6116 5232 4744 4331 4185 3208 2837 2374 1808 511
Po
bla
ció
n t
ota
l (h
ab)
Distritos del Cantón de Turrialba
28
Tabla 2.Porcentaje de incidencia de pobreza y extrema pobreza para el cantón de Turrialba
y sus distritos.
Localidad Pobreza Extrema Pobreza
Costa Rica 20,6 6,1
Cantón: Turrialba 38,37 12,25
Turrialba 23,03 5,48
Santa Rosa 33,08 7,17
Santa Cruz 37,94 6,17
Tuis 47,99 12,26
Pavones 50,16 13,91
La Suiza 50,23 23,11
Tres Equis 62,64 21,48
Santa Teresita 64,88 20,96
Peralta 65,45 23,03
Tayutic 68,59 31,66
Fuente: Turrialba: una Economía local Entre la crisis y el desarrollo (Ramirez
2009).
8.1.5. Servicios públicos
El 85% de las viviendas del cantón de Turrialba gozan del servicio de agua potable gracias
a la existencia de un acueducto municipal, ASADAs y comités comunales. Un 14% de las
viviendas no cuenta con servicio de agua por medio de un acueducto público. El 13% de las
viviendas acceden directamente al agua de los ríos y poco menos del 1% accede al agua
potable a través de un pozo doméstico (Arias, 2008).
Se considera que el 19% de las viviendas del cantón de Turrialba, cuentan con sistema de
alcantarillado sanitario y un 71% con conexión a tanque séptico, mientras que un 9,9%
eliminan de manera inadecuada las aguas residuales.
29
Para el año 2000 el censó informó que gran parte de la población del cantón de Turrialba
cuenta con servicio de energía eléctrica. Cerca del 95% de las viviendas cuentan con este
servicio. El único generador es el Instituto Costarricense de Electricidad.
El encargado del servicio de recolección y limpieza de las vías es la Municipalidad de
Turrialba. El servicio lo reciben 4000 habitantes, cubre los distritos Central, Santa Rosa,
La Suiza, Cabecera e Isabel únicamente; y en el sector central del distrito primero
(Turrialba) presta el servicio de recolección de residuos sólidos en 3 rutas, conformadas por
barrios del Este, La Margot, RECOPE, Cedros, Santa Rosa, Alto Cruz, La Guaria, Calle
Vieja, Las Américas, San Cayetano, Corazón de Jesús, San Rafael, Haciendita, y el sector
comercial y residencial del centro del cantón. La distancia recorrida en cada ruta es de 20
Km aproximadamente.
La capacidad de los camiones recolectores municipales ronda los 9 a 13 toneladas. Los
cuales brindan el servicio de recolección de lunes a sábado de 6:00 a.m. a 2:30 p.m. para el
centro del cantón y los lunes y jueves de 6:00 a.m. a 2:30 p.m a los barrios vecinos. El resto
de recolección es por medio de camiones privados (Quirós, 2009).También es importante
indicar la tarifa de recolección domiciliaria implementada por la municipalidad la cual es
de 2470 colones.
Por otro lado, las carencias de gran parte de la población del cantón de Turrialba son más
que visibles por los resultados de los estudios demográficos y socioeconómicos antes
mencionados. Esto explica el deterioro económico de gran parte de la población turrialbeña
y las urgencias de parte de las autoridades en este aspecto. Es comprensible que el destino
de los recursos económicos municipales se dirija a tratar de suplir necesidades básicas de la
población y por ende que aspectos ambientales como el correcto manejo de sus residuos
hayan quedado en segundo plano. Sin embargo es de destacar el esfuerzo institucional de la
municipalidad por buscar una solución integral al problema de los residuos.
30
8.2. Condiciones actuales de funcionamiento del vertedero no controlado de
Turrialba.
Para determinar el estado actual sitio de disposición final de residuos de la municipalidad se
investigaron las características de funcionamiento, de operación y la información física del
sitio (geológica, hidrogeológica e hidroclimatológica).
8.2.1. Ubicación del sitio de disposición final de residuos de la Municipalidad de
Turrialba.
Se ubica en la provincia de Cartago, Costa Rica. En el cantón de Turrialba, distrito Central,
en Florencia. Específicamente a 3 Km al Sur del centro de la población de la ciudad de
Turrialba, en el lugar llamado el Porvenir. En el anexo 1 se aprecia el plano de la finca
donde se encuentra el vertedero.
8.2.2. Vías de acceso.
En su recorrido, desde el centro de Turrialba, hasta el barrio el San Rafael se encuentra
pavimentada, posteriormente se debe recorrer aproximadamente 3km de vía lastrada hasta
el sitio de disposición final de residuos municipal. Las vías internas son accesibles en época
seca, sin embargo se dificulta el acceso en época lluviosa. Al ingresar al vertedero ubicado
en el Porvenir, se tiene un encargado de la vigilancia debe identificar el cual realiza la
identificación de la procedencia y el tipo de residuos a depositar. Esto debe hacerse con
todos los camiones recolectores que ingresan al sitio. Los camiones recolectores, tanto los
municipales como los privados, ingresan diariamente.
31
8.2.3. Características del suelo.
En el área del vertedero de residuos el tipo de suelo principal es el denominado Typic
Troopohumult y como suelo asociado el AndicHumitropept o suelo pardo a pardo rojizo,
profundo, algunos bajos en bases, otros con influencia de cenizas volcánicas. En zonas
onduladas de piedemonte el tipo de suelo es el latosol pardo amarillo. Específicamente a
medio metro de profundidad predomina un suelo franco, pardo oscuro (de proporciones
similares de arcilla, arena y limo), muy poroso, permeable, no adhesivco, no plástico, con
una velocidad de infiltración de 9,88 cm/h, calificándose a está velocidad como muy rápida,
según la escala de suelos de Van Beers. Por el contrario, a mayor profundidad alternan
suelos franco-acillosos, franco arenosos y franco-limosos, de color amarillentos a pardo
rojizos, con velocidades lentas de 0,27 cm/h y 0,39 cm/h (Perez, 1994)
8.2.4. Área de ocupación y de influencia.
La ocupación del territorio del vertedero de residuos comprende aproximadamente 27
hectáreas de extensión total y se puede separar en partes. La fase actual, la cual está sujeta
al cierre ordenado por el Ministerio de Salud y para la cual se pretende planificar el
saneamiento y la segunda fase, la cual actualmente no se encuentra en uso, pero se espera
en el futuro construir el relleno sanitario en ella. La parte inferior del lote es donde se ubica
la primera fase y comprende una extensión aproximada de 3 hectáreas.
8.2.5. Aspectos legales.
Las leyes aplicables al vertedero municipal se pueden apreciar en el anexo 2.
8.2.6. Información hidroclimática.
De acuerdo a los datos acumulados al 2011 de la Estación Meteorológica del Centro
Agronómico de Investigación enseñanza (CATIE), ubicada en Turrialba, se identificó la
siguiente información climatológica.
32
Tabla 3.Resumen acumulado de datos meteorológicos hasta el 2011 de la estación meteorológica del CATIE.
VARIABLES MES
TOTAL PROM. ENE. FEB. MAR. ABR. MAY. JUN. JUL. AGO. SET. OCT. NOV. DIC.
TEMPERATURA (ºC)
Promedio de Máximas 26,1 26,5 27,3 27,8 28,3 28,2 27,7 28,0 28,5 28,1 26,9 26,2 329,6 27,5
Promedio de Mínimas 16,5 16,6 17,1 18,0 18,8 18,9 18,7 18,6 18,6 18,5 18,3 17,3 216,0 18,0
Media 20,6 20,8 21,5 22,2 22,7 22,6 22,2 22,3 22,4 22,3 21,7 20,9 262,0 21,8
PRECIPITACIÓN (mm)
Total mensual 193,8 146,0 89,9 128,2 246,4 279,6 278,4 257,8 250,9 248,7 279,8 309,1 2708,6 225,7
Máxima en 24 horas 260,3 314,0 175,5 287,9 184,9 96,0 114,9 235,0 110,5 109,2 200,1 288,3 2376,6 198,1
RADIACIÓN SOLAR (MJ/m2)
Promedio diario 15,3 17,0 18,9 18,8 17,8 16,6 15,4 16,8 17,8 17,0 14,5 13,8 199,7 16,6
HUMEDAD RELATIVA (%)
Promedio 87,9 86,7 85,7 86,2 88,2 89,2 90,0 89,4 88,7 89,2 90,1 89,5 1060,8 88,4
EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL (Penman)
Total mensual (mm) 85,4 89,9 112,9 113,4 108,4 92,4 85,3 91,1 98,4 96,5 79,8 76,2 1129,7 94,1
VELOCIDAD VIENTO (m/s)
Promedio diario 0,6 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6 0,5 0,5 0,6 0,5 0,5 0,5 7,2 0,6
Fuente: CATIE. Alexander Salas Sanabria.
33
Según la información suministrada en la tabla 3. La temperatura promedio máxima es de
27,5°C, la promedio mínima 18°C y la media es 21,8°C. El promedio del brillo solar es 4,5
horas de sol. El promedio de la velocidad es de 0,6 m/s. Considerado de poca magnitud, por
ellos su influencia no sobrepasa el Alto Florencia que constituye una barrera topográfica. La
dirección predominante es este-oeste, la cual predomina durante todo el año. El promedio de la
humedad relativa es 88,4 %.
Con respecto a los datos de precipitación y evaporación, son los más importantes, ya que son
los que se utilizan para estimar la cantidad de lixiviados y el biogás, además de los diseños de
infraestructura para controlarlos. A continuación se aprecia la diferencia de precipitación y
evapotranspiración en el transcurso del año, de acuerdo a los datos promedio de la estación
meteorológica del CATIE:
Microsoft Office Excel 2007.
Figura 4.Variación de la evapotranspiración Potencial (Penman) en cada mes del año.
Fuente: CATIE. Alexander Salas Sanabria.
Elaborado por: Héctor Granados Álvarez
0
20
40
60
80
100
120
Evap
otr
ansp
irac
ión
po
ten
cial
(m
m)
Mes
34
Microsoft Office Excel 2007.
Figura 5.Variación de la precipitación en cada mes del año.
Fuente: CATIE. Alexander Salas Sanabria.
Elaborado por: Héctor Granados Álvarez
8.2.7. Geología.
Según el Estudio Hidrogeológico para la ubicación de un relleno sanitario para el cantón de
Turrialba (Perez, 1994), la geología en el área de estudio está constituido por rocas volcánicas,
entre ellas lavas, tobas, piroclastos (pertenecientes a estructuras geológicas recientes y actuales
como por ejemplo los volcanes Irazú y Turrialba). Las rocas en el área de estudio, son
consideradas en lavas andesíticas con alguna intromisiones de roca hipoabiales en forma de
diques, las rocas mencionadas poseen porosidad fisural, permeabilidad aparente muy baja
debido a que las fracturas no son continuas ni están interconectadas.
0
50
100
150
200
250
300
350
Pre
cip
itac
ión
(m
m)
Mes
35
8.2.8. Hidrogeología.
En el mismo estudio, Pérez (1997), establece que las lavas (fenondesitas) de los causes de las
quebradas poseen un tipo de porosidad fisural (debido a fracturación). La permeabilidad
aparente es baja, debido principalmente a que dichas fracturas no están interconectadas.
Además según el estudio, no se identificaron manantiales de importancia que sugieran la
existencia de algún nivel estático a mayores profundidades. Tampoco se localizó ningún pozo
cercano al área en estudio, a excepción en las áreas planas aluviales originadas por el Río
Turrialba y el Río Reventazón, donde existe un tipo de acuífero freático de porosidad
irregular, de buena impermeabilidad aparente. También se menciona que el agua
subsuperficial circula debido a la existencia de zonas de perfil de suelo que han pasado por
una meteorización más intensa, constituyendo horizontes muy porozos y permeables. No
obstante tales horizontes son muy escasos y no constituyen una fuente importante de
abastecimiento.
8.2.9. Condiciones de operación del vertedero no controlado.
En la actualidad el Cantón de Turrialba descarga sus residuos sólidos urbanos sin tratamiento
alguno en el vertedero municipal. Cuatro distritos reciben servicios de recolección de residuos
sólidos urbanos por medio de camiones municipales (Figura 6). Los cuatro distritos a los que
se les brinda servicio directo son el distrito Central, La Isabel, La Suiza y Santa Rosa. A esto
se agregan vagonetas, camionetas y pick ups privados (registrados o no en la municipalidad),
los cuales entregan residuos desde otros distritos sin mayores medidas de control. Tampoco se
cuenta con maquinaria adecuada para la operación del lugar y el tratamiento adecuado de los
residuos (Figura 7).
36
Figura 6.Camión municipal para recolección de residuos.
Fuente: Propia, 2012.
Figura 7.Maquinaria dañada por ausencia de medidas de mantenimiento.
Fuente: Propia, 2012.
37
La cantidad de residuos que ingresan al sitio de disposición final perteneciente a la
municipalidad es muy variable, depende de las zonas de donde provienen los residuos. Al año
2012 no se cuantifica el pesaje de los residuos sólidos al ingresar al sitio. Sin embargo, se
considera como entrada promedio entre 60 a 70 toneladas diarias, de acuerdo a estimaciones
empíricas realizadas por la propia Municipalidad de Turrialba. Estas valoraciones consisten en
anotar la cantidad y la capacidad volumétrica de los camiones recolectores que ingresan al
vertedero y con ellos estimar el ingreso como un promedio diario.
El principal tipo de residuos que ingresan al vertedero es de tipo domiciliar, sin embargo
también ingresan residuos hospitalarios, provenientes de clínicas y hospitales. También
ingresan residuos de tipo industrial, principalmente de la empresa Firestone y Rowling.
Además se carece de un estudio fiable de caracterización física y química de los residuos que
ingresan al sitio.
Es notoria la presencia de un grupo permanente de buzos de número fluctuante realizando
trabajos de separación y clasificación de productos con valor comercial. Estos individuos no
cuentan con protección de salud, social, laboral; ni presentan una vestimenta adecuada.
También están expuestas a los peligros de lo que significa su actividad (Figura 8).
Figura 8.Separación de residuos por parte de los buzos y mezcla de residuos hospitalarios
infectocontagiosos (bolsas rojas) con los ordinarios.
Fuente: Propia, 2012.
38
La tarifa de recolección de los residuos demuestra ineficiencia respecto a un ajuste según
orden y rango de los contribuyentes, es decir, no se toma en consideración aquellos que
producen más con respecto a los que consumen menos, lo que provoca un aumento
considerable en la generación de residuos. Esta característica ocasiona que los costos de
disposición y tratamiento sean muy altos.
El vertedero no dispone de un sistema de recolección y tratamiento de lixiviados ni de gases
generados lo que significa una contaminación incontrolable al medio ambiente y de los
recursos naturales (agua, suelo, aire, seres vivos). Tampoco presenta drenajes de aguas
pluviales que permitan el transporte de los flujos de aguas pluviales a las afueras del terreno
establecido como el sitio de disposición de los residuos sólidos.
En el vertedero de residuos en Turrialba se están generando gran cantidad de lixiviados por
varios motivos:
a. Los residuos actualmente no se están tapando con material de cobertura diaria, por lo
que un porcentaje de aguas pluviales percolan los residuos, generando más cantidad de
lixiviados
b. La precipitación pluvial en el área es bastante alta, considerando que el clima es
tropical, por lo que al entrar en contacto con los residuos la generación de lixiviados
aumenta considerablemente.
c. Ausencia de drenajes para captar y transportar aguas pluviales y con ello evitar que se
empocen en el área del vertedero y poder reducir el contacto con los residuos.
d. Cobertura final inapropiada. En este aspecto es importante indicar que la
recomendación técnica es que un relleno sanitario presente una capa de espesor
mínimo de 60 cm para tapar los residuos y sostener la cobertura vegetal.
39
9. Propuesta final del plan de saneamiento ambiental para el vertedero municipal de
Turrialba.
9.1. Descripción de los factores de deterioro ambiental provenientes del vertedero
municipal de Turrialba:
El vertedero municipal actual produce una serie de impactos ambientales que potencialmente
afectan tanto la salud humana como la ambiental. Una de las faltas graves que se resalta en los
informes del Ministerio de Salud, es la ausencia de un estudio de impacto ambiental detallado
y formal, de acuerdo a lo establecido por la legislación nacional. Sin embargo, tanto el
Ministerio de Salud, los registros documentales y las observaciones en el sitio, hacen visibles
los principales impactos ambientales, junto con las posibles maneras de controlarlos. Dichos
impactos son para los cuales se realiza una planificación estratégica con el fin de reducir la
afectación a la salud ambiental.
Es importante indicar que el vertedero no controlado de Turrialba presenta graves deficiencia
en cuanto al control de contaminantes, esto se debe principalmente a la ausencia de un plan de
mitigación, la falta de criterios de ingeniería para operarlo. Estos problemas ocasionan graves
problemas de contaminación hídrica debido al escaso control de lixiviados; genera
contaminación atmosférica debido al mal manejo del biogás generado por la descomposición
natural de los residuos y también impactos importantes a la fauna y a la flora. Además del
poco control de vectores y olores.
