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Instituto Tecnológico de la Construcción A. C.

" ESTUDIOS DE GABINETE Y CAMPO PARA REALIZAR LA DISPOSICIÓN DE LOS

RESIDUOS SÓLIDOS "

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE I N G E N I E R O C O N S T R U C T O R

PRESENTA:

JOSÉ ANTONIO ALARCÓN PÉREZ

MÉXICO, D.F. OCTUBRE 1999.

ESTUDIOS DE GABINETE Y CAMPO PARA REALIZAR LA DISPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS SOLIDOS

ESTUDIOS DE GABINETE Y CAMPO PARA REALIZAR LA DISPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS

P R ALARCON 1999


DEDICATORIA

A MI QUERIDO I T C

A MIS PROFESORES

A MIS AMIGOS

AL ING. RAÚL IBARRA RUIZ

A MI NOVIA ADORADA IVONE

A MIS PADRES Y HERMANOS

A ABEL LUNA MIRANDA

A MIS SINODALES

A GRUPO APASCO

MUY ESPECIALMENTE ADIÓS, PORQUE GRACIAS A SU AYUDA HE LLEGADO HASTA DONDE HOY.


ÍNDICE

1.- INTRODUCCIÓN 1

OBJETIVO 2

2.- TIPO DE TERRENO 3 2.1.- Método de trinchera 3 2.2.- Método de área 3 2.3.-Métodos combinados 3

3.- SELECCIÓN DEL SITIO PARA EL RELLENO SANITARIO 4 3.1.-Aspectos técnicos para la selección 4 3.2.-Tenencia de la tierra 5 3.3.- Factores de evaluación para la selección de un sitio 6

4.- GEOHIDROLOGÍA 8 4.1.-Antecedentes 8 4.2.-Objetivo principal 8 4.3.-Ciclo hidrológico 9

5.- MECÁNICA DE SUELOS 11 5.1.-Muéstreos 11 5.2.-Parámetros 12 5.3.- Pruebas de permeabilidad 13 5.4.- Descripción de pruebas de campo 13 5.5.- Descripción de pruebas de laboratorio 14 5.6.- Granulometría 14

6.- ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LA REALIZACIÓN DE ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS PARA DISTINTAS CONDICIONES DE TERRENO 18

6.1.-Generalidades 18 6.2.-Topografía 18

7.- CÁLCULO DE LA VIDA ÚTIL 21 7.1.-Vida útil 21 7.2.-Área 24

8.- DISEÑO DE LA CELDA DIARIA 28

8.1.- Elementos de una celda 28

9.- DISEÑO DE FRANJAS 30

10.- DISEÑO DE CAPAS 31

11.-MATERIAL DE CUBIERTA 32

12.- MOVIMIENTOS DE TIERRAS 36 12.1.- Desmonte y despalme 36 12.2.- Terrecerías 37 12.3.-Préstamos 38 12.4.-Curva masa 39

D R ALARCÓN, 1999


13.- IMPERMEABILIZACION Y CONTROL DE LÍQUIDOS PERCOLADOS 42 13.1.-Método natural 42 13.2.-Método artificial 42 13.3.- Cálculo de la interfase o espesor mínimo para evitar riesgos de contaminación en aguas subterráneas 42

14.- POZOS DE MONITORÉO 45 14.1.-Análisis recomendados para el monitoréo 47 14.2.- Ámbitos encontrados en lixiviados para residuos municipales 49 14.3.- Sistema de captación de biogas 49 14.4.- Sistema de captación de aguas de escurrimiento 53 14.5.- Obras complementarias 57

15.-CONCLUSIONES 59

D R ALARCÓN , 1999

ESTUDIOS DE GABINETE Y CAMPO PARA REALIZAR LA DISPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS.

INTRODUCCIÓN

En todas las ciudades que presentan un desarrollo acelerado, el problema de manejo y disposición de desechos sólidos ha contribuido al deterioro del medio ambiente en esos centros de población.

La generalidad de estas ciudades ha visto incrementarse considerablemente su población en las últimas dos décadas y en consecuencia la generación de residuos sólidos municipales ha ido también en aumento, sin embargo, no se ha contado con un sistema de disposición final de los residuos que solucione en forma global la problemática ocasionada.

Los programas de manejo y disposición final de residuos sólidos han sido necesarios debido al impacto negativo, que se ha inducido sobre el medio ambiente.

D.R ALARCÓN , 1999 .

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OBJETIVO

Tomando como referencia El Plan Nacional de Desarrollo, particularmente en lo referente a sus lincamientos ecológicos, dentro del capítulo de política social, se encuentra como uno de los problemas principales el de la generación y disposición final de los residuos sólidos. Este problema es especialmente grave en las ciudades, así como zonas turísticas e industriales, debido a la modificación de los patrones de consumo de la sociedad que han aumentado el volumen de residuos sólidos generados.

La SEDESOL (Secretaría de Desarrollo Social), preocupada de dar lincamientos que coadyuven a la resolución del problema, se ha fijado la tarea de realizar en colaboración con especialistas, la realización de trabajos que tiendan a dar solución a tan grave problema.

El objetivo de este estudio es el de proporcionar a las poblaciones con un mínimo de 100,000 hab. o con generación de residuos sólidos municipales menores a 500 ton/día un trabajo que les permita adaptarse a sus necesidades y características propias así como poder contar con las bases para realizarlo en forma rápida y eficiente, de acuerdo con la metodología que actualmente acepta la SEDESOL.

El relleno sanitario es el método de ingeniería recomendado para la disposición final de los residuos sólidos municipales, los cuales se depositan en el suelo, se esparcen y se compactan al menor volumen práctico posible y se cubren con una capa de tierra al término de las operaciones del día.

La sociedad norteamericana de ingenieros civiles (ASCE), define: "Relleno sanitario es una técnica para la disposición de la basura en el suelo sin causar perjuicios al medio ambiente y sin causar molestias o peligro para la salud y seguridad pública; este método utiliza principios de ingeniería para confinar la basura en la menor área posible, reduciendo su volumen al mínimo practicable y cubriendo la basura así depositada con una capa de tierra con la frecuencia necesaria o por lo menos al fin de cada jornada".

Como obra de ingeniería, el relleno sanitario debe ser construido elaborando un proyecto para atender determinados objetivos generales y específicos. El objetivo general es la disposición final o depósito permanente de los residuos sólidos municipales en sitios y condiciones adecuadas para evitar daños a los ecosistemas. Como objetivo específico, podrá citarse la recuperación de ciertas áreas.

De la misma forma que en otras obras, el relleno sanitario debe realizarse a partir de un proyecto que cumpla con leyes, reglamentos, normas y métodos de construcción apropiados.

El criterio para diseñar el relleno sanitario se basará en los siguientes factores: 1.- Tipo de terreno 2.- Selección del sitio 3.- Geohidrología 4.- Mecánica de suelos 5.- Especificaciones técnicas para la realización de estudios topográficos para los distintos tipos de terreno 6.- Cálculo de la vida útil 7.- Diseño de la celda diaria 8.- Diseño de franjas 9.- Diseño de capas 10.- Material de cubierta 11.- Movimiento de tierra 12.- Impermeabilización y control de líquidos percolados 13.- Pozos de monitoréo 13.1.- Sistema de captación de biogas 13.2.- Sistema de captación de agua de escurrimiento 13.3.- Obras complementarias

D.R. ALARCÓN , 1999 .

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2.- TIPO DE TERRENO

Existen a grandes rasgos cinco diferentes perfiles de terreno que por sus características se prestan para la construcción y operación del relleno sanitario y por su topografía se clasifican en:

Plano.- es aquel terreno en el que se presentan pequeñas pendientes como las mesetas y llanuras (0 a 5% de pendiente)

Ondulado.- se consideran terrenos ondulados aquellos en los que la pendiente no es continua presentando partes planas y partes con pendiente media como son los valles (5 a 10% de pendiente)

Escarpado.- presentan una pendiente muy fuerte (mayores al 10%) como montañas, cerros, cañadas, etc.

Banco de material de préstamo abandonado.- es aquel terreno que se usó como banco de material y presenta grandes oquedades u hoyancos que pueden ir de 5 a 15m de profundidad

Combinado.- es aquel que presenta 2 ó más variantes de los terrenos arriba descritos

El procedimiento de construcción y método de relleno sanitario se seleccionará una vez conocido el perfil del terreno disponible, que podrá ser de trinchera, área y/o combinación de ambos.

2.1.- Método de trinchera

Consiste en depositar los residuos sólidos sobre el talud inclinado de la trinchera (talud 1:3), donde son esparcidos y compactados con el equipo adecuado, en capas, hasta formar una celda que después será cubierta con el material excavado de la trinchera, con una frecuencia mínima de una vez al día esparciéndolo sobre el residuo. Este método es usado normalmente donde el nivel de aguas freáticas es profundo, las pendientes del terreno son suaves y las trincheras pueden ser excavadas utilizando equipos normales de movimiento de tierra.

2.2.- Método de área

El método es similar al de trinchera y consiste en depositar los residuos sobre el talud inclinado, se compactan en capas inclinadas de 60cm para formar la celda que después se cubre con tierra. Las celdas se construyen inicialmente en un extremo del área a rellenar y se avanza hasta terminar en el otro extremo.

Este método se puede usar en cualquier terreno disponible como canteras abandonadas, inicio de cañadas, terrenos planos, depresiones y ciénagas contaminadas; un punto importante en este método, para que el relleno sea económico, es que el material de cubierta debe transportarse de lugares cercanos a éste. Para que se cumpla la condición de ser relleno sanitario, al finalizar el trabajo diario se deben cubrir las celdas para evitar: la proliferación de fauna nociva, malos olores que invadan a todo el sector y que los residuos sean llevados por el viento fuera del relleno.

2.3.- Métodos combinados

En algunos casos cuando las condiciones geohidrológicas, topográficas y físicas del sitio elegido para llevar a cabo el relleno sanitario son apropiadas, se pueden combinar los dos métodos anteriores, por ejemplo, se inicia con el método de trinchera y posteriormente se continúa con el método de área en la parte superior. Otra variación del método combinado, consiste en iniciar con un método de área, excavando el material de cubierta de la base de la rampa, formándose una trinchera, la cual servirá también para ser rellenada. Los métodos combinados son considerados los más eficientes ya que permiten ahorrar el transporte del material de cubierta (siempre y cuando exista éste en el sitio) y aumentan la vida útil del sitio.


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3.- SELECCIÓN DEL SITIO PARA EL RELLENO SANITARIO

• ser de fácil y rápido acceso para los camiones recolectores • permitir su utilización por largo plazo, de preferencia superior a diez años • contar con una topografía tal que permita un mayor volumen aprovechable por hectárea • tener condiciones y características tales, que se protejan los recursos naturales • estar localizado de modo que el relleno sanitario no sea rechazado por la población, debido a molestias por

la operación del mismo • ofrecer tierra para cobertura, en cantidad y calidad adecuada, dentro de las cercanías del sitio • tener en regla todo lo relacionado con el uso y tenencia de la tierra

Rara vez se encuentran en un terreno todas estas condiciones. El técnico debe clasificar los terrenos que reúnan buenas características, analizando sus inconvenientes en función de los recursos técnicos y económicos disponibles para utilizarlos, estableciendo un orden de preferencias para cada sitio.

Es conveniente realizar una preselección considerando tres o más sitios viables para que los técnicos responsables del proyecto hagan la evaluación y selección final de uno de ellos; el tiradero existente deberá estudiarse como un sitio alternativo que puede transformarse en relleno sanitario.

La selección del sitio es un proceso que deberá contemplar dos aspectos: el técnico y el de tenencia de la tierra

3.1.- Aspectos técnicos para la selección del sitio

A continuación se enumeran algunos de los aspectos técnicos más importantes para la selección del sitio

3.1.1.- Vida útil del sitio

El sitio deberá tener una extensión tal que, estimada una rasante de proyecto terminado, se tenga un volumen que pueda recibir desechos sólidos, para cuando menos diez años de operación del relleno sanitario. Para el cálculo de este volumen se deberá tomar en cuenta la población futura y el índice de generación de residuos

3.1.2.- Tierra para cobertura

El relleno sanitario debe ser lo más autosuficiente en tierra necesaria para su construcción como sea posible Si el sitio no contara con tierra suficiente o no se pudiera excavar, deberán investigarse bancos de material para cobertura en lugares próximos y accesibles tomando en cuenta el costo de transporte

3.1.3.- Topografía del sitio

El relleno puede diseñarse y operarse en cualquier tipo de topografía. Sin embargo, es preferible aquella en que se logre un mayor volumen aprovechable por hectárea, como puede ser el caso de minas abandonadas a cielo abierto, inicio de cañadas, manglares contaminados y otros

3.1.4.- Vías de acceso

Las condiciones de tránsito de las vías de acceso al relleno sanitario afectan el costo global del sistema, retardando los viajes y dañando los vehículos; por tanto, el sitio debe estar de preferencia a corta distancia de la mancha urbana y bien comunicado por carretera, o bien, con un camino de acceso corto no pavimentado, pero transitable en toda época del año

D.R. ALARCÓN,1999 ,

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3.1.5.- Vientos dominantes

La ubicación del sitio deberá seleccionarse de tal manera que los vientos dominantes soplen en sentido contrario a la mancha urbana con el fin de evitar posibles malos olores; aunque si el relleno sanitario opera correctamente, el factor "viento dominante" puede despreciarse

3.1.6.- Ubicación del sitio

Un relleno sanitario bien operado no causa molestias, sin embargo es preferible ubicar el sitio fuera de la mancha urbana, previendo que al final de la vida útil del relleno, éste se pueda usar como área verde. Se recomienda que el sitio para el relleno sanitario esté cercano a la mancha urbana (3 Km. mínimo y 12 Km. máximo) ya que se reducen los costos de transporte y se asegura que los problemas operativos (ruido, tránsito, etc.,) no afectarán a la misma

3.1.7.- Geología

Un contaminante puede penetrar al suelo y llegar al acuífero contaminándolo y haciéndolo su vehículo, por lo tanto es muy importante conocer el tipo de suelo (estratigrafía) del sitio para el relleno sanitario. Los suelos sedimentarios con características areno-arcillosas son los más recomendables ya que son suelos poco permeables, por lo cual la infiltración de líquido contaminante se reduce substancialmente. Por otra parte, este tipo de suelo es suficientemente manejable como para realizar excavaciones, cortes y usarlo como material de cubierta

3.1.8.- Geohidrología

Uno de los factores básicos para la selección del sitio es el de evitar que pueda causar alguna contaminación de los acuíferos. Por ello, es de suma importancia realizar un estudio geohidrológico para conocer la profundidad a la que se encuentra el agua subterránea, así como la dirección y velocidad del escurrimiento o flujo de la misma. Se deben solicitar datos geohidrológicos de la región a la dependencia correspondiente (SAGAR) con lo cual puede ser factible no realizar el estudio. La decisión de realizar o no el estudio la deberá dar un técnico especialista en la materia.

