Análisis comparativo de los diferentes métodos de...

Análisis comparativo de los diferentes métodos de caracterización de residuos urbanos para su recolección selectiva en

comunidades urbanas

Runfola, J.(1) *; Gallardo, A.(2)

(1)Circuito Universidad de los Andes para El Manejo Integral de los Desechos (CIULAMIDE). Universidad de los Andes. Av. Alberto Carnevalli, Fac. de Ciencias, Nivel Sótano, Mérida, Venezuela

(2)Departamento de Ingeniería Mecánica y Construcción. Universidad Jaume I. Campus Riu Sec, s/n, Castellón, España

Resumen

Los estudios de caracterización son útiles para obtener información confiable sobre la cantidad y composición de los residuos, que nos permite hacer las proyecciones necesarias para la planificación de un sistema de recolección de los residuos en una comunidad urbana.

Algunos métodos de caracterización evalúan los residuos en la disposición final, ya mezclados y compactados, otros se han aplicado desde la fuente de generación, también se han aplicado métodos de caracterización en las plantas clasificadoras.

Existen diversas metodologías de caracterización aplicadas en cada región y país con diferentes criterios de muestreo y parámetros, que se adaptan a las necesidades de cada caso. El objetivo del estudio es la revisión comparativa de las diferentes metodologías de caracterización de los residuos sólidos urbanos aplicadas para diseñar en el futuro una metodología estandarizada que se pueda adaptar a las necesidades presupuestarias, de exactitud y referencia, que pueda ser aplicable a las condiciones de cualquier comunidad.

Se realizó una revisión exhaustiva de conceptos, normas de caracterización, metodologías de algunos organismos oficiales, propuestas metodológicas hechas por algunos investigadores y metodologías aplicadas en algunos estudios de caracterización de residuos sólidos urbanos.

De acuerdo a la revisión realizada, se observa que no hay una metodología de caracterización general o estándar, con diversos criterios de muestreo y precisión, que hacen que no se disponga de un patrón de referencia a nivel local, regional e internacional. Palabras clave: caracterización, composición, tasas, metodologías, muestreo.

* [email protected] y [email protected]

IIIII Simposio Iberoamericano I Simposio Iberoamericano I Simposio Iberoamericano I Simposio Iberoamericano dededede In In In Ingeniería de Residuosgeniería de Residuosgeniería de Residuosgeniería de Residuos Barranquilla, 24 y 25 de septiembre de 2009.

1. Introducción

1.1. Objetivo

Hacer una revisión comparativa de las diferentes metodologías de caracterización de los residuos sólidos urbanos, para obtener los criterios de muestreo, parámetros y procedimientos más ventajosos de cada una de las mismas, para el diseño futuro de una metodología estandarizada que se pueda adaptar a las necesidades presupuestarias, de exactitud y referencia, que pueda ser aplicable a las condiciones de cualquier comunidad.

Para la realización del presente trabajo se estudiaron los conceptos y teoría aplicadas a la caracterización de los residuos sólidos urbanos, las normativas y las metodologías propuestas por algunos organismos oficiales, y se realizó la revisión y análisis de las metodologías aplicadas a una serie de estudios de caracterización de los residuos sólidos urbanos, seleccionados como casos prácticos representativos de algunas de las fuentes de origen más comunes.

1.2 Justificación

De acuerdo a la revisión previa realizada, se observa que no hay una metodología de caracterización general o estándar. Que existen diversos criterios de muestreo y de precisión, además de que la tasa de generación y la composición de los residuos son elementos con una alta variabilidad, ya que es afectada por diferentes factores socioeconómicos, climáticos, geográficos, entre otros. Todas estas condiciones hacen que no se disponga de un patrón de referencia a nivel local, regional e internacional.

Por otra parte la aplicación de las metodologías de caracterización se hace muy costosa desde el punto de vista presupuestario, sin embargo son muy importantes para la planificación de la gestión integral de los residuos sólidos urbanos (RSU), de una comunidad. Se hace necesario realizar una revisión de las diferentes metodologías de caracterización empleadas en las diversas investigaciones sobre los residuos sólidos urbanos y hacer un análisis comparativo de las mismas, con la finalidad de unificar criterios y parámetros, para conseguir una metodología estándar que sea económica, flexible y aporte la exactitud necesaria para cada caso, y que pueda ser aplicada en cualquier parte. Dicha metodología servirá para obtener información confiable sobre la cantidad, tipo y condiciones en que se producen los residuos sólidos en una comunidad urbana, que sirva de herramienta para la planificación e implementación de sistemas de recolección selectiva, de aprovechamiento y manejo en forma eficiente y adaptable a las diferentes realidades del país.

2. La caracterización de los residuos sólidos urban os

La realización de la caracterización de los residuos sólidos urbanos es importante para muchos de los aspectos de la planificación y gestión de los mismos. Conocer las cantidades de residuos sólidos generadas es fundamental para seleccionar los equipos y maquinarias, el diseño de los itinerarios de recogida, las instalaciones de recuperación de materiales y las de disposición final, ver foto 1.