A continuación se describen, los impactos ambientales más significativos:
40
9.1.1. Impacto Hídrico
Uno de los más graves impactos producidos al medio natural, es la contaminación de las
quebradas adyacentes, ubicadas en los extremos norte y sur del sitio de disposición final, las
cuales son la Quebrada Grande y Quebrada Molina. Dichas quebradas están muy cerca de la
zona operativa del actual vertedero (indicada con color rojo en la figura 9), por lo que las
autoridades sanitarias han indicado en múltiples ocasiones el riesgo de contaminación a las
fuentes hídricas (Villalobos y Hernández, 2011).
Figura 9.Flujos de agua alrededor vertedero.
Fuente: Cooperación Técnica Alemana CIM (Thomas, 2008).
41
La contaminación de las fuentes hídricas es provocada por la evacuación de los lixiviados
hacia las quebradas. Los lixiviados no se transportaron hacia algún sistema de control, sino
que durante muchos años estos líquidos han estado a la deriva, por lo que cantidades
significativas caen hacia las quebradas y otra parte se infiltra en el subsuelo, ocasionando
graves riesgos por la posible contaminación de aguas subterráneas y superficiales (Figura 10).
Figura 10.Contaminación de aguas superficiales por lixiviados y residuos sólidos.
Fuente: Propia, 2012.
42
9.1.2. Impacto al suelo
Aunque el tipo de suelo es de tipo arcilloso y por lo tanto la tasa de infiltración es inferior si se
compara con otros tipos de suelos, el suelo actualmente está siendo afectado por la generación
de lixiviados. La meteorización de las rocas provoca que se desarrollen dentro del perfil de
suelo zonas muy porosas y permeables (Pérez, 1994). Lo anteriormente descrito facilita la
circulación de agua subsuperficial y por ende la mayor producción de lixiviados. Esta
situación se debe a que no se han realizado labores de ingeniería para disminuirlos, como
canales pluviales y sistemas de impermeabilización del terreno. La manera más adecuada para
impermeabilizar el suelo es con ayuda de geosintéticos como las geomembranas y con
cobertura natural presente en el mismo sitio donde se ubica el vertedero, además de la
conformación de canales para el transporte de aguas pluviales. (Figura 11).
Figura 11.Contaminación de aguas subterráneas y superficiales por lixiviados.
Fuente: Propia, 2012.
43
9.1.3. Impacto al aire
Los residuos sólidos se han depositado desde hace más de 16 años en el vertedero de la
Municipalidad de Turrialba y gran parte de ellos se han recubierto con material de cobertura.
Sin embargo la cobertura no ha sido suficiente, tanto para la cobertura intermedia como para la
final. El reglamento nacional de Rellenos Sanitarios establece una cobertura final de espesor
0,6m y una cobertura intermedia de 0,15m entre capas de residuos. Este criterio no se ha
respetado durante las fases operativas del vertedero, provocando mayor tasa de infiltración de
aguas en el subsuelo y mayor dificultad para provocar un tratamiento biológico del biogás
generado por medio del suelo natural, por lo que el biogás es considerado más dañino. Se
identificó un escaso control para transporte del biogás a una unidad de evacuación, es decir,
no hay presencia de pozos de extracción del biogás o chimeneas. No solo no se transportan,
sino que el biogás no se quema, por lo cual la peligrosidad de explosión en el vertedero
aumenta, ya que el biogás está en constante contacto con el ambiente.
Por otro lado, los “buzos” realizan quemas en el sitio, aumentando el peligro de incendio.
Dicha actividad es muy peligrosa, ya que el fuego puede descontrolarse y llegar a quemar
otros materiales dentro del vertedero y provocar incendios de mayores proporciones. La
quema artesanal de plásticos es el principal problema, ya que provoca la generación de
dioxinas y furanos debido a la presencia del cloro en su composición. Estas sustancias son
altamente dañinas para la salud, ya que además de tener la propiedad de bioacumulación y
persistencia en el ambiente, son disruptores endocrinos y mutagénicos. La quema de otros
residuos puede provocar emanaciones de monóxido de carbono (CO) y otras sustancias
producto de la combustión incompleta, con efectos adversos a la salud, afectando
principalmente al sistema respiratorio (Figura 12).
44
Figura 12. Zona del vertedero donde se han realizado quemas.
Fuente: Propia, 2012.
En las zonas sin material de cobertura y operativas, se nota la presencia de olores
desagradables, sin embargo en las zonas cubiertas, el mal olor no es detectable. También se
hace visible la dispersión de residuos y polvo en toda el área del vertedero, principalmente por
el fuerte viento en la zona, la escaza cobertura y la separación realizada por los “buzos”.
45
9.1.4. Impactos a la fauna y flora
La proliferación de vectores como moscas, mosquitos, perros, zopilotes y ratas, son agentes
contaminantes que suponen un riesgo para la salud, ya que son transmisores de graves
enfermedades.
También es importante indicar que el deterioro estético y paisajístico se hace visible, ya que la
cobertura vegetal sobre el área del vertedero ha sido mínima. Además se han realizado
cambios de relieve en la zona (Figura 13).
Figura 13.Deterioro paisajístico y presencia de vectores en el vertedero de residuos.
Fuente: Propia, 2012.
46
9.2. Opciones para sanear el vertedero no controlado de residuos de Turrialba
La selección de alternativas para reducir o mitigar la contaminación generada por el
inadecuado manejo de los residuos sólidos en el vertedero, de acuerdo al diagnóstico de las
condiciones operativas y técnicas y de las opciones más viables desde el punto de vista
económico y técnico que mitiguen o reduzcan el daño producido al ambiente. A continuación
se enumeran los criterios operativos y técnicos que se consideraron para evaluar las opciones
de saneamiento ambiental para el vertedero de Turrialba:
1) Escasa cobertura, tanto final como intermedia.
2) Poca compactación de la masa de residuos y de la cobertura.
3) Ninguna estructura para evacuar las aguas pluviales.
4) Pocos drenajes para transportar los lixiviados, además del insuficiente criterio técnico
para conformar la capa de drenaje y operación de los tanques de almacenamiento de
estos líquidos.
5) Ninguna estructura para evacuar ni tratar el biogás.
6) Presencia de vectores.
7) Mezcla de residuos hospitalarios con los ordinarios.
8) Falta de controles para el ingreso de vehículos tanto municipales como privados.
9) Existencia de “buzos dentro del vertedero”.
En el siguiente croquis se puede identificar la distribución del área del vertedero a clausurar,
junto con la zona futura para el relleno sanitario. Además se aprecia el lugar donde se pretende
construir una celda de seguridad para residuos hospitalarios y los futuros caminos a
conformar.
47
AUTOCAD 2012
Figura 14.Croquis del vertedero de residuos y de los planes de la municipalidad para mejorar el proyecto.
Fuente: Municipalidad de Turrialba 2012
48
De acuerdo con los aspectos antes enumerados se estimó la generación de lixiviados, biogás y
aguas pluviales, se diseñaron estructuras y se sugirieron criterios técnicos para operar el
vertedero.
9.2.1. Estimación de biogás
Es importante estimar la cantidad de biogás que generará en todo el tiempo de vida útil de un
sitio de disposición final desde el inicio de operaciones hasta el cierre técnico. Esto por cuanto
el biogás es uno de los principales problemas sanitarios y ambientales que presentan los
vertederos de residuos, ya que éste genera afecciones a la salud y provoca deterioro ambiental
por ser fuente de generación de gases tóxicos y de efecto invernadero. Estas emisiones se
producen por la descomposición de los residuos a través del tiempo. Uno de los principales
componentes y el más importante desde el punto de vista ambiental, es el metano, el cual es
considerado el segundo mayor contribuyente al calentamiento global entre los gases de efecto
invernadero, después del dióxido de carbono. Esto se explica porque aunque el potencial de
calentamiento global del metano (en un horizonte temporal de 100 años) es 21 veces mayor
que el del dióxido de carbono su tiempo de vida atmosférico es más corto (de 12 años)
(Clavijo, 2005).
Para estimar la cantidad de biogás generado en el vertedero de residuos del Cantón de
Turrialba, se utilizó el método usado por la EPA (Agencia de Protección Ambiental de los
Estados Unidos). Este modelo se considera de degradación de primer orden y está modificado
para ser utilizado en el contexto centroamericano. Se denomina “Modelo Centroamericano de
Biogás”. Puede ser usado para contabilizar el cambio en la tasa de generación de biogás de
acuerdo a la vida útil del proyecto.
A partir de los cálculos referentes a la estimación del biogás, según el anexo 3, en la tabla 5 se
aprecia la proyección de generación de biogás desde el año de apertura hasta el año de posible
cierre del vertedero, el potencial de recuperación del biogás producido por el vertedero de
residuos de Turrialba tomando en consideración 40% de remoción (el cálculo del porcentaje
de remoción se detalla en el anexo 3).
49
Tabla 4. Proyección de generación de Biogás desde el día de apertura del sitio de
disposición final de residuos municipal hasta el año de cierre.
Índice de Residuos
Disposición Acumulados Generación de Biogás
Año (Ton/año) (Ton) (m3/h)
1994 11,880 11,880 0
1995 12,200 24,080 11
1996 12,500 36,580 21
1997 12,800 49,380 29
1998 13,100 62,480 37
1999 13,400 75,880 43
2000 13,700 89,580 49
2001 14,000 103,580 55
2002 14,400 117,980 60
2003 14,800 132,780 65
2004 15,200 147,980 70
2005 15,600 163,580 74
2006 16,000 179,580 79
2007 16,400 195,980 83
2008 16,800 212,780 87
2009 17,200 229,980 91
2010 17,600 247,580 96
2011 18,000 265,580 100
2012 18,500 284,080 104
2013 19,000 303,080 108
LMOP MODEL DE BIOGAS DE CENTROAMERICA v.2
Fuente: Modelo Centroamericano de Generación de Biogás aplicado al vertedero no
controlado de Turrialba.
50
En la siguiente figura se aprecia la proyección de generación y el potencial de recuperación
del biogás producido por el vertedero de residuos de Turrialba:
LMOP MODEL DE BIOGAS DE CENTROAMERICA v.2.
Figura 15.Proyección de Generación y Recuperación de Biogás y Recuperación de Biogás en
el Vertedero de Residuos de Turrialba.
Fuente: Modelo Centroamericano de Generación de Biogás aplicado al vertedero no
controlado de Turrialba.
De acuerdo a la gráfica anterior, de la estimación de la generación de biogás en el vertedero
desde, el año de apertura (1994) y hasta el 2013, se tiene que el pico de generación se constata
en el año 2012. Se considera para la proyección de la tasa de generación de biogás que se
dejan de depositar los residuos en el frente de trabajo actual para el año 2013, por cuanto se
espera que en ese año se lleve a cabo el cierre del sitio de disposición final de residuos del
Cantón de Turrialba.
0
20
40
60
80
100
120
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030
Flu
jo d
e B
ioga
s co
n 5
0%
de
me
tan
o (
m3 /
hr)
'
Generacion de Biogas Recuperación proyectada de Biogas
51
Según la figura 15, el pico de generación se daría en el año 2012, al emitir cerca de 108m3/h,
reduciéndose paulatinamente hasta llegar emitir menos de 20m3/h en el año 2030 si se aplicara
el cierre.
Con este dato y la información supuesta de conformación del vertedero, se procedió a calcular
el radio efectivo. Esta variable considera la profundidad media del sitio de disposición de
residuos, la densidad estimada, la altura del sitio y el de las capas de residuos, además de la
tasa de generación de biogás. El cálculo de los pozos de extracción de biogás dio como
resultado 66 m (ver anexo 3).
La estimación correcta de la distancia entre pozo y pozo es de suma importancia para lograr el
control efectivo del biogás en el vertedero. Los pozos deberán estar espaciados de tal modo
que sus zonas de influencias se traslapen, y se asegure la extracción total del biogás (como se
identifica en la figura 16). Se puede obtener cerca de un 30% de traslape, si se ubican los
pozos de extracción en los vértices de un triángulo con lados de 1.73R y el 100% de traslape
puede lograrse si los pozos de extracción se ubican en los vértices de un hexágono regular de
lado R. Un arreglo en forma de cuadro asegura un traslape del 60%. Sin embargo por cuestión
de costos, el traslape recomendado es el de 30%, el cual garantiza una buena extracción de
biogás a una distancia más corta si se compara con otras distribuciones geométricas (Eastern
Research Group, Inc. y Carbon Trade, Ltd, 2007).
.
Figura 16.Distribución geométrica de las chimeneas en la celda.
Fuente: Eastern Research Group, Inc. y Carbon Trade, Ltd, 2007
52
Con la anterior distribución, se puede llegar a la conclusión que la distancia entre cada
chimenea (b) es igual a dos veces radio de influencia por el coseno de 30° (Figura 16):
b=2R*cos30°
b=2*66m*cos30°
b=118m
A pesar de la distancia suficiente entre pozos de extracción, tales resultados no cumplen con el
estándar máximo recomendado por diversos autores para la distancia entre chimeneas de
sistemas de control pasivo. Si cumplirían en caso de que el sistema fuese activo, pero como el
sistema propuesto es pasivo se sugiere que la distancia máxima efectiva para los pozos de
extracción en el sistema sea de 50 m. (Oweis, 1998)
Por lo tanto de acuerdo a Oweis, 1998 se usaron los siguientes criterios estándar para
distancias calculadas entre una y otra chimenea cuando el cálculo de la distancia es mayor a 50
m:
R=28m
b=50m
Posteriormente se acomodaron las chimeneas tomando en consideración estos criterios en toda
el área de la zona de clausura. El acomodo se realizó al distribuir las chimeneas en los vértices
de triángulos equiláteros. El total de chimeneas para el área clausurada es de 12 unidades.
A continuación se detalla la distribución en las chimeneas en el croquis del plan de
saneamiento (las circunferencias color amarillo son las áreas de influencia de las chimeneas):
53
AutoCAD 2012
Figura 17. Distribución de las chimeneas en el vertedero de la municipalidad de Turrialba.
Elaborado por: Héctor Granados Álvarez, 2012.
54
9.2.2. Diseño de las chimeneas de extracción pasiva
Las chimeneas para extraer el biogás y controlarlo mediante la combustión, se diseñaron
tomando en consideración aspectos técnicos, operativos y financieros. Se debe considerar
además, la viabilidad económica, que sea de fácil operación y garantice una recolección
aceptable del gas contaminante. Como se indicó anteriormente, el sistema propuesto es por
ventilación pasiva. Para el diseño se consideró una chimenea construida con los siguientes
materiales: estacas de madera de 4m de altura y de un grosor recomendable de 1”x3”, dos
soportes de madera de grosor 2”x2”, un cilindro de hierro galvanizado de diámetro 7” y
altura 4m, además un tubo de hierro galvanizado de diámetro 2” y 1,5 m de altura, junto
con un mechero de 0,3 m de altura. Se sugiere utilizar preferiblemente piedras con un
diámetro < 16 cm, las que impide una rápida congestión por causa de material espeso o
sólido ingresado a la chimenea. También es importante que no sean muy grandes, porque
las piedras grandes se rompen bajo la influencia del calor extremo de la incineración de los
gases (ver figura 18).
El biogás producido por la descomposición de residuos se transporta a través de la masa de
residuos y choca contra la capa de cobertura final. El gas se difunde entre las piedras hasta
la abertura final, para posteriormente quemarse en un mechero.
Es importante indicar que constantemente la incineración del biogás puede ser
interrumpida, ya que la flama del mechero tiende a apagarse por la variación en la presión
del flujo. Se debe revisar de manera periódica la combustión, tanto para evitar emergencias
como alguna explosión y para optimizar el tratamiento.
A continuación se aprecia el diseño propuesto para la chimenea de extracción:
55
AutoCAD 2012
Figura 18. Diseño de la chimenea para controlar biogás.
Elaborado por: Héctor Granados Álvarez, 2012.
56
9.2.3. Pronóstico de generación de lixiviados:
Los lixiviados son todos aquellos líquidos que han entrado en contacto con los residuos del
relleno sanitario producto principalmente del ingreso de aguas pluviales a la masa de
residuos y a la descomposición natural de estos. Los lixiviados producidos en un vertedero
tradicional son función de múltiples factores, entre los que destacan la composición de los
residuos, diseño y operación del sitio de disposición final, así como la interacción con el
ambiente.
En un sitio de disposición de residuos, la atracción gravitacional permite que los lixiviados
emigren hacia el fondo de los depósitos constituyéndose en un riesgo de contaminación de
recursos hídricos superficiales, subterráneos. La relevancia de este impacto está en directa
relación con su ubicación del sitio de disposición respecto a los cursos de agua y a la
profundidad de la capa freática (Cisterna, 2010).