3.1.9.- Hidrología superficial

Una parte de los problemas de operación causados por la disposición de desechos sólidos son consecuencia de una deficiente captación de agua de escurrimiento partiendo de esa base es muy importante que el sitio seleccionado esté lo más lejos posible de corrientes superficiales y cuerpos receptores de agua y cuente con una adecuada red de drenaje pluvial para evitar escurrimientos dentro del relleno sanitario.

3.2 Tenencia de la Tierra.

En cualquier hipótesis , un proyecto de relleno sanitario deberá iniciarse solamente cuando la entidad responsable del relleno (Municipio), tenga en sus manos el documento legal que la autorice a construir sobre el terreno el relleno sanitario con todas las obras complementarias, estipulando también el periodo y la utilización futura u opciones.

Es muy usual que el Municipio obtenga, de particulares el arrendamiento del terreno para el relleno sanitario. En caso de que esto suceda será necesario siempre contar con un convenio o contrato firmado y debidamente legalizado por ambas partes.

Cuando el terreno sea propiedad del municipio, éste deberá quedar debidamente registrado en el catastro de la propiedad, señalando que será de uso restringido.

D.R. ALARCÓN, 1999 .

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ESTUDIOS DE GABINETE Y CAMPO PARA REALIZAR LA DISPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS SOLIDOS.

3.3 Factores de evaluación para la selección del sitio.

Las tablas 3.1 y 3.2 se incluyen con el fin de presentar un criterio práctico y sencillo para evaluar, por medio calificativo, a los diferentes sitios viables que se presentan en la selección del sitio para un relleno sanitario.

3.3.1 Descripción de las tablas.

En la tabla 3.1 se presentan los factores que se deben considerar para evaluar la selección del sitio.

En la tabla 3.2 se considera un cierto valor a cada uno de los conceptos que influyen en la selección. Este valor se ha determinado de acuerdo a la importancia que tiene cada uno de ellos y se les ha asignado una cantidad en la columna de valores. En las columnas de opciones aparecen Los siguientes conceptos:

Excelente 1.00 Buena 0.85 Regular 0.70

Al multiplicar cada concepto por su columna de valores correspondiente se tendrá un resultado ; el sitio que tenga la suma más alta de estos resultados, será la mejor opción para el relleno sanitario.

Tabla 3.1

FACTORES DE LA EVALUACIÓN PARA LA SELECCIÓN DEL SITIO.

CONCEPTOS QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DEL SITIO VIDA ÚTIL

TIERRA PARA COBERTURA

TOPOGRAFÍA

VÍAS DE ACCESO

VIENTOS DOMINANTES

UBICACIÓN DEL SITIO

GEOLOGÍA

GEOHIDROLOGIA

HIDROLOGÍA SUPERFICIAL

TENENCIA DE LA TIERRA

O P C I O N E S EXCELENTE BUENA REGULAR

mayor de 10 años autosuficiente

minas a cielo abierto abandonadas cercanas y pavimentadas en sentido contrario a la mancha urbana de 3 a 12 Km. de la mancha urbana

impermeables más de 30 m. de profundidad (manto acuífero) no hay corrientes superficiales terreno propio

5 a 10 años acarreo cercano

comienzo de cañadas, manglares contaminados cercanas, transitables en ambos sentidos de la mancha urbana entre 1 y 3 Km. de la mancha urbana

semi impermeables entre 10 y 30 m. de profundidad

lejano de corrientes superficiales terreno rentado a largo plazo

menor de 5 años acarreo lejano

otros

lejanas y transitables en sentido de la mancha urbana menor de 1 Km. y mayor de 12 Km. de la mancha urbana permeables menor de 10 m. de profundidad

cerca de corrientes superficiales terreno rentado a corto plazo


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Tabla 3.2

TABLA DE VALORES PARA LA SELECCIÓN DE UN SITIO

CONCEPTOS QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DEL

SITIO

VIDA ÚTIL

TIERRA PARA COBERTURA TOPOGRAFÍA

VÍAS DE ACCESO

VIENTOS DOMINANTES UBICACIÓN DEL SITIO GEOLOGÍA

GEOHIDROLOGIA

HIDROLOGÍA SUPERFICIAL TENENCIA DE LA TIERRA TOTAL

VALORES

1.000 0.700

0.200 0.250 0.050

0.400

0.400 0.400 0.300

0.700

4.400

O P C I O N E S

EXCELENTE BUENA REGULAR 1.00 0.85 0.70 1.00

0.700

0.200 0.250 0.050

0.400

0.400 0.400 0.300

0.700

4.400

0.850 0.595

0.170 0.212 0.042

0.340

0.340 0.340 0.255

0.595

3.739

0.700 0.490

0.140 0.175 0.035

0.280

0.280 0.280 0.210

0.490

3.080


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4.- GEOHIDROLOGÍA

4.1 Antecedentes

Es muy importante contar con un estudio geohidrológico con el fin de verificar datos previos y proveer información detallada para el diseño.

El primer requerimiento básico es un conocimiento más profundo de los suelos y la geología, que es realizada en la selección del sitio. Un buen geólogo (preferentemente con conocimientos de hidrología subterránea), debe ser contratado para examinar el sitio, elaborar un programa de pozos de monitoréo y obtener la información detallada sobre las condiciones geológicas del lugar.

Con la información resultante del estudio se podrán conocer aspectos importantes para el diseño del relleno sanitario como los es el flujo de agua subterránea, ya que puede sufrir efectos en su calidad por el probable lixiviado que se pudiera generar en el relleno ; la posibilidad de contaminar agua susceptible de ser aprovechada o que ya es usada para abastecimiento de agua potable'representa altos costos que deben evaluarse.

4.2 Objetivo principal

El objetivo principal del estudio geohidrológico es la localización de los mantos acuíferos, así como su gasto de escurrimiento, velocidad, dirección de movimiento y los cortes estratigráficos de los suelos, de tal manera que se cuente con información acerca de la disponibilidad de la tierra para cobertura y sus características geológicas, las cuales nos ayudarán a conocer el volumen disponible de material de cubierta y la línea de máxima excavación en la operación del relleno sanitario.

En algunas ocasiones las limitaciones económicas de los municipios impiden llevar a cabo un estudio geohidrológico completo realizado por especialistas.

Cuando sea posible se deben realizar los siguientes trabajos como mínimo.

4.2.1 Pozos a cielo abierto y sondeos

Se deberán realizar sondeos hasta una profundidad de 20 m. o menos, si se encuentra un material impermeable ; o bien con pozos a cielo abierto y mayores de 6 m. de profundidad cuando las condiciones lo permitan. El mínimo será cuando se encuentre un estrato impermeable ; de estos sondeos y pozos podremos conocer la estratigrafía del suelo y se obtendrá una idea bastante aproximada de las condiciones del sitio como son profundidad del acuífero, permeabilidad y tipo de material.

Los pozos deberán cumplir con lo que se establece en la tabla No. 4.1, en la cual se indica, según el área disponible, el número y la configuración de los pozos a excavar.

La localización de los sondeos, se deberá presentar en un plano general del sitio, indicando las características generales de cada uno de ellos, como son: profundidad, equipo empleado, tipo de terreno, etc. Dicho plano deberá incluir sus notas y simbologías correspondientes, así como un croquis de localización del sitio ; en el mismo plano se deberán incluir los perfiles estratigráficos resultados del estudio en cuestión, así como su trazo en planta general del sitio, especificando los horizontales de suelos, así como el tipo de clasificación y características generales de ellos, obtenidos en laboratorio.

D.R. ALARCON, 1999

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Tabla 4.1

REQUERIMIENTO DE POZOS DE INVESTIGACIÓN

AREA DEL SITIO (Has)

HASTA 5

5-20

20-40

MAS DE 40

NUMERO APROXIMADO

3

5 - 6

8 -9

11-15

DISTRIBUCIÓN GENERAL

O Z O Z O

- _ u _ _ °-§-°

o o o z y z y z o

y y O O 0 n ii n o z o z o z o z o n n n b o b

4.2.2 Datos Existentes

En este punto se deberá investigar en las cercanías las norias o pozos profundos, o con las autoridades hidráulicas del lugar, el nivel de aguas freáticas de tal manera que se tenga una información lo más aproximada al sitio en cuestión ; pero si existe alguna duda importante, será necesario llevar a cabo un estudio geohidrológico o seleccionar otro sitio para el relleno sanitario.

Generalmente esta información la tiene la Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos, ya que esta dependencia ha realizado este tipo de estudios por toda la República Mexicana.

4.3 Ciclo Hidrológico

Sin duda los procesos que componen el ciclo hidrológico, juegan un papel muy importante en el diseño y operación de un relleno sanitario ; a continuación se describen estos procesos y su influencia en el diseño y operación de un relleno sanitario.

4.3.1 Precipitación Pluvial

La precipitación pluvial tiene influencia en el diseño del relleno, ya que el conocimiento de ésta, en el sitio seleccionado, será importante para el diseño de los drenajes, el cálculo del volumen de lixiviados que se generará potencialmente, el cálculo de agua de escurrimiento superficial y finalmente ayuda al diseño de las áreas de trabajo en la operación del relleno sanitario. En lo que respecta a la operación del relleno en tiempo de lluvias, puede hacer que el material de cubierta sea más difícil de esparcir y de compactar. Otro problema, es la dificultad de un movimiento, dado que pueda ocasionar el tránsito de vehículos en los caminos de terracería dentro del sitio.

4.3.2 Evapotranspiración

Del agua que es precipitada sobre la tierra, una gran cantidad es regresada a la atmósfera, como vapor, a través de la acción combinada de la evaporación y la transpiración.


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4.3.2.1 Evaporación

La evaporación es el proceso por el cual las moléculas de agua en la superficie de ésta o humedad del suelo adquieren suficiente energía a través de la radiación del sol para escapar del estado líquido al estado gaseoso.

4.3.2.2 Evapotranspiración

La transpiración es el proceso por el cual las plantas pierden agua hacia la atmósfera. En muchas regiones es imposible medir separadamente la evaporación de la transpiración, por lo que en la actualidad se la ha dado por llamarlos evapotranspiración.

El proceso de la evapotranspiración interviene también en el cálculo de lixiviado y en los cálculos de evaporación, de los mismos, lo cual será tratado en su capítulo correspondiente.

*

D.R. ALARCON, 1999 .

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5 MECÁNICA DE SUELOS

5.1 Muestreo

El muestreo consiste en excavar pozos a cielo abierto con profundidad máxima de dos metros ; en caso de que se hayan realizado sondeos geofísicos, éstos se utilizarán para el muestreo de mecánica de suelos. El ancho de estos pozos será el suficiente para que una persona pueda introducirse a sacar muestras (entre 0.8 y 1.5 m.). Existiendo dos tipos de muestreo que son el alterado y el inalterado. A continuación se describe cada uno de ellos.

5.1.1 Muestras alteradas

Se toma una muestra integrada en forma alterada, de cada uno de los pozos a cielo abierto. Éstos se harán en cantidad de uno por hectárea, tomándose el sitio más representativo para cada uno de ellos.

El procedimiento para la extracción de muestras alteradas es el siguiente :

Una vez excavado el pozo, se produce a abrir una ranura vertical de sección uniforme de 20 cm. de profundidad y que llegue al fondo del mismo.

El material obtenido se coloca en un bote de lámina que debe estar debidamente identificado con los siguientes datos : banco, fecha, pozo y profundidad.

5.1.2 Muestras inalteradas

Se debe tomar cuando menos una muestra inalterada del sitio por capas, cuyo punto de localización siempre es el centro del terreno elegido para el relleno sanitario.

Las muestras inalteradas, deben conservar las condiciones del suelo en su estado natural, por lo que su obtención, empaque y transporte requieren de cuidados especiales.

