Informe Final RSU.doc

INFORME FINAL – PROYECTO

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN JUANSecretaría de Ciencia y Técnica

Proyecto de Investigación

“ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS. APLICACIÓN A VERTEDEROS DEL GRAN SAN JUAN”.

Informe Final

Índice

1. Introducción................................................................................................................................1

2. Objetivos.....................................................................................................................................2

3. Descripción del Área...................................................................................................................3

4. Síntesis Geológica y Geotécnica del Área..................................................................................9

5. La Geotecnia Ambiental aplicada a los Vertederos Sanitarios Controlados...¡Error! Marcador

no definido.

5.1. Investigación de Campaña y de Laboratorio..........................¡Error! Marcador no definido.

6. Diseño del Vertedero Controlado................................................¡Error! Marcador no definido.

7. Análisis de la Estabilidad del Relleno Sanitario..........................¡Error! Marcador no definido.

7.1. Análisis de la Compresibilidad ................................................¡Error! Marcador no definido.

7.2. Análisis de la Estabilidad de Taludes......................................¡Error! Marcador no definido.

7.3. Anexos.....................................................................................¡Error! Marcador no definido.

8. Ensayos de Campaña.................................................................¡Error! Marcador no definido.

9. Conclusiones...............................................................................¡Error! Marcador no definido.

1. Introducción

Los residuos sólidos producidos en los diferentes núcleos urbanos deben ser almacenados,

recolectados y transportados, para ser sometidos a algún procedimiento de tratamiento final.

Históricamente los Rellenos Sanitarios ó Vertederos Controlados (VC) a nivel nacional y mundial

han sido el sistema de tratamiento final de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) que ofrece las mejores

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soluciones técnicas, económicas y sanitarias. Es una obra de ingeniería, en la que se emplean

técnicas y maquinarias de movimientos de suelos para construir rellenos artificiales, siendo los RSU

el material principal del relleno. Los fenómenos de degradación de la materia orgánica de los

residuos, dan lugar a la generación de biogás y líquidos lixiviados, que pueden causar negativos e

importantes impactos al ambiente.

El estudio geotécnico cubre aspectos relacionados con la estabilidad del suelo de fundación y la de

los taludes, las características del material para el recubrimiento de los residuos, las condiciones

para el sellado de fondo, lateral y superficial de la obra, la determinación de la resistencia del

relleno así como la evolución de los parámetros resistentes con el tiempo, entre otras. El tipo y

heterogeneidad de los residuos, influye en las características geotécnicas como compresibilidad,

capacidad portante y estabilidad del relleno. Por lo que se requiere que estas obras civiles tengan

una vida útil lo más larga y segura posible, y esto se logra reduciendo el volumen de residuos con

políticas públicas como el reciclado, además de optimizar la operación de estos emplazamientos

para aprovechar al máximo su volumen útil. Lo cual se logra con adecuados métodos de

compactación y/o acelerando los procesos de degradación que dan lugar a los asientos con los que

se que aumentan el volumen del relleno sanitario. Por lo expuesto vemos que es fundamental la

participación de especialistas en geotecnia en las etapas de selección del lugar de emplazamiento,

diseño, construcción, cierre, sellado y reinserción de los VC.

El diseño de un VC, es un problema complejo que requiere la contribución de estudios

experimentales y teóricos. El desarrollo de modelos físicos y matemáticos que contemplan los

principales fenómenos físico-químicos que tienen lugar en los rellenos sanitarios son fundamentales

para realizar análisis integrados de estos sistemas. Por otra parte, estudios experimentales permiten

conocer y caracterizar el comportamiento de los VC.

Este proyecto está orientado al estudio y caracterización físico-mecánica de los Residuos Sólidos

Urbanos compactados, y es un tema abierto de investigación actual y de gran importancia en la vida

útil de un VC. Estos trabajos se desarrollan dentro de la línea denominada “geotecnia ambiental”,

que es la utilización de experiencias de comportamientos semejantes en la geotecnia clásica, siendo

varios los autores que utilizan teorías semejantes de los suelos naturales.

PALABRAS CLAVES: Residuos Sólidos – Geotecnia Ambiental - Asientos - Estabilidad de Taludes.

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2. Objetivos

3. Descripción del Área

En la actualidad los RSU del Gran San Juan, se depositan en un relleno sin impermeabilización

y sin tratamiento, situado en la localidad de La Bebida, cerca del Hospital Neurosiquíatrico, en el

Dpto. Rivadavia. Este Vertedero Incontrolado, es el lugar de disposición oficial de los

Departamentos del Gran San Juan, su longitud es de aproximadamente 500m de largo por 150m de

ancho (Acosta R., 2000) y en la actualidad está desarrollando la Subsecretaría de Medio Ambiente,

los estudios para la localización del nuevo Relleno Sanitario en el mismo predio del actual

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Vertedero Incontrolado, observándose a su alrededor grandes cantidades de residuos dispersados en

casi todo el área con numerosos focos de incendio.

Figura N° 1: Vista de las inmediaciones del actual Vertedero

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El Departamento Rivadavia situado en el Valle de Tulum, limita al norte con el Río San Juan, al sur

con el Dpto. de Pocito, al este con el Dpto. de Capital, y al oeste con las Sierras de Zonda.