En el vertedero no controlado de Turrialba se identificaron las siguientes causas con
respecto del caso de generación de los lixiviados en el vertedero no controlado de
Turrialba:
a. La cobertura diaria y final en las capas de residuos no ha sido la más adecuada, por
lo que la tasa de infiltración al subsuelo es muy alta.
b. Al no contar con drenajes pluviales, las aguas de escorrentía fluyen sin control sobre
el área que contiene los residuos.
c. Los drenajes de lixiviados no comprenden la totalidad del área superficial del
vertedero no controlado.
d. Aunando a estos aspectos también hay que considerar la descomposición normal de
los residuos sólidos. El vertedero no controlado recibe mayoritariamente residuos
domésticos, por lo tanto el porcentaje de humedad es muy alta y es liberada
conforme se da el proceso de descomposición orgánica.
57
Para estimar la cantidad de lixiviados que se han estado generando en el vertedero no
controlado municipal de residuos, se realizó el balance hídrico mensual, lo que permite
verificar el cambio en el flujo de lixiviados en diferentes épocas del año. Este modelo
permite estimar la generación de lixiviados donde el componente más relevantes es el
caudal generado por la precipitación y por los propios residuos sólidos. Se consideran
también los descuentos por escorrentía y evaporación.
De acuerdo a la sectorización del área del vertedero a clausurar, se estimó el balance
hídrico con y sin el plan de saneamiento del vertedero. Como datos generales para realizar
el balance se consideraron los suministrados por la estación meteorológica del CATIE,
específicamente los datos mensuales de precipitación y evapotranspiración potencial. Con
respecto al área de la zona de clausura es 26071 m2. Los cálculos del balance hídrico se
aprecian en el anexo 3.
Estimación del caudal de descomposición de residuos (Qdescomposición)
Se utilizaron los siguientes criterios para establecer un estimado del caudal aportado por la
descomposición de residuos al caudal de lixiviados. Se consideró un aporte de aguas sobre
la masa total de residuos del 5% durante el primer año de operación. Posteriormente al
primer año, la liberación del agua es de 0,5% de la masa por año, hasta un tope de 20% de
masa de residuos liberado en humedad. Se considera un porcentaje de crecimiento de
generación de residuos del 2,5% desde el año de apertura (1994) hasta el 2013 y una
densidad de compactación de 0,6 ton/m3.
En el anexo 3 se detalla el método para la estimación de lixiviados generados por los
residuos depositados en el periodo desde la apertura del sitio de disposición final de
residuos del municipio, hasta el año de un posible cierre (2013). En la tabla 5 se aprecia la
liberación de la humedad total proyectada en el tiempo de vida del sitio de disposición final
de residuos de la municipalidad. El dato señalado en color rojo (7484) dividido entre la
cantidad de aproximada de días que comprende un mes da como resultado 278 m3/mes.
58
Tabla 5. Estimación de la cantidad de agua aportada por los residuos sólidos.
Año Masa de residuos
(ton/año)
Volumen de residuos (m3/año) Liberación de humedad total de
residuos acumulada (m3/año)
1994 11880 19800 990
1995 12177 20295 2099
1996 12481 20802 2339
1997 12793 21322 2586
1998 13113 21855 2839
1999 13441 22402 3098
2000 13777 22962 3363
2001 14122 23536 3635
2002 14475 24124 3914
2003 14836 24727 4200
2004 15207 25346 4494
2005 15588 25979 4794
2006 15977 26629 5102
2007 16377 27295 5418
2008 16786 27977 5741
2009 17206 28676 6073
2010 17636 29393 6413
2011 18077 30128 6761
2012 18529 30881 7118
2013 18992 31653 7484
Fuente: Propia, 2012.
59
Estimación del caudal de precipitación (Qprecipitación)
Para determinar el caudal de producción por precipitación total se cuantificó a través de la
relación entre la precipitación total mensual y la superficie total del vertedero no controlado
en que hay influencia (sectores activos de residuos sólidos).
Estimación del caudal de evapotranspiración (Qevapotranspiración)
Para determinar cuanta cantidad de agua se evapora en el terreno del vertedero no
controlado de manera más precisa se debe considerar para los cálculos la
evapotranspiración real. Para determinar este caudal se sigue la relación que expresa la
cantidad de evaporación, como la evapotranspiración potencial por el coeficiente de
evaporación. Es importante indicar que la evapotranspiración real es inferior a la
evapotranspiración potencial por los siguientes factores:
a. Escaza precipitación en algunos períodos.
b. Variación de la evapotranspiración según el desarrollo de la planta.
c. Variaciones de las condiciones atmosféricas.
El coeficiente de evaporación es variable y oscila entre 0.10 y 0.90, aproximándose a 1
cuando la planta está en su máximo desarrollo de foliación y fruto. Este coeficiente integra
las diferencias en la evaporación en el suelo y en la tasa de transpiración del cultivo. Como
la evaporación en el suelo puede fluctuar diariamente como resultado de la lluvia o el riego,
este coeficiente es solamente una expresión de los efectos promedios en el tiempo. (Allen,
2006).
La EPA (United States Environmental Protection Agency) establece las constantes de
evaporación en los rellenos sanitarios como datos empíricos, según la cantidad de
cobertura, ya sea intermedia o final. Para la cobertura intermedia (sin plan de saneamiento)
el dato sugerido es k= 0,4 y para una cobertura suficiente o cobertura final (con plan de
saneamiento) el dato propuesto es k= 0,55.
60
Estimación del caudal de escorrentía (Qescorrentía)
El caudal de escorrentía corresponde a la fracción de precipitación que escurre en forma
superficial y que no alcanza a infiltrar a la masa de residuos sólidos acumulados. Este
caudal depende del área de clausura, la precipitación en la zona y sobre todo de un
coeficiente de escurrimiento que depende principalmente del tipo de suelo y la cobertura
vegetal. Benitez et al. en 1980 establecieron un conjunto de variables para determinar el
coeficiente de escorrentía dependiendo de las condiciones propias del terreno a analizar. De
acuerdo a esta información se estableció para la cobertura intermedia (sin considerar el plan
de saneamiento en el vertedero) una kescorrentía= 0,5 (tierra arcillosa, sin vegetación, no
compactada y plano) de cobertura final y considerando la implementación del plan de
saneamiento, una kescorrentía= 0,65 (capa de tierra compactada, inclinada y con capa
impermeable).
La información meteorológica necesaria para realizar el balance hídrico es la precipitación
y evapotranspiración potencial en el área de clausura. Esta información se obtuvo de
acuerdo a los datos meteorológicos suministrados por el CATIE y su influencia en el área a
clausurar (Tabla 3).
En el siguiente cuadro se puede apreciar la cantidad de lixiviados que se generan
considerando el aporte de humedad de los residuos (278 m3/mes) y de la precipitación,
menos la pérdida de agua por evapotranspiración y escorrentía superficial, sin considerar el
plan de saneamiento.
De acuerdo a las consideraciones antes descritas relacionadas con la producción de
lixiviados, se estimó la cantidad de lixiviados generados de acuerdo a las condiciones
actuales de operación para cada mes del año (Para conocer los detalles de los cálculos
revisar anexo 3).
61
A continuación se aprecia el cambio de flujo de lixiviados en cada mes del año y se
contrasta la situación:
En la siguiente gráfica se contrasta el cambio en el flujo de lixiviados en cada mes del año
bajo las condiciones actuales de operación del el vertedero no controlado (azul) y las
condiciones previstas para el vertedero controlado (rojo):
Microsoft Office Excel 2007.
Figura 19. Proyección de la estimación de la generación de lixiviados en el vertedero no
controlado municipal de Turrialba y las previsiones si se aplica el plan de saneamiento.
Fuente: Elaboración propia, 2012.
Si se compara la líneas de tendencia de la figura 19, se puede constatar la disminución
considerable a prácticamente la mitad del flujo de lixiviados si se implementa el plan de
saneamiento. Según las estimaciones, se determina la situación crítica del vertedero en el
mes de Julio, ya que el flujo de lixiviados en este mes asciende hasta aproximadamente los
5,6 m3/h en promedio. En el caso de la situación hipotética en la cual se aplique el plan, el
flujo crítico disminuye hasta 3,2m3/h en promedio. Las medidas más urgentes para lograr
esta reducción son aplicar suficiente material de cobertura (cerca de 0,6 m) y la
construcción de canales pluviales para controlar las aguas de escorrentía.
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
Can
tid
ad d
e li
xivi
ado
s (m
3 /h
)
Mes
62
9.2.4. Optimización de los tanques para lixiviados:
El vertedero no controlado cuenta con tanques de almacenamiento de lixiviados. La idea es
optimizarlos de tal manera que funcionen correctamente y con ello disminuir la interacción
de este líquido contaminante, sobre el suelo y el agua sin un tratamiento previo.
Los tanques para los lixiviados ubicados en el sitio consisten en un tratamiento primario
por sedimentación, está conformado por cinco módulos de almacenamiento. Tres de 3,85m3
de capacidad de almacenamiento y otros dos de 8,25m3. En teoría, conforme se transportan
los lixiviados de módulo a módulo, la remoción de contaminante es mayor (Figura 20).
Figura 20.Tanques de almacenamiento de lixiviados.
Fuente: Propia, 2012.
63
Es importante indicar que hasta hace poco, los tanques se encontraban en completo
abandono, pero este mismo año (2012) se realizó una restauración de la estructura, para lo
cual se retiró toda vegetación que rodeaba y crecía en los mismos. También se introdujeron
tuberías para el traslado de los lixiviados de un tanque hacia otro. Adicionalmente se
habilitó la vía de acceso hacia los tanques.
A pesar de estas labores, la recolección de los lixiviados es mínima, ya que se determinó la
eficiencia de recolección en un 5% para las condiciones actuales de operación. Este bajo
valor se debe al deficiente diseño de los sistemas de drenaje y al mal estado de las tuberías
de transporte de lixiviados, también a la ausencia de canales pluviales y a la poca cobertura
intermedia y final.
En general, debido a la facilidad operativa y por el bajo costo, es que se recomiendan los
tratamientos físicos. Estos métodos son los más recomendables para planificar el sistema
de control de lixiviados en la municipalidad de Turrialba, tomando en consideración
también las disponibilidad actual de algunas tuberías de evacuación de lixiviados y de los
tanques de sedimentación en el vertedero no controlado. Es fundamental recalcar que dicho
sistema consiste únicamente en un tratamiento primario por sedimentación. Este tipo de
tratamiento no supliría un tratamiento secundario o terciario.
Con respecto a la evaporación de la base húmeda de los lixiviados, esta es considerada la
alternativa más simple para manejarlos. Consiste en almacenarlos para que estos se
evaporen. Es recomendable impermeabilizar los tanques con una capa plástica negra para
evitar la infiltración de los líquidos, aumentar la temperatura en los tanques y facilitar la
limpieza y la remoción de lodos. Esto último se debe a que el plástico de color negro
retiene de manera efectiva el calor proveniente del sol, permitiendo el aumento de la
evaporación natural. También para los tanques se propone un techo removible de aluminio,
dicho material tiene una conductividad térmica de 209,3W/ (m·K).
64
El objetivo del techado es evitar el ingreso de agua de lluvia produciendo un aumento de la
energía calórica aplicada al líquido contaminante al aumentar la capacidad de conducir el
calor a través del material y con ello sobre los lixiviados almacenados, además de evitar el
ingreso de aguas de lluvia. A pesar de los beneficios del sistema de evaporación, éste no
logra suplir las necesidades de tratamiento, por lo tanto también se deben evaluar otras
opciones complementarias.
En este caso, lo económicamente más viable es la aplicación de recirculación. Es decir, el
remanente de lixiviados se recircularía a las zonas de trabajo (sitio donde se disponen los
residuos), para evitar la descarga a fuentes hídricas. Tiene varias ventajas, como:
a) Aprovecha la capacidad de almacenamiento del sistema.
b) Incide sobre la estabilización de lixiviados.
c) Fomenta la generación del biogás, asociado a una mayor estabilidad de la masa de
residuos en menos tiempo, ya que acelera la descomposición de estos.
Para implementar esta medida se debe captar el líquido en un tanque movible para
transportarlo hacia el frente del vertedero y distribuirlo sobre los residuos recientemente
dispuestos. Estos lixiviados son los excesos que no se pueden almacenar en los tanques. Es
importante indicar que dicha medida es recomendable solamente para partes del vertedero
con una adecuada impermeabilización del terreno y sobre residuos recientemente
dispuestos. El principio fundamental de este tipo de control para los lixiviados es la
atenuación de las concentraciones relativamente altas de DBO, DQO, sólidos disueltos
totales, metales pesados y nutrientes, debido a la actividad biológica y a las reacciones
químicas y físicas que se producen dentro de la masa de residuos. Esta actividad genera
importantes cantidades extras de biogás, sin embargo como se explicó anteriormente, el
biogás será contralado por medio de chimeneas (Alvarado, 2008).
65
Para verificar el mejoramiento de las condiciones de tratamiento se procedió a realizar un
análisis del llenado de tanques de acuerdo a la eficiencia de recolección actual. Se utilizó la
información meteorológica de: precipitación, evaporación y evapotranspiración. Se tomó
en cuenta el panorama actual y una estimación de las condiciones si se implementaran las
medidas propuestas de mejoramiento del drenaje de lixiviados. Es importante indicar que
los resultados muestran un aumento significativo en la cantidad recolectada de lixiviados y
llenado de los tanques, comparado con la aplicación del plan de. Esto se explica porque se
mejorarían las condiciones de transporte de lixiviados si se aplican las medidas estipuladas
en los planes municipales de mejoramiento. Este plan consiste en conectar las tuberías
antiguas y reponer las dañadas para transportar efectivamente los lixiviados a los tanques
de almacenamiento.
Se estimó una recolección actual del 5% (aproximadamente 0,12 m3/mes) y si se aplican las
medidas, existiría un mejoramiento de hasta un 25% (aproximadamente 0,6 m3/mes). Este
último dato considera la generación de lixiviados si se implementan las mejoras de
cobertura final y drenaje de aguas pluviales. Con los datos de la cantidad de llenado de los
tanques de lixiviados se pueden planificar las labores de limpieza de los tanques por parte
de los operarios del vertedero de residuos. En la tabla 6 se identifica el área y el volumen de
cada tanque de sedimentación. Como se indicó anteriormente estos tanques ya se
encuentran en operación, pero se pretende optimizar su funcionamiento.
Tabla 6. Área y volúmenes de los tanques de sedimentación para lixiviados.
Tanque Área(m2) Volumen (m
3)
A 3,5 3,85
B 3,5 3,85
C 3,5 3,85
D 7,5 8,25
E 7,5 8,25
Total 25,5 28,05
Fuente: Propia, 2012.
66
Las variables de evapotranspiración potencial en el área del tanque de almacenamiento y la
evaporación en la superficie libre, son las utilizadas para determinar la cantidad de veces
que se llenan los tanques en cada mes. En las tablas 7 y 8 se pueden identificar el cambio en
el flujo de lixiviados cada mes y el acumulado anual en los tanques de sedimentación. En la
tabla 8 también se puede apreciar el periodo estimado de limpieza de los tanques de
acuerdo al volumen de lixiviados recolectados.
Tabla 7.Volumen de los lixiviados depositados en los tanques de sedimentación, para una
eficiencia de recolección del 5%.
Fuente: Propia, 2012.
Mes
Cantidad de veces de
llenado de los tanques
(unidad)
Cantidad de veces de
llenado de los tanques
acumulado (unidad)
Volumen total de
lixiviados acumulados
(m3)
Enero 0,2 0,2 5,6
Febrero 0,1 0,3 8,4
Marzo 0,0 0,3 8,4
Abril 0,0 0,3 8,4
Mayo 0,3 0,6 16,8
Junio 0,4 0,9 25,2
Julio 0,4 1,3 36,5
Agosto 0,3 1,7 47,7
Septiembre 0,3 2,0 56,1
Octubre 0,3 2,3 64,5
Noviembre 0,4 2,7 75,7
Diciembre 0,5 3,2 89,75
67
Tabla 8. Volumen de los lixiviados depositados en los tanques de sedimentación y su
periodo recomendado de limpieza, para una eficiencia de recolección del 25%.
Mes
Cantidad de
veces de
llenado de los
tanques
(unidad)
Cantidad de
llenado veces de
los tanques
acumulado
(unidad)
Volumen total de
lixiviados
acumulados (m3)
Periodo de
limpieza de
tanques
Enero 0,7 0,7 19,6 Mensual
Febrero 0,3 1,0 28,05 Ninguno
Marzo 0,0 1,0 28,05 Ninguno
Abril 0,0 1,0 28,05 Ninguno
Mayo 0,8 1,8 50,5 Mensual
Junio 1,3 3,0 84,2 Mensual
Julio 1,4 4,4 123,4 Mensual
Agosto 1,1 5,5 154,3 Mensual
Septiembre 1,0 6,5 182,3 Mensual
Octubre 1,0 7,5 210,4 Mensual
Noviembre 1,4 9,0 252,5 Mensual
Diciembre 1,7 10,7 300,1 Quincenal
Fuente: Propia, 2012.