Otra de las utilidades que tiene la caracterización de los residuos sólidos generados y recogidos, es determinar el cumplimiento de los programas nacionales y estatales de gestión [1] y la implementación de mejoras en los diseños de sistemas de gestión y


tratamiento de los residuos de una localidad a partir la determinación de la generación, composición y la densidad [2].

Foto 1. Residuos Sólidos Urbanos, Planta Reciplasa, Castellón de la Plana, España.Fuente: José Runfola – REDISA 2008

En la búsqueda de una definición sobre los estudios de caracterización de los residuos, se han observado algunas afirmaciones en las investigaciones revisadas, entre las que tenemos:

• La realización de los estudios de caracterización nos permiten conocer la composición de los residuos sólidos y las fuentes de generación, para tomar las decisiones más adecuadas en la gestión de los mismos [3].

• La realización de estudios de caracterización de los residuos tienen como finalidad de identificar las fuentes, características y cantidades de residuos generados, en base a unos datos recolectados y analizados [1].

• La caracterización física es la obtención de la composición física, la distribución en tamaños y el contenido de humedad del Material Mezcla. La composición y la humedad son características que dependen mucho del origen de generación. Esta caracterización es muy importante para evaluar las posibilidades de aprovechamiento [4].

A partir de estas afirmaciones podemos definir los estudios de caracterización como un conjunto de acciones en base a una metodología, para recolectar los datos que nos permitan determinar las cantidades de residuos, su composición y sus propiedades en una determinada localidad y en un tiempo determinado.

Para realizar un estudio de caracterización es muy importante definir muy bien el objetivo, ya que para cada necesidad varían los tipos de análisis que deben realizarse y por lo tanto la metodología de muestreo, [5]. Entre los objetivos para los cuales se desarrollan los estudios de caracterización están:

• El diseño de los sistemas de gestión integral de residuos sólidos. Esto implica el diseño de los sistemas e instalaciones de recogida selectiva, almacenamiento, recuperación, transporte, transferencia, tratamiento y disposición final.

• Seguimiento y control de los sistemas de gestión de los residuos sólidos urbanos


• Evaluación de programas de reducción y recuperación.

• La evaluación de los residuos sólidos para su aprovechamiento energético.

• Analizar hábitos de consumo y de manejo de los residuos en una comunidad.

• La planificación de la gestión de los residuos sólidos por parte de los gobiernos nacionales, estatales, y locales o municipales.

Dependiendo de los objetivos que se hayan trazado para realizar el estudio de caracterización, se pueden obtener unos datos fundamentales para la gestión de los residuos sólidos urbanos, y estos a su vez se pueden relacionar con otros parámetros de investigación, ver foto 2. Entre los principales parámetros que se pueden obtener en un estudio de caracterización están: la generación, la composición, densidad, humedad y otros parámetros químicos y biológicos.

Foto 2 Caracterización de muestras de RSU, Laboratorio de Residuos Sólidos de la Universidad Jaume I de Castellón de la Plana, España. Fuente: Antonio Gallardo y José Runfola

3. Metodologías para la realización de los estudios de caracterización de los residuos sólidos urbanos

Para la planificación de la gestión de los residuos sólidos urbanos es muy importante conocer las cantidades de residuos y su composición, para lo cual necesitamos realizar los estudios de caracterización. En los estudios de caracterización se necesita implementar una metodología para obtener los datos de generación y composición lo más fiables posibles ya que estos son los datos que nos permitirán tomar las decisiones más precisas para la gestión de los residuos sólidos, ya sea en el diseño de un sistema, instalaciones, selección de equipos, así como en el control y seguimiento del funcionamiento de los mismos en una localidad.

Existen varios métodos generales para determinar las cantidades de residuos sólidos urbanos, RSU, entre los principales están:

• Análisis de pesada total. Se pesan la totalidad de los residuos que llegan a las instalaciones de tratamiento o vertido, [6]. También se le llama análisis del número de cargas que implica el pesaje en básculas de un número de cargas que llegan a los lugares de tratamiento o disposición final en un periodo determinado. Las tasas de generación por unidad se determinan utilizando datos de campo [1].


• Análisis peso-volumen. En este método se determina el peso y el volumen de las cargas que llegan a las instalaciones de tratamiento o vertido, con lo que se puede conseguir las densidades suelta y compactada. En base al volumen de carga de los camiones se puede determinar el peso y en base a la densidad se puede tener una idea del tipo de material contenido en los camiones de carga, este aspecto es muy utilizado en la recepción de residuos en plantas de tratamiento de residuos de construcción y demolición. También es muy utilizado para el diseño de Ecoparques.