Figura N° 2: Ubicación del Vertedero en el Dpto. Rivadavia

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4. Síntesis Geológica y Geotécnica del Área

La zona geológicamente se sitúa al pie de la Sierra Chica de Zonda, en el cono aluvial del Río

San Juan, cuyos depósitos están conformados por materiales transportados por el río, que forman el

sedimento aluvial del cuaternario sobre formaciones del terciario.

La zona se encuentra al pie de la Sierra Chica de Zonda, que es un aluvión del cuaternario sobre

formaciones del terciario. El perfil del subsuelo está formado por sedimentos aluviales gruesos con

contenidos de finos. Por lo tanto la estratigrafía corresponde a gravas limosas mal graduadas (GP-

GM) con tamaño máximo de 4”, sin plasticidad y con estado de compacidad suelto. No es un área

bajo cultivo y el nivel freático se encuentra a una profundidad superior a los 50m, y es variable

según la época del año. Los contenidos de Sales Solubles Totales varían entre el 0,5% al 1,0% en

peso, dando valores medios a altos para las estructuras de hormigón. Para conocer las características

de compactabilidad del perfil de suelos, se realizaron los ensayos de Proctor T-180 sobre muestras

representativas, indicando un suelo de buena compactabilidad. Concluyendo que el suelo natural es

apto para la cubierta de residuos, etc. Para la determinación del Coeficiente de Permeabilidad de los

suelos que forman el perfil estratigráfico, se realizó el Ensayo de Permeabilidad a Carga Constante,

dando valores de: k = 4,07E-02 cm/seg, este resultado caracteriza a la muestra extraída del sitio,

como una grava limosa muy permeable. El terreno natural posee características de ser un suelo de

buena capacidad portante por los valores del ángulo de fricción interna (Φ) encontrado a través del

ensayo de compresión triaxial.

5. La Geotecnia Ambiental aplicada a los Vertederos Sanitarios Controlados

En muchos países iberoamericanos, la producción de RSU pasó del orden de 0,60 kg/hab/día en

1985 a 0,90 kg/hab/día en el año 2000. Los Rellenos Sanitarios son considerados como la mejor

alternativa técnica, económica y sanitaria, para disponer los residuos sólidos y la solución más

utilizada. Con este escenario, la Geotecnia comienza a tener una activa participación tanto en las

etapas de estudio previo a la selección de un sitio para la localización, como en las de diseño,

construcción, cierre y rehabilitación de antiguos vertederos.

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Actualmente, los principales avances sobre geotecnia de vertederos, son canalizados por el Comité

Técnico TC 5 “Geotecnia Ambiental”, de la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos e

Ingeniería Geotécnica (ISSMGE), el cual fue creado el año 1994.

Entonces como se ha señalado, la Geotecnia aplicada a rellenos sanitarios tiene una activa

participación en:

1) En las etapas de estudio para la selección del emplazamiento destinado al relleno sanitario y en

las de diseño del mismo, realizando el estudio de la estabilidad del suelo de fundación y la de los

taludes, las características del material para el recubrimiento de los residuos, las propiedades de la

barrera impermeable que cumpla las condiciones de sellado de fondo, lateral y superficial de la

obra.

2) En el estudio del comportamiento del Relleno propiamente dicho, determinando la resistencia

del mismo, a través de la estimación de la compresibilidad del VC, y ello por que los residuos

depositados en un vertedero sufren grandes asientos, con lo cual su volumen disminuye y la

capacidad del VC aumenta. La importancia de cuantificar los asientos que se producen y el tiempo

en el que se extenderán se debe, no solo al aprovechamiento que se puede hacer de la capacidad real

del vertedero, sino también de las previsiones a realizar durante la fase de diseño.

Y por otra parte, el Análisis de la Estabilidad de Taludes del relleno es de suma importancia; ya que

por la dificultad de encontrar lugares de emplazamientos de rellenos sanitarios, esto se está

superando con la ejecución de rellenos de alturas importantes. Un relleno en altura puede estar

construido sobre uno ya existente ó en un terreno apto, con la ventaja adicional de necesitar menor

profundidad de cimentación.

Entre los rellenos en altura se deben distinguir los emplazados en pendiente, los emplazados en

vaguadas y en altura, construidos en terrenos planos ó sobre un relleno existente.

Figura Taludes

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5.1 Investigación de Campaña y de Laboratorio.

Para nuestro estudio se realizaron los ensayos físico-mecánicos del suelo de fundación que

se detallan a continuación:

Se hizo un reconocimiento general de la zona que se encuentra en el faldeo de la Sierra Chica de

Zonda presentando el lugar rasgos naturales característicos de esta zona. En los alrededores se

observa gran cantidad de residuos urbanos depositados sin ningún ordenamiento aparente.

Se realizaron dos calicatas exploratorias de 4,00m y 4,50m de profundidad en las cuales se

ejecutaron las siguientes realizaron las siguiente tareas de campo:

Determinación directa de los perfiles de los suelos naturales, su estructuración

Determinación de densidades in situ por el método del cono de arena.

Recuperación de muestras para los ensayos de laboratorio.