Se estimó que la eficiencia de recolección asciende a un 25% si se aplican las medidas
propuestas. Por tal motivo, se sugiere ejecutar cuanto antes las recomendaciones para
aumentar la recolección de los lixiviados y sobre todo, para disminuir la peligrosidad por la
exposición directa de estos contaminantes. El método sugerido para optimizar el sistema y
controlar los lixiviados es un sistema combinado de evaporación, recirculación y
sedimentación. Para sedimentar se recomienda sílice como floculante y como coagulante el
cloruro férrico a razón de 5 a 160 g/ m3 de FeCl3 6H2O con cal. Se debe efectuar el
mantenimiento de los tanques de acuerdo a la planificación de llenado de tanques.
68
El mantenimiento abarca fundamentalmente la limpieza periódica y la verificación de la
operación efectiva de los tanques, los cuales se deben planificar de acuerdo al tiempo de
retención de los lixiviados en los tanques (Tabla 8). También es importante aumentar la
cantidad y mejorar las conexiones de las tuberías para transportar los lixiviados. Las otras
labores de operación y mantenimiento se pueden identificar en el apartado 9.2.7.6. Control
de lixiviados. En la siguiente figura se aprecian las dimensiones y la distribución de los
tanques de lixiviados cubiertos por una capa negra de plástico, así como el techo de
aluminio propuesto.
AutoCAD 2012
Figura 211.Tanque para almacenar lixiviados y la techumbre.
Elaborado por: Héctor Granados Álvarez, 2012.
69
9.2.5. Diseño de la celda hospitalaria:
La municipalidad de Turrialba es la encargada de trasladar los residuos hospitalarios al
vertedero no controlado. Estos residuos provienen de los hospitales, clínicas y Ebais de la
zona. Este tipo de residuos se consideran de manejo especial, ya que representan un peligro
potencial para la salud humana en caso de estar en contacto con el ambiente y con las
personas, aún si se autoclavan para disminuir su peligrosidad, pero no se garantiza la total
eliminación de los patógenos en este proceso.
Es importante indicar que la mezcla de los residuos peligrosos como los hospitalarios con
residuos ordinarios, hace que todos los residuos se consideren peligrosos debido a la
exposición y contaminación de los considerados ordinarios. La presencia de recolectores o
“buzos” hace aún más urgente disponer este tipo de residuos de la manera más adecuada.
Estas personas (buzos) están propensos al deterioro de su salud tanto por las condiciones
insalubres de las labores que ejecutan, como por el riesgo de estar en contacto con residuos
patógenos. Estos individuos (buzos) pueden comportarse como vectores para la transmisión
de enfermedades al resto de la población. Es por ello que la municipalidad, como medida
de emergencia, debe construir una celda especial para este tipo de residuos y empezar a
realizar acciones en con el fin de evitar el ingreso de personas ajenas a la operación y
mantenimiento del sitio de disposición final de los residuos sólidos municipales. También
es importante destacar la carencia de mínimas medidas de seguridad e higiene para los
trabajadores de la municipalidad que realizan las operaciones del sitio.
Dada las condiciones anteriores, se toma la decisión de diseñar una celda especial para
disponer estos residuos de manera correcta. Para la estimación de la cantidad de residuos
de tipo hospitalario que ingresan al sitio de disposición final de residuos de la
municipalidad, se contactó con las autoridades hospitalarias, principalmente a miembros de
la Comisión Ambiental de la Caja Costarricense del Seguro Social (CCSS) para el Cantón
de Turrialba.
70
De acuerdo a estimaciones realizadas por la CCSS, la cantidad de residuos
infectocontagiosos es de aproximadamente 0,16 toneladas diarias. Este dato proviene de los
residuos aportados por los hospitales, clínicas y Ebais en el Cantón de Turrialba.
Según lo indicado, los centros hospitalarios autoclavan los residuos infectocontagiosos
generados. Aunque son claros al considerar que por medio del autoclavado se reduce la
peligrosidad de los residuos infectocontagiosos, pero no se elimina del todo, por lo tanto es
importante disponerlos en una celda hospitalaria especial, ya que la técnica no garantiza la
esterilización completa de este tipo de residuos.
Se considera que esta forma de tratar los residuos es apropiada para disponer los residuos
infectocontagiosos, objetos punzocortantes y cantidades pequeñas de residuos químicos y
farmacéuticos. Tiene la ventaja de ser una opción de bajo costo. Sin embargo, se debe tener
especial cuidado ya que el transporte de estos residuos al sitio aumenta el riesgo de
exposición. El mal manejo de lixiviados puede contaminar el agua subterránea con alto
contenido de patógenos y químicos peligrosos. Se requiere la correcta separación de los
desechos en la fuente. Este tipo de celda se considera de seguridad, ya que esta estructura
debe garantizar ser lo suficientemente hermética como para impedir el contacto de los
lixiviados con el suelo o con las aguas subterráneas.
71
La clasificación de los residuos hospitalarios es la siguiente:
Figura 22.Clasificación de los residuos hospitalarios.
Fuente: PROSALUD 2006
La conformación de la celda es parecida a una celda para disponer residuos comunes, es
decir, deben construirse drenajes para transportar los lixiviados, chimeneas para evacuar el
biogás, drenajes para aguas pluviales y la aplicación de suficiente material de cobertura
sobre la masa de residuos. Sin embargo, presenta varias particularidades que diferencian
esta celda de seguridad con la ordinara. Entre estas diferentes características destacan:
a) El volumen del material de cobertura es mayor.
b) Las chimeneas para biogás no necesariamente requieren que se queme el gas
producido por los residuos en descomposición, ya que la cantidad de residuos
orgánicos es mínima, por lo que la generación de este gas es escasa como para
poder mantener la flama.
72
c) Es fundamental la conformación de la capa doble de drenaje para lixiviados, ya que
es sumamente importante garantizar la impermeabilidad de la base de la celda, para
evitar el contacto con el suelo.
d) También es importante la conformación de canales perimetrales para transportar las
aguas pluviales y que estas no entren en contacto con los residuos.
e) La celda debe estar impermeabilizada en la base y en los taludes. Esto con el fin de
evitar la infiltración de lixiviados altamente peligrosos que puedan contaminar el
suelo y las aguas subterráneas.
f) La profundidad de esta celda debe ser de por lo menos 2m.
g) Se debe contar con un sistema de drenaje que no permita el ingreso de aguas
pluviales a la celda para evitar la percolación de los residuos. También es muy
importante utilizar geomembranas de polietileno de alta densidad.
h) Con respecto al manejo de estos residuos en el vertedero se debe considerar que la
descarga de los residuos debe ser mecanizada. Al finalizar la jornada se debe aplicar
una cobertura de 30 cm de espesor de arcilla. Además se debe llevar registro de los
tipos de residuos que se depositan y la procedencia de los mismos.
Los centro de salud deben tratar previamente los residuos generados, o por lo menos el
Ministerio de Salud debería dar solución para este tipo de residuos antes de llegar al sitio de
disposición final. Los desechos infecciosos deberán ser tratados por métodos físicos o
químicos (la incineración es el método de elección para este tipo de desecho, pueden
utilizarse la esterilización y la desinfección química) que garanticen la eliminación de
microorganismos patógenos. Dependiendo de las características de cada desecho
infectocontagioso, deben ser sometidos a tratamientos específicos o acondicionados para
ser dispuestos en celdas de seguridad o confinamientos. Los residuos comunes generados
en los recintos hospitalarios no requieren un tratamiento especial y pueden ser dispuestos
junto con los residuos municipales.
Es de destacar la importancia del correcto transporte y manejo de estos residuos, debido
principalmente a la peligrosidad y toxicidad que los caracteriza. Por tal motivo se debe
tener un camión especial para transportar únicamente a este tipo de residuos, el cual debe
73
tener una cubierta que proteja los residuos de las inclemencias del tiempo, el personal debe
contar con equipo de seguridad, principalmente botas, guantes y mascarillas.
En cuanto al diseño de la celda para los residuos hospitalarios se proyectó el aumento en la
generación de residuos hospitalarios bioinfecciosos de acuerdo a los registros históricos de
generación y a la tasa de crecimiento poblacional establecido por el INEC en su censo del
2011, el cual ronda el 1,2% para el cantón de Turrialba. Con dichas proyecciones se
determinó el volumen y las dimensiones necesarias para almacenar este tipo de residuos en
la celda de seguridad (Tabla 9).
La figura geométrica de la celda será de forma de prisma trapezoidal con taludes 4:3 (H:
V). Estos taludes se mantendrán para toda la estructura en su tiempo de vida útil. La celda
se construirá a medida que se requiera más espacio, estimándose en 10 fases para un
periodo de 10 años, tiempo en que se completaría las dimensiones de celda propuesta. De
igual manera se construirán los drenajes de lixiviados conforme crezca el tamaño de la
celda. Estos lixiviados se transportarán a un tanque de almacenamiento completamente
hermético. Al igual que en el caso del biogás, la cantidad de lixiviados será poca en
comparación con los generados por los residuos ordinarios, ya que el contenido de
humedad es menor. Sin embargo, estos lixiviados son muy peligrosos debido a las
propiedades toxicológicas de los residuos hospitalarios, de ahí su manejo especial.
La celda se diseñó para un total de 10 años, sin embargo, también se determinaron las
dimensiones por año de vida útil de la celda, ya que para construir la celda lo recomendable
es construirla por partes, esto para facilitar la operación y el mantenimiento de la celda.
También se diseñó la celda de conformación diaria. Esta celda es necesaria para facilitar la
operación y la conformación estructural de la obra. Se recomiendo conformar la celda de
acuerdo a las dimensiones de altura y avance diario calculados en el diseño, cada celda
tendrá un avance diario, una altura y un ancho de 1 metro. La celda diaria será cubierta por
una capa de cobertura intermedia de 0,3 metros y cobertura final de 0,6 metros.
74
La memoria del cálculo de la celda hospitalaria y la proyección del volumen necesario en el
tiempo de vida previsto para la celda se ubica en el anexo 3. A continuación se muestran las
tablas con los resultados de valores requeridos de área, volumen y las dimensiones de la
celda para cada año y la figura de la celda conformada a los 10 años (proyectada a 2022):
75
Tabla 9. Dimensiones de la celda de residuos hospitalaria.
Zanja o Trinchera
Año Volumen
diario de
residuos
(m3)
Cantidad
media residuos
(ton)
Cantidad
media
residuos
anual (ton)
Cantidad media
residuos
Acumulado (ton)
Volumen de
zanja(m3)
Área
(m2)
"d" (m) Largo(m)"a"
2013 0,5 0,16 58 58 185 34,5 4 13
2014 0,5 0,16 59 118 372 34,5 8 17
2015 0,5 0,16 60 177 561 34,5 12 21
2016 0,5 0,17 61 238 753 34,5 16 25
2017 0,5 0,17 61 299 947 34,5 20 29
2018 0,5 0,17 62 361 1143 34,5 24 33
2019 0,5 0,17 63 424 1342 34,5 28 37
2020 0,6 0,17 63 487 1543 34,5 32 41
2021 0,6 0,18 64 552 1747 34,5 37 46
2022 0,6 0,18 65 617 1952 34,5 41 50
Fuente: Propia, 2012.
76
AutoCAD 2012
Figura 23. Diseño de celda hospitalaria.
Elaborado por: Héctor Granados Álvarez, 2012.
77
9.2.5.1. Capas de celda:
La estructuración de la celda comprende varias capas de material con el fin de evitar o
disminuir la permeabilidad de los contaminantes que pudiesen ocasionar contaminación de
los mantos acuíferos.
La primera capa vista desde el subsuelo hasta la superficie es la base mineral o capa base.
El tipo de suelo preponderante es de tipo arcilloso, por lo que se considera el terreno como
barrera geológica.
Una barrera geológica garantiza:
a. Minimizar la cantidad de lixiviados que se infiltran al suelo, al fin de proteger las capas
freáticas.
b. Ralentizar la difusión de contaminantes en el suelo
c. Que la mayoría de los contaminantes se queden en la proximidad del vertedero, incluso si
se daña la capa mineral y la capa plástica.
Luego de construida la capa mineral, se coloca una segunda capa denominada capa de
drenaje, y para protegerla se intala una geomembrana. El material que se sugiere y el más
ampliamente utilizado es HPED (Polietileno de Alta Densidad). También es importante
contratar a un especialista en geomembranas que sea el que las coloque, ya que es de sumo
cuidado su transporte e instalación.
La tubería principal o colector transporta los lixiviados provenientes también de las
tuberías unidas a esta. La inclinación debe ser de 1%-1,5% con el fin de que por medio de
gravedad los líquidos se transporten a la unidad de tratamiento.
78
El material de cobertura se conformará en capas intermedias de 15 cm con el material
arcilloso presente en el terreno del vertedero. Se colocará al finalizar cada jornada diaria y
la cobertura final de 60 cm del mismo material junto con la cobertura vegetal. El volumen
total del material de cobertura se estimó en un 40% del volumen de residuos compactados.
En la siguiente figura se aprecia la distribución de las capas de impermeabilización de la
celda propuesta para los residuos hospitalarios.
AutoCAD 2012
Figura 24. Capas de impermeabilización de la base para la celda hospitalaria.
Elaborado por: Héctor Granados Álvarez
79
9.2.6. Canal pluvial perimetral.
Para captar las aguas de escorrentía ocasionados por las lluvias se deben construir drenajes
que trasporten estas hacia los sitios fuera del lote. Se pretende diseñar un sistema
superficial de canaletas perimetrales forjadas en tierra, para evacuarlas estas aguas hacia la
quebrada “Grande”.
Esta obra de infraestructura es fundamental, ya que una correcta evacuación de las aguas de
lluvia reduce de manera significativa la cantidad de humedad del subsuelo y con ello se
reduce la generación de lixiviados, por lo que se aumenta la estabilidad del suelo del
terreno.
Es importante indicar que antes de construir los drenajes pluviales se debe cubrir con
cobertura final la superficie de sitio de disposición final de residuos de la municipalidad,
esto con el fin de impermeabilizar y que con ello, el flujo de agua caiga hacia los canales y
se transporten fuera del área de disposición final. También se deben diseñar tanto los
drenajes perimetrales (externos) como los internos, ya que el control sobre las aguas
pluviales se lleva a cabo sobre los escurrimientos de la periferia del sitio de disposición, por
lo que entre mejor es el sistema de canales, mayores van a ser las aguas que se evitan
caigan en las zonas donde se depositan los residuos.
Los canales de aguas pluviales propuestos son de forma trapezoidal, tanto para los canales
perimetrales, como los canales provisionales. Ambos tendrán un talud 1:1. Se escogió esta
forma de canales, ya que la forma trapezoidal proporciona un área de flujo grande, en
relación al perímetro mojado. Los lados con pendiente son adecuados para canales
fabricados en la tierra debido a que las pendientes pueden fijarse a un ángulo al cual los
materiales de construcción son estables.
Los cálculos del diseño se basaron en el área de tributación tanto para los canales externos
87681 m2, como internos 18693 m
2. Se identificó la altura media, mediante la imagen
satelital de planimetría del terreno (Figura 25).
80
Figura 25. Altimetría del vertedero de residuos de Turrialba en la hoja cartográfica.
Fuente: Cooperación Técnica Alemana CIM (Thomas, 2008).
Por lo tanto, de acuerdo a la ubicación del área a clausurar se identifica como la altura
máxima 780m y la mínima 720m
De acuerdo a los cálculos de diseño (Anexo 3), el nivel de precipitación máxima en 24
horas que ocurre en el sitio de estudio es de 314 mm, el cual se determinó por medio del
análisis de registros meteorológicos proporcionados por la estación ubicada en Turrialba,
del Centro Agronómico Tropical (CATIE). Con estas estimaciones se calculó la intensidad
de lluvia, dando como resultado 13,08 mm/h. También es importante considerar el tiempo
que tarda el agua llovida en pasar del punto más alejado de la cuenca hasta su salida, el cual
se estimó en 2 minutos de acuerdo a los datos del área de la cuenca (zona de cierre) y la
longitud del cauce más largo.
81
Para obtener el caudal que influirá en el vertedero de residuos, se utilizó la fórmula
racional, la cual considera un coeficiente de escurrimiento, la intensidad de la lluvia y el
área de influencia de las canaletas:
El caudal en la periferia se determinó en 0,14 m3/s y el caudal interno en 0,03 m
3/s.
Por último se realizó un análisis de las variables hidráulicas de las canaletas, tomando en
cuenta las relaciones hidráulicas para una forma trapezoidal y la fórmula de Manning:
Esta fórmula considera el caudal de desagüe, el área hidráulica del canal (A), el coeficiente
de 0,015 (n) que es el valor universalmente aceptado para revestimientos de acabado medio
de hormigón (Woodward, y Posey,1949) y el radio hidráulico (Rh).