• Análisis de balance de masas. Es la mejor forma de determinar la generación y el movimiento de residuos con cierto grado de fiabilidad. Consiste en identificar las entradas y salidas de materiales de un sistema limitado. El método se torna muy complejo debido a que se necesita una gran cantidad de datos, muchos de ellos no disponibles [6].

Para la aplicación de un balance de masas se requiere conocer las fronteras del sistema, las actividades que cruzan u ocurren dentro del mismo y la generación de residuos sólidos asociada con las actividades del sistema [7].

• Análisis por muestreo estadístico. Este método implica la toma de un número representativo de muestras de residuos sólidos de alguna de las fuentes, durante un tiempo, determinándose los pesos totales y de sus componentes, ver fotos 3 y 4. A partir de un análisis estadístico se determinan la tasa de generación y la composición. El número de muestras dependerá de la precisión que se quiera alcanzar, aplicándose métodos estadísticos [6].

Para el diseño de sistemas de gestión de residuos sólidos, es necesario determinar las características estadísticas de las tasas observadas de la generación de residuos. Por ejemplo la capacidad de los contenedores proporcionados debería basarse en el análisis estadístico de las tasas de generación, y en las características del sistema de recolección [1]. La mayor parte de los estudios de caracterización utilizan el muestreo estadístico para obtener toda la información necesaria sobre los RSU con una diversidad de criterios.

Fotos 3 y 4. Muestras recolectadas para la caracterización de RSU en una comunidad rural del Vigía y en las Residencias Universitarias “Domingo Salazar”, Mérida, Venezuela. Fuente: José

Runfola, CIULAMIDE

4. Propuestas sobre las metodologías de caracteriz ación de RSU presentadas por algunos investigadores

En el desarrollo de los estudios de caracterización de los residuos sólidos urbanos, algunos investigadores han propuesto metodologías o mejoras en los procedimientos basados en las teorías estadísticas:

• Albert J Klee (1993), hace una propuesta para estimar la cantidad y la composición de los residuos sólidos en un estudio realizado sobre las metodológicas tradicionales


propone el uso de un programa computarizado, llamado PROTOCOL para realizar los cálculos requeridos. Propone entre algunos aspectos, una formulación para la estimación media del pesaje basado en el cómputo de los límites de confianza y de los grados de libertad, tomando en cuenta análisis estadísticos más potentes. Para la estacionalidad propone un número óptimo de semanas muestreo basado en la desviación normal tanto dentro de la semana como entre semana, tomando en cuenta la simulación de Montecarlo [8].

• King y Murphy (1996) realizaron un estudio en el Condado Broward, Florida, EEUU, para estimar la generación de los residuos sólidos residenciales durante un año, entre el 1 de Octubre de 1990 y el 30 de Septiembre de 1991. Utilizaron un plan de selección y métodos de estimación basados en la probabilidad de la muestra total. El estudio requirió la aplicación de métodos estadísticos válidos en la obtención de una muestra representativa de las recogidas de los residuos residenciales que reflejaran la variación estacional en la generación de los residuos sólidos. Aplican cuatro formulas diferentes para realizar la estimación previa del margen de error, en función de las varianzas. Además asumen que el estimado total anual de residuos recolectados por hogar es aproximado y normalmente distribuida [9].

• Gay et al. (1993) propone una metodología para estimar la composición y la generación de los residuos sólidos en un condado y en la ciudad. El método está basado en el análisis del balance de materiales, y se fundamenta en la conversión económica de los datos de ventas para una región metropolitana en estimaciones de peso de residuos sólidos generado. La metodología fue calibrada usando y validando los datos de dos condados adyacentes, el Condado King, y el Wash, EEUU [10].

• Moller Andersen et al. (2007) realizaron una investigación sobre la determinación de los coeficientes entre el material en uso y los residuos sólidos generados por estos, a partir del análisis de las actividades económicas, aplicando el método de caracterización de balance de masas. Proponen un modelo que incluye seis fuentes diferentes de residuos y tres categorías de extracción doméstica de materiales para 27 países. Sin embargo debido a las consideraciones y limitaciones teóricas de los datos, restringen algunos de los parámetros de la ecuación en las estimaciones. Omitiendo matemáticamente el país y el índice de categorías [11].

• Beigl et al. (2008) Plantea que en el marco de los requisitos y de criterios mínimos para los procedimientos de modelado debe haber un equilibrio entre el aporte de información y los costos de aplicación, en tal sentido propone un esquema de relevancia para la selección de la metodología más adecuada, El criterio principal es la selección de la fuente de residuos a ser investigada, para entonces escoger el método de caracterización, correlación y validación del modelo aplicado [12].