El perfil de suelos en las profundidades analizadas está constitutito principalmente por gravas

limosas (GP-GM) con tamaños máximo de 4”, sin plasticidad con un estado de compacidad suelto.

El nivel freático se encuentra a una profundidad mayor a los 50m (Proyecto de Investigación

Hidrogeología Urbana: y Monitoreo de la Calidad ...............realizado en el IMS por este grupo de

investigación).

Sobre las muestras suelos obtenidas en campaña se han realizado los siguientes ensayos de

laboratorio:

Límites de Consistencia (LL, LP e IP).

Contenido de Humedad Natural (wn).

Análisis Granulométricos.

Clasificación de Suelos: Sistema Unificado (SUCS) y AASHTO.

Contenido de Sales Solubles Totales sobre el extracto de saturación de suelos.

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Determinación de los Pesos Volumétricos Húmedos () y Secos (d) mediante el método

del cono y la arena.

Determinación de la Permeabilidad a través del ensayo de Carga Constante.

Ensayos de Compresión Triaxial.

En el Anexo se adjuntan las planillas con los resultados de estos ensayos de laboratorio.

6. Diseño del Vertedero Controlado

Para el diseño de un Relleno Sanitario, que es una instalación física utilizada para la evacuación

de los residuos sólidos urbanos en compartimentos estancos, en capas cubiertas con material inerte

o tierra, según criterios de la ingeniería de modo de minimizar el deterioro ambiental y la salud

pública, se deben tener en cuenta una serie de parámetros.

Parámetros básicos de diseño:

Cantidad de residuos a disponer diariamente en el relleno

Cantidad de material de cobertura que se dispone

Vida útil del relleno

Sellado final

En la determinación de la cantidad de residuos a disponer diariamente en el relleno, éste juega

dentro de la estrategia integral del manejo de los RSU un papel importante por cuanto va a ser el

receptor de aquella fracción de residuos para los que aun no se dispone de un método viable de

valorización.

Cómo antecedente, en la Argentina con las presentes condiciones de mercado y las características

de las actuales instalaciones de recuperación, el material que debe ser dispuesto vía relleno sanitario

alcanza aproximadamente a un tercio del total de los residuos que ingresan a la Planta.

Cantidad y tipo de material destinado al Relleno Sanitario.

La caracterización de los residuos responde a las fracciones típicas generadas en Argentina

(composición promedio 60% inorgánicos, 40% orgánicos)

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Caracterización estimativa de los residuos sólidos

Se analiza la población involucrada en este Plan de Gestión Integral de los RSU.

Ocho Departamentos de la Provincia de San Juan, dispondrán sus residuos en este relleno sanitario.

Estos departamentos son: Capital, Rivadavia, Rawson, Pocito, Santa Lucía, Chimbas, Ullum y

Zonda.

DINÁMICA DEMÓGRAFICA DE LA POBLACIÓN AFECTADA

Año Varones Mujeres Total

Provincia

Total País

1990 257.735 270.716 528.451 32.527.096

1991 260.823 273.675 534.458 32.973.767

1992 263.810 276.189 539.999 33.421.200

1993 266.685 278.529 545.214 33.869.407

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1994 269.436 280.806 550.242 34.318.471

1995 272.052 283.171 555.223 34.768.457

1996 274.501 285.638 560.139 35.219.612

1997 276.791 288.107 564.898 35.672.902

1998 278.970 290.557 569.527 36.124.931

1999 281.087 292.866 573.953 36.578.255

2000 283.191 295.313 578.504 37.031.765

Fuente INDEC

a) Cantidad de residuos a disponer diariamente en el relleno:

La cantidad promedio de residuos generados y que se tomarán como base para determinar las

cantidades, se puede estimar en función de la población de los departamentos, estableciendo un

parámetro de 0.85 kg/hab/día (Datos suministrados por la Subsecretaría de Medio Ambiente del

Gobierno de la Provincia de San Juan).

Capital: 115.556 hab

Rivadavia: 75.855 hab

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Rawson: 102.099 hab

Pocito: 25.731 hab

Chimbas: 71.485 hab

Santa Lucía: 41.780 hab

Ullum: 3.787 hab

Zonda: 3.236 hab

Total 439.529 hab

De acuerdo a esta consideración la cantidad de RSU a disponer por día, sin considerar el recupero

es aproximadamente de 370 t/día.

Capital: 100 t/dia 26,4 %

Rivadavia: 67 t/dia 17,6 %

Rawson: 84 t/dia 22,3 %

Chimbas: 62 t/dia 16,4 %

Santa Lucía: 36 t/dia 9,5 %

Ullum: 2 t/dia 0,53 %

Zonda: 2 t/dia 0.53 %

Pocito: 26 t/dia 6,8 %

Total 379 t /dia 100 %

Valor adoptado para estimar la capacidad del vertedero sin recupero

Volumen de RSU: 350 t/dia

b) Años de vida útil

Se diseñará el Relleno Sanitario para una vida útil de 15 años.

Proyección de la población: (Cálculo de la proyección mediante una tasa de crecimiento asumida).

Po = 406.113 habitantes (año 2001)

r = tasa de crecimiento anual.

t = número de años entre el año base y el año “t”.