El procedimiento para la obtención, empaque y transporte de estas muestras es el siguiente :

• Se debe limpiar y nivelar el terreno • Se introduce un tubo muestreador hasta donde la resistencia del terreno lo permita. • Se excava al rededor del tuvo muestreador para evitar la fricción de la cara exterior del tubo. • Se introduce el tubo hasta Los primeros 25 cm. u horizonte de suelo que se trabaje. • Se recorta la muestra del suelo por su base y se enrasa al tamaño del tubo. • Se protegen las bases de la muestra con vendas de manta impregnadas con parafina y brea. • Se empaca la muestra en un cajón de madera con aserrín, papel o paja. • Por último se identifica cada una de las muestras.

5.1.3 Análisis de Laboratorio

Una vez que se tengan las muestras en el laboratorio se procede a realizar los siguientes análisis :

• Contenido orgánico total. • Granulometría • Capacidad de intercambio catiónico. • Límites de consistencia. • pH. • Clasificación de suelos. • Porosidad. • Humedad. • Peso volumétrico.


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• Permeabilidad. • Capacidad de carga. • Compactación-Proctor Estándar (*) • Compresión triaxial (*).

(*) Solo cuando SEDESOL lo considere permanente.

Los resultados de estos estudios deben presentarse en un anexo respaldados, incluso, con planos donde se ubiquen los sitios de muestreo, así como las características e información general de los muéstreos realizados, complementados con la simbología, claves y notas usuales para este tipo de estudios.

5.2 Parámetros

A continuación se indican algunos de los parámetros más usuales :

5.2.1 Porosidad.

La porosidad se expresa como :

Porosidad = (vol. total) - (vol. sólidos) (100) vol. Total

La porosidad en los suelos puede variar como se indica en la siguiente tabla :

Tabla 5.1

POROSIDAD EN ALGUNOS SUELOS

MATERIAL

Arenas y Gravas Arenas apisonadas Pizarras y Arcillas pizarrosas Arcillas Tierras vegetales

PORCENTAJE %

35-50 25-30 0.5-8 44-47 37-65

5.2.2 Coeficiente de permeabilidad

Se calcula mediante la siguiente ecuación :

K= Q A (Ah/Al)

donde: K es el coeficiente de permeabilidad, en cm / seg. Q es el caudal o flujo, en cm3 /seg. A es el área, en cm2

Ah/A l es la pendiente hidráulica, en milésimas El coeficiente de permeabilidad ( K ) para diferentes tipos de suelos, varía como se indica a continuación :


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Tabla 5.2

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD "K"

MATERIAL GRAVA LIMPIA

ARENAS LIMPIAS ARENAS LIMPIAS Y MEZCLAS DE GRAVA

SUELOS IMPERMEABLES MODIFICADOS POR LOS EFECTOS DE LA VEGETACIÓN E INTEMPERIZACION

ARENAS MUY FINAS, LIMOS ORGÁNICOS E INORGÁNICOS, MEZCLAS DE ARENA, LIMO Y ARCILLA MORENO GLACIAL, DEPÓSITOS ESTRATIFICADOS DE ARCILLA, ETC. SUELOS IMPERMEABLES, ARCILLAS HOMOGÉNEAS BAJO LA ZONA DE INTEMPERIZACION

K (CM/SEG)

10 "2 - 10°

10° - io -3

10 "2 - 10 "7

10 "3 - 10 "7

io-7 - 109

5.3 Pruebas de Permeabilidad

Las pruebas de permeabilidad se clasifican como sigue

5.3.1 En el campo

• pozos de absorción • pozos de filtración • pozos de material homogéneo.

5.3.2 En el laboratorio

• permeámetro de carga constante • permeámetro de carga variable

• permeámetro de capilaridad horizontal.

5.4 Descripción de pruebas en el campo

5.4.1 Pozos de absorción

• Se excavan pozos de 20 x 30 x 30 cm. en lugares representativos. • Estos pozos se espacian 50 m. o bien, se perforan cuatro en cada hectárea. • Se raspa el fondo y las paredes para eliminar superficies sucias o grasosas. • Cada pozo se llena con agua unas tres veces antes de tomar las lecturas, para saturar el terreno

circundante. Se puede dejar el agua toda una noche, con el mismo objeto, después de lo cual se vuelve a llenar con agua el pozo.

• Se determina el tiempo de infiltración como indicio de la permeabilidad. Esta prueba es representativa de una capa de material de un metro de espesor.

• Si el descenso total del agua se realiza en menos de una hora, se puede decir que el terreno es permeable e inadecuado. Si el agua tarda más de una hora e infiltrarse totalmente, el terreno puede ser bueno.

• Un manto es prácticamente impermeable si el agua tarda más de 24 horas en ser absorbida completamente. • A partir del tiempo de infiltración se calcula el volumen de infiltración, en m / m .

D R. ALARCON ,1999 .

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5.4.2 Pozos de filtración

Se excavan dos pozos a una distancia de un metro, se llenan de agua y así se mantienen con una diferencia de nivel de un metro. La permeabilidad en este caso se calcula por un medio de redes de flujo.

5.4.3 Pozos en Material Homogéneo.

Utilizando la fórmula de THIEMES se puede obtener el coeficiente de permeabilidad, cuando el material es homogéneo, excavando tres pozos e instalando en uno de ellos un equipo de bombeo y midiendo el abatimiento del nivel freático en los otros.

5.5 Descripción de Pruebas en el Laboratorio

5.5.1 Permeámetro de Carga Constante

• Se utiliza para suelos relativamente permeables como : grava, arenas y mezclas de arena y grava cuyos coeficientes de permeabilidad varían de 10 a 10" cm / seg.

• Permeabilidad por capilaridad horizontal

Se usa cuando los materiales tienen una permeabilidad comprendida entre 10"1 y 10"5 cm /seg. Es adecuada para ensayar con gran rapidez un buen número de muestras en el campo.

5.5.2 Permeámetro de carga variable

Esta prueba se utiliza para determinar el coeficiente de permeabilidad de suelos relativamente impermeables tales como : mezclas de arena limo y arcillas, limos con arcillas o arcillas simplemente. El coeficiente de permeabilidad de estos suelos varía de 10"4 a 10"9 cm /seg.

5.6 Granulometría

El análisis consiste en separar y clasificar por tamaños el material del suelo. A partir de la distribución de los granos es posible formarse una idea de la graduación del material; un material bien graduado ( de todos tamaños ) tiende a ser impermeable ; una cantidad del 10 % de partículas menores que pasa la malla No. 200 en arenas y gravas puede hacer que el suelo sea virtualmente impermeable.

Los suelos gruesos cuando carecen de finos son permeables. A medida que una arena se hace más fina y más uniforme decrece su permeabilidad.

A partir del análisis granulométrico se obtiene el diámetro efectivo, la porosidad y el coeficiente de uniformidad.

La tabla 5.3 corresponde al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos y la figura 5.1 muestra la gráfica para clasificación de suelos ; en la figura 5.2 se presenta la gráfica de textura de suelos.

La tabla 5.3 nos muestra la terminología usada comúnmente en la clasificación de los suelos, aceptada mundialmente.

D.R. ALARCON ,1999 .

14


Tabla 5.2

$ r§> £ ^ $ # * § * ^ % limo

D R ALARCON , 1999

15

l ts^ i «»«i 5v / 'c»ioe F ' « S S

•.. THROUGH

FINES

INS-RQCTIQ>C FJ6 j j . n c CM*»'

I CcTERM'NE *ER;EV Or .RAVE. {PÍSSNG T6 2 ">"> TO NO «

SIEVE!, S iNDf i iSSs ; NO A TC NC 200 S.EVE ,

ANO FlNESIPiSS'Ni NO 20C SIEVE.

MORE THAN S:\ 0C SAN'PLE -S FINES.

¡E PLASTIC 'T» CHART FOR CLASS F .CATION.

SO-. ORMO»; C : SAMP.E iS SANO ANO

HAVE.. .CCATE .-TERSEC'ION POINT OF

ER:EN* GRAVE.• ANO "PERCENT SAND" COORD

INATES US; P.AS'.C.TS CHAR* ON MINUS

O 40 POR" 0 \ l l h E N SAMPLE CONTAINS

•~ OR WORE r NES A N : GRADA-.ON COEF-

C ENTS ON SAM ANT G R A L E . U'riEM

AMP.E C O N " '.S I 2 \ OR LESS FINESI TO

OM»LETE C.AES : :AT ON

RA3AT0". COEFFCE'.'S

11- 5 0 - 0= '."ORE :•" COARSE FRACTION RETAINED ION \C 20C S Ui ) 'S GRAVE. -

p ^ tTTTrir'selN-.e.c.^-t: u ^ : ~-t:=-5 : 2 : x 4c so oo 70 ao

GJ 0 '.!WIT ICC

pep GqAv'EL

LMFIED SOIL CLASSIFICATION SYSTEM

IDENTIFICATION TR,£NGLE

FIG. 1—USCS Triangle.

ANEXO SU - A

SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS INCLUYENDO IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN

PROCEDIMItNTO DE IDENTIFICACIÓN EN EL CAMPO

( E i d u y í n d o ' l o s partículas moyofes de 7 6 cm (3 ) y bosondo tos f r ocoones en pesos est imodos)

I i

I 5

E T

7 f s

6 i

S i S

í í o

o c -

111

2 S

Ampha gama en ios tamaños de los partículas y cantidades

opreciables de todos las tamaños intermedios

Predominio de un Tamaño c un tipo de tomónos,con ousencia

de algunos tamaños intermedios

Fracción (ma poco o nada p lást ico (Paro identif icación véase

grupo M L abato)

Fraccton f ina p t a s t i c o í p o r a ident i f icac ión v íase grupo CL obO)0)

Amphu goma en los tamaños de ios part ículas y cantidades

opreciables de toaos tos tomónos intermedios

Predomin io de un tamaño o un t ipo de tomónos, con ausencia

de algunos tomónos intermedios

o Froccion f ino poco o noao p lást ico (Pora identi f icación véase

grupo ML abO|o)

¡|i Fracción f i no p lást ico ( i^ora ident i f icac ión véase grupo CL abojo)

PROCEDiM ENTO DE iDENT IFICACION EN LA FRACCIÓN QUE PASA LA M A L L A N" 4 0

I i Z¡ 6

RESISTENCIA EN ESTADO SECO

{Característicos a l rompimiento)

Nulo a hgero

Media a a l to

L igera o media

o l I

SUELOS

A L T A M E N T E ORGÁNICOS

L ige ra a medio

A l ta a muy alto

Media a o i to

D l L A T A N C l A

(Reacción a i agitado)

Rápida a «ente

Nula o muy lento

Nula o muy tentó

TENACIDAO (Consistencia cerco de¡

limite plástico)

L igera o media

L igera a media

Fáci lmente i d e n t i f i c a r e s por su color, olor, sensación

espon|oso y f recuentemente por su f e t tu ra f ib rosa

SIMBOLOb DEL GRUPO

(*)

GW

GP

GM

GC

SW

SP

SM

SC

ML

CL

OL

MH

CH

OH

NOMBRES TÍPICOS

Gravas bien g raduados, mezclas de grovo y a rena, con poco o nado de f inos

Grovos mal g raduados, mezclas de a /ovo

y areno, con poco o nada de f inos

Grovos l imosas, mezclos de g rovo ,

arena y l imo

Gravas arcil losas, mezclos de g ravo ,

arena y a rc i l l a

Árenos bien graduados, órenos con grova,

con poco o nada de f inos

Arenas mal graduados, orenas con grava,

con poco o nodo de f inos

Arenas l imosos, mezclos de oreno y l imo

Arenas arci l losos, mezclos de oreno y

Fí INFORMACIÓN NECESARIA PARA L A

DESCRIPCIÓN DE LOS SUELOS

Dése el nombre típico indiquen se tos por centott J aproximados de grava y arena, tama ño mo*>mo, onguiosidod, característicos de lo superficie y durezo de los partículas gruesas, nombre locot y geológico, cualquier otra mfor macion descriptiva pertinente y el s ímbolo entre paréntesis

Poro los suelos molte-ados ogreguese — información sobre estro ' i t icacion, compon— dad, cementocion, condiciones de humedod y característicos de drenaie

EJEMPLO Arena imoso con grovo, como un 20 7»

de grava de partículas d j r a s , angulosos y de i 5 cm "*> tomoño máxime arena grueso o 'ma de partículas redondeados o suba iguiosos, — o rededor de i 5 % de tmos no plásticos de bg ja resistencia en estado seco, c o m e a d a y -húmedo en ei lugor, orero o 'uv ia i , ( S M )

L imos morgonicos, polvo de r oco , l imos

arenosos o arcillosos l igeromente plást icos

Arci l las inorgánicas de bojo a medio plasticidad, arcil las con g rovo , arci l las

órenosos, arcillas l imosas, arci l las pobres

L imos orgánicos y arcil las limosas

orgánicos de bata p last ic idad

L imos inorgánicos, l imos micáceos o

d iotomoceos, l imas e lost icos

Arci l las inorgánicos de alto p l o s t i a d o d ,

a rc i l las t roncas

Arci l las orgánicas de media a alta p last ic idad, l imos orgánicos de

media p i o s t i o d o d

Turbo y otros suelos o l tomente o rgán icos

Dése el nombre t ipicc indiquense el grado y carácter de la plost o d a d , can t idad y (amorto moximo de las p v t i c u ' o s g ruesos , color del sueio húmedo, rombre IOCOI y geológico ^tatquier otra infcrrrocion descriptivo pertinente y ei símbolo er*re paréntesis