En el anexo 3 se detalla la metodología para efectuar los cálculos. Los resultados del
análisis y de los cálculos finales se aprecian en la tabla 10 y la figura 27:
Tabla 10. Análisis del canal externo y del interno.
Análisis hidráulico Canal externo Canal interno
Caudal máximo 0,14m3/s 0,03m
3/s
Base 0,2m 0,1m
Tirante hidráulico 0,2m 0,12m
Área hidráulica 0,08m2 0,03m
2
Perímetro mojado 0,77m 0,44m
Radio hidráulico 0,10 0,07
Fuente: Propia, 2012.
82
AutoCAD 2012
Figura 26.Detalles de las canaletas para aguas pluviales.
Elaborado por: Héctor Granados Álvarez, 2012.
83
9.2.7. Recomendaciones para la operación y de mantenimiento de las obras
propuestas en el plan de saneamientos.
Como parte de las medidas de saneamiento se deben considerar las acciones que los obreros
deben tomar en cuenta para lograr mantener y operar de la manera más adecuada el
vertedero no controlado para transformarlo en uno controlado.
A continuación se describen las medidas necesarias, las cuales deben repetirse de manera
constante y planificada, con el fin de mejorar las condiciones ambientales en las zonas a
clausurar:
9.2.7.1. Conformación de la cobertura final.
Se debe asegurar una pendiente para el material de cobertura final del 2%, los cuales se
inclinarán hacia los drenajes de aguas pluviales perimetrales e internos. Esto con el fin de
permitir el escurrimiento de las aguas de escorrentía e impedir que las aguas se empocen y
se infiltren en el suelo. La cobertura se podría tomar de la zona boscosa de donde se están
conformando las vías de transporte y las celdas para la nueva etapa del sitio de disposición
final.
La capa para cubrir los residuos tendrá un espesor de 0,6 metros y estará conformada por el
material arcilloso presente en el lugar y por la cobertura vegetal, tal como se aprecia en la
siguiente figura:
84
AutoCAD 2012
Figura 27.Conformación de la cobertura final (m).
Elaborado por: Héctor Granados Álvarez, 2012.
También es recomendable llevar un registro de las condiciones de revegetación y
reforestación en el área a clausurar. La revegetación es fundamental para mitigar los
procesos de sedimentación y los impactos paisajísticos que se podrían generar.
85
9.2.7.2. Drenaje perimetral.
Como se indicó anteriormente, las aguas de lluvia se controlarán mediante la construcción
de canales. Estos canales deben tener pendientes aproximadas de en 0,5 a 1%. Los canales
internos se construirán sobre la base del vertedero, los cuales dirigirán las aguas hacia los
canales perimetrales. Los obreros junto con el profesional encargado del relleno
determinarán “in situ” (en el sitio) la posición más adecuada para construir los canales
internos de acuerdo a las condiciones propias del vertedero y a las posibilidades técnicas y
económicas. Los canales perimetrales evacuarán las aguas hacia la quebrada más cercana,
en este caso la Quebrada Grande.
9.2.7.3. Registro y control de acceso.
Un operario del vertedero anotará los datos de cada camión que ingresa al sitio, así como el
peso que determine la balanza. Este instrumento actualmente no está presente en el
vertedero no controlado, pero ya se realizan los trámites correspondientes para instalarlo
según la información suministrado por el encargado municipal de la oficina de
Ordenamiento Territorial.
9.2.7.4. Control de vectores.
Una manera de disminuir la presencia de vectores como ratas o zopilotes, es conformando
continuamente las celdas y cubrirlas con material de cobertura de manera constante y
suficiente. Sin embargo muchas veces esta medida se debe complementar con un programa
planificado de fumigación para disminuir la presencia de estos animales propagadores de
enfermedades y mejorando las condiciones estéticas del lugar. Se verificará de calidad de la
cobertura por medio de inspecciones semanales, limpieza diaria del frente de trabajo y de
las zonas adyacentes. Se retirará cualquier desecho que pueda quedar descubierto y se
implementará un proceso de fumigación calendarizado, con el fin de lograr la limpieza
adecuada.
86
9.2.7.5. Control de material volante.
Se aconseja que un obrero recoja todo el material volante que se encuentre disperso, con el
fin de mejorar la estética del lugar y evitar que los residuos no se depositen adecuadamente
en alguna celda.
9.2.7.6. Control de lixiviados.
Los lixiviados en exceso que se derraman de los tanques de almacenamiento, se vierten
sobre la masa de residuos en alguna celda de trabajo. Se debe tener cuidado de no producir
saturación de las zonas, ya que se pone en peligro la estabilidad del relleno.
La acumulación de lodos en los tanques de lixiviados afectan la operación de estos. Un
trabajador debe manualmente, retirar los lodos y disponerlos en una cubierta plástica para
secarlos. Finalmente se enterrarán en un lugar cubierto por material arcilloso para disminuir
la lixiviación. Esta actividad se planificará de acuerdo al llenado total de los tanques (tablas
7 y 8), lo cual dependería de la aplicación de las medidas propuestas en el plan.
Es importante indicar que para cualquier manipulación de líquidos contaminados es
necesario el uso de equipo de seguridad por parte de los obreros. Principalmente se sugiere
el uso de cascos, guantes, botas y anteojos de seguridad, así como evitar la exposición de
partes del cuerpo cuando se está en contacto con lixiviados o lodos. También se recomienda
realizar monitoreo de la calidad de lixiviados mínimo una vez al año e inspección visual
constante de las condiciones de funcionamiento de los tanques y el sistema general de
drenaje de lixiviados.
87
Por otro lado, como se indicó anteriormente, el vertedero de residuos no cuenta con
impermeabilización del terreno y no cuenta con drenajes para recolectar los lixiviados
(zonas perfiladas para el cierre técnico). La captación de líquidos percolados en estas zonas
es realmente difícil y costosa. Por lo tanto lo recomendable es identificar zonas de
empozamiento de lixiviados y realizar pequeñas zanjas para su evacuación, como una
medida paliativa. En dichas zanjas se podrían introducir esponjas que capten contaminantes
para retirarlos de la zona.
9.2.7.7. Cierre perimetral.
Actualmente la municipalidad de Turrialba se encuentra planificando labores de cierre para
el área a clausurar. Entre las medidas a adoptar se propone generar cierres perimetrales con
alambre de púas de cuatro a cinco hiladas, con un portón de entrada para darle seguridad a
la obra, a fin de impedir el libre acceso de animales y personas no autorizadas al interior del
relleno.
También se realiza y se pretende fortalecer un programa de siembra de árboles y arbustos
como aislamiento visual de los residuos sólidos; lo que permitirá generar una buena
apariencia estética al contorno del terreno y servirá para retener papeles y plásticos
transportados por el viento. Para esto se realizarán dichas acciones en los sectores en donde
se estén desarrollando actividades y en los lugares que se clausuran con vegetación y
reforestación. Se plantarán inicialmente esquejes y plantas en el perímetro de una de las
áreas a clausurar como primera etapa, para su cierre perimetral y el inicio de la generación
de la cobertura vegetal. Estos cercos serán de dos metros de altura formado por postes de
metal o concreto cada tres metros y malla ciclón de seis pulgadas. Dichas medidas se
tomarán en orden según las áreas a clausurar (ver figura 14). También se colocarán rótulos
para alertar a la población visitante sobre las áreas clausuradas y sobre la prohibición para
depositar residuos en el sitio (Figura 29).
88
AutoCAD 2012
Figura 28. Rótulo para las zonas de clausura.
Elaborado por: Héctor Granados Álvarez, 2012.
89
9.2.7.8. Conformación de la celda hospitalaria.
A continuación se describe un procedimiento para conformar una celda, la cual se pretende
aplicar a la construcción de la celda para residuos hospitalarios.
Se anotarán los datos del vehículo y la procedencia del mismo, en un formulario, además se
indicará el lugar exacto donde descargar. Luego de la descarga de los residuos se esparcirán
en capas de alrededor de 1 metro de altura por 1 metro de ancho y 1 metro de avance (ver
Anexo 2). Posteriormente se compactará la primera capa de residuos y se conformarán los
bordes de la celda de acuerdo al diseño de los taludes de estabilización, los cuales según la
memoria de cálculo, serán de 1H: 1,5V. También se compactarán los residuos con al menos
4 pasadas hasta alcanzar un metro de altura. Luego de excavará y se depositará el material
de cobertura y se descargará en los bordes de la celda y en la parte superior de la celda. Se
compactarán los bordes con 4 pasadas. Dicho procedimiento se realizará para todas las
celdas diarias hasta conformar la celda total al término de dos años de diseño (Anexo 2).
Es importante indicar que el hueco de la celda se hará por periodos anuales como se
establece en la memoria de cálculo (ver anexo 3) y cada día se conformará la celda diaria
sobre la base expuesta de la celda. La celda se construirá a una pendiente del 2%, con el fin
de desviar los lixiviados por gravedad hasta los tanques dispuestos para almacenarlos.
90
9.2.7.9. Construcción de las chimeneas para biogás.
Para efectuar las perforaciones (chimeneas), se deben utilizar equipos convencionales, tales
como los empleados en las perforaciones de pozos de agua. Para este caso, se recomienda
el uso de los equipos de percusión. De ser posible, la profundidad de la chimenea será la
misma del vertedero no controlado, sino, como mínimo debe comprender el 75% de la
profundidad a la que se depositaron los residuos. Esta es una limitante por que la
profundidad es desconocida, pero se sugiere una profundidad de 4 m de altura de chimenea.
Se debe dejar una distancia de altura libre sobre la capa final de cobertura, de 1,5m la cual
representa la altura del ducto de 2” de diámetro que transporta el biogás hacia el mechero.
Concluida la construcción, se procederá a quemar el gas evacuado por las chimeneas.
Materiales para la construcción de la chimenea:
a. Reglas de 4m de altura y de un grosor variable (pero se recomienda 2”x3”)
b. Soportes de madera de grosor recomendado 2”x2”
c. Caja de clavos 2 y ½
d. Rollos de cedazo tipo gallinero
e. Martillo
f. Serrucho
g. Tijera para cortar cedazo
h. Un cilindro de hierro galvanizado de diámetro 7” y un tubo de hierro galvanizado de
diámetro 2”
i. Patín para cortar reglas
j. Mechero de 0,3 m de altura
91
9.2.7.10. Monitoreo ambiental.
Para evaluar la eficacia del proyecto de saneamiento es recomendable realizar monitoreos
semestrales de los contaminantes durante un periodo de 5 años. Es importante para verificar
el decaimiento en la tasa de emisiones de gases y lixiviados hacia niveles aceptables,
además de determinar el menor impacto ambiental en las fuentes receptoras como los
cuerpos de agua (Quebrada Grande y Molina) o el aire circundante.
A las aguas superficiales y al efluente de los tanques para los lixiviados se les deben
realizar análisis de pH, temperatura, concentraciones de oxígeno disuelto (OD), Demanda
Bioquímica de Oxígeno (DBO), Sólidos Sedimentables (SST) y otros análisis
complementarios obligatorios que exige la legislación nacional. Estos parámetros
usualmente son suficientes para dar una indicación de cualquier cambio en la calidad
inorgánica del agua. Las muestras siempre deben ser tomadas el mismo día que las
medidas de campo y durante condiciones de flujo constante (Environment Canadá, 1993).
En el caso de la calidad de aire se deberían monitorear partículas PM 10, ruido, Monóxido
de Carbono (CO), Ácido Sulfúrico, Sulfato, y nitratos.
92
9.3. Costos para implementar el proyecto:
Se cotizaron los distintos materiales necesarios para implementar el proyecto de
saneamiento ambiental para el vertedero de residuos de Turrialba. El costo global de la obra
ronda aproximadamente los 39818787. (Tabla 16).
A continuación se aprecia la distribución del costo en cada parte del proyecto:
Tabla 11. Costos para la celda hospitalaria (proyectada a 10 años).
Descripción del
material
Proveedor Unidad Cantidad Precio
unitario(₡)
Precio
total(₡)
Geomembrana 1.5
mm
Mexichem S.A m2 574 3400 1951600
Tubería perforada
PVC 6 cm x 6 m
Colono S.A sede
Turrialba
m 10 38158 381580
Excavación Inversiones San
River S.A
m3 1952 2000 3904000
Piedra cuarta Tracmory S.A m3 34 11000 374000
Total 6611180
Fuente: Propia, 2012.
Tabla 12.Costo de cubrir con una capa final de aproximadamente 0,6m de espesor el área a
clausurar.
Descripción del
material
Proveedor Unidad Cantidad Precio
unitario(₡)
Precio
total(₡)
Excavación Inversiones San
River S.A
m3 11975 2000 23949600
Fuente: Propia, 2012.
93
Tabla 13. Costos para construir las chimeneas para biogás.
Descripción del
material
Proveedor Unidad Cantidad Precio
unitario(₡)
Precio
total(₡)
Reglas de grosor 1x3 Colono S.A
sede Turrialba
vara 208 418 86944
Soportes de madera de
grosor recomendado
2”x2”
Colono S.A
sede Turrialba
vara 20 2000 40000
Caja de clavos 2 y ½ Colono S.A
sede Turrialba
--- 1 9124 9124
Rollos de cedazo tipo
gallinero
Colono S.A
sede Turrialba
30m largo
* 1,20m
alto
4 11911 47644
Martillo Colono S.A
sede Turrialba
--- 1 6745 6745
Serrucho Colono S.A
sede Turrialba
--- 1 6417 6417
Tijera para cortar
cedazo
Colono S.A
sede Turrialba
--- 1 7407 7407
Un cilindro de hierro
galvanizado de
diámetro 7”
Hojaletería
Roses
4500 13 4500 58500
Tubo de hierro
galvanizado de
diámetro 2”
Hojaletería
Roses
1000 13 1000 13000
Patín para cortar
reglas
Colono S.A
sede Turrialba
--- 1 89851 89851
Mechero de 0,3 m de
altura
Salvador
Escoda S.A
--- 13 47,48 308628
Piedra cuarta Tracmory S.A 19 m3 11000 209000
Total 883260
Fuente: Propia, 2012.
94
Tabla 14. Costos de los canales de agua de escorrentía por metro lineal.
Descripción del
material
Proveedor Unidad Cantidad Precio
unitario(₡)
Precio
total(₡)
Saco de
Cemento
Colono S.A sede
Turrialba
1 (50 kg
por saco)
211 5225 1102475
Arena Colono S.A sede
Turrialba
1 balde 211 4632 977352
Excavación Inversiones San
River S.A
m3 47 2000 94000
Total 2173827
Fuente: Propia, 2012.
Tabla 15. Costo de la optimización de los tanques para lixiviados.
Descripción del material Proveedor Unidad Cantidad Precio
unitario(₡)
Precio
total(₡)
Lámina de aluminio
(0,92*1,83m)
Colono S.A
sede Turrialba
m 6 4464 26784
Tubería perforada PVC
10 cm x 6 m
Colono S.A
sede Turrialba
m 681 12500 8512500
Plástico negro de
construcción (4m ancho *
2,5 de largo)
Colono S.A
sede Turrialba
m 1 1063 1063
Total 8540347
Fuente: Propia, 2012.
Tabla 16. Resumen del costo económico global de implementar el plan de saneamiento.
Descripción de la medida de saneamiento Costo(₡)
Chimeneas para biogás 883260
Celda hospitalaria 6611180
Canales de agua de escorrentía 2173827
Cobertura final 23949600
Optimización de los tanques para lixiviados 8540347
*Encargado de la obra (Ingeniero
Ambiental)
6173073
Total 48331287
Fuente: Propia, 2012.
*Se consideró un contrato anual por servicios profesionales para un profesional en
Ingeniería Ambiental encargado de las labores de las medidas de saneamiento propuestas.
Se determinó este monto de acuerdo al salario mínimo de un Licenciado establecido por el
Ministerio de Trabajo y Seguridad Social vigente para el segundo semestre del año 2012.
95
10. Conclusiones y recomendaciones
10.1. Conclusiones
El aporte fundamental de este trabajo fue la evaluación de las condiciones técnicas y
operativas del vertedero no controlado municipal de Turrialba. Además de la planificación
de las medidas de control sanitario para ser efectuadas en un tiempo razonable por parte de
la municipalidad, en vista a la urgencia de mejorar las condiciones sanitarias de dicho sitio
de disposición final y las zonas aledañas.