Pt = Po (1 + r) t

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Pt = habitantes para el año 2020, con una tasa de crecimiento de 13% para 10 años, es de 507.735

habitantes.

c) Selección del sitio para la ubicación del RS.

Para el estudio en cuestión, la localización es un terreno ubicado en el actual basural del

Departamento de Rivadavia, donde tenemos dos situaciones en relación a las condiciones actuales

del área.

Esta área es de aproximadamente unas 32 ha de superficie.

El terreno tiene una pendiente pronunciada hacia el este, que de acuerdo a la planialtimetría nos

indica un desnivel de aproximadamente 30 metros a los largo de todo su recorrido oeste-este.

Las formaciones del terciario que constituyen el basamento de la cubierta cuaternaria son poco

permeables o prácticamente impermeables. Aún con estas características de suelos se ha adoptado

el recubrimiento con geomembrana. (Información suministrada por la Secretaría de Medio

Ambiente de la Provincia de San Juan).

c) Estimación del área requerida para el vertedero:

Cantidad y Composición + Evolución de la corriente de residuos

Densidad Promedio

Humedad

Distribución de tamaño de partículas

El método mixto de área y vaguada es el más adecuado en el lugar para la disposición de los RSU,

ya que se adapta bien en zonas donde se dispone de una topografía adecuada y que permitirá

obtener parte del material de cubrición a partir del mejoramiento y adecuación de las pendientes.

Determinación del volumen nominal del vertedero.

1. La capacidad real total del vertedero dependerá del peso específico inicial de los residuos

cuando son colocados en el vertedero, de la compactación posterior de los residuos debido a la

presión por sobrecarga y de la pérdida de masa como resultado de la descomposición

biológica.

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2. Se usará el sistema mixto por área ó superficie y vaguada.

(Altura de sobrecarga estimada en 10 a 15 metros promedio)

Definido a partir del estudio planialtimétrico.

Método de disposición de los residuos en el relleno sanitario

Generación de Residuos Sólidos = 360 t/día

Peso específico de residuos compactados en el vertedero:

(Factor de peso / Factor de ocupación) = 0,70 t /m 3

Volumen de RSU / dia = 360 t /dia / 0,70 t /m3 = 514 m 3 / día

Volumen anual necesario sin considerar recupero (es decir, sin tratamiento) = 187.714 m 3 / año

La cuña de RSU, en 300 metros, con un desnivel de 10 metros y en un ancho de 330 metros, da un

volumen de trabajo de 915.000 m3.

Este volumen se considera reducido en un 20 %, para considerar el material con que se hará la

cubrición diaria de RSU. Por lo tanto, el volumen de esta primera cuña de trabajo es del orden de

732.000 m 3 (por cada celda) .

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Pendientes laterales recomendadas: 3:1; 2,5:1

El total de volumen, considerando las dos celdas, es de 1.464.000 m 3 .

Sin considerar ningún tipo de recupero ni tratamiento en planta de los residuos sólidos, el volumen

de las dos celdas tendría una vida útil de 8 años.

Teniendo en cuenta los procesos de degradación biológica que producen asentamientos, el volumen

útil será del orden de un 15 % mayor, lo que daría aproximadamente una vida útil de 9 años.

A continuación se detalla el cálculo de la capacidad del Relleno Sanitario:

PROYECCIÓN POBLACIÓN / RESIDUOS

AñoPoblación

(hab. Zona 1)

Residuos( t /día)

(Población x 0,70)

Valor relevado en

2005 y proyección

según columna anterior

(t / dia)

Porc. de reducción

por separació

n de residuos

(%)

Residuos

(tn /dia)

Volumen diario

compactado

(Peso Esp. Compact.

0,70 tn / m3)

(m3 / día)

(m3 / año)

2005 495893,96 347 360 0 360 514 1876102006 504324,16 353 366 0 366 523 1908952007 512897,67 359 372 40 223 319 1164652008 521616,93 365 378 70 113 161 587652009 530484,42 371 384 70 115 164 598602010 539502,65 378 391 70 117 167 609552011 548674,2 384 397 70 119 170 620502012 558001,66 391 404 70 121 173 631452013 567487,69 397 410 70 123 176 642402014 577134,98 404 417 70 125 179 653352015 586946,27 411 424 70 127 181 660652016 596924,36 418 431 70 129 184 671602017 607072,07 425 438 70 131 187 682552018 617392,3 432 445 70 134 191 697152019 627887,97 440 453 70 136 194 708102020 638562,06 447 460 70 138 197 71905

Volumen necesario en 15 años con recupero1.353.230

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Es decir que la capacidad del relleno con recupero superará las expectativas.

Impermeabilización de las celdas del relleno sanitario

La impermeabilización de las celdas y la preparación del terreno se harán siguiendo esta

metodología de trabajo:

Limpieza general y retiro de la capa vegetal del suelo (0,20 a 0,30 cm)

Excavaciones en escalones

Compactación del suelo base de la celda

Colocación de una geomembrana de HDPE de 1,5 mm de espesor

Colocación de una capa suelo compactado

Control de pendientes

El suelo producto de las excavaciones será acopiado de manera tal de poder ser reutilizado como

material de cobertura diaria de los residuos.