Poro ios suelos maliciados agregúese — información sobre lo estructura, estrotificocion consistencia tonto en estado inalterado como remoldeodo, condiciones de humedad y Ore

EJEMPLO L imo arc i l loso, cafe, l igeramente plástico,

porcentaje reducido de a»enc i m s , -umerasos agujeros verticales de r aces , f i rme y seco en el l ugar , loess, (ML j

CRITERIO DE CLASIFICACIÓN EN EL LABORATORIO

I ^ o- e

°

°

S

s

f i

* o

3F*

u"

1 €

S • 5 i

Coeficiente de uni formidod (CM), Coeficiente de curvatura ( C c )

C u ' - g 6 0 - . moyor de 4 . C c ^ l . e n t r e 1 , 3 PjO Dt0"?6g _ _ _ _

No sat isfacen todos los requisitos ce graduación paro GW

L imi tes de plast icidad a b a j o Se lo

" l ineo A o I p menor que 4

L imi tes de p last ic idad a m b o 4e ta

"hneo A " con I p moyor que 7

A m b o de to " l ínea A " y

con I p ent re 4 y 7 son

casos de frontero qu t

requieren el uso de

símbolos dobles

D 6 0 (DjOjl mayor de 6 , Ce

(O u i 0 * w 6 0 entre i y 3

No sat isfacen todos los requisitos 0e graduocton paro S w

L im i tes de p last ic idad a b a j o de lo

l ineo A o I p menor que 4

L im i tes de p last ic idad a r r i bo de lo

' l inea A " con I p mayor que 7

A r r ibo de la l ineo A y

con I p entre 4 y 7 son

cosos de frontera que

requieren el uso de

símbolos dobles

E Q U I V A L E N C I A DE S Í M B O L O S

G 'Gra ta M L imo O-Suelos orgánicos W-B>en groduodo L -Bo je compresibilidad

S Arero C -Arcil la R/ Turba P- Mci graduado H- A l to compresibilidad

COMPARANDO SUELOS A IGUAL L IMITE LIOUIOO LA

LA TENACIDAD Y L A RESISTENCIA EN ESTACO SECO AUMENTAN

CON EL ÍNDICE CLÁSTICO

^ 3 - 0

Z

- i — c t ^ U ¿ l ' — I WL ] , ' | - 4 -

tm m

^

O 40 50 60 7

L I M I T E LIQUIDO

CARTA DE PLASTICIDAD

100

PARA CLAS'FlCAClON DE SUELOS DE PARTÍCULAS FINAS EN EL LABORATORIO

(é ) Clasificaciones de f rontero - Los suelos que posean ios característ icas de dos grupos se designan con la combinación de los dos símbolos Po r e jemplo GV»-GC, mezeta de grovo y oreno Cien groauodo con cementante orci i icso

K¡M Todos ios tómanos de los mal los en esta c a r t a son los U S Standard

PROCEDIMIENTOS DE IDENTIFICACIÓN PARA SUELOS FINOS O FRACCIONES FINAS DE

SUELO EN EL CAMPO

Ettot procedimientos se ejecutan con la fracción que pota la nol lo No 40 (aproauñadamente

Paro fina» de clasificación en el campo n no te uta lo mella limpíenteme le qu.ton a mono lot

partícula* gruesas q " - interfieren con l e piueboi.

D I L A T A N C I A

(Reacción ol ogitodo)

Deipuét de quitar loi partículas moyoret qut lo molla No 40, prepárete una panil la 0e tuelo

KOmedo aproximadamente igual a 10 cm3 ; t i es necetono aflódoie suficiente ogua poro dejar el tuelo

twave pero no pega |Oto.

Coloques* lo postilla en la palma de la mono y agítese homontalmenie, golpeando vigoroso-

mentí contra lo otro mono varios vecetv Uno reocción positiva comiste en la opone ion de agua en la

tuperfioe de la pastil la, !o cual cambia odqwinendo -ina comittencia de h.godo y so vuelve lustrosa.

Cuando lo patti l lo te aprieta entre les dedos el agua y el lustre desaparecen de lo tuperí.oe, lo pos.

t i l lo te vuelve tieso y finclment* te agrieto o te desmorona. Lo rap id* ! d* lo aparición del ogua du

rante el ogitodo y de tu desaparición durante el oprarodo sirve pora identifico* el carácter de los finas

en un tuelo.

Lot arenat limpias muy f inoi don lo reacción más rápida y dutmt ivo, mientras que las ore illas

plásticas no tienen reacción. Las limo» inorgánicos, ralet como «I típico polvo de roca, don una

reocción rópiao moderada

R E S I S T E N C I A EN E S T A D O SECO

(Caráctertstteas al rompimiento)

Despu«t de eliminar los portreuioi movoreí que la molla N o . 40, moldéase uno patullo de ,uelo

natta alcanzar una comitttncia da moiilla añadiendo oguo t i et necesario. Dé|*se secar lo panil la com

pletamente en un horno, ol tol o ol aire y pruébese tu renitencia rompiéndolo y detmoronándolo entre

lo. dedos. Etta renitcncio ei uno medido del carácter y cantidad de la fracción coloide! que contiene

el tuelo. La renitencia en ettodo teco aumenta con la plasticidod.

Uno alta resil ience en teco «i característica de las arcilla» del grupo CH . Un limo inorgánico

típico pote* solamente muy ligero resistencia. Lot árenos finoi limosos y los limos tienen oproximoaa-

mente lo m.tma ligera renitencia, pero pueaen distinguirse por el tacto al pulv*t.«or el espécimen WJCO.

Lo oreno fina se siente granular, mientras qu* * l limo típico do lo tensoc.ón sua** de la honno.

TENACIDAD

(Continencia cerca del límite plástico)

Dctpuét d * eliminar lot partículot moyor*s que lo mallo No 40, moldéete un «totcimen d*

aproximadamente »0 cm3 hasta alcanror la continencia de masilla. Si el tuelo está muy teco d*bc

ogregurs* ogua, pero n eitá pega|oso dea* e»t«nden* «I eipéc.men formondo uno capo delgada que

permita algo de pérdida de humedod por evaporación Pottenormente el eipéc.men >• rota o mano

toare una tuperf.ee ina c «nrre lot polmai hasta hacer un roll i to d« 3 mm. de diámetro opro«.modam*«

te, te amaso y se vuelve o rolar vorios vece*. Durante estos operac.onei el contenido d« humedod te

reduce graoualmente y el etpécimen llega o oonersc t ieto, pierde finalmente tu p latucdad v te d e i t n -

rona cuando te oleanzo el Ifm.re pláttico Detpuéi de que el rol lo te ha deimoronodo, las pedatot de

ben (un arte cont.nuondo «I amasado ligeramente en're lot d«doi hoito avt lo mosa se desmorono nuevo-

Lo potenciol.dad de la fracción coloidal ore.Maso de un tuelo te .oennf.ca por la moyo* o menor

tenacidad del rol l.to ai ocercorte o! Ifmit* olóttico y por la r.gidei d* lo muetfro ol romoene finalmente

entre lot d e d « . Lo debilidad del roHi»o en «I l 'mirt plástico y "o perdido ráp.ao de lo coh*.*nC.o de

lomueitro ol rebasar ette I imita, md-con io preienC1o de o'c.Mo inorgánico de boio plasticidad o de

moteriolet talet como arcillo del tipo cooUn y a r c l l o i orgán.cas que coer abo,O de lo Imeo A" Los

orcillai allómente orgónicjt se sie.it*n muy déb-let y *spon|OtOs ol tocto en el l.m.te plaif.co

http://tuperf.ee


6 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LA REALIZACIÓN DE ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS PARA LAS DISTINTAS CONDICIONES DE TERRENO

6.1 Generalidades

Se deben dar las especificaciones técnicas generales para cualquier levantamiento topográfico ; en cada caso particular y dependiendo del tipo de terreno, se determinan las variantes que puedan existir.

6.2 Topografía

Una vez seleccionado el sitio del relleno sanitario, se siguen los lincamientos para determinar los parámetros que se usan para este tipo de trabajo, y que se presentan a continuación :

6.2.1 Localization

6.2.1.1 Planimetría

Se toma como base principal el entronque del acceso al relleno sanitario, con la vía de comunicación principal más inmediata por donde transitarán los camiones de recolección de residuos sólidos. Una vez definido este punto se une con una poligonal abierta al área del relleno sanitario, con la cual se obtiene el área de acceso ; con el último punto de esta poligonal y basándose en éste, se inicia el trazo de una poligonal cerrada, la cual limita el sitio elegido para el relleno sanitario.

La orientación de ambas poligonales se debe basar en una orientación astronómica, la cual se define al inicio de la poligonal abierta.

Las tolerancias permisibles para este tipo de trabajo son :

• Tolerancia angular = 1" \N donde: N es el número de vértices de la poligonal.

1 • Tolerancia lineal =

5000

El levantamiento de las poligonales se dibuja en el tamaño del plano especificado por la SEDESOL, y debe llevar las siguientes escalas.

• Terrenos hasta de 8 hectáreas, Escala 1 : 500.

• Terrenos mayores de 8 hectáreas, Escala 1 : 1000.

En el mismo plano se ponen los datos obtenidos del levantamiento de campo.

6.2.1.2 Altimetría

Para el inicio de este trabajo se localiza un punto fijo, que sirva como banco de nivel arbitrario y de referencia para toda la altimetría. Este punto puede ubicarse en cualquier estructura fija de fácil localización cercana al terreno, como la base de un puente, vía de ferrocarril, carretera, etc.

Todos los vértices de la poligonal envolvente deben ser monumentos, mismos que sirvan de bancos de nivel auxiliares.

D.R. ALARCON , 1999 .

18


Una vez establecido el banco de nivel fijo se procede a correr una nivelación a lo largo de la poligonal abierta, con punto nivelado a cada 20 m. como máximo, y menor a 20 m. en donde se detecte algún accidente topográfico del terreno para definir el perfil del camino de acceso.

6.2.1.3 Secciones

Estas se trabajan a partir de la estación 0 + 000 del camino de acceso, y son definidas con base en las estaciones que previamente se establecen en el perfil del camino. Estas deben ser perpendiculares al perfil longitudinal y deben abarcar una distancia de 20 m. a cada lado.

Las tolerancias permisibles para este tipo de trabajo son las siguientes :

Para nivelación de perfil longitudinal, 10 yjnk , donde nk es el número de Km.

Esta nivelación se corre de ida y vuelta partiendo del Banco de Nivel inicial al último punto de la poligonal abierta.

El método de trabajo para definir la planimetría de la poligonal cerrada debe ser con base en un eje central que divida el terreno en dos, y ejes paralelos a cada cincuenta metros, mismos que deben seccionarse transversalmente a cada 25 m. máximo, o menos, según lo amerite la topografía del terreno para superficies de 8 hectáreas y a 50 m. en terreno mayor de 8 hectáreas.

Con base en los perfiles longitudinales y las secciones transversales obtenidas se puede calcular el volumen del sitio del relleno sanitario mediante la siguiente fórmula :

V = X {D s (Al+A2) /2} Donde : V es el volumen entre secciones Ds en la distancia entre secciones Al es el área de la sección No. 1 A2 es el área de la sección No. 2.

Estos datos se ponen en un plano donde se obtiene la curva masa.

Los métodos más usuales para el cálculo de volumen son :

A) Planimétrico

Mediante el uso de planímetro se pueden obtener perfectamente las áreas de cada una de las secciones siempre y cuando el instrumento esté propiamente calibrado y se maneje con cuidado.

B) Manual (uso de papel milimétrico) Este método más elaborado que el anterior, consiste en trazar las secciones en papel milimétrico con el objeto de realizar en él, los trazos de cómo va a quedar el nivel de desplante y el nivel final del relleno sanitario. Así se puede contar el número de cuadros dentro de cada línea y poder calcular las áreas en estudio.

Para ambos casos se deberán considerar las escalas a las que se dibujaron las secciones, para obtener el volumen correcto.


19


6.2.1.4 Curvas de Nivel

Para definir las curvas de nivel, se procede de la siguiente forma :

Se obtiene una copia reproducible del plano original de la poligonal envolvente y las curvas de igual nivel se trazan con base en las secciones transversales que anteriormente se procesaron.

Estas curvas de igual nivel se hacen de acuerdo a los siguientes lineamientos :

• A cada 0.50 m. para sitios planos, hondonadas naturales y terrenos ligeramente sinuosos. • A cada 1.00 m. para sitios sinuosos, hondonadas profundas y valles escarpados.

D.R. ALARCÓN, 1999

20


7 CÁLCULO DE LA VIDA ÚTIL

7.1 Vida útil

Se llama vida útil de un relleno sanitario al tiempo en años que se utilizará un sitio seleccionado para la disposición final de Los residuos sólidos de una comunidad. La vida útil del sitio depende de la capacidad de residuos sólidos a disponer y del método de operación.

El volumen a disponer de residuos es la cantidad originada por una fuente en un determinado tiempo. Su valor se obtiene multiplicando la población de la comunidad por el índice de generación ( Kilogramos de residuos generados por habitante y por día), y por la eficiencia de recolección. El índice de generación varía de 0.5 a 1 Kg. De residuos / habitante-día. La eficiencia de recolección se refiere al porcentaje de la población total que goza de servicios de recolección y en general, es difícil encontrar poblaciones con valores superiores al 70 %.