5. Normas aplicadas a las caracterizaciones de los RSU

Habiendo hecho una exhaustiva revisión de la normativa en la caracterización de los residuos sólidos, encontramos que existen algunas normas internacionales que se aplican a la caracterización de los mismos, las cuales regulan los procedimientos, operaciones, mediciones y estadística de la producción y composición de los residuos sólidos, entre las que se encuentran:

• Reglamento de la Comunidad Europea. El Reglamento de la Comunidad Europea Nº 2150/2002, del 25 de noviembre de 2002 sobre las estadísticas de los residuos, publicado en el “Official Journal of the European Communities” el 09/12/2002, L 332, que tiene como objetivo establecer una normativa en la producción de estadísticas comunitarias sobre la generación, recuperación y eliminación de residuos. La norma


europea solo plantea como deben llevarse los datos al EUROSTAT, para documentar las estadísticas [13].

• Norma ASTM D 5231-92 (American Society for Testing and Materiales).Las normas ASTM D 5231-92 “Método de Ensayo Estándar para la Determinación de la Composición de Residuos Sólidos Municipales sin Procesar”, establece una serie de procedimientos para la medición de los residuos sólidos mediante una selección y caracterización manual. Se aplica para la determinación de la composición media de los residuos sólidos urbanos, en base a la recolección y clasificación de un determinado número de muestras durante un período de tiempo mínimo de una semana. El método de ensayo incluye los procedimientos para recoger una muestra representativa, la caracterización manual de los diferentes componentes de los residuos, el registro de datos y presentación de resultados, [14].

• Normas Oficiales Mexicanas. En México existen unas normas para la realización de la caracterización de los residuos sólidos. Para la toma y procesamientos de muestras se aplica la Norma Oficial Mexicana NOM-AA-15-1985 (SECOFI 1985), [15] y la NOM-AA-19-1985 (SECOFI 1985), [16]. Para determinar la generación de residuos aplican la Norma Oficial Mexicana NOM-AA-61-1985 (SECOFI 1985),[17] y para la clasificación de subproductos de RSU, la Norma Oficial Mexicana NOM – AA- 22-1985 (SECOFI 1985), [18]. Las normas están orientadas en la toma de muestras desde fuentes directas, residencial y fuera de las residencia de habitación. Plantean la realización del muestreo en base al estrato socioeconómico como única variable a considerar.

• Norma Española UNE-EN-14899-2007 [19], trata sobre caracterización de residuos, toma de muestras de residuos, esquema para la preparación y aplicación de un plan de muestreo, elaborada por el comité técnico de la Asociación Española de Normalización y Certificación, AENOR, publicada en el BOE número 79 el 02 de abril de 2007, y aprobada por la Dirección General de Desarrollo Industrial, en Resolución el 02 de marzo de 2007, plantea la importancia de los ensayos de caracterización de los residuos para la toma de decisiones adecuadas en la gestión de los residuos.

Hecha la revisión y análisis de las normas podemos concluir que las mismas plantean la necesidad de recolectar información estadística necesaria y representativa desde el punto de vista estadístico sobre la composición y la generación de residuos, en función de que los datos obtenidos puedan ser útiles en la toma de decisiones más adecuadas en la gestión de los residuos sólidos urbanos. También sugieren la necesidad de realizar muestreos preliminares para obtener parámetros estadísticos que nos permitan ajustar la representatividad y la confiabilidad de las muestras obtenidas para el proceso de caracterización.

Las normas presentan diferencias en las metodologías de selección de la muestras, proponen diferentes criterios estadísticos de acuerdo a los objetivos de muestreo que se plantean en cada una de ellas. Las normas ASTM propone la utilización de cualquier método aleatorio siempre que no cause sesgo en las muestras obtenidas, las normas Mexicanas proponen el uso de tablas de números aleatorios, la Norma Española propone tres métodos de selección de las muestras.

La metodología para determinar la composición de los residuos sólidos urbanos es diferente entre las normas ASTM y la mexicana. Utilizan diferentes listas de categorías de residuos para determinar la composición, unas más generales que otras. Algunas presentan flexibilidad para considerar otras categorías de residuos dentro del estudio de caracterización, o adaptar los componentes de acuerdo condiciones del lugar a estudiar, y los objetivos de caracterización de acuerdo a un plan de muestreo, tales como la Norma ASTM y la Norma Española.


6. Metodologías propuestas por algunos organismos o ficiales

Se realizó una revisión de organismos oficiales que tienen propuestas metodológicas sobre la caracterización de RSU y encontramos dos importantes organizaciones de relevancia internacional, estas son:

• Organización Panamericana de la Salud, OPS, a través del Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria, CEPIS, plantea que para diseñar o mejorar los sistemas de manejo y tratamiento de residuos sólidos, se debe conocer las características de los mismos en relación con la generación, composición, y la densidad, según el tratamiento que se requiera para tratar esos residuos, en tal sentido se requiere de la realización de estudios de caracterización en determinado número de viviendas. Para la de caracterización de los Residuos Sólidos, el CEPIS propone una metodología, diseñada por el Doctor Kunitoshi Sakurai en 1982, la cual se aplica en los países de América Latina y el Caribe. En función de un procedimiento estadístico determinan la muestra representativa de una población para realizar la caracterización y el proceso de validación de los datos obtenidos y el número de la muestra seleccionada, [2].