La preparación de la base del terreno, se hará emparejándolo y haciendo una capa de tierra con

material seleccionado compactado, que sirve de base para la recepción de una membrana de HDPR,

de 1500μ de espesor. Posteriormente sobre esta membrana se dispondrá otra capa de suelo de

aproximadamente 0,50m de espesor a los efectos de proteger la geomembrana y que las máquinas

circulen y operen sin dañarla.

Impacto de la compactibilidad de los componente de los residuos sólidos.

La densidad inicial de los residuos sólidos colocados en un vertedero varía según el método de

explotación del vertedero, la compactibilidad de los componentes individuales de los residuos

sólidos y la distribución porcentual de los componentes.

Con una compactación mínima, el peso específico inicial será algo menor que el peso específico

compactado en un vehículo de recogida. Por lo general el peso específico inicial de los residuos

colocados en un vertedero variará de 0,30 a 0,70 t/m3. La desviación de materiales residuales antes

de su evacuación no solamente reducirá las necesidades de capacidad en los vertederos, sino que

también afectará a la compactibilidad global de los materiales residuales restantes.

Otro factor a considerar en el estimado del volumen del RS es el asentamiento de la masa,

producido por el peso de las capas superiores y a medida que se va produciendo la descomposición

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de los residuos. Para residuos con una densidad del orden de 0,8 t/m3 , se puede estimar que la

superficie se retraerá hasta alcanzar un valor del orden del 80% al 85% del perfil original.

Impacto del material de cobertura

El material de cobertura, puede obtenerse del material obtenido en la preparación del terreno, ya

que en el emparejamiento del mismo, se obtendrá material que puede usarse como material de

cobertura, haciendo una clasificación del mismo.

Se propone una relación de cubrición – residuo de1:5 (20%)

También se considera la posibilidad de usar como material de cobertura, material proveniente de la

obtención del compost.

Gases del vertedero:

La composición del gas que se genera está determinada por procesos microbianos y reacciones que

se producen dentro de la masa de residuos.

El metano (CH4) y el dióxido de carbono (CO2) son los principales gases procedentes de la

descomposición anaerobia de los componentes biodegradables de los residuos orgánicos en los

RSU.

La migración incontrolada de gases producidos en un RS puede convertirse en un serio problema en

el sentido de provocar explosiones o daños en la vegetación de la cubierta del relleno o de áreas

próximas a él.

Cuando el metano está presente en el aire en concentraciones de entre el 5 y el 15 por 100, es

explosivo. Como en el vertedero sólo están presentes cantidades limitadas de oxígeno, cuando las

concentraciones de metano llegan a ese nivel crítico hay poco peligro de que el vertedero vaya a

explotar. Sin embargo, pueden formarse mezclas de metano que están dentro del rango explosivo si

el gas del vertedero migra fuera del lugar y se mezcla con el aire. La concentración de los gases que

pueden escaparse en el lixiviado dependerá de su concentración en la fase gas cuando se pone en

contacto con el lixiviado.

Duración de fases: La duración de las fases individuales de producción del gas de vertedero variará

según la distribución de los componentes orgánicos en el vertedero, la disponibilidad de nutrientes,

el contenido de humedad de los residuos, el paso de la humedad por el relleno y el grado de

compactación inicial.

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Si no hay suficiente humedad disponible, se retardará la generación del gas de vertedero.

Incrementando la densidad del material colocado en el vertedero, descenderá la posibilidad de que

la humedad llegue a todas las partes de los residuos y por lo tanto, reducirá la velocidad de

bioconversión y la producción del gas.

El contenido de humedad óptimo para la conversión de la materia orgánica biodegradable de los

RSU es del orden del 50% al 60%. También en muchos vertederos la humedad presente no se

distribuye uniformemente.

Lixiviados

Los residuos contienen en sí materiales orgánicos susceptibles de descomponerse, a la par que

nutrientes y organismos que promueven esta descomposición.

El factor que condiciona esta capacidad de descomposición, que se lleva a cabo en los RSU es la

disponibilidad de humedad. El proceso de descomposición que se lleva a cabo en la masa de

residuos es en general muy complejo, al igual que la composición del lixiviado y el gas producto de

este proceso.

El lixiviado es el líquido que ha pasado a través o a emergido de la masa del material que constituye

un RS y que en consecuencia, contiene en solución, suspensión o mezclado con él, materiales

provenientes de los residuos. La velocidad de generación de ese lixiviado depende de la cantidad

de líquido contenido originalmente en los residuos (lixiviado primario ) y de la cantidad que, por

precipitaciones, entra al relleno a través de su cubierta o cae directamente sobre la masa de basura

(lixiviado secundario).

Los factores que influyen en la generación del lixiviado en un RS son:

Clima

Topografía

Cubierta superior

Vegetación.

Tipo de residuos (en este caso , casi no tenemos material orgánico , después del

primer año)

Para controlar el lixiviado lo más común es el uso de arcillas compactadas y/o geomembranas de

varias clases, sencillas o en configuraciones multilaminares. El objeto de colocar una membrana es

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crear una barrera hidráulica que impida o restringa el paso de los líquidos dando así la posibilidad

de que sean recogidos y tratados.