En otras palabras, el relleno será ocupado por los residuos sólidos por disponer y por el material de cubierta (tierra) necesario.

Al seleccionar un sitio para el relleno sanitario, se recomienda que tenga una vida útil suficiente, para recuperar la inversión efectuada en la disposición final de los residuos sólidos.

La fórmula general para calcular la vida útil de un relleno sanitario es :

U= V s / ( 3 6 5 G t ) Ec. 7a

Donde :

U es la vida útil del relleno sanitario, en años. Vs es el volumen del sitio seleccionado, en m3. Gt es la cantidad de residuos sólidos recolectados en un tiempo determinado incluyendo el volumen del material en cubierta, en m3 / día.

La fórmula anterior, puede desglosarse aún más :

U = VS /(GV + %G V ) (365) Ec. 7b

donde:

Gv es la cantidad de residuos sólidos a disponer en m3 / día.

% Gv es un porcentaje de Gv correspondiente al material de cubierta.

Si se selecciona un sitio con un volumen determinado, a medida que se recolecte mayor cantidad de residuos, la vida útil disminuirá; por el contrario si se dispone menor cantidad de residuos en el relleno su vida útil aumentará.

El índice de generación aumenta en un ámbito de 1 a 3 % anual, es decir si al inicio de las operaciones de un relleno el índice es de 0.5 Kg / hab-día se puede estimar que al final de ese año el valor se incremente a 0.505 Kg / hab-día si es de 1 % ; 0.51 Kg / hab-día si es de 2 % y 0.515 Kg / hab-día si es de un 3 %.

En la tabla 7.1 se presentan las cantidades de residuos a disponer partiendo de un rango de 50 a 500 ton / día con intervalos de 50 ton / día a lo largo de 10 años y con incrementos de 1 a 3 %. Para utilizar esta tabla es necesario conocer la cantidad de residuos recolectados en un día o su volumen a disponer, el porcentaje de incremento y el año futuro en que se desee conocer la cantidad inicial.


21


Tabla 7.1

PROYECCIONES DE RESIDUOS SÓLIDOS A DISPONER EN ton / día, CONSIDERANDO 1, 2 Y 3 % DE LA TASA DE GENERACIÓN.

RESIDUOS SOLIDOS A DISPONER

ton / día

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

INCREMENTO ANUAL

%

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

AÑO (nf)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

50.50 51.00 51.50 101 102 103 151.50 153.00 154.50 202 204 206 252.50 255 257.50 303 306 309 353.5 357 360.5 404 408 412 454.5 459 463.5 505 510 515

51 52.0 53.0 102 104 106 153 156 159 204 208 212 255 260 265 306 312 318 357 364 371 408 416 424 459 468 477 510 520 530

51.5 53.0 54.7 103 106.1 109.3 154.5 159.2 164 206 212.2 218.6 257.5 265.3 273.3 309 318.3 327.9 360.5 371.4 382.6 412 424.4 437.2 463.5 477.5 491.9 515 530.5 546.5

52 54.1 56.3 104 108.2 112.6 156 162.3 168.9 208 216.4 225.2 260 270.5 281.5 312 324.6 337.8 364 378.8 394.1 416 432.8 450.4 468 486.9 506.7 520 541 563

52.5 55.2 58.0 105 110.4 116 157.5 165.6 174 210 220.8 232 262.5 276 290 315 331.2 348 367.5 386.4 406 420 441.6 464 472.5 496.8 522 525 552 580

53.0 56.3 59.7 106.1 112.6 119.4 159.2 168.9 179.1 212.2 225.2 238.8 265.3 281.5 298.5 318.3 337.8 358.2 371.4 394.1 417.9 424.4 450.4 477.6 477.5 506.7 537.3 530.5 563 597

53.6 54.5 61.5 107.2 114.9 123.0 160.8 172.4 184.5 214.4 229.8 246 268 287.3 307.5 321.6 344.7 369 375.2 402.2 430.5 428.8 459.6 492 482.4 517 553.5 536 574.5 615

54.1 58.6 63.4 108.2 117.2 126.7 162.3 175.8 190 216.4 234.4 253.4 270.5 293 316.8 324.6 351.6 380.1 378.8 410.2 443.5 432.8 468.8 506.8 486.9 527.4 570.2 541 586 633.5

54.7 59.8 65.3 109.3 119.5 130.5 164 179.3 195.8 218.6 239.0 271 273.3 298.8 326.3 327.9 358.5 391.5 382.6 418.3 456.8 437.2 478 522 491.9 537.8 587.3 546.5 597.5 652.5

55.2 61.0 67.2 110.4 122 134.4 165.6 183 201.6 220.8 244 268.8 276 305 336 331.2 366 403.2 386.4 427 470.4 441.6 488 537.6 496.8 549 604.8 552 610 672

FORMULA: Gn f=Gp (l+rg)n

f

Gnf Cantidad de residuos sólidos a recolectar en el año nf en ton/día. Gp Cantidad de residuos sólidos presente en ton/día. rg Tasa de incremento del índice de generación en %. nf Número de años.


22


Por ejemplo :

Si una población genera 250 ton / día de residuos al iniciar un relleno y se desea obtener el valor de la generación dentro de 7 años después de iniciar las operaciones del mismo, con un incremento anual de 3 %, de la tabla se obtienen 307.5 ton / día. El valor anterior es de gran utilidad pues la comunidad deberá prever que al inicio del relleno llegarán 250 ton / día, al finalizar el primer año de operación del relleno llegarán 257.5 ton / día de residuos. Al finalizar el segundo año 265 ton / día ; al finalizar el tercer año 273.5 ton / día ; al término del quinto año 289.9 ton / día ; al finalizar el séptimo año 307.5 ton / día.

Si por alguna razón no se encuentra en la tabla el valor de los residuos recolectados diariamente de una comunidad, su cálculo es muy sencillo y se describe a continuación :

Se deberá determinar la cantidad a disponer de residuos sólidos municipales promedio con base en la norma técnica NTRS - 2 - GENERACIÓN DE LA SEDESOL.

El valor Gp (cantidad promedio de residuos sólidos a disponer en ton / día) presentado en todas las tablas, es el valor promedio de las generaciones de los tres estratos socioeconómicos de una comunidad y se encuentra expresado por:

Gp = ( G A + G M + G B ) / 3

Donde :

Gp es la cantidad promedio de residuos sólidos a disponer, de la comunidad, en ton / día. GA es la cantidad de residuos sólidos a disponer, de estrato de nivel socioeconómico alto, en ton / día. GM es la cantidad de residuos sólidos a disponer, de estrato de nivel socioeconómico medio, en ton / día. GB es la cantidad de residuos sólidos a disponer, de estrato de nivel socioeconómico bajo, en ton / día.

Se selecciona un incremento de tasa de generación entre valores de 1 a 3 % ; se selecciona el año futuro en que se desean depositar los residuos y se aplica la siguiente fórmula :

G n f =G p ( l + r g )n f Ec. 7c

Donde:

Gnf es la cantidad de residuos sólidos a disponer en el año nf, en ton / día. Gp es la cantidad de residuos sólidos presente a disponer, en ton / día. Rg es la tasa de incremento de generación y varía de 1 a 3, en porciento (%). Nf es el número de años considerado a futuro.

La cantidad de residuos sólidos anual "Gt (nf)" de la comunidad, para cualquier año futuro nf, se calcula mediante la ecuación;

Gt(nf) = 365 G(nf) Ec. 7d.

Donde :

Gt(nf) es la cantidad de residuos sólidos para el año futuro nf, en toneladas / año.

La cantidad de residuos sólidos total GT de varios años se calcula con la ecuación :

GT = Gt(nf) Ec. 7e


23


Ejemplo :

Para una comunidad que genera 35 ton / día al iniciar las operaciones de un relleno sanitario, calcular la generación en los 5 años consecutivos, si la tasa de crecimiento del índice de generación es del 3 % anual.

Solución:

Como el valor de 35 ton / día no se encuentra en la tabla 7.1, aplicando la ecuación 7c :

Al inicio del año 1 : G0 = 35 ton / día Al término del año 1 : d = 35 (1+0.03) 36.5 ton/día Al finalizar el año 2 : G2 = 35 (1+0.03) 2 37.13 ton/día Al finalizar el año 3 : G3 = 35 (1+0.03) 3 38.24 ton/día Al finalizar el año 4 : G4 = 35 (1+0.03) 4 39.39 ton/día Al finalizar el año 5 : G5 = 35 (1+0.03) 5 40.57 ton/día

Esto quiere decir que el relleno recibirá en 5 años una generación total, GT, igual a :

GT= 365 Gt(nf) = 365 (G1+G2+G3+G4+G5) GT = 365 (36.05+37.13+38.24+39.39+40.57)

= 365 (191.38 ton/día) = 69,853.7 ton.

Si se desean disponer los residuos de 5 años de la comunidad, se necesitará encontrar un terreno que tenga una vida útil mínima para disponer la 69,854 ton.

7.2 Área

Para un mismo volumen total de residuos sólidos y material de cubierta, mientras más capas de relleno existan, (es decir mayor profundidad del relleno), menor será el área superficial del mismo. En otras palabras, si los residuos y material de cubierta se disponen en una capa de celdas, el área o superficie del relleno será mayor.

La tabla 7.5 proporciona el área del relleno sanitario para una vida útil de 10 años y una compactación de 600 Kg/m3 dependiendo del volumen de residuos a disponer y la profundidad del relleno sanitario.

Si por algún motivo no se encuentra el valor deseado en la tabla, su cálculo es muy sencillo y se procede de la siguiente manera:

a) Se selecciona el año de vida útil del relleno, es decir, el tiempo en a los que se utilizará un sitio para la disposición final de los residuos sólidos de una comunidad.

Si por algún motivo se desea usar otro año dentro del tiempo comprendido por la vida útil del relleno, se le denomina año futuro y se asigna como nf.

b) Se calcula el volumen de residuos sólidos, (VR), a partir de la generación de los mismos.


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Tabla 7.5

ÁREA NECESARIA EN m2 PARA LA DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS SÓLIDOS A DISPONER EN 10 AÑOS PARA UN INCREMENTO ANUAL DE 3 % Y COMPACTADOS A UN PESO VOLUMÉTRICO DE 600 Kg/m3

Cantidad inicial de residuo sólido a disponer

ton/día

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Profundidad del Relleno

3 6 12 18 24

155892 310785 466955 622800 776383 931645

1091393 1246061 1411345 1567459

77946 155393 233478 311400 388192 465823 545696 623031 705673 783730

38973 77696

116739 155700 194096 232911 272848 311515 352836 391865

25982 51798 77826

103800 129397 155274 181899 207677 235224 261243

19486 38848 58369 77850 97048

116456 136424 155758 176418 195932

AREA = VT / H donde: VT : Residuos sólidos a disponer (ton/día) en 10 años a un incremento anual de 3% y compactados a un peso volumétrico de 600 Kg/m3. H : Profundidad del relleno en m.

A la cantidad de residuos sólidos inicial se le denomina Gp

El volumen acumulado de los residuos sólidos (VRT) para el año nf, se calcula con la ecuación :

VRT = GT(nf)/Pv Ec.7f

y para varios años :

VRT = GT/PV Ec. 7g

Donde :

VRT volumen acumulado de los residuos sólidos en el año nf.

Pv es el proceso volumétrico de los residuos sólidos en el relleno sanitario, en ton /m .

C) Se calcula el volumen del material de cubierta, (VM) • el cual se estima entre un 20 y 30 % del volumen de los residuos sólidos.

d) Se calcula el volumen total (VT), de residuos sólidos y material de cubierta mediante la ecuación :

VT = VRT + VM Ec. 7h

Donde : VT es el volumen total de residuos sólidos y material de cubierta, en m . VRT es el volumen acumulado de los residuos sólidos, en m . VM es el volumen de material de cubierta, en m3.


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e) por último se calcula el área del relleno sanitario por medio de la ecuación :

A = VT / H Ec. 7i

Donde:

A es el área del relleno sanitario en m . VT es el volumen acumulado de los residuos sólidos y material de cubierta, en m . H es la profundidad del relleno sanitario en m.

Ejemplo :

Encontrar el área A de un relleno sanitario si la cantidad de residuos sólidos promedio inicial de la comunidad (Gp) es de 75 ton/día, la vida útil del relleno sanitario (U) es de 7 años, la profiíndidad media del relleno sanitario (H) será de 4.5 m, el incremento del índice de generación (rg) es de 3 % y la compactación de los residuos sólidos (Pv) será de 0.5 ton/m3.

Solución:

Debido a que en las tablas presentadas no se encuentra el valor de 75 ton/día de residuos sólidos a disponer, la cantidad de residuos sólidos de la comunidad en los 7 años se calcula con las ecuaciones 7c y 7d.

Para el final del primer año :

G(i) = 75(1+0.03)1 = 77.25 ton/día Gt(1) = 365G(l) =28196 ton.

Para el segundo año

G(2) = 75(1+0.03)2 = 79.6 ton/día Gt(2) = 365 G(2) = 29042 ton.

Para el tercer año :

G(3) = 75(1+0.03)3 = 81.9 ton/día Gt(3) = 365 G(3) =29913 ton.

Para el cuarto año :

G{4) = 75(1+0.03)4 = 84.4 ton/día Gt(4) = 365 G(4) =30811 ton.

Para el quinto año :

G(5) = 75(1+0.03)5 = 86.9 ton/día Gt(5) = 365 G(5) =31735 ton.