De acuerdo a los riesgos ambientales y las condiciones técnicas de operación, se establecen
los análisis de las propuestas del plan de saneamiento del vertedero municipal, los cuales se
indican a continuación:
a. La instalación de suficiente material de cobertura en el sector a clausurar (volumen
estimado de 17962 m3) con un espesor de 0,6 metros conformado por material
arcilloso presente en el lugar y por cobertura vegetal.
b. De acuerdo a los análisis efectuados para controlar y garantizar que las aguas
contaminadas no entren en contacto directo con las aguas de escorrentía, se
estableció el control, mediante la construcción de canales perimetrales e internos
con material de concreto y de forma trapezoidal,
c. En concordancia con el análisis hídrico efectuado en el vertedero no controlado de
la municipalidad de Turrialba se vislumbró la estimación en las fluctuaciones del
flujo de generación de lixiviados en diferentes épocas del año si se aplica el plan de
saneamiento, dando cuentas de que diciembre es el mes con mayor tasa de
generación (5,6 m3/h).
96
d. Se distinguió la notoria diferencia de caudales de lixiviados bajo las condiciones de
ejecución del plan de saneamiento, ya que pasaría de una generación promedio
anual de 3,6 m3/h a 1,7 m
3/h (Tales medidas comprenden únicamente la
conformación de una cobertura final de espesor de 0,6 m y la evacuación de las
aguas pluviales del vertedero).
e. Los lixiviados generados por todo el sitio de disposición final de residuos serían
216l m3 anuales y se planifica la recolección de 300m
3, de acuerdo a los análisis de
generación de lixiviados y a las recomendaciones de las técnicas establecidas,
respectivamente.
f. Se determinó la optimización de los tanques de sedimentación ya construidos en el
sitio, como la medida para controlar los lixiviados, aunque de manera parcial,
mediante la propuesta de un sistema combinado de evaporación, de sedimentación y
de total recirculación de los lixiviados hacia el frente de trabajo.
g. El sistema de optimización de tanques únicamente se debe considera como un
tratamiento primario por sedimentación, por lo que no supliría un tratamiento
secundario y terciario; pero si sería una medida temporal y económica para
controlar la situación de emergencia relacionados con la evacuación de lixiviados
sin ningún tipo tratamiento.
h. La planificación mensual es la más idónea para la limpieza de los tanques, de
acuerdo al análisis de llenado de tanques en diferentes épocas del año, (en casos
excepcionales como el mes de febrero, marzo y abril, no se vislumbró la necesidad
de limpieza por que el flujo de lixiviados en los tanques es mínimo, y en el caso de
diciembre el periodo de limpieza sería quincenal, puesto que es el mes con mayor
generación).
97
i. El método más factible para controla el biogás, hasta cerca del 40% de los 108 m3/h
de biogás estimado para el año 2013 de acuerdo al Modelo Centroamericano de
Generación de Biogás, es por medio de un sistema de control pasivo mediante la
construcción de chimeneas distribuidas en forma de triángulos equilátero con una
distancia de 50 metros entre cada una.
j. El diseño y construcción de una celda de seguridad para minimizar el contacto de
los residuos hospitalarios con el ambiente y en conformidad con el cumplimento de
la legislación nacional. El cuál consiste principalmente en un zanja de 50 metros de
largo x 16 metros de ancho y con una conformación de taludes de taludes 4:3 (H: V)
de forma trapezoidal, con una base conformada por un sistema de doble drenaje
para transportar los lixiviados, cubierta con una cubierta de plástico para
impermeabilizar el terreno (el material más adecuado es polietileno de alta densidad
con un espesor de 1,5 mm), además la instalación de una cobertura final de 0,9
metros de altura, una chimenea de transporte pasivo y la cobertura final.
El costo de la inversión total estimada para la ejecución de las obras sugeridas, fue de ₡48
331 287 (cuarenta y ocho millones trescientos treinta y un mil doscientos ochenta y siete
colones), específicamente se tomaron en cuenta los costos de conformación de la celda para
residuos hospitalarios, la optimización de los tanques para lixiviados, la construcción de
chimeneas de control pasivo y canales de para transportar las aguas pluviales, así como la
aplicación de la cobertura final en el área del terreno a clausurar y la supervisión
especializada de un profesional idóneo.
98
10.2. Recomendaciones
Los resultados y las propuestas establecidas en el presente trabajo son con el fin de iniciar
el proceso de cierre técnico del vertedero no controlado de la municipalidad de Turrialba.
La municipalidad podría presentar el plan de cierre considerando las medidas de
saneamiento aquí propuestas, las cuales buscan minimizar los graves impactos ambientales
generados en el sitio de disposición final de residuos.
Se sugiere iniciar cuanto antes con la definición exacta de la localización del sitio para la
construcción del relleno sanitario. El cual se podría delimitar dentro del terreno municipal
donde actualmente se ubica el vertedero no controlado, en cuyo caso se debe situar lo más
alejado posible de las quebradas. Luego se debe establecer todos los trámites para diseñar y
construir un relleno sanitario, entre los cuales destacan: evaluación de impacto ambiental,
estudios de caracterización de los residuos a disponer en el relleno sanitario, los estudios
topográficos necesarios y los diseños de la infraestructura sanitaria para disponer
adecuadamente los residuos sólidos (principalmente las celdas, los sistemas de conducción
y tratamiento de lixiviados y biogás).
Se debería construir una planta de tratamiento de aguas residuales para la depuración de los
lixiviados, ya que el método propuesto debería considerarse como un sistema temporal y de
tratamiento primario. El caudal de diseño, según el balance hídrico debería rondar en
promedio 1,7 m3/h.
De acuerdo al análisis de las condiciones sanitarias del vertedero y al aporte de los informes
efectuados por el Ministerio de Salud, se recomienda la construcción del relleno sanitario lo
más alejado posible de la quebrada “Grande”, específicamente se sugiere su conformación
en las zonas definidas por la municipalidad para tal efecto. Por cuanto geográficamente la
quebrada “Grande” se encuentra muy cerca del sitio de disposición final actual; situación
que hace que actualmente esté siendo muy contaminada con los lixiviados que se infiltran
en las zonas en que se depositan los desechos.
99
Se recomienda efectuar los análisis fisicoquímicos para determinar el nivel de
contaminación de las Quebradas Grande y Molina, debido a que estas fuentes hídricas se
encuentran dentro de la zona de influencia directa del vertedero no controlado administrado
por la municipalidad de Turrialba.
Se debe realizar los estudios de viabilidad ambiental tanto para la construcción del nuevo
relleno sanitario, como para el actual vertedero no controlado administrado por la
municipalidad de Turrialba, con el fin de cumplir con las exigencias de la legislación
nacional.
Por otra parte, para determinar el nivel y controlar los impactos ambientales generado por
el sitio de disposición final de residuos, se debería monitorear la zona de manera periódica
mediante análisis de laboratorio, la calidad del aire (partículas PM 10, Monóxido de
Carbono, Dióxido de Carbono, metano, Ácido Sulfúrico, Sulfato, y nitratos), calidad de las
fuentes de agua dentro de la zona de influencia (principalmente pH, temperatura,
concentraciones de oxígeno disuelto (OD), Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)) y a
los lixiviados (pH, temperatura, concentraciones de oxígeno disuelto (OD), Demanda
Bioquímica de Oxígeno (DBO), Sólidos Sedimentables (SST)).
La Municipalidad de Turrialba debe seguir implementando campañas de reciclaje y de
educación ambiental, y aplicar el Plan municipal para la Gestión Integral de los Residuos
Sólidos, con el fin de reducir los residuos en su origen y que el costo para tratarlos
disminuya.
Por último, se propone la contratación de un ingeniero ambiental, ya que su perfil
profesional se adapta a los requerimientos académicos en materia ambiental y de diseño,
necesarios para la ejecución de las obras propuestas en el plan de saneamiento para el
vertedero no controlado municipal de Turrialba.
100
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104
12. Anexos
105
12.1. Anexo 1: Plano de la finca del vertedero de residuos de la Municipalidad de
Turrialba.
Figura 29. Plano de la finca del vertedero de residuos de la municipalidad de Turrialba.
Fuente: Municipalidad de Turrialba, 2012.
106
12.2. Anexo 2: Marco Legal o normativo aplicables al plan de saneamiento
ambiental del vertedero municipal de Turrialba.
La Constitución Política de la República de Costa Rica es la norma de mayor rango
jurídico. Esta norma establece los principios mínimos de legalidad y es la base de las leyes
y reglamentos del país. Específicamente el artículo 50 se refiere al derecho de los
habitantes de Costa Rica a gozar de un ambiente saludable:
“El Estado procurará el mayor bienestar de los habitantes del país, organizando y
estimulando la producción y el adecuado reparto de la riqueza. Toda persona tiene derecho
a un ambiente sano y ecológicamente equilibrado. Por ello, está legitimado para denunciar
los actos que infrinjan ese derecho y para reclamar la reparación de lo causado. El Estado
garantizará, defenderá y preservará ese derecho. La Ley determinará las responsabilidades
y las sanciones”.
Es importante indicar que la legislación costarricense ha estado a la vanguardia en el campo
ambiental, lo cual ha diferenciado a Costa Rica por muchos años, constituyéndola en
ejemplo a seguir a nivel mundial. Sin embargo, no es hasta el año 2010 cuando
efectivamente se aprueba una ley que obliga a manejar de manera adecuada los residuos.
La cual se ajusta a las necesidades actuales de protección ambiental. La Ley N.º 8839 “Ley
para la Gestión Integral de Residuos”, fue aprobada debido a la necesidad de darle una
base jurídica al manejo de los residuos y como parte de una política gubernamental para
hacerle frente a la crisis que vive el país en materia del manejo inadecuado de sus residuos.
Viene a llenar el vacío legal que anteriormente había en esta materia.
107
Para cumplir los objetivos de manera real y efectiva la ley establece que miembros de la
sociedad pueden dedicarse a establecer planes de manejo integral de residuos y no enmarca
a una institución u organización específica como la única capaz de hacerlo. Sin embargo, si
obliga a las municipalidades a dedicarse a la resolución del problema de los residuos en su
cantón:
“Los diferentes sectores de la sociedad podrán desarrollar planes o programas para la
gestión integral de un determinado sector o residuo de su interés y de carácter voluntario.
Estos planes deberán coadyuvar al cumplimiento de la Política, el Plan Nacional y los
objetivos de esta ley”.
“Las municipalidades serán responsables de la gestión integral de los residuos sólidos
ordinarios generados en su cantón, lo cual podrá realizar por administración o mediante
contratos con empresas o particulares”.
Entre los principales aspectos que enmarca esta nueva ley se encuentran:
a. Jerarquización en la Gestión Integral de Residuos:
b. Establece el siguiente orden para manejar los residuos sólidos forma descendente:
Evitar, Reducir, Reutilizar, Valorizar, Tratar y por último Disponer.
c. Responsabilidad compartida: Tanto los productores como los consumidores son
responsables de manejar adecuadamente los residuos producidos, sean tanto
producto de actividades públicas como privadas.
d. Responsabilidad extendida del productor: los fabricantes, importadores y
distribuidores de productos tienen la responsabilidad sobre los impactos ambientales
de su producto a través de todo el ciclo de vida del mismo, incluyendo los impactos
relativos al uso y la disposición de éstos.
e. Internacionalización de costos: El generador es responsable de los costos del
tratamiento de residuos.
f. Prevención en la fuente.
108
g. Precautorio: Si hay dudas sobre posible daño ambiental por la disposición
inadecuada de algún residuo se prioriza la protección ambiental.
h. Derecho a la información: Todo ciudadano tiene derecho a información que tengan
funcionarios públicos en esta materia.
i. Deber de informar: las autoridades competentes y las municipalidades tienen la
obligación de informar a la población sobre los riesgos e impactos asociados a la
gestión integral de residuos.
j. Participación ciudadana
En lo referente al ámbito municipal, la misma Constitución estipula en su Artículo 169 que
la administración de los intereses y servicios locales en cada cantón estará a cargo del
Gobierno Municipal. Asimismo, en su artículo 170, la Constitución establece que las
instituciones municipales son autónomas. Por lo tanto, las municipalidades tienen la
obligación de fijar las políticas y las prioridades de desarrollo del municipio en forma
independiente y con exclusión de cualquier otra institución del Estado. Enmarcada en esta
línea, la Ley No 7794 denominada Código Municipal establece en varios artículos normas
que resultan pertinentes, en parte, al tema de gestión de los residuos sólidos, los cuales se
detallan a continuación:
Artículo. 6: La municipalidad y los demás órganos y entes de la Administración Pública
deberán coordinar sus acciones. Para tal efecto deberán comunicar, con la debida
anticipación, las obras que proyecten ejecutar.
Artículo 67: Se permite acudir a fuentes de financiamiento para las iniciativas
contempladas en el Plan Municipal. Autorícese al Estado, las instituciones públicas y las
empresas públicas constituidas como sociedades anónimas para donar a las municipalidades
toda clase de servicios, recursos y bienes, así como para colaborar con ellas.
Artículo 75: Sobre las obligaciones de las personas físicas y jurídicas con el Municipio, en
el cual abre la posibilidad de que éstos cuenten con sistemas de separación de residuos
sólidos. De conformidad con el Plan Regulador Municipal, las personas físicas o jurídicas
109
propietarias o poseedoras, por cualquier título, de bienes inmuebles, deberán cumplir con
las siguientes obligaciones:
a. Limpiar la vegetación de sus predios ubicados a orillas de las vías públicas y
recortar la que perjudique o dificulte el paso de las personas.
b. Cercar y limpiar tanto los lotes donde no haya construcciones y como aquellas con
viviendas deshabilitadas o en estado de demolición.
c. Separar, recolectar o acumular, para el transporte y la disposición final, los desechos
sólidos provenientes de las actividades personales, familiares, públicas o comunales,
o provenientes de operaciones agrícolas, ganaderas, industriales, comerciales y
turísticas, solo mediante los sistemas de disposición final aprobados por la
Dirección de Protección al Ambiente Humano del Ministerio de Salud.
d. Construir las aceras frente a sus propiedades y darles mantenimiento.
e. Remover objetos, materiales o similares de las aceras o los predios de su propiedad
que contaminen el ambiente u obstaculicen el paso.
f. Contar con un sistema de separación, recolección, acumulación y disposición final
de desechos sólidos, aprobado por la Dirección de Protección al Ambiente Humano
del Ministerio de Salud, en las empresas agrícolas, ganaderas, industriales,
comerciales y turísticas, cuando el servicio público de disposición de desechos
sólidos es insuficiente o inexistente, o por si por la naturaleza o el volumen de
desechos, este no es aceptable sanitariamente.
110
Otra normativa relevante en materia de gestión de residuos sólidos es la Ley General de
Salud No. 7600. En ella se establece lo siguiente:
Artículo 262: Toda persona natural o jurídica está obligada a contribuir a la promoción y
mantenimiento de las condiciones del medio ambiente, natural y de los ambientes
artificiales que permitan llenar las necesidades vitales y de salud de la población.
Artículo 278: Todos los desechos sólidos que provengan de las actividades corrientes
personales, familiares o de la comunidad y de operaciones agrícolas, ganaderas, industriales
o comerciales, deberán ser separados, recolectados, acumulados, utilizados cuando proceda
y sujetos a tratamiento o dispuestos finalmente, por las personas responsables a fin de evitar
o disminuir en lo posible la contaminación del aire, del suelo o de las aguas.
Artículo 280: El servicio de recolección, acarreo y disposición de basuras, así como la
limpieza de caños, acequias, alcantarillas, vías y parajes públicos estará a cargo de las
municipalidades las cuales podrán realizarlo por administración o mediante contratos con
empresas o particulares, que se otorgarán de acuerdo con las formalidades legales y que
requieran para su validez la aprobación del Ministerio de Salud. Toda persona queda en la
obligación de utilizar dicho servicio público y de contribuir económicamente a su
financiamiento de conformidad con las disposiciones legales y reglamentarias pertinentes.
De conformidad con lo establecido en la normativa de la Ley General de Salud, y ante la
urgente necesidad para el país de tomar medidas concretas para la solución del grave
problema que representan los residuos sólidos, fue emitido el Decreto Ejecutivo Nº 33477.
Este Decreto, publicado en La Gaceta Nº 16 del 23 de Enero de 2007, declaró de interés
público y nacional las iniciativas tendientes a brindar una solución integral al problema de
los residuos en nuestro país.
111
El Decreto Ejecutivo Nº 33477 establece:
III. —Que el manejo inadecuado de los desechos sólidos en Costa Rica ha tenido una larga
data, por lo que, pese a los esfuerzos que se han realizado en los últimos años, se ha
causado un importante daño ambiental, que podría llegar a causar daños a la salud de la
población.
IV. —Que es competencia y responsabilidad de los gobiernos locales atender en sus
respectivas comunidades todo lo relacionado con el manejo de los desechos sólidos.
Mientras que es una responsabilidad de las distintas instituciones del Gobierno colaborar y
apoyar, en el marco de sus propias competencias, a las municipalidades para dar una
solución integral al problema. V. —Que se considera oportuno y necesario declarar de
interés público y nacional las iniciativas tendientes a brindar una solución integral al
problema de los desechos en nuestro país.