Aún cuando las características del suelo, en este caso particular, son muy favorables en relación a

este punto, ya que tenemos una barrera impermeable natural del terciario, sumado a que la napa

freática se encuentra a gran profundidad, optando así a la colocación de una membrana sobre una

barrera impermeable, esta combinación da lugar a una membrana compuesta. Son muy efectivas y

dan seguridad en el control de la migración del lixiviado, ya que mientras las membranas flexibles

proveen una efectiva barrera hidráulica, la natural actuará como soporte de la sintética, previniendo

roturas de la misma.

La inclinación de la membrana que es la del fondo de las celdas será mayor del 4% (pendiente

natural del terreno, levemente corregida), con el objeto de promover el flujo del lixiviado hacia los

conductos apoyados en el fondo del relleno. Estos a su vez tendrán una pendiente del orden del

1,5% para asegurar el movimiento de los líquidos. Estos conductos irán insertos en una capa de

material drenante, estarán perforados y serán accesibles en sus extremos para manteneros libres de

obstrucciones.

Las características del residuo a disponer en este RS, sumada a las condiciones climáticas actuales,

hacen prever un caudal de lixiviados muy pequeño, ya que en el balance hídrico de los lixiviados, el

parámetro de mayor incidencia es el caudal de lluvias y el material orgánico. Ambos elementos son

escasos, ya que las precipitaciones en la zona son de 120mm/año.

Cubierta Final

El criterio elegido para la cubierta final persigue los siguientes objetivos:

Resistir la erosión

Minimizar la infiltración de aguas de lluvias

Restringir la migración del gas

Mantener las pendientes de los taludes formados

Facilitar el drenaje de las aguas superficiales

Mantener los residuos separados de los animales e insectos

Mejorar la visual y el efecto del paisaje

Lograr una reforestación con la arbustiva propia de lugar

Proteger la salud de las personas y el medio ambiente relacionado con el RS

19


21/I – 567.

Una vez concluida la capacidad de la celda, se procederá a realizar la cubierta final de la misma.

Esta cubierta consiste las siguientes capas:

1º Capa de suelo compactada de aproximadamente 30 centímetros.

2º Capa de arcilla compactada de aproximadamente 30 centímetros.

3º Geotextil con el objeto de evitar migración de suelo ante eventuales ingresos de líquidos

pluviales (protección del suelo).

4º Capa de suelo de aproximadamente un metro de espesor.

5º Cobertura vegetal.

7. Análisis de la Estabilidad del Relleno Sanitario

7.1- Análisis de la Compresibilidad

Otra participación importante de la Geotecnia en los vertederos es la que se refiere a la

Estimación de la Compresibilidad de los Vertederos, se debe a que los residuos sólidos depositados

en un Vertedero Controlado sufren grandes asientos, lo que provoca una reducción del volumen de

vacíos del residuos (menor relación de vacíos “e”), disminuyendo el volumen del Vertedero y

aumentando la capacidad del mismo.

La importancia de cuantificar los asientos que se producen y el tiempo que se extenderán se debe,

no solo para el aprovechamiento de la capacidad real del VC, sino también de las previsiones a

realizar durante la fase de diseño. Así mismo, la evaluación de los asientos tiene gran importancia a

la hora de definir la posible utilización del vertedero en su fase de rehabilitación.

El ritmo de producción de los asientos en un vertedero es variable con la edad, presentando

velocidades que disminuyen con el tiempo, pero que se mantienen perceptibles durante años. Se ha

comprobado que en vertederos con alto contenido de residuos orgánicos, los asientos son

importantes durante los primeros 10 años.

Los primeros estudios sobre compresibilidad de vertederos datan de la década del 40 en Estados

Unidos, aunque las primeras publicaciones son de los años 70.

La compresibilidad y en general el comportamiento mecánico de un VC está afectado por múltiples

factores, siendo los principales:

- Composición, características del residuo y espesor de la celda en el relleno.

- Humedad del residuo.

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21/I – 567.

- Tipo y metodología de rellenos empleada, equipo usado en la compactación y densidades

alcanzadas por el residuo y material de cobertura.

- Tipo y espesor del material de cobertura, relacionados con la evolución de la temperatura y

la humedad, entre otros, que influyen en el proceso de descomposición.

- Condiciones climáticas, tanto pluviométricas, como temperaturas ambientales.

- Edad del vertedero, condición fundamental en la estabilidad del mismo.