• United States Environmental Protection Agency, USEPA. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, USEPA. La USEPA utiliza de dos enfoques metodológicos para la realización de la caracterización de los residuos sólidos urbanos, RSU una la del flujo de material y la otra, los estudios específicos de caracterización en el sitio. A nivel nacional la EPA utiliza la metodología del flujo de material que se basa en un balance de masas. Las tasas de residuos reciclados son determinadas a partir del recuento de materiales reciclables recolectados. Se calcula la cantidad de material y productos en toneladas que son generados, recuperados y desechados. Luego completa la información con los estudios específicos de caracterización en comunidades locales, que consiste en seleccionar muestras, para determinar su peso y los componentes individuales del flujo de residuos [20].

Una vez analizadas las metodologías propuestas por estos dos importantes organismos oficiales podemos concluir que la metodología propuesta por el CEPIS, está orientada solo hacia la caracterización por muestreo estadístico, y más hacia los residuos residenciales. En los países en vías de desarrollo es muy limitada la aplicación del método de caracterización por balance de material, ya que no cuentan con un registro histórico sistematizado y organizado de la información sobre la generación y composición de los residuos sólidos urbanos que permita tener un tener una información consolidada a nivel estatal y nacional.

De la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de América podemos concluir que aplica diferentes metodologías para la caracterización de los residuos sólidos urbanos, RSU. Estratifican las mismas de acuerdo al alcance requerido de la información. Es decir que a nivel de pequeñas localidades utilizan la caracterización por muestreo y a nivel estatal o nacional emplean el método de caracterización por balance de material.

7. Metodologías de caracterización aplicadas a caso s prácticos

Se ha realizado una revisión y análisis de un conjunto de estudios de caracterización de los RSU, donde se han aplicado diversas metodologías desde diferentes fuentes de generación. Cada una de las metodologías es aplicada de acuerdo a unos objetivos y en general se plantean un método para determinar el número de muestras, un sistema de selección de muestras, se fijan unas variables de estudio, se utilizan instrumentos para complementar la información en los estudios de caracterización y se utilizan métodos para validar el muestreo realizado, entre otros aspectos.


A continuación se presentan dos tablas donde se resumen los aspectos más resaltantes de los estudios de caracterización analizados, en tabla 1 se señalan: el estudio, el lugar y año en que fue realizado el estudio; la población, el clima y la estación; el tipo de población estudiada, el método de selección de muestras aplicado, otros estudios que complementan la caracterización y las normas que fueron aplicadas. En la tabla 2 se especifican los siguientes aspectos de cada uno de los estudios analizados: el tipo de fuente estudiado, el número de muestras analizadas, la frecuencia y el tiempo de muestreo, variables o factores estudiados, la tasa de generación reportada, el número de categorías con que analizan la composición de RSU y los modelos de validación utilizados.

Analizados los mencionados estudios de caracterización podemos observar diversos criterios en la selección de las muestras entre las caracterizaciones residenciales realizadas en México [21], [22] y Colombia [23]. También podemos observar que se ha utilizado una metodología de caracterización semejante entre los estudios realizados en Abu Dhabi [24] y en Gabarone [25]. Se aplican diferentes normas técnicas y en algunos casos no se aplican o no los reportan en los estudios.

Algunos estudios de caracterización de viviendas que son realizados en zonas rurales reportan tasas de generación bajas con respecto a las zonas urbanas [26]; [21] y [23].

En los estudios de caracterización revisados, se observa la utilización de diferentes esquemas de categorización de los residuos para la determinación de la composición, lo que dificulta el análisis comparativo entre los estudios realizados en las localidades, estados y países, por lo tanto hay la necesidad de estandarizar la metodología y el esquema de categorización para determinar la composición. En algunos casos los esquemas aplicados responden a necesidades de mercado o a valoración energética.

La mayoría de los estudios de caracterización aplican el método de muestreo estadístico y con una tendencia hacia el tratamiento de los datos obtenidos en función de una distribución normal, a pesar de que los mismos no tienen el comportamiento de una distribución normal.

El criterio de validación estadístico más utilizado en los diferentes estudios de caracterización es el análisis de la varianza o anova, y es utilizado en algunos casos independientemente de que las muestras no tengan un comportamiento de distribución normal.