Artículo 1º—Se declaran de interés público y nacional, las iniciativas tendientes a brindar
una solución integral al problema de los desechos en nuestro país.
Artículo 2º—Las dependencias del Sector Público y del Sector Privado, dentro del marco
legal respectivo, podrán contribuir con recursos económicos, en la medida de sus
posibilidades y sin perjuicio del cumplimiento de sus propios objetivos, para la exitosa
realización de las iniciativas indicadas.
Artículo 3º—Se insta a las instituciones públicas para que sus funcionarios dediquen el
tiempo necesario para tramitar a la mayor brevedad y resolver las gestiones administrativas
buscando brindar una solución integral al problema de los desechos en nuestro país.
Dentro de la temática ambiental a la que pertenece la gestión de residuos sólidos, es
fundamental considerar la Ley Orgánica del Ambiente No 7554. Esta ha sido tomada como
uno de los principales instrumentos jurídicos rectores en el campo de la gestión ambiental
general.
112
Otra normativa relevante en el ámbito ambiental es la Ley de Biodiversidad, la cual
establece los siguientes artículos:
Artículo 11: Criterios para aplicar esta Ley:
a. Criterio preventivo: Se reconoce que es de vital importancia anticipar, prevenir y
atacar las causas de la pérdida de la biodiversidad o sus amenazas.
b. Criterio precautorio: Cuando exista peligro o amenaza de daños graves o inminentes
a los elementos de la biodiversidad y al conocimiento asociado con éstas, la
ausencia de certeza científica no deberá utilizarse como razón para postergar la
adopción de medidas eficaces de protección.
c. Criterio de interés público ambiental: El uso de los elementos de la biodiversidad
deberá garantizar las opciones de desarrollo de las futuras generaciones, la
seguridad alimentaria, la conservación de los ecosistemas, la protección de la salud
humana y el mejoramiento de la calidad de vida de los ciudadanos.
d. Criterio de integración: La conservación y el uso sostenible de la biodiversidad
deberán incorporarse a los planes, los programas, las actividades y estrategias
sectoriales e intersectoriales, para los efectos de que se integren al proceso de
desarrollo.
Otra normativa fundamental para el inicio de cualquier proyecto en el país es el:
Reglamento de Permisos de Funcionamiento: Este es uno de los requisitos básicos con los
que se debe cumplir para comenzar a funcionar y el ente encargado de ese aspecto es el
Ministerio de Salud. Es ante este Ministerio o ante sus oficinas regionales que se debe
acudir, presentar solicitud formal y descriptiva del proyecto para su análisis y, de
corresponder, su posterior aprobación.
113
Los reglamentos más significativos con relación al funcionamiento de los rellenos
sanitarios son:
Reglamento sobre Rellenos Sanitarios, publicado bajo Decreto Ejecutivo No. 27378 – del
09 de octubre de 1998, publicado en La Gaceta N° 206 del 23 de octubre de 1998. En ese
documento se establecen los requisitos para abrir, construir y operar rellenos sanitarios
manuales y mecanizados. Asimismo, ese Reglamento define la terminología básica en la
materia y las disposiciones para el manejo de residuos sólidos en rellenos sanitarios.
El Reglamento de Vertido y Reuso de Aguas Residuales (Decreto Nº 33601, publicado en
La Gaceta Nº 55 del 19 de Marzo de 2007), establece los parámetros mínimos de calidad
del efluente que se vierten a un cuerpo receptor y se relaciona con los rellenos sanitarios, ya
que en estos sitios se producen líquidos contaminantes (lixiviados) los cuales deben ser
tratados en los rellenos sanitarios.
114
12.3. Anexo 3: Memoria de cálculo de los diseños de saneamiento propuestos para
el vertedero municipal de Turrialba.
12.3.1. Cálculo de la generación de biogás en el vertedero no controlado
municipal.
Para determinar la generación de biogás en el vertedero no controlado de Turrialba se
utilizó el “Modelo Centroamericano de Generación de Biogás”. Principalmente se requiere
tener la información del promedio anual de recepción de residuos, el número de años que
lleva abierto o el número de años que lleva cerrado (sin recibir residuos). Además del
potencial de generación de metano de residuos y la tasa de generación anual de metano de
los residuos.
La ecuación utilizada por el modelo para determinar la cantidad de metano es la siguiente:
∑ ∑ ( )
Donde: QCH4 = Generación máxima anticipada de biogás (m3/año);
i = Incremento de 1 año
n = (año del cálculo) – (año inicial en que se aceptó residuos)
j = Incremento de 0,1 años
k = índice de generación de metano (1/año);
Lo = Generación Potencial de metano (m3/Mg);
Mi = masa de residuos depositados en el año i (Mg);
t = Edad de la sección j de masa de residuos depositados en el año i (años decimales).
El potencial de generación de metano, L0, representa la cantidad total de metano por peso
que los residuos generarían durante su proceso de descomposición. La constante de
degradación, k, representa la tasa a la cual el metano es liberado de cada tonelada métrica
de residuos. El total de biogás que se genera en el sitio de disposición final de residuos es la
multiplicación por 2 de la generación de metano calculada por el modelo.
115
El modelo asume que la composición del biogás es aproximadamente 50% de metano
(CH4) y 50% otros gases entre ellos: dióxido de carbono (CO2) y trazos de otros
componentes. También utiliza una ecuación de degradación de primer grado y estima el
volumen de generación de biogás en metros cúbicos por hora (m3
/h).
El índice de generación de metano, k, determina el índice de generación de metano
producido por la degradación de los residuos. Describe la generación de biogás producida
por la degradación de los residuos dispuestos en el vertedero en un año. El valor de k está
en función de los siguientes factores:
a. Contenido de humedad en los residuos.
b. Disponibilidad de nutrientes para las bacterias generadoras de metano.
c. pH.
d. Temperatura.
Los residuos tienen diferentes valores de k debido a las diferencias en los índices de
decaimiento. Residuos alimenticios se descomponen más rápido que el papel y la madera,
por ejemplo. El Modelo Centroamericano de Biogás asigna dos diferentes categorías de
valores de k para materia orgánica dependiendo del decaimiento (rápido o lento). Residuos
de decaimiento rápido incluye comida y algunos desechos de jardinería (“residuos verdes).
Residuos de decaimiento lento incluye todos los demás residuos orgánicos como residuos
de jardinería, papel, textiles, caucho, cuero y huesos. La proporción de valores de k para
residuos de decaimiento rápido versus y los residuos de decaimiento lento depende de la
composición de los desechos ya que existen distintos materiales en cada categoría. También
los valores de k dependen de la precipitación promedio en el área a analizar. La generación
potencial de metano (L0) solo depende de la composición de residuos.
116
El modelo requiere una serie de valores de entrada, los cuales se indican a continuación:
a. Año de apertura del vertedero: 1994.
b. Crecimiento estimado del aumento en la disposición de residuos en el vertedero:
2,5% aproximadamente desde la apertura del vertedero.
c. Tipo de relleno: El vertedero se calificó como un relleno semi-aeróbico, ya que
presenta ciertas estructuras como sistemas de drenaje de lixiviados aunque sin la
adecuada conformación y cierta cobertura final, aunque no la suficiente. Según el
modelo no calificaría como botadero a cielo abierto, pero tampoco como relleno
sanitario por las deficiencias mencionadas anteriormente.
d. Profundidad promedio: 8 metros según lo indicado por la municipalidad.
e. Estudio de caracterización: Actualmente no se tienen datos certeros de las
características físicas de los residuos que ingresan al sitio, pero si se realizó un
análisis empírico para identificar en un día el tipo de residuos que se disponen. Es
importante mencionar que dicho estudio no cumple con las disposiciones
reglamentarias necesarias para este tipo de investigación, por lo tanto no debe
tomarse como datos fiables pero si como datos base para comparar con otros
estudios. Sin embargo, estos datos son muy semejantes a los datos de
caracterización que tiene por defecto el modelo para Costa Rica, por lo tanto se usó
dicha información. (Quirós, 2009).
Por otro lado, se considera como el método apropiado para el caso del vertedero no
controlado de Turrialba, el sistema de control pasivo, principalmente por su relativo bajo
costo en comparación con otros métodos de remoción de contaminantes, como los de
sistemas activos. Estos últimos utilizan bombas para succionar el biogás de la profundidad,
por lo que la remoción es mucho mayor. Dicho método es muy utilizado para generar
energía a partir de biomasa, sin embargo el costo inicial y el mantenimiento es muy alto.
117
Es importante indicar que el sistema de control pasivo tiene una serie de inconveniente que
es necesario considerar: El porcentaje de remoción de biogás no es muy alto (20-60%
aproximadamente). La falla de este sistema se origina principalmente a que la presión de
biogás es muy baja dentro de los residuos en los estratos más bajos, por lo que se dificulta
la difusión hacia los sistemas de conducción hacia el exterior. Otro problema es la posible
entrada de aire a la capa interna de residuos cuando la presión barométrica sube (Clavijo,
2005).
Para este sistema de tratamiento se parte de una eficiencia máxima de 85%, sin embargo se
consideró una serie de variables que disminuyen significativamente la eficiencia del
sistema, las cuales son:
No se realizó en el periodo de vida útil una adecuada compactación de materiales y
nivelación (punto 1) por lo que se resta -15, la profundidad si cumple con lo estipulado en
el apartado 2, pero no se puede garantizar en toda el área, por lo que se tomó un -5%. Se
consideró que no se aplicó cobertura diaria a los residuos en las zanjas, pero si se busca
tener una adecuada capa de cobertura final, por lo tanto el porcentaje a disminuir es -5%. El
terreno no se impermeabilizó, por lo que se considera una disminución de eficiencia de -
10%. El porcentaje de disposición sin pozo se estima en un -5% de acuerdo a la
distribución propuesta. El porcentaje de pozos con mal funcionamiento se estima en un -
5%, es decir, aproximadamente un pozo podría tener deficiencias en la remoción de
acuerdo al diseño. El total de eficiencia estimado es del 40%.
118
Tales criterios se tomaron de acuerdo a la siguiente tabla.
Tabla 17.Eficiencia de recolección en rellenos sanitarios.
No Características del Relleno Sanitario. Descuento de eficiencia de
recolección.
Relleno que
cumple con
algunas
características.
Rellenos que
no cumplen
con ninguna
característica.
1 Disposición controlada de residuos,
compactación de material y nivelación
8% 15%
2 Profundidad de al menos 8 m, preferiblemente
10m
5% 10%
3 Cubierta diaria aplicada a los residuos
dispuestos. Relleno sanitarios clausurados
deberán tener una cubierta construida en los
primeros años de cobertura
5% 10%
4 Cubierta diaria de la plantilla (base) consistiendo
de material sintético (plástico) sobre 0,6 m de
arcilla o material similar.
2% 10%
5 Sistema completo y bien diseñado de recolección
de biogás con pozos verticales o recolectores
horizontales que tengan una cobertura del 100%
e instalando después de algunos años de haberse
depositado residuos.
% de área de disposición de pozos
6 Un sistema de recolección de biogás operando
eficientemente con todos los pozos de extracción
operables y en buen funcionamiento (ejemplo:
relativamente libres de líquidos que afecten la
extracción de biogás).
% de pozos con mal funcionamiento
o con altos niveles de lixiviados
Fuente: Manual de usuario del Modelo Centroamericano de Generación de Biogás (Stege,
2007).
119
12.3.2. Radio efectivo de las chimeneas para controlar el biogás:
Cálculo del radio efectivo de las chimeneas de transporte pasivo para tratar el biogás
generado por el vertedero de Turrialba:
√
Q= Flujo de biogás a través de la superficie concéntrica cilíndrica (m3/s)Valor
recomendado 50 m3/h.
R= Radio de influencia en la chimenea (m)
H= Profundidad el relleno en ese lugar8m de profundidad
ρ= Densidad de residuos (ton/m3) Se estima 0,6ton/m
3
P=Factor de corrección por capas de celda, dimensional
H= Espesor de las capas de residuos (m) 1m
E: Espesor de las capas de cobertura (m)0m
P= 1
t= Tasa de biogás por unidad de peso (m3/h.ton) Valor obtenido a partir del modelo
Centroamericano de Generación de Biogás
0,5= Fracción de concentración de metano en la totalidad de biogás
R=√
0m2
h 0,
m 0, ton
m3 1 0,0003 m3
ton.h
R= m
120
12.3.3. Balance hídrico
La relación que describe la generación de lixiviados es la siguiente:
Qlixiviados= Qprecipitación + Qdescomposición – Qescorrentía - Qevaporación
Qlixiviados= Caudal total de los lixiviados.
Qdescomposición= Caudal propio de la descomposición de residuos.
Qprecipitación= Caudal aportado por la precipitación pluvial.
Qescorrentía= Caudal de lluvia escurrida sobre la superficie del terreno.
Qevapotranspiración= Caudal de agua evaporada desde el suelo.
Los datos meteorológicos de precipitación y evapotranspiración potencial utilizados se
tomaron de la estación del CATIE y se detallan en la tabla 3.
Los siguientes cálculos se aplicaron a las condiciones meteorológicas registradas de manera
mensual y sobre el área de clausura. A continuación se detalla el procedimiento utilizado
para calcular cada caudal:
a. Caudal aportado por la precipitación pluvial (Qprecipitación)
El cálculo para determinar el caudal aportado por la precipitación es igual al producto de la
precipitación promedio mensual por área de clausura:
Q precipitación = Precipitación promedio mensual * área de clausura.
121
b. Caudal propio de la descomposición de residuos (Qdescomposición)
Se considera un aporte de aguas sobre la masa total de residuos del 5% durante el primer
año de operación. Posteriormente al primer año, la liberación del agua es de 0,5% de la
masa por año, hasta un tope de 20% de masa de residuos liberado en humedad. Se
considera un porcentaje de crecimiento de generación de residuos del 2,5% desde el año de
apertura (1994) hasta el 2013 y una densidad de compactación de 0,6 ton/m3. Las fórmulas
para calcular el caudal de agua aportado por la descomposición de residuos se establecen a
continuación:
Crecimiento de residuos= Masa de residuos (ton/año)*2,5%.
Volumen de residuos (m3/año)= Masa de residuos (ton/año)* Densidad (0.6ton/m
3).
Pérdida de peso por humedad de residuos en primer año (m3/año)= Volumen de residuos
(m3/año) * 5%.
Volumen de residuos en fase semi seca (m3/año)= Volumen de residuos (m
3/año)- Pérdida
de peso por humedad de residuos en primer año (m3/año).
Pérdida de peso por humedad de residuos en los siguientes años (m3/año)= Volumen de
residuos en fase semi seca (m3/año)*0,5%.
Liberación de humedad total de residuos (m3/año) = Pérdida de peso por humedad de
residuos en primer año (m3/año)+ Pérdida de peso por humedad de residuos en los
siguientes años (m3/año).
Los resultados del cálculo del caudal de agua aportado por los residuos se aprecian en la
siguiente tabla:
122
Fuente: Propia, 2012.
Tabla 18. Estimación de la cantidad de agua aportada por los residuos sólidos.
Año Masa de
residuos
(ton/año)
Volumen
de
residuos
(m3/año)
Pérdida de
peso por
humedad de
residuos en
primer
año(m3/año)
Volumen de
residuos en
fase semi
seca(m3/año)
Volumen de
residuos en
fase semi
seca
acumulado
(m3/año)
Pérdida de peso
por humedad
de residuos en
los siguientes
años(m3/año)
Liberación de
humedad
total de
residuos
(m3/año)
Liberación de
humedad
total de
residuos
acumulada
(m3/año)
1994 11880 19800 990 18810 18810 990 990
1995 12177 20295 1015 19280 38090 94 1109 2099
1996 12481 20802 1040 19762 57853 190 1231 2339
1997 12793 21322 1066 20256 78109 289 1355 2586
1998 13113 21855 1093 20763 98872 391 1483 2839
1999 13441 22402 1120 21282 120153 494 1614 3098
2000 13777 22962 1148 21814 141967 601 1749 3363
2001 14122 23536 1177 22359 164326 710 1887 3635
2002 14475 24124 1206 22918 187244 822 2028 3914
2003 14836 24727 1236 23491 210736 936 2173 4200
2004 15207 25346 1267 24078 234814 1054 2321 4494
2005 15588 25979 1299 24680 259494 1174 2473 4794
2006 15977 26629 1331 25297 284792 1297 2629 5102
2007 16377 27295 1365 25930 310722 1424 2789 5418
2008 16786 27977 1399 26578 337300 1554 2952 5741
2009 17206 28676 1434 27242 364542 1686 3120 6073
2010 17636 29393 1470 27924 392466 1823 3292 6413
2011 18077 30128 1506 28622 421087 1962 3469 6761
2012 18529 30881 1544 29337 450424 2105 3649 7118
2013 18992 31653 1583 30071 480495 2252 3835 7484
123
c. Caudal de lluvia escurrida sobre la superficie del terreno (Qescorrentía)
La siguiente relación se utilizó para cuantificar la pérdida por escorrentía:
Q escorrentía =Precipitación promedio mensual*área de clausura* kescorrentía.