Una forma típica de abordar la reproducción del proceso de compresibilidad en vertederos, es la

utilización de experiencias de comportamientos semejantes en Geotecnia, siendo varios los autores

que utilizan teorías semejantes a los estudios de suelos. Por ejemplo el planteamiento propuesto por

Sowers (1973), quien establece que los asientos iniciales producidos por mecanismos mecánicos, se

pueden determinar mediante la expresión de la Teoría de la Consolidación Primaria:

Cc v0 + v0

Sp = . Ho . log ( ) 1 + e0 v0

Donde:

Sp = asiento al final de la consolidación primaria

H0 = altura inicial del relleno

Cc = coeficiente de compresibilidad

v0 = presión efectiva en el relleno

v0 = sobrecarga efectiva

e0 = relación de vacíos

Terminada la primera fase aproximadamente al cabo de un mes según Sowers, se inician los

asientos producto de cambios físico químicos, degradación biológica y compresión mecánica

secundaria. Ellos tienen un comportamiento más o menos lineal con el logaritmo del tiempo, similar

a la compresión secundaria de suelos y se determinan mediante la expresión de la Teoría de la

Consolidación Secundaria:

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C t2

Ss = . H . log ( ) 1 + e0 t1

Donde:

Ss = asiento durante la consolidación secundaria al tiempo t2

H = altura de la celda al tiempo t1

C = índice de compresión secundaria

t2 = tiempo de estimación de asientos

t1 = tiempo de inicio de la consolidación secundaria

e0 = relación de vacíos

La obtención del coeficiente de compresibilidad “Cc” y del índice de compresión secundaria “C”,

se hace a partir de la relación de estos parámetros y el índice de poros “e 0” en los gráficos

propuestos por Sowers (1973) en la figura X. Estos parámetros han sido contrastados por diversas

experiencias, dando adecuadas correlaciones. Este criterio ha sido el más empleado hasta ahora en

iberoamérica para predecir los asientos en un relleno sanitario.

Una conclusión interesante es que la compresión primaria es dominante en la producción de

asientos en la fase de operación del vertedero y la compresión secundaria es la más evidente una

vez que ha concluido la vida útil del vertedero.

En la práctica el principal problema, es la dificultad para obtener muestras representativas de los

materiales para los estudios, y la falta de métodos de ensayos universalmente aceptados y

contrastados por la comunidad científica. Por lo tanto, los métodos que se emplean habitualmente se

deben interpretar con cautela y evaluando la aplicabilidad de las correlaciones utilizadas en el

estudio de suelos a los residuos.

Figura de Sowers

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Trabajos Citados en el Texto.CASTRO, A., 1998. Estudio hidrogeológico del acuífero aluvial Riusec – Daró. (Girona, España).

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CASTRO, A. Y VÁZQUEZ SUÑÉ, E., 2003. Código EASY-BAL (Barcelona, España).CRAS (Centro Regional de Aguas Subterráneas), 1983. Condiciones hidrogeológicas en terrenos

del Instituto Penal de Chimbas y Radio Nacional. (San Juan, Argentina).CRAS (Centro Regional de Aguas Subterráneas), 1996. Consideraciones del agua subterránea en el

sector de la Fábrica Electrometalúrgica Andina. (San Juan, Argentina).CRAS (Centro Regional de Aguas Subterráneas), 1978. Elaboración de planos isopáquicos de

distintos acuíferos – Valle de Tulum. (San Juan, Argentina).CRAS (Centro Regional de Aguas Subterráneas), 1986. Evaluación del estado hidrológico de las

cuencas del Valle de Tulum, Jachal-Niquivil, Ullum Zonda y Valle Fértil en el período diciembre 1985 – abril 1986. (San Juan, Argentina).

EPA (Environmental Protection Agency), 1991. Regional assessment of aquifer vulnerability and sensitivity in the conterminous Unied Sates. (EE.UU)

FOSTER, S. Y HIRATA, R., 1991. Determinación del riesgo de contaminación de aguas subterráneas, documento del CEPIS, con la OMS y la OPS. (Lima, Perú).

FOSTER S., 1998. Groundwater in Urban Development, World Bank Technical Paper Nº 320. FIORE, J.; TURCUMÁN, M.; CASTRO, A., VÁZQUEZ, G.; GYMENEZ M., 2003. Hidrogeología

urbana: Caracterización y monitoreo del impacto de la actividad antrópica sobre la calidad de las aguas del acuífero aluvial del Valle de Tulum. (San Juan, Argentina).

INA (Instituto Nacional del Agua), 1998. Mapa hidrogeológico de la Provincia de San Juan. (San Juan, Argentina).

NAVARRO, A. Y WETTEN, C., 1969. Plan Agua Subterránea. Ensayos de bombeo en el Valle de Tulum. (San Juan, Argentina)

ROCCA, J., 1970. Geología de los Valles de Tulum y Ullum - Zonda. Plan Aguas Suterráneas, Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo. (San Juan, Argentina).

WETTEN, C., 1997. Tesis doctoral: Hidrogeología del Valle de Tulum.ACOSTA, R. “Vertederos no controlados, un problema ambiental en el Valle de Tulum, Provincia de San Juan”. (Tesis de Master – UNSJ). (2000).MUÑOZ, J. ABUJATUM, E. “Uso de sistemas de información geográficos para la determinación cualitativa del riesgo de contaminación de acuíferos”. Universidad Católica de Chile. BANDA NORIEGA, RUIZ de GALARRETA, A. “Riesgo de contaminación hídrica subterránea por actividad industrial, cuenca de los Arroyos Martín y Carnaval, Buenos Aires, Argentina”. CIC/CINEA-FCH-UNC.PAÉZ, G. “Determinación del Riesgo de contaminación de las aguas subterráneas en el Valle Geográfico del Río Cauca-Colombia”. Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca. Colombia.SILVA BUSSO, A. SANTA CRUZ, J. “Hidroquímica, Contaminación y Vulnerabilidad de las aguas subterráneas en el Partido de Escobar, Buenos Aires, Argentina”. INA-BsAs.