Para el sexto año

G{6) = 75(1+0.03)6 = 89.5 ton/día Gt(6) = 365 G(6) = 32687 ton.

D.R ALARCON , 1999 .

26


Para el séptimo año :

G(7) =75(1+0.03)7 =92.2 ton/día Gt(7) = 365 G(7) =33668 ton.

La generación total, (GT), se calcula mediante la ecuación 7e, por lo que :

GT = 216052 ton. (en 7 años).

El volumen de los residuos sólido se calcula con la ecuación 7g :

VRT = GT/Pv=(216052ton/0.5ton/m3) = 432104 m3 de residuos sólidos.

El volumen de material de cubierta (VM), considerado como un 25 % del volumen de los residuos sólidos es

VM = 0.25 VR = 0.25(432104) - 108026 m3

El volumen total (VT) de residuos sólidos y material de cubierta, aplicando la ecuación 7h :

VT = VRT +VM = 432104 + 108026 = 540130 m3

El área del relleno sanitario aplicando la ecuación 7i, será entonces :

A = VT / H = 540130 (4.5) = 120029 m2.

Por lo que el área requerida del relleno sanitario es de 12 hectáreas.


27


8 DISEÑO DE LA CELDA DIARIA

8.1 Elementos de una Celda

Se llama celda a la conformación geométrica que se le da a los residuos sólidos municipales y al material de cubierta (tierra) debidamente compactados mediante un equipo mecánico.

Las celdas se diseñan conociendo la cantidad de residuos sólidos recolectados diariamente que llega al sitio del relleno sanitario seleccionado.

Los elementos de una celda son : altura largo, ancho del frente de trabajo, pendiente de los taludes laterales y espesores del material de cubierta diario y del último nivel de celdas.

La altura de la celda depende de la cantidad de los residuos que se depositen, del espesor del material de cubierta (tierra), la estabilidad de los taludes y la compactación. Mientras más altas sean las celdas, menor será la cantidad de tierra necesaria para cubrir a los residuos y mientras menor sea la altura de las celdas, el relleno requerirá de mayor cantidad de material de cubierta.

El ancho mínimo de la celda o mínimo de frente de trabajo, dependerá de la longitud de la cuchilla del equipo que se emplee en la construcción de las celdas. Se recomienda que el ancho mínimo sea de 2 a 2.5 veces el largo de la cuchilla de la maquinaria. Este factor de aumento es considerado para facilitar las maniobras de la maquinaria. En la tabla 8.1 se presentan los valores para seleccionar el ancho mínimo de la celda.

El ancho de la celda o frente de trabajo aumenta, también, dependiendo del número de vehículos recolectores que llegan en la hora pico, es decir, la hora del día en que arriba al relleno el máximo número de camiones recolectores que depositan los residuos para su disposición final.

En la tabla 8.2 se proporcionan los valores de frente de trabajo recomendables dependiendo del número de vehículos que lleguen al relleno a la hora pico para disponer los residuos.

El talud de la celda es el plano inclinado en donde se apoyan los residuos y los equipos compactadores. Su inclinación se especifica mediante un ángulo o una relación que indica el número de unidades que avanza en dirección vertical por cada unidad que se avanza horizontalmente. Se recomienda que las celdas tengan un talud máximo de 1 a 3, es decir, que por cada metro de altura se avancen 3 metros horizontalmente.

En los métodos de trinchera existe únicamente un frente de trabajo.

En el método de área y combinado pueden existir dos frentes de trabajo.

El material de cubierta que se utiliza en los rellenos sanitarios :

Es la tierra necesaria que cubre los residuos después de haberlos depositado., esparcido y compactado ; este material evita la proliferación de animales como ratas, insectos, moscas y mosquitos ; malos olores al descomponerse los residuos fuera del relleno por el viento.

Se recomienda un espesor de 15 a 30 cm. compactados de tierra entre los niveles de celdas y de 60 cm. compactados en la capa final.


28

ESTUDIOS DE GABINETE V CAMPO PARA REALIZAR LA DISPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS SOLIDOS.

Tabla 8.1

ANCHO MÍNIMO RECOMENDADO DE CELDA O MÍNIMO DE FRENTE DE TRABAJO DEPENDIENDO DE LA CANTIDAD DE RESIDUOS QUE LLEGUEN AL RELLENO.

TONELADAS DIARIAS DE RESIDUOS QUE LLEGAN AL RELLENO

20 - 50 50 - 130 130-250 250 - 500

POTENCIA EN CABALLOS DE FUERZA (HP) DE EL EQUIPO

TRAXCAVO

<70 70 - 100 100-130 130-190

BULLDOSER

<80 80-110 110- 150 150-180

CARGADOR DE NEUMÁTICOS

< 100 100 - 120 120-150 150-190

LONGITUD DE LAS CUCHILLAS DEL EQUIPO EN METROS

hasta 4.0 hasta 5.5 hasta 6.5 hasta 7.5

ANCHO MÍNIMO DE LAS CELDAS EN METROS

8 10 12 15

Tabla 8.2

FRENTE DE TRABAJO RECOMENDABLE EN UN RELLENO SANITARIO

NUMERO DE VEHÍCULOS QUE LLEGAN AL RELLENO EN LA HORA PICO FRENTE DE TRABAJO EN METROS

3

12

4

16

5

20

6

24

7

28

8

32

9

36

10

40

11

44

12

48

13

52


29


9 DISEÑO DE FRANJAS

Se llama franja a un conjunto de celdas del relleno sanitario que se encuentra en una misma capa o nivel. Cada celda del relleno se unirá con la celda del día siguiente y ésta a su vez, con la del tercer día y así sucesivamente hasta formar una hilera de celdas que se denomina franja.

Tomando en cuenta las franjas y capas programadas, se deben considerar las obras de infraestructura, tales como caminos de acceso y drenajes.

El diseño de las franjas, estará de acuerdo con la topografía de la localidad y su número dependerá de las dimensiones de la celda requerida diariamente para depositar los residuos sólidos.

Será variable el número de celdas que se podrán unir para formar una franja, el sentido de su construcción irá de extremo a extremo de la parte más alta a la parte más baja de la superficie del relleno.

Para su planeación, las capas se dividirán en franjas por ocupar durante periodos estacionales o mensuales, programando su uso ; por ejemplo : para la estación de lluvias deberá programarse un lugar de fácil vertido para los camiones.

Después de formar la franja el equipo mecánico nivelará la altura de las celdas con material de cubierta con el fin de que la superficie tenga la misma pendiente, que la de la capa.

En los planos que ubican las construcciones del relleno con las capas cada franja se numerará con dos subíndices ; el primero indicará la capa correspondiente y el segundo la franja. El sentido de la construcción de las franjas, se realiza de la parte más alta a la más baja del terreno.

DR ALARCON, 1999

30

ESTUDIOS DE GABINETE Y CAMPO PARA REALIZAR LA DISPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS SOUDOS.

10 DISEÑO DE CAPAS

Se llama capa al conjunto de celdas que ocupan un mismo nivel en un relleno. Las celdas se unen unas con otras para formar las franjas y éstas al irse juntando forman lo que se denomina celda.

Las capas se diseñan considerando la altura del sitio disponible para el relleno y al ubicarse en el plano de construcción, se calendarizan y se numeran de abajo hacia arriba usando dos subíndices, uno indicando capa y otra celda.

Para evitar infiltraciones pluviales y facilitar el escurrimiento del agua de la lluvia, la superficie de las capas tendrá una pendiente de 1 a 2 % a partir del eje longitudinal de la capa teniendo la precaución de no dejar al descubierto los residuos ya sea por la acción del viento o escurrimiento de aguas pluviales.

El criterio para establecer el espesor de las capas estará en función de la altura de celda así como del tipo de material existente para cubierta, (ver tabla 10.1)

Tabla 10.1

PENDIENTE DE LAS CAPAS DEPENDIENDO DEL CLIMA DE LA REGIÓN Y LA PERMEABILIDAD DEL MATERIAL DE CUBIERTA.

MATERIAL DE CUBIERTA

PERMEABLE

IMPERMEABLE

TIPO DE REGIÓN

PENDIENTE

TRANSVERSAL HÚMEDA

2%

1%

SECA 1%

1%

LONGITUDINAL

1.5%

1.5%


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11 MATERIAL PARA CUBIERTA

El material de cubierta tiene las siguientes funciones :

Impedir la entrada y salida de fauna nociva, reducir los malos olores y ayudar al control de incendios, así como también evitar la entrada de agua. Las pruebas experimentales han demostrado que una capa de 15 cm. de arcilla arenosa compactada cumple con estos requisitos.

La aplicación diaria de la cubierta reduce grandemente la atracción de los desechos sobre las aves y los roedores en busca de alimento y es esencial para mantener una buena apariencia del relleno sanitario.

Muchos tipos de suelos cuando están debidamente compactados muestran baja permeabilidad, no se contraen y pueden ser usados para controlar el agua que pudiera entrar al relleno e incrementar el volumen de lixiviado.

El control de la emanación de gases es también una función esencial del material de cubierta. Dependiendo de la profundidad planeada para el terreno recuperado por el relleno, los gases pueden ser bloqueados o ventilados a través del material de cubierta. Un suelo permeable que no retenga mucha agua puede servir como un buen material para ventilar los gases. Arena limpia, grava chica o roca quebrada son excelentes cuando se mantienen secas. Si se debe evitar que los gases salgan a través del material, un suelo impermeable de éstos, con alta capacidad de retención de humedad debe ser utilizado.

El cubrir los desechos también protege contra el fuego casi todos los suelos son incombustibles por lo que la cubierta y los taludes de cada una de las celdas del relleno ayudan a confinar el fuego dentro de ésta.

El uso de un suelo compactable y de baja permeabilidad ofrece una buena medida para la prevención de fuegos, ya que minimiza el flujo de oxígeno.

Para mantener una operación limpia y de buena apariencia también debe controlarse el acarreo de residuos por el viento. Casi cualquier tipo de suelo satisface este requerimiento, pero las arenas finas y limos con baja humedad pueden provocar problemas de acarreo de polvos.

La cubierta frecuentemente sirve para el tránsito de vehículos. Cuando este sea el caso deberá ser transitable bajo cualquier condición climática.

En época lluviosa la mayoría de las arcillas son suaves y resbalosas ; en general, la última cubierta de suelo debe ser capaz de mantener vegetación.

La comparación de las características del suelo necesarias para estas funciones indica que hay ciertas contradicciones. Para ser transitable el suelo deberá tener buen drenaje y por otro lado tener una baja permeabilidad para evitar la infiltración de agua, evitar fuegos y el venteo de gases. Estas contradicciones pueden ser resueltas poniendo una capa de material transitable encima de un material de baja permeabilidad. Una situación inversa ocurre cuando los gases deben ser venteados a través de la cubierta; en este caso el suelo debe ser permeable a los gases, tener una capacidad de retención baja y no estar muy compactada. Los requerimientos de humedad y control de fuego indican también una baja permeabilidad. Es posible que se requieran instalaciones para la recolección y tratamiento de lixiviado si se utiliza un suelo de alta permeabilidad para ventear los gases ; sin embargo, pueden utilizarse otros medios para ventilarlos.

Hay muchos suelos capaces de ser utilizados como material de cubierta. Diferencias menores en el tamaño de la partícula o en la mineralogía de las arcillas pueden resultar significativas en el comportamiento de los suelos que caen bajo una cierta división o grupo. Diferentes métodos de compactación y colocación en un mismo suelo pueden provocar comportamientos distintos ; por ejemplo, el contenido de humedad durante su colocación es un factor crítico, ya que influye en la densidad, esfuerzo y porosidad.


32


Los suelos que se encuentran en el terreno del relleno deberán ser muestreados (barrenados o excavados) para su clasificación. El volumen de un suelo apropiado para utilizarse como cubierta puede ser entonces estimado y la profundidad de excavación para la disposición de desechos puede ser determinada.

Los suelos arcillosos son de textura muy fina a pesar de que comúnmente contienen cantidades moderadas de arena y limo. Varían grandemente en sus propiedades físicas que dependen no únicamente del tamaño de partícula sino también del tipo de minerales y el contenido de agua. Cuando están secos, pueden ser casi tan duros como una roca y soportar cargas pesadas ; cuando están húmedos, se vuelven suaves y chiclosos o resbalosos y son difíciles de manipular.

Las arcillas se expanden al humedecerse y su permeabilidad es mínima. Muchas arcillas pueden absorber grandes cantidades de agua pero al secarse generalmente se contraen y se agrietan. Estas características hacen a muchas arcillas menos apropiadas que otros suelos para material de cubierta. Las grietas que generalmente aparecen permiten la infiltración de agua y el escape de gases así como la entrada y salida de insectos y ratas.

Las arcillas sin embargo, pueden ser utilizadas para ciertas aplicaciones especiales en un relleno sanitario. Si se desea construir un revestimiento o cubierta impermeable para controlar lixiviado y venteo de gases, muchas arcillas pueden ser compactadas con una humedad óptima. Una vez colocadas, generalmente es necesario mantenerlas húmedas para que no se agrieten.

Lo apropiado de un material de grano grande (grava o arena) depende fundamentalmente de su graduación, forma de partícula y la cantidad de arcilla y partículas finas presentes.