Las tasas de generación y la composición reflejan un comportamiento de la fuente de donde provienen, mas no necesariamente representan la tasa y la composición de un poblado o una ciudad


TABLA 1 COMPARATIVO DE LOS DIFERENTES ESTUDIOS DE CARACTERIZACION ANALIZADOS

Nº Estudio

Lugar/Año

Población (habitantes)

Clima/

estación Tipo

Método de selección de

muestras aplicado

Otros estudios aplicados

Normas

aplicadas

1 Parizeu, K., et al. [26]

Siem Reap, Camboya, 2004

1000 Verano, 26,7ºC R Muestreo de selección

aleatoria Encuesta

2 Buenrostro, O., et al.[21]

Cuenca del lago Cuitzeo, México, 2001

147.758 Periodo seco, 17,5º C

R Aleatorio

Encuesta y estudio del vertedero

NOM-AA-19-1985 NOM-AA-61-1985

3 Ojeda, S., et al.[22]

Mexicali, México, 2007

855.962 Cálido, 52º C U

Aleatorio estratificado con apoyo de software geo-estadístico (SCIENCE 2000)

Encuesta -

4 Qdais, A., et al.[24]

Abu Dhabi, EAU, 1995

1.850.230 (b)

Cálido, 50º C U

Muestreo preliminar y muestreo aleatorio estratificado

Encuesta -

5 Bolaane, B., et al.[25]

Gabarone, Botswana, 2001

208.411(a) 15º C (Julio 2001)

U Muestreo preliminar y muestreo aleatorio estratificado

Encuesta -

6 Marmolejo, L., et al.[23]

Santiago de Cali, Colombia, 2005

2.075.380 Cálido, 24,8ºC

U y R

Muestreo preliminar y muestreo probabilístico estratificado

Encuesta

F.1.4.3 y F.1.44 del Reglamento Técnico de Agua Potable y Saneamiento Básico, RAS 2000

7

Fehr, M., et al.[27]

Uberlandia, Brasil, 2000

439.000 Cálido, 26ºC U Aleatorio - -

8 Parffit, P., et al.[28]

Reino Unido, 1991-1994

59.755.700 (c)

- U Muestreo estratificado

Base de datos geo-demográfica, ACORN

-

9 Gallardo, A., et al. [4]

Castellón, España, 2005

400.000

Primavera, 21,63º

U Aleatorio por cuarteamiento

- ASTM D 5231-92

10 Cardenes, C., et al.[29]

Canarias, España, 2001

1.694.477 21,54º C U

Muestreo estratigráfico en base a la proporción de residuos por municipio

- -

11 Hristovski, K.,et al.[30]

Veles, Macedonia, 2002

55.108 Verano, 22,2ºC

U Aleatorio - -

Tipo de población: U: población urbana; R: población rural. (a) Censo 2005; (b) Censo 2006 (c); Censo 2000


TABLA 2 COMPARATIVO DE LOS DIFERENTES ESTUDIOS DE CARACTERIZACION ANALIZADOS

Nº Estudio Tipo de fuente

Nº de muestras

Frecuencia de

muestreo Variables

Tasa de generación (kg/persona/día)

Nº de categorías

de composición analizados

Modelo de validación utilizado

1 Parizeu, K., et al.

R 400 (50 viviendas)

Diario, 8 días

TG, NS, CF, M

0,34 12

ANOVA. Análisis de regresión lineal. Prueba t

2 Buenrostro, O., et al.

R y NR

354 (residencial) 411 (no residencial)

Diario, 8 días

TG , CF, 0,40 51

ANOVA y Prueba C de Cochran

3

Ojeda, S., et al.


Diario, 9 días

TG, CF, NS, F

0,782; 1,10 y 1,35.

37 ANOVA

4 Qdais, A., et al.


Diario, 3

semanas

TG, CF, NS, PV

1,76 6

Distribución de probabilidad. Asimetría y Coeficiente de Curtosis. Análisis de regresión lineal

5 Bolaane, B.,et al


Diario, 3

semanas

TG, CF, NS, PV 0,33 7

Distribución de probabilidad. Asimetría y Coeficiente de Curtosis. Análisis de correlación lineal

6 Marmolejo, L., et al.

R

2.090 viviendas urbanas y 470 viviendas rurales

3 días 1 semana

TG, CF, NS, PE, CQ, HM

0,39 ( urbana) 0,29 ( rural)

15 Análisis de varianza y dispersión.

7 Fehr, M., et al.

C 7 muestras de calles

4 días diferentes

TG y CF 0,629 7

8 Parffit, P., et al.

CO

31 rutas de recogida 400-600 viviendas

- PV, CF, TG

5,2 – 9,6 kg/vivienda/semana

11 Comparación de grupos y t de Student

9 Gallardo, A., et al.

P 12 14 días CF, CQ, H,

- 14 categorías y 10 sub-categorías

-

10 Cardenes, C., et al.

CR 525 1 viaje/día CF, CQ, H, PE -

05 categorías y 24 sub-categorías

-

11 Hristovski, K., et al.

V 8 8 días TG, PEC, CF, PES

1,06±0,56 9 Análisis de la desviación estándar

Tipo de fuente: R: residencial; NR: no residencial; C: calles; CO: comunidad; P: planta de separación; CR: camiones de recolección; V: vertederos. Variables: TG: tasa de generación; NS: nivel socioeconómico; M: movilidad; F: tipo de familia; PV: personas/vivienda; CF: composición física; CQ: composición química; PE: peso específico; PES: peso específico suelto; PEC: peso específico compactado; H: humedad; HM: hábitos de manejo. ANOVA: análisis de varianza.