BANDA NORIEGA, RUIZ de GALARRETA, A. “Riesgo de contaminación hídrica en el parque industrial de Tandil, Provincia de Buenos Aires, Argentina.”

VALVERDE, J. PUJOL, R. “Análisis de Vulnerabilidad a la contaminación de una sección de los acuíferos del Valle Central de Costa Rica”. COELLO, X. GALÁRRAGA, R. “Metodologías para el análisis de la vulnerabilidad de acuíferos en medios urbanos, el caso de Quito, Ecuador”. Departamento de Ciencias del Agua, Escuela Politécnica Nacional. Ecuador.

Presentaciones

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El grupo de trabajo ha realizado además, a lo largo del año 2004 las siguientes presentaciones a Congresos:

- “CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS EN GRAVAS ALUVIALES A PARTIR DE ENSAYOS DE CARGA”. Congreso Sinergia 2004. Córdoba, octubre 2004.

- “ASPECTOS GEOTÉCNICOS A CONSIDERAR EN EL DISEÑO DE CAÑERÍAS FLEXIBLES ENTERRADAS”. Congreso Sinergia 2004. Córdoba, octubre 2004.

- “CARACTERIZACIÓN ESTÁTICA Y DINÁMICA DE GRAVAS ALUVIALES DEL RÍO SAN JUAN A PARTIR DE RESULTADOS DE ENSAYOS TRIAXIALES”. Congreso Sinergia 2004. Córdoba, octubre 2004.

- “INFLUENCIA DE LA PRESENCIA DE GRANOS DISCOIDALES Y OBLONGOS EN LA COMPACIDAD DE GRAVAS ALUVIALES DEL RÍO SAN JUAN”. Congreso Sinergia 2004. Córdoba, octubre 2004.

- “COMPRESIBILIDAD VERTICAL Y HORIZONTAL DE GRAVAS ALUVIALES DEL RÍO SAN JUAN – INFLUENCIA DE GRANOS DISCOIDALES Y OBLONGOS”. Congreso Sinergia 2004. Córdoba, octubre 2004.

San Juan, febrero 2006.-

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PCA - 1 PCA - 1 PCA - 1

0,00 - 0,50 0,50 - 1,70 1,70 - 4,50

% que pasa

Tamiz 8" 100 100

6" 95 95

4" 90 100 90

3" 85 80 85

2" 72 75 79

1" 52 64 66

3/4" 48 54 50

3/8" 39 41 47

Nº 4 33 32 36

Nº 10 28 23 29

Nº 40 20 16 20

Nº 100 14 13 14

Nº 200 11,0 8,5 6,5

LL (%) x x x

IP (%) 0 0 0

Sales (%) 1,13 0,55 ---

SUCS GP-GM GP-GM GP-GM

AASHTO A-1-a (0) A-1-a (0) A-1-a (0)

Proctor T.180:

d máx. (t/m

3) --- 2,242 ---

w op. (%) --- 5,30 ---

CBR (%)

0,1" --- 118 ---

0,2" --- 110 ---

0,3" --- --- ---

Expansión [%] --- 0,00 ---

Muestra Nº

Profundidad [m]

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PCA - 2 PCA - 2 ---

0,60 - 1,60 1,60 - 4,00 ---

% que pasa

Tamiz 15" 100 ---

10" 98

6" 100 93 ---

4" 85 83 ---

3" 79 81 ---

2" 77 71 ---

1" 63 56 ---

3/4" 59 53 ---

3/8" 43 42 ---

Nº 4 30 36 ---

Nº 10 20 29 ---

Nº 40 14 22 ---

Nº 100 12 17 ---

Nº 200 8,1 9,2 ---

LL (%) x x ---

IP (%) 0 0 ---

Sales (%) 0,49 0,55 ---

SUCS GP-GM GP-GM ---

AASHTO A-1-a (0) A-1-a (0) ---

Proctor T.180:

d máx. (t/m

3) 2,259 --- ---

w op. (%) 4,60 --- ---

CBR (%)

0,1" 106 --- ---

0,2" 117 --- ---

0,3" 168 --- ---

Expansión [%] 0 --- ---

Profundidad [m]

Muestra Nº

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DETERMINACIÓN DE DENSIDADES APARENTES HÚMEDAS Y SECAS IN SITU.

Método del Cono y la Arena - Norma DNV.

0,70 1,955 1,0 1,936

2,00 2,037 2,0 1,997

3,00 2,149 1,5 2,117

4,00 2,340 2,3 2,287

0,80 2,160 1,3 2,132

2,00 2,239 2,0 2,195

3,00 2,248 1,8 2,208

4,00 2,209 2,6 2,153

Muestra N° DensidadSeca

d

[gr/cm3]

PCA 1

PCA 2

DensidadHúmeda

w

[gr/cm3]

Húmedad

w [%]

Profundidad

[m]

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21/I – 567.

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21/I – 567.

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21/I – 567.

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+ 6,00 mCELDA


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A CELDA A

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