Por ejemplo si la grava tiene una graduación mala y está relativamente libre de partículas, no es apropiada para controlar la humedad, gas o moscas, no se puede compactar bien y es por lo tanto porosa y altamente permeable ; esto permite la infiltración de agua y la proliferación de moscas. Por otro lado una capa de grava de no más de 15 cm., probablemente evitaría la entrada de ratas y otros roedores. Si la grava tiene buena graduación y contiene de 10 a 15 % de arena y 5 o más de partículas finas, puede servir como un excelente material de cubierta. Cuando se compactan las partículas gruesas se mantienen en contacto por la acción de la arena, las partículas finas y la cohesión de las arcillas. La presencia de partículas finas disminuye en gran medida la permeabilidad. Una grava arcillosa, arenosa y bien graduada no presenta grietas, controla moscas, roedores y malos olores, puede ser trabajada en cualquier situación climática y provee un excelente material para el tránsito de vehículos.

Muchos suelos clasificados como arena (tamaño de grano en el intervalo de 4.0 a 0.05 mm. ) contienen cantidades pequeñas de limo y arcilla y frecuentemente pueden contener material del tamaño de la grava.

Una arena bien graduada que contenga menos de 3 % de partículas finas generalmente tiene buenas características de compactación.

Un incremento de partículas finas, en particular limo, generalmente mejora la densidad y permite una mejor compactación.

Una arena pobremente graduada es difícil de compactar, a menos que contenga cantidades abundantes de partículas finas. La permeabilidad de suelos arenosos siempre es alta, aún si están bien compactados, y por lo tanto no son apropiados para controlar la infiltración del agua, el venteo de gases ni el control de moscas.

El suelo arenoso puede ser trabajado fácilmente, aún a temperaturas bajo el punto de congelación, mientras que un suelo con alta capacidad de retención de agua se congela.

Prácticamente los únicos suelos que deben ser evitados como material de cubierta son la turba y los suelos con alto contenido de materia orgánica. La turba es un suelo generalmente café o negro y compuesto en gran parte por materia de plantas parcialmente descompuestas, contiene gran cantidad de huecos y su contenido de agua puede ser de 100 a 400 % de su peso seco, es virtualmente imposible de compactar ya sea que esté seco o húmedo.


33


Los suelos con alto contenido de materia orgánica (20 % mínimo) son generalmente muy obscuros y contienen fragmentos de materia orgánica en descomposición, son muy difíciles de compactar, son normalmente pegajosos y su contenido de humedad puede provocar una expansión en el material, así como su falta de humedad provoca contracciones en el mismo formando agrietamientos.

En la tabla No. 11.1 Se presenta la clasificación de suelos para su uso como material para cubierta.


34


Tabla 11.1

CUADRO DE PROPIEDADES Y USOS

NOMBRES TÍPICOS DE LOS GRUPOS DE SUELOS

Gravas bien graduadas ; mezclas de grava y arena; pocos o ningunos finos Gravas mal graduadas ; mezclas de grava y arena; pocos o ningunos finos Gravas limosas; mezclas mal graduadas de grava ; arena y limo Gravas arcillosas; mezclas mal graduadas de grava ; arena y arcilla Arenas bien graduadas; arenas gravosas ; pocos o ningunos finos Arenas mal graduadas; arenas gravosas ; pocos o ningunos finos Arenas limosas ; mezclas de arena y limo mal graduadas Arenas arcillosas ; mezclas de arena y arcilla mal graduadas Limos inorgánicos y arenas muy finas ; polvo de roca; arenas finas, arcillosas y limosas de baja plasticidad Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a mediana ; arcillas gravosas ; arcillas arenosas ; arcillas limosas ; arcillas pobres Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad Limos inorgánicos ; suelos arenosos finos o limosos micáceos o diatomaceos ; limos elásticos Arcillas inorgánicas de alta plasticidad muy compresibles; arcillas francas Arcillas orgánicas de plasticidad media o alta Turba y otros suelos altamente orgánicos en proceso de descomposición

SÍMBOLOS DEL GRUPO

Gb

Gm

GL

GB

Ab

Am

AL

AB

Lp

Bp

Op

Le

Be

Oc

T

PROPIEDADES IMPORTANTES

PERMEABILIDAD DEL SUELO COMPACTADO

Permeable

Muy permeable

Semipermeable o permeable Impermeable

Permeable

Permeable

Semipermeable a impermeable Impermeable

Semipermeable a impermeable

Impermeable

Semipermeable a impermeable Semipermeable a impermeable

Impermeable

Impermeable

COMPRESIBILIDAD, COMPACTADO Y SATURADO

Despreciable

Despreciable

Despreciable

Muy baja

Despreciable

Muy baja

Baja

Baja

Media

Media

Media

Alta

Alta

Alta

TRABAJABILIDAD COMO MATERIAL DE CUBIERTA

Excelente

Bueno

Bueno

Bueno

Excelente

Regular

Regular

Buena

Regular

Buena o Regular

Regular

Mala

Mala

Mala

DR. ALARCÓN, 1999 .

35


12 MOVIMIENTO DE TIERRAS

Consiste en llevar a cabo los pasos necesarios para preparar el sitio en donde se realizará el relleno sanitario, incluyendo la excavación según el método utilizado, así como contar con la cantidad suficiente de material de cubierta al menor costo posible.

Siempre se deberá buscar el lugar más cercano al sitio del relleno sanitario para conseguir el material de cubierta.

12.1 Desmonte y Despalme

Desmonte y despalme es la ejecución de las operaciones siguientes :

a) Corte de árboles y arbustos b) Quitar maleza, hierba, zacate, o residuos de las siembras c) Sacar los troncos o tocones con todo y raíces o cortándolas d) Retirar y estibar el producto del desmonte al lugar que se indique, así como quemar lo utilizable

El trabajo de desmonte generalmente se efectúa con tractor y a mano en algunos casos, pues cuando se trata de monte grueso hay necesidad de cortar los árboles con hacha y cuando se trata de monte tipo medio se utiliza con ventaja el tractor.

Para fines de desmonte se consideran los siguientes tipos de vegetación :

a) Manglar b) Selva o bosque c) Monte de regiones áridas o semiáridas d) Monte de regiones desérticas, zonas cultivadas o de pastizales

La vegetación tipo manglar es la constituida predominantemente por mangles y demás especies de raíces aéreas típicas de los esteros y pantanos de los climas cálidos.

La vegetación tipo selva es la constituida por árboles típicos de las zonas bajas y cálidas.

Son ejemplo de vegetación selvática las palmeras, amates, ceibas, mangos y cedros. La vegetación tipo bosque es la predominante por árboles típicos de las zonas altas de clima templado o frío, como por ejemplo pinos, madroños, encinos y eucaliptos.

La vegetación de monte de regiones áridas o semiáridas es la constituida por árboles de poca altura y como ejemplo están los mezquites, pirales, huizaches y espinos.

La vegetación de monte de regiones desérticas, zonas cultivadas o de pastizales se caracteriza por estar constituida por cactáceas, vegetación de sembradío o zacatales.

El desmonte se mide tomando como unidad la hectárea y el resultado se considera como una decimal.

Densidad de Desmonte

La vegetación de cualquier tipo de desmonte puede ser más o menos tupida, por ello, debe tomarse en cuenta su densidad para la evaluación y pago de este trabajo.

DR ALARCON 1999

36


Especificaciones para desmonte con densidad 100 %

A B C D

TIPO manglar selva o bosque semi-árido desértico

DENSIDAD siempre 100% 100m¿/Ha 50 m¿/Ha siempre 100 %

12.2 Terracerías

Cortes

Son las excavaciones o remociones de los materiales producto de las mismas, realizadas en el terreno natural, en ampliación o abatimiento de taludes, en derrumbes y en rebajes de terraplenes.

Los materiales excavados de acuerdo con la dificultad que presenten para su extracción y carga se clasifican en:

1.-Material A 2.-Material B 3.-Material C

Material A

Es el blando o suelto ; que puede ser eficientemente excavado con escrepa remolcada con tractor de orugas de 90 - 1 lo HP de potencia en la barra sin auxilio de arados o tractores empujadores, aunque ambos se utilicen para obtener mayores rendimientos. Los materiales clasificables como material A son los suelos poco o nada cementados con partículas menores de 7.5 cm de diámetro.

Material B

Es el que por la dificultad de extracción y carga sólo puede ser excavado eficientemente por tractor de orugas con cuchilla de inclinación variable de 140 - 160 HP en la barra o con pala mecánica sin el uso de explosivos, aunque por conveniencia se utilicen para aumentar el rendimiento, o bien que pueda ser aflojado con arado de 6 Ton remolcado por tractor de orugas de las características mencionadas. Además, se consideran como material B a las piedras sueltas menores de medio metro cúbico y mayores de 20 cm de lado. Los materiales comúnmente clasificables como material B son las rocas muy alteradas, conglomerados medianamente cementados, areniscas blandas y tepetates.

Material C

Es el que por su dificultad de extracción sólo puede ser excavado mediante el empleo de explosivos de detonación rápida ; también se consideran como material C las piedras sueltas que aisladamente cubiquen mas de 1 metro cúbico. Entre los materiales clasificables como material C están las rocas basálticas, las areniscas y los conglomerados fuertemente cementados, calizas, riolitas, granitos y andecitas sanas.

En la clasificación de materiales se observarán las siguientes disposiciones :

Para clasificar un material se tomará en cuenta la dificultad que haya presentado en su extracción y carga, ajustándolo al que corresponda de los materiales A, B o C. Siempre se mencionarán los 3 tipos de materiales para determinar claramente de cuál se trata en la siguiente forma : 2 0 - 3 0 - 5 0 que quiere decir 20 % de material A, 30 % de material B y 50 % de material C. Es decir que cada material se clasificará por separado y en proporción a su volumen se clasificará el total.


37


Cuando no sea posible hacer la clasificación de cada uno de los materiales encontrados, se fijará a todo el volumen una clasificación representativa de la dificultad de extracción y carga considerando siempre los tres materiales aunque para alguno de ellos corresponda 00.

Cuando el volumen por clasificar esté formado por material C alternado con otros de menor clasificación en proporción tal que el material C constituya por lo menos el 75 % del volumen total, el conjunto se considerará como material C.

Las excavaciones en los cortes se ejecutarán procurando seguir un sistema de ataque que facilite el drenaje del corte.

Al hacer las excavaciones, particularmente cuando se empleen explosivos, se evitará hasta donde sea posible aflojar el material en los taludes. La medición de los volúmenes se hará tomando como unidad al metro cúbico. El resultado se considerará redondeando a la unidad. En ningún caso se considerará abundamiento.

12.3 Préstamos

Son excavaciones que se ejecutan en los lugares fijados en el proyecto a fin de obtener el material de cubierta.

Para iniciar el ataque en un préstamo, previamente se despalmará la superficie por atacar, desalojando la capa superficial del terreno natural que por sus características no sea adecuada para ser usada como material de cubierta. Los despalmes sólo se ejecutarán en material A. El despalme se iniciará después de que se haya efectuado el seccionamiento de la superficie probable de ataque, y el material producto del despalme, se colocará en el lugar que se indique. Se procurará que durante el ataque no se alteren ni modifiquen las referencias y bancos del nivel de seccionamiento. Una vez despalmados los préstamos se seccionarán nuevamente antes de ser atacados dejando las referencias y los bancos de nivel a distancias tales del lugar de ataque y de trabajo que no vayan a ser destruidos o alterados.

La ubicación y las dimensiones de los préstamos serán fijados en cada caso en el proyecto. Los préstamos se excavarán únicamente hasta la profundidad fijada en el proyecto ; siempre la excavación será en material apropiado y en la forma más regular posible a fin de facilitar su medición.

La medición del material producto del despalme del sitio de préstamo se hará tomando como unidad el metro cúbico y se empleará el sistema del promedio de las áreas extremas y su resultado se redondeará a la unidad. Para los materiales de préstamo se tomará como unidad el metro cúbico para cada uno de los materiales según su clasificación, seccionando la excavación misma y usando el método del promedio de las áreas extremas en distancias de 20 metros o menores si la configuración del terreno así lo exige, el resultado se redondeará a la unidad para cada material. La excavación de los préstamos se pagará a los precios fijados previamente para el metro cúbico de materiales A, B o C y en este precio se incluye : extracción, remoción, carga, acarreo libre, colocación del material en el terraplén, recorte de cuñas y afinamiento del terraplén.

TERRAPLENES

Terraplén es un macizo de tierra, construido sobre el terreno con material adecuado, producto de un corte o de un préstamo y que está comprendido entre el terreno de desplante y la sub-rasante.

ACARREOS

Transporte del material producto de las excavaciones de cortes adicionales bajo la sub-rasante, aplicación o abatimiento de taludes, rebaje de terraplenes, escalones o despalmes, préstamos, derrumbes o canales para construir un terraplén o efectuar un desperdicio.

Todos los materiales deben tener un acarreo libre de 20 metros a partir del cual su transporte se considerará como sobreacarreo.


38


Los sobreacarreos de los materiales se considerarán como sigue :

a) Hasta 5 estaciones de 20 m. es decir hasta 100 m. se contará desde el origen y se paga por m3 estación al precio fijado.

b) Hasta 5 hectómetros, es decir hasta 500 m. contados a partir del origen y se paga por m3 / Hm. c) A más de 5 hectómetros, es decir, de 500 m. en adelante, contados a partir del origen se paga por m3 / Km.

Los sobreacarreos de los materiales se cuantifican multiplicando el volumen de los materiales acarreados por la distancia y tomando como unidad el metro cubico-estación, el metro cúbico-hectómetro o el metro cubico-Kilómetro.