8. Conclusiones

Una vez realizada la investigación, podemos concluir que los estudios de caracterización de los residuos sólidos urbanos son fundamentales para obtener la información que nos permitirá planificar y optimizar la gestión de los mismos. De acuerdo al objetivo para el cual se plantee el desarrollo de un estudio de caracterización, se hace necesario el diseño de una metodología en la cual se definen los requerimientos de datos y el alcance de precisión que amerite el estudio.

La información obtenida de los estudios de caracterización se refiere a cada tipo de fuente analizado, y serán más específicos en la medida en que se realicen desde su origen. La información de las caracterizaciones residenciales es más detallada y especifica si se realizan desde la vivienda, pero la información se hace más general si la caracterización se realiza desde una fuente indirecta, por ejemplo desde los vertederos.

Algunos investigadores han propuesto metodologías y mejoras de los procedimientos en base a teorías estadísticas, pero en función de los datos y condiciones de los lugares donde los han aplicado. Se observa una tendencia en las investigaciones revisadas, en conseguir una metodología de caracterización más eficiente, que proporcione una información más precisa y menos costosa en base a un muestreo, con un menor número de muestras.

Las normas existentes sobre la caracterización de los residuos sólidos son orientativas pero muy generales y amplias en algunos casos. No hay una estandarización de la metodología para caracterizar los residuos sólidos residenciales.

Se observa una tendencia a estratificar las metodologías de acuerdo a los requerimientos de gestión y a la escala poblacional, dejando la realización de los muestreos estadísticos para pequeñas comunidades, por su alto costo logístico. Sin embargo se ha investigado poco sobre los costos de caracterización, el número de muestras, la fiabilidad y la incidencia de estos aspectos en la precisión las tasas de generación, la composición, y otros parámetros obtenidos a partir de la caracterización de los RSU.

La mayor parte de los estudios de caracterización de los residuos residenciales analizados, toman en cuenta el factor de los niveles socioeconómico para organizar el muestreo y es el factor que más relacionan con la tasa de generación y la composición, sin embargo, se requiere hacer una investigación más exhaustiva sobre la influencia y la intensidad que puedan tener uno o varios factores sobre la tasa de generación y la composición de los RSU, y otros factores tales como la reducción de los residuos en la fuente de origen.

En la mayor parte de los estudios analizados complementan la caracterización con la realización de entrevistas o encuestas para organizar el muestreo, explicar los resultados obtenidos de tasas de generación y composición en los lugares de estudio o para motivar e integrar las comunidades al proceso de caracterización.

9. Referencias

[1] Tchobanoglous, G.; Theisen, H.; y Vigil, S. (1994). Gestión Integral de Residuos Sólidos. Madrid: McGraw-Hill.

[2] Cantanhede, A.; Sandoval, L.;Monge, G.; y Caycho, C. (2005). Procedimientos estadísticos para los estudios de caracterización de residuos sólidos. Hojas de Divulgación Técnica, HDT Nº 97, Organización Panamericana de la Salud, OPS/CEPIS, 1-8.


[3] Bernache G, Sanchez S., Garmendia A., Dávila A. y Sanchez M.(2001). Solid waste characterization study in the Guadalajara metropolitan zone, Mexico. Waste management Res. 19,413-424.

[4] Gallardo, A.; Bovea, M.; Ochera, L.; y Albarrán, F. (2006). Aprovechamiento de la fracción de mezcla de la planta de reciclaje y compostaje de residuos sólidos urbanos de Onda (Castellón) (I). Caracterización física y química de la fracción mezcla residual. Residuos, 90, 2-8.

[5] Instituto de Pesquisas Tecnológica, IPT y Compromisso Empresarial para Reciclagem, Brasil, CEMPRE. (1999). Basura Municipal. Manual de Gestión Integrada. Caracas: Asociación para la Defensa de la Naturaleza, ADAN.

[6] Gallardo, A. (2000). Metodología para el diseño de redes de recogida selectiva de RSU utilizando sistemas de información geográfica. Creación de una base de datos aplicable a España. Valencia: Tesis doctoral publicada en la Universidad Politécnica de Valencia.

[7] Buenrostro, O.; Bernache, G.; y Cram, S. y. (1999). Análisis de la generación de residuos sólidos en los mercados municipales de Morelia, México. Revista Internacional de Contaminación Ambiental 15 (1), 27-32.

[8] Klee, A. (1993). New approaches to estimation of solid waste quantity and composition. ASCE Journal of Environmental Engineering 119 (2), 248-261.