De acuerdo a la Tabla 19 referente a el valor de la constante de escorrentía por tipo de suelo
y cantidad de cobertura, se tomaron los siguiente valores: para la cobertura intermedia
(situación actual del vertedero) kescorrentía= 0,5 (Tierra arcillosa, sin vegetación, no
compactada y plana) y para la cobertura final (situación proyectada en el vertedero)
kescorrentía= 0,65 (Capa de tierra compactada, inclinada y con capa impermeable).
Tabla 19.Coeficiente de escorrentía a diferentes pendientes y cobertura del suelo.
Cobertura
del suelo
Tipo de suelo Pendiente (%)
>50 20-50 5-20 1-5 0-1
Sin
vegetación
Impermeable 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60
Semipermeable 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50
Permeable 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30
Cultivos Impermeable 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50
Semipermeable 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40
Permeable 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20
Pastos,
vegetación
ligera
Impermeable 0,65 0,60 0,55 0,50 0,45
Semipermeable 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35
Permeable 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15
Hierba Impermeable 0,60 0,55 0,50 0,45 0,40
Semipermeable 0,50 0,45 0,40 ,035 0,30
Permeable 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10
Bosque,
vegetación
densa
Impermeable 0,55 0,50 0,45 0,40 0,35
Semipermeable 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25
Permeable 0,25 0,15 0,15 0,10 0,05
Fuente: Benitez et al. (1980)
124
d. Caudal de agua evaporada desde el suelo (Qevapotranspiración)
Para determinar la evapotranspiración real se utilizó la siguiente fórmula:
Evapotranspiración real en el área de clausura= Evapotranspiración potencial*área de
clausura* kevaporación.
Para una cobertura intermedia la constante kevaporación= 0,4 y para la cobertura final
planificada kevaporación = 0,55. Los resultados de los datos mensuales de generación de
lixiviados se aprecian en las tablas 20 y 21.
Tabla 20.Cantidad de lixiviados mensual generados al realizar el balance hídrico en el
vertedero de residuos no controlado de Turrialba.
Mes Precipitación
en el área de
clausura
(m3)
Evapotrans-
piración
real(m3)
Escorrentía con
insuficiente
material de
cobertura (m3)
Cantidad
de
lixiviados
(m3)
Cantidad
de
lixiviados
(m3/h)
Enero 5802 1023 2901 2233 3,10
Febrero 4371 1077 2185 1464 2,03
Marzo 2691 1352 1346 349 0,48
Abril 3838 1358 1919 916 1,27
Mayo 7376 1298 3688 2745 3,81
Junio 8370 1106 4185 3434 4,77
Julio 8334 1021 4167 3501 4,86
Agosto 7718 1091 3859 3123 4,34
Septiembre 7511 1130 3756 2980 4,14
Octubre 7445 1156 3723 2922 4,06
Noviembre 8376 956 4188 3588 4,98
Diciembre 9254 912 4627 4069 5,65
Promedio 6757 1123 3379 2610 3,62
Fuente: Propia, 2012.
125
En la siguiente tabla se puede constatar la disminución del potencial de generación de
lixiviados si se implementara el plan de saneamiento.
Tabla 21.Cantidad de lixiviados mensual y anual generados al realizar el balance hídrico
con las especificaciones del plan de saneamiento.
Mes
Precipitación
en el área de
clausura (m3)
Evapotrans-
piración
real(m3)
Escorrentía
con material
de cobertura
(m3)
Cantidad
de
lixiviados
(m3)
Cantidad
de
lixiviados
(m3/h)
Enero 5802 1023 3771 980 1,36
Febrero 4371 1077 2841 405 0,56
Marzo 2691 1352 1749 0 0,00
Abril 3838 1358 2495 0 0,00
Mayo 7376 1298 4795 1152 1,60
Junio 8370 1106 5441 1763 2,45
Julio 8334 1021 5417 1868 2,59
Agosto 7718 1091 5017 1556 2,16
Septiembre 7511 1130 4882 1430 1,99
Octubre 7445 1156 4839 1372 1,91
Noviembre 8376 956 5445 1973 2,74
Diciembre 9254 912 6015 2339 3,25
Promedio 6757 2808 4392 1237 1,72
Fuente: Propia, 2012.
También se calculó el llenado de los tanques ya construidos de acuerdo a la estimación del
porcentaje de recuperación de los lixiviados a un 5% de captación (situación actual) y al
25% (situación estimada). Se calculó de acuerdo a la siguiente fórmula:
Cantidad de llenado de tanques=Volumen de lixiviados de captación
Volumen de tanques
126
En las siguientes tablas se detallan las variables analizadas para determinar la cantidad de
llenado de los tanques de sedimentación para lixiviados si no se aplica el plan de
saneamiento (eficiencia de recolección del 5%) como si se lograra aplicar (eficiencia de
recolección del 25%). En ambos casos se consideró una porcentaje de evaporación de
1,75% de acuerdo a las medidas propuestas para estimular la evaporación, las cuales son:
plástico negro y techo de material de aluminio.
Tabla 22.Variables para determinar la cantidad del volumen de llenado de los tanques de
sedimentación para lixiviados para una eficiencia de recolección del 5%.
Mes
Evap
otr
an
spir
aci
ón
pote
nci
al
en e
l áre
a d
el
tan
qu
e d
e
alm
ace
nam
ien
to (
m3)
Evap
ora
ción
en
la
sup
erfi
cie
lib
re(m
3)
Volu
men
de
lixiv
iad
os
(m3)
Volu
men
tota
l d
e
lixiv
iad
os
acu
mu
lad
os
(m3)
Can
tid
ad
de
llen
ad
o d
e
los
tan
qu
es
Can
tid
ad
de
llen
ad
o d
e
los
tan
qu
es a
cum
ula
do
Enero 2,18 3,81 6 5,6 0,2 0,2
Febrero 2,29 4,01 3 8,4 0,1 0,3
Marzo 2,88 5,04 0 8,4 0,0 0,3
Abril 2,89 5,06 0 8,4 0,0 0,3
Mayo 2,76 4,84 7 16,8 0,3 0,6
Junio 2,68 4,69 10 25,2 0,4 0,9
Julio 2,18 3,81 11 36,5 0,4 1,3
Agosto 2,32 4,07 9 47,7 0,3 1,7
Septiembre 2,51 4,39 9 56,1 0,3 2,0
Octubre 2,46 4,31 8 64,5 0,3 2,3
Noviembre 2,03 3,56 12 75,7 0,4 2,7
Diciembre 1,94 3,40 14 89,75 0,5 3,2
Fuente: Propia, 2012.
127
También se determinó el periodo recomendado para efectuar la limpieza de los tanques, de
acuerdo al cálculo realizado (los resultados se aprecian en la siguiente tabla):
Periodo de limpieza de tanques=Volumen de lixiviados de captación
30 días
Tabla 23.Variables para determinar la cantidad del volumen de llenado de los tanques de
sedimentación para lixiviados para una eficiencia de recolección del 25%.
Mes
Evap
otr
an
spir
aci
ón
pote
nci
al
en e
l áre
a d
el t
an
qu
e d
e
alm
ace
nam
ien
to (
m3)
Evap
ora
ción
en
la s
up
erfi
cie
lib
re(m
3)
Can
tid
ad
de
lixiv
iad
os
(m3)
Volu
men
tota
l d
e li
xiv
iad
os
acu
mu
lad
os
(m3)
Can
tid
ad
de
llen
ad
o d
e lo
s
tan
qu
es
Can
tid
ad
de
llen
ad
o d
e lo
s
tan
qu
es a
cum
ula
do
Per
iod
o d
e li
mp
ieza
de
tan
qu
es
Enero 2,18 3,81 20 20 0,7 0,7 Mensual
Febrero 2,29 4,01 8 28 0,3 1,0 Ninguno
Marzo 2,88 5,04 0 28 0,0 1,0 Ninguno
Abril 2,89 5,06 0 28 0,0 1,0 Ninguno
Mayo 2,76 4,84 22 50 0,8 1,8 Mensual
Junio 2,68 4,69 35 85 1,3 3,0 Mensual
Julio 2,18 3,81 38 123 1,4 4,4 Mensual
Agosto 2,32 4,07 31 154 1,1 5,5 Mensual
Septiembre 2,51 4,39 29 183 1,0 6,5 Mensual
Octubre 2,46 4,31 27 210 1,0 7,5 Mensual
Noviembre 2,03 3,56 41 252 1,4 9,0 Mensual
Diciembre 1,94 3,40 48 300 1,7 10,7 Quincenal
Fuente: Propia, 2012.
128
12.3.4. Canales pluviales:
A continuación se detalla la metodología utilizada para calcular las dimensiones de las
canaletas para aguas pluviales para la zona a clausurar:
Inicialmente se determinó el área de tributación, tanto interna como externa. Se hizo uso del
programa AutoCAD para establecer estas áreas, dando como resultado: 87681 m2 para el
área externa y 18693 m2 para el área interna. Luego se identificó la altura media de acuerdo
a la imagen satelital (Figura 26). La ubicación del área presenta una altura máxima de 780m
y mínima de 720m. A continuación se detallan los cálculos utilizados para determinar las
dimensiones de los canales:
Intensidad de lluvia (I):
La rapidez de la variación de lluvia con respecto al tiempo se le llama intensidad de lluvia,
su expresión es como sigue:
I=h
t
Donde:
I = Intensidad de lluvia, en mm/hora.
h = Altura de lluvia, en mm.
t = Tiempo de duración de la lluvia, en hrs.
Por otro lado, el nivel de precipitación máxima en 24 horas que ocurre en el sitio de estudio
es de 314 mm, el cual se determinó por medio del análisis de registros meteorológicos
proporcionados por la estación ubicada en Turrialba, del Centro Agronómico Tropical
(CATIE).
Este dato se utilizará para el cálculo de intensidad de lluvia. Sustituyendo valores en la
ecuación, se tiene como resultado una intensidad de lluvia de 13,08 mm/h.
129
Tiempo de Concentración (Tc)
Se considera como el tiempo que tarda el agua llovida en pasar del punto más alejado de la
cuenca hasta su salida. Para determinar este tiempo se utilizó la ecuación de Giandotti que
se muestra a continuación:
Tc=√A 1, Lc
0, √ m
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en horas.
A: Área de la cuenca (km²).
LC: Longitud del cauce más largo, en km.
Hm: Elevación media de la cuenca en metros
m= max min
2
m=7 0m 720m
2
m=7 0m
Tc=
√0,0 7 1 m2 1, 0.3 7 m
0, √7 0m
Tc=0.03 h
Tc 2min
130
Coeficiente de escurrimiento (C):
El coeficiente de escurrimiento es la relación que hay entre el volumen de agua que escurre
en la superficie con respecto al llovido, y se le representa por la letra “C”. Se debe a que no
todo el volumen de agua que precipita escurre, ya que se toman en cuenta varios parámetros
tales como la impermeabilidad, la infiltración, la evaporación y la rugosidad del terreno o
área drenada.
Gasto de aguas pluviales (Q)
Para obtener el caudal que influirá en el vertedero de residuos, se utilizó la formula
racional:
=CIA
Donde:
Q = Gasto pluvial en m3/s
C = Coeficiente de escurrimiento (adimensional)
I = Intensidad de lluvia, en mm/ h
A = Área por drenar, en hectáreas
Sustituyendo datos para el diseño del canal externo:
=0,4 13.0 mm
h 7 1 m2
1m
1000mm
1h
3 00s
=0,14 m3/s
Sustituyendo datos para el diseño del canal interno:
=0,4 13.0 mm
h 1 3 m2
1m
1000mm
1h
3 00s
=0,03 m3/s
131
Pendiente Media de la Cuenca (S)
La pendiente media de la cuenca en estudio se calcula mediante la siguiente ecuación:
S= max min
√A
Donde:
S: Pendiente media, m/m.
H máx.: Elevación máxima de la cuenca, en metros.
H mín.: Elevación menor de la cuenca, en metros.
A: Área de la cuenca en m.²
S=7 0m 720m
√ 7 1m2
S=20
Los canales de aguas pluviales propuesto son de geometría trapezoidal, tanto para los
canales perimetrales, como los canales provisionales. Ambos tendrán un talud 1:1. Se
escogió esta forma de canales, ya que la forma trapezoidal proporciona un área de flujo
grande, en relación al perímetro mojado. Los lados con pendiente son adecuados para
canales fabricados en la tierra debido a que las pendientes pueden fijarse a un ángulo al cual
los materiales de construcción son estables.
132
Para canales de forma trapezoidal se utilizan las siguientes relaciones hidráulicas:
Área hidráulica:
( )
Perímetro mojado:
√
Radio Hidráulico:
( )
√
Tirante hidráulico:
y=A
T
Con respecto al tamaño del desagüe se obtiene utilizando la fórmula de Manning:
=1
n A Rh
2/3 S
1/2
Donde:
Q = Caudal de desagüe (m3/s)
A = Área hidráulica de la sección del canal (m2)
S = Pendiente longitudinal del canal (asumiendo una pendiente del 2%)
n = Coeficiente de Manning
n= 0,015 (valor universalmente aceptado para revestimientos de acabado medio).
(Woodward y Posey, 1949).
Rh = Radio Hidráulico.
133
Canal externo:
Sustituyendo las relaciones hidráulicas de la forma trapezoidal para obtener “y” y
suponiendo la base en 0,2m=
0,14m3
s=
(0,2 1y)y (0,2 1y)y
0,2 2y√1 12
2/3
0,01 0,02
1/2
Despejando “y”
y=0,20,m
Canal interno:
Sustituyendo las relaciones hidráulicas de la forma trapezoidal para obtener “y” y
suponiendo la base en 0,1m=
0,03m3
s=
(0,1 1y)y (0,1 1y)y
0,1 2y√1 12
2/3
0,01 0,02
1/2
Despejando “y”
y=0,12m
Luego de calcular “y” se sustituyó este valor en las relaciones hidráulicas para canaletas de
forma trapezoidal: Área hidráulica, perímetro mojado y radio hidráulico.
Los resultados de los cálculos se resumen en la tabla 27.
134
12.3.5. Celda hospitalaria:
A continuación se detallan las fórmulas utilizadas para dimensionar la celda para los
residuos hospitalaria:
Volumen de residuos:
Volumen de residuosm3
día=masa de residuos
gdía
densidad g/m3
Volumen anual de residuos compactados:
Volumen de residuosm3
a o=volumen de residuos
m3
día 3 días
1 a o
Volumen del material de cobertura:
Volumen material de coberturam3
a o=volumen de residuos
m3
a o material de cobertura( )
Volumen de la celda de seguridad:
Volumen de celda de seguridad m3=Volumen material de coberturam3
a o Volumen de residuos
m3
a o
135
Tabla 24. Proyección del volumen de la celda para disponer los residuos hospitalarios en su tiempo de vida útil.
Año Generación Residuos Sólidos(ton) Volumen de Residuos(m3)
Residuos Sólidos Material de cobertura Celda de Seguridad
Dia
ria
An
ual
Acu
mu
lad
o
Dia
rio
An
ual
Dia
ria
Men
sual
An
ual
Volu
men
Acu
mu
lad
o
2013 0,16 58,4 54,8 0,27 97 0,2 7,2 88 185 185
2014 0,16 59,1 113,9 0,27 99 0,2 7,3 89 187 372
2015 0,16 59,8 173,7 0,27 100 0,2 7,4 90 189 561
2016 0,17 60,5 234,2 0,28 101 0,2 7,5 91 192 753
2017 0,17 61,3 295,4 0,28 102 0,3 7,6 92 194 947
2018 0,17 62,0 357,4 0,28 103 0,3 7,6 93 196 1143
2019 0,17 62,7 420,2 0,29 105 0,3 7,7 94 199 1342
2020 0,17 63,5 483,7 0,29 106 0,3 7,8 95 201 1543
2021 0,18 64,2 547,9 0,29 107 0,3 7,9 96 203 1747
2022 0,18 65,0 612,9 0,30 108 0,3 8,0 98 206 1952
Fuente: Propia, 2012.
136
Dimensiones de la celda:
La celda se construirá de forma trapezoidal y con un talud de 1:1,5 (H: V)
b=16m
c=7m
h=3m
Área= (b+c)h/2
Área= 34,5m2
d (m)=Volumen de celda de seguridad (m3)/ rea de celda ( )
a (m)=d 2 (b c) /2
137
Las dimensiones de la celda diaria se consideraron de 1m de Ancho, 1 m de Alto. El avance
diario calculado o longitud de la celda diaria da como resultado 1 m aproximadamente para
los cálculos de la celda diaria para 10 años:
Avance diario=Volumen de residuosm3
día
Ancho(m) Alto(m)
Los resultados de los cálculos de diseño de la celda hospitalaria se aprecian en la tabla 9.