[9] King, B. y Murphy, R. (1996). Survey to Estimate Solid Waste Generation. Journal of Environmental Engineering, 897-901.

[10] Gay, A.; Beam, T.; y Mar, B. (1993). Cost-Effective Solid-Waste Characterization Methodology. Journal of Environmental Engineering, Nº4, 631-644.

[11] Moller, F.; Larsen, H.; Skovgaard, M.; Moll, S., e Isoard, S. (2007). A European model for waste and material flows. Resourses, Conservation and Recycling 49, 421-435.

[12] Beigl, P.; Lebersorger, S.; y Salhofer, S. (2008). Modelling municipal solid waste generation: A review. Waste management, 28, 200-214.

[13] The European Parliament and The Council of The European Union. (2002). Regulation (EC) Nº 2150/2002 of The European Parliament and of The Council of 25 November 2002, on waste statistics. Official Journal of European Communities L332 , 1-36.

[14] American Society for Testing and Materials. (1992). Standard Test Method for Determination of the Composition of Unprocessed Municipal Solid Waste. ASTM - D 5231-92, 1-5.

[15] Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, SECOFI, Dirección General de Normas. (1985). Protección al ambiente- Contaminación del suelo- Residuos sólidos municipales- Muestreo- Método de cuarteo. Norma Mexicana NMX-AA-15-1985 , 1-8.

[16] Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, SECOFI, Dirección General de Normas. (1985). Protección al ambiente-Contaminación del suelo- Residuos sólidos municipales- Peso volumétrico "in situ". Norma Mexicana NMX-AA-019-1985 , 1-6.

[17] Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, SECOFI, Dirección General de Normas. (1985). Protección al ambiente- Contaminación del suelo- Residuos Sólidos Municipales- Determinación de la generación. Norma Mexicana NMX-AA-61-1985 , 1-16.

[18] Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, SECOFI, Dirección General de Normas. (1985). Protección al ambiente- Contaminación del suelo- Residuos sólidos municipales- Selección y cuantificación de subproductos. Norma Mexicana NMX-AA-22-1985 , 1-7.


[19] Asociación Española de Normalización y Certificación, AENOR. (2007). Norma UNE-EN 14899:2005. Caracterización de residuos. Toma de muestras de residuos. Esquema para la preparación y aplicación de un plan de muestreo. Madrid.

[20] United States Environmental Protection Agency, USEPA. (02 de Septiembre de 2008). http://www.epa.gov/epaoswer/non-hw/muncpl/msw99.htm. Recuperado el 27 de Septiembre de 2008, de http://www.epa.gov/epaoswer/non-hw/muncpl/pubs/06numbers.pdf: http://www.epa.gov/

[21] Buenrostro, O. e Israde, I. (2003). La Gestión de los Residuos Sólidos Municipales en la Cuenca del Lago de Cuitzeo, México. Revista Internacional de Contaminación Ambiental, 161-169.

[22] Ojeda, S.; Armijo de Vega, C.; y Marquez, M. (2008). Household solid waste characterization by family socioeconomic profile as unit of analysis. Resources, Conservation, and Recycling , 992-999.

[23] Marmolejo, L.; Klinger, F.; Marcos, C.; y otros (2006). Caracterización de los residuos sólidos residenciales generados en el municipio de Santiago de Cali. Santiago de Cali, Colombia: Departamento Administrativo de Planeación Municipal, DAPM y la Universidad del Valle.

[24] Abu-Qdais, H.; y Hamoda, M. (1997). Analysis of residential solid waste at generation sites. Waste Management & Research V.15, 395-406.

[25] Bolaane, B. y Alí, M. (2004). Sampling household waste at source: lessons learnt in Gabarone. Waste Management and Research, 22, 142-148.

[26] Parizeu, K.; Maclaren, V.; y Chanthy, L. (2006). Waste characterization as an element of waste management planning: Lessons learned from a study in Siem Reap, Cambodia. Resources Conservation and Recycling , 1-19.

[27] Fehr, M.; de Castro, M.; y Calcado, M. (2000). A practical solution to the problem of household waste management in Brasil. Resources, Conservation and Recycling 30, 245-257.

[28] Parfitt, J. y Flowerdew, P. (1997). Methodological problems in the generation of household waste statistics. An analysis of the United Kingdom´s National Household Waste Analysis Programme. Applied Geography , 231-244.

[29] Cardenes, C.; Grande, E.; y Peregrina, D. (2003). Estudio de la composición y caracterización de las basuras urbanas en la comunidad de Canarias. Residuos, 70, 68-73.

[30] Hristovski, K.; Olson, L.; Peterson, D.; Hild, N.; y Burge, S. (2007). The municipal solid waste system and solid waste characterization at the municipality of Veles, Macedonia. Waste Management, 27, 1680-1689.

Análisis comparativo de los diferentes métodos de...

Documents

Transcript of Análisis comparativo de los diferentes métodos de...