12.4 Curva Masa

El estudio de curva masa se basa en la cubicación de las secciones de construcción que se levantan a lo largo del relleno y generalmente a una equidistancia de 25 metros, aunque en algunos casos esta distancia se diminuye con el objeto de poder obtener las irregularidades del terreno que tienen demasiada influencia en los volúmenes. Estas secciones se levantan con nivel de mano y a cada lado del eje del relleno, tratando de cubrir el área suficiente de manera que queden incluidos los ceros para poder proyectar, con las secciones tipo, las que correspondan a cortes y las que correspondan a terraplén. El dibujo de las secciones se hará en papel milimétrico a escala 1 : 100 y en cada una de ellas se señalará el espesor ya sea de corte o de terraplén.

Se determinarán las áreas de corte o de terraplén de cada sección y de preferencia esta determinación se hará por medio de un planimetro y se utilizará el sistema de áreas medias, es decir suma de las áreas por la mitad de la distancia entre cada dos secciones. Al hacer la medición de las secciones es muy conveniente marcar en el caso de terraplenes las secciones de despalme, cuerpo de terraplén y sub - rasante y en el caso de cortes marcar el espesor de despalme y si fuera posible marcar las zonas de materiales B o C por separado, porque partiendo de estos datos se fijará el procedimiento de construcción, ya sea que se trate de terraplenes compactados o acomodados con material procedente de corte y también para determinar o separar en mejor forma los abundamientos.

También existen tablas que se han calculado para diferentes inclinaciones del terreno, donde, con los valores de los espesores, se obtienen los volúmenes por estación ; este método es menos aproximado que el anterior pero es muy utilizado para tener una idea de los volúmenes para formar la curva masa y los perfiles de construcción que necesariamente presenta o entrega la Brigada.

La determinación de los acarreos del material de excavación, incluyendo en ello su valorización y sentido se logra por medio de la curva masa.

Este es un método gráfico que permite determinar la distribución económica de los volúmenes excavados y calcular el costo necesario para llevar a cabo dicha distribución. Este método no puede ser aplicable, o por lo menos no es de tanta utilidad, cuando el nivel de desplante está obligado a proyectarse en determinada forma por circunstancias especiales, tales como : terrenos planos en que su superficie natural se aproxima mucho al nivel de desplante y terrenos en los que la rasante debe tener cierta altura para quedar a salvo de inundaciones o de la humedad.

La curva masa se construye uniendo los puntos que resultan tomando como abcisas las mismas distancias del perfil de construcción y como ordenadas cantidades proporcionales a la suma algebraica de los volúmenes de corte considerados como positivos y los terraplenes como negativos, desde la estación de origen a la estación considerada.


39


Previamente al dibujo de la curva masa deberá hacerse un registro con las columnas indicadas en la tabla 12.1

Columna 1 .- Estación. Se usa para indicar el número de punto o estación a que se refiere el cálculo.

Columna 2.- Elevación del terreno. Se usa para indicar la elevación del terreno natural respecto a un banco de nivel fijo.

Columna 3.- Elevación de la rasante. Se usa para indicar la elevación de la rasante de proyecto respecto al mismo banco de nivel fijo.

Columna 4.- Area en corte. Se usa para indicar el área de corte respecto al terreno natural y el proyecto de la rasante.

Columna 5.- Area en terraplén. Se usa para indicar el área de relleno o terraplén respecto a un nivel de terreno natural y el proyecto

de la rasante.

Columna 6.- Suma de áreas en corte. Se usa para indicar la suma total de las áreas en corte.

Columna 7.- Suma de áreas en terraplén. Se usa para indicar la suma de áreas en terraplén.

Columna 8.- Semidistancia. Se usa para indicar la distancia promedio de corte o terraplén.

Columna 9.- Volumen en corte. Es el resultado de multiplicar la suma de áreas en corte por la semidistancia.

Columna 10.- Volumen en terraplén. Es el resultado de multiplicar la suma de áreas en terraplén por la semidistancia.

Columna 11.- Volumen de residuos sólidos. Es el volumen de residuos sólidos a disponer.

Columna 12.- Coeficiente de abundamiento. Se usa para indicar el coeficiente de abundamiento según el material de que se trate (en general

30%).

Columna 13.- Volumen de corte abundado. Es el resultado de multiplicar el volumen de corte por el coeficiente de abundamiento.

Columna 14.- Volumen de terraplén. Se usa para indicar el volumen de terraplén necesario.

Columna 15.- Suma de volúmenes de cortes abundados. Es la suma total de todos los cortes ya multiplicados por su abundamiento.

Columna 16.- Suma de volúmenes de terraplén. Es la suma total de todos los terraplenes necesarios.

Columna 17.- Ordenadas. Es la elevación de cada punto en un sistema de ejes cartesianos.

DR ALARCON, 1999

40


Tabla 12.1

REGISTRO DE DATOS PARA CURVA MASA

1

del terreno

2

Elevación de la rasante

3

Area

corte

4

Area en terraplén

5

de areas en

6

Suma de areas en

píen

7

distancia

8

Volumen en

9

Volumen en terraplén

10

Volumen de

duos solidos

11

Coeficiente de abun-damient

12

Volumen de corte abund ado

13

Volumen de terraplén

14

de volúmenes de cortes abundados

15

de volúmenes de terraplén

16

Ordenadas

17

DR ALARCON 1999

41


13 IMPERMEABILIZACIÓN Y CONTROL DE LÍQUIDOS PERCOLADOS

El agua subterránea es la fuente más valiosa de abastecimiento con que cuenta el país, por lo que es necesario evitar alterar sus características físicas, químicas y biológicas.

Si el espesor del suelo entre la base del relleno y las aguas subterráneas no logra alterar el alto poder contaminante del lixiviado, éste contaminará las aguas subterráneas.

Debido a lo anterior es necesario proteger las aguas subterráneas. Su protección se puede efectuar por dos métodos : natural y artificial.

13.1 Método Natural

Este consiste en aprovechar las propiedades físico-químicas del suelo donde se ubica el relleno y evitar la contaminación de las aguas subterráneas por el lixiviado.

Los sitios con alto contenido de arcillas (entre 0.30 y 1.00 m de espesor) y/o con capas impermeables a poca profundidad son mejores.

13 .2 Método Artificial

Consiste en colocar materiales naturales o artificiales con el fin de evitar la entrada del lixiviado a las aguas subterráneas o bien minimizar su poder contaminante.

El material empleado es de arcillas compactadas (con 4 pasadas) en la base del terreno con espesor de capa de 20 a 60 cm y con humedad óptima. Los materiales artificial es o sintéticos utilizados para la impermeabilización del hule, polietileno y PVC (cloruro de polivinilo). Si se utilizan éstos se debe supervisar que no existan dobleces y o perforaciones al colocarlos. Los materiales se asientan sobre una base de arena nivelada inferior y otra superior.

13.3 Cálculo de la Interfase o Espesor Mínimo para evitar riesgos de contaminación en la Aguas Subterráneas

En el suelo existen mecanismos de disminución o atenuación de contaminantes orgánicos e inorgánicos del lixiviado que evitan que estos afecten la aguas subterráneas.

Si las características del suelo son adecuadas, a mayor espesor o interfase del suelo entre el nivel de desplante del relleno y las aguas subterráneas, menor será el peligro de contaminación de estas últimas.

El mínimo espesor o interfase de suelo para la disminución de materia orgánica del lixiviado depende de la permeabilidad del suelo del sitio seleccionado, el gasto de infiltración, la velocidad de remoción de materia orgánica, precipitación pluvial anual y su concentración inicial en el lixiviado.

El mínimo espesor de suelo para la disminución de contaminantes inorgánicos (cationes) depende de la concentración inicial de Los mismos en el lixiviado, la capacidad de intercambio catiónico del suelo (CIC) y Los gastos de infiltración.

TABLA 13.1


42

TABLA 13.1 INTERFASE PARA LA ELIMINACIÓN DE CARGA CATIONICA DEPENDIENDO DE LA CAPACIDAD DEL INTERCAMBIO CATIONICO DEL SUELO Y LA INFILTRACIÓN EN EL TERRENO

INFILTRACIONES IA/M2DEL RELLENO-AÑO

PV (Ks/M3> CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO DEL SUELO C I C (meq/100g)

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5

0 6 0 7 0 8 0 9 1 0

1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0

0 01

1200

110 5 5 3 6 6 2 75 2 2

1 83 1 57 1 37 1 22 1 10

0 73 0 55 0 4 4 0 36 0 31 0 27 0 2 4 0 22 0 20 0 18

1500

8 8 4 4 2 93 2 20 1 76

1 46 1 25 1 10 0 97 0 88

0 58 0 4 4 0 35 0 29 0 25

0 2 2 0 19 0 17 0 16 0 14

1800

7 33 3 66 2 4 4 1 81 1 43

122 104 0 91 0 81 0 73

0 48 0 36 0 29 0 24 0 21

0 18 0 16 0 14 0 13 0 12

0 03

1200

33 1 65 1 10 8 2 5 6 6 0

5 50 4 71 4 12 3 66 3 30

2 20 1 65 1 32 1 10 0 94

0 82 0 73 0 6 6 0 6 0 0 55

1500

26 4 1 3 2 8 8 6 60 5 28

4 40 3 77 3 30 2 93 2 6 4

1 73 1 32 1 05 0 88 0 75 0 6 6 0 58 0 52 0 48 0 4 4

1800

22 0 1 10 7 33 5 50 4 4 0

3 66 3 14 2 75 2 4 4 2 20

1 46 1 10 0 88 0 73 0 62 0 55 0 48 0 4 4 0 4 0 0 36

0 0 6

1200

66 0 33 0 22 0 1 65 13 2

1 1 0 9 42 8 2 5 7 33 6 6 0

4 40 3 30 2 6 4 2 20 1 88

1 6 5 1 46 1 32 1 20 1 10

1500

52 8 26 4 1 7 6 13 2 10 6

8 80 7 54 6 60 5 86 5 28

3 52 2 6 4 2 1 1 1 76 1 80

1 32 1 17 1 0 5 0 9 6 0 88

1800

4 4 0 22 0 1 46 1 10 8 80

7 33 6 28 5 50 4 88 4 40

2 93 2 20 1 76 1 4 6 1 25 1 10 0 57 0 88 0 80 0 74

0 10

1200

110 55 0 46 6 27 5 22 0

183 15 7 137 12 8 110

7 33 5 50 4 4 0 3 6 6 3 14 2 75 2 4 4 2 20 2 00 1 83

1500

88 0 44 0 29 3 22 176

14 6 125 110 9 77 8 80

5 86 4 40 3 52 2 93 2 51 2 20 1 95 1 76 1 60 1 44

1800

73 3 36 6 24 4 184 14 6

1 2 2 10 49 46 8 14 7 33

4 88 3 6 6 2 9 3 2 4 4 2 0 9

1 83 1 64 1 46 1 33 1 22

0 30

1200

330 165 110 82 5 66

58 47 14 4 1 2 5 36 66 33 0

22 1 6 5 1 32 11 9 42 8 25 7 33 6 6 0 6 0 5 50

1500

264 132 88 66 52 8

44 37 7 33 29 3 26 4

17 6 13 2 1 05 8 8 7 5 6 6 5 8 5 2 4 8 4 4

1800

220 110 73 55 44

36 6 31 4 27 5 24 4 22

14 6 11 8 8 7 3 6 2 5 5 4 8 4 4 4 0 3 6

0 60

1200

660 330 220 165 132

110 94 2 82 5 73 3 66

44 33 26 5 22 18 8 16 5 14 6 13 2 12 11

1500

528 264 176 132 105

88 75 4 66 58 6 52 8

35 2 26 4 2 1 4 17 6 15

13 2 1 1 7 106 9 6 8 80

1800

440 220 146 6 110 88

78 8 62 8 55 48 8 44

29 3 22 6 1 7 6 14 6 12 52

11 9 77 8 80 8 0 4 7 33

0 9 0

1200

990 495 330 247 6 198 0

165 1414 123 7 110 99

66 49 5 39 6 33 28 2 24 7 22 19 8 18 1 65

1500

792 396 264 198 158

132 1184 99 88 79 2

52 8 39 6 34 6 26 4 22 6 1 98 176 15 8 14 4 132

1800

660 330 220 165 132

110 96 2 82 5 74 3 66 0

44 33 26 4 22 186 165 14 6 136 12 11

1 2

1200

1320 660 440 330 264

220 188 165 146 6 132

88 66 52 8 44 37 7 33 29 3 26 4 24 22

1500

1056 528 352 264 211

176 151 132 117 106

70 9 52 8 42 2 35 2 30 4

26 4 23 4 24 1 192 17 6

1800

880 440 293 220 176

146 125 110 97 7 88

58 6 44 35 2 29 3 25 14

22 19 55 176 16 14 6

1 5

1200

1650 825 550 412 5 330

275 236 206 2 183 165

110 82 5 66 55 47 4

41 2 36 6 33 30 27 5

1500

1320 660 440 330 264

220 188 5 165 146 6 132

88 66 52 8 44 37 7 33 29 4 26 4 24 22

1800

1100 550 366 275 220

183 3 157 187 5 122 110

78 8 55 44 36 6 3 1 4 27 5 24 4 22 20 18 3

1 8

1200

1980 990 660 495 89 6

330 282 257 220 198

182 99 79 2 66 56 5 49 5 44 39 6 36 33

1500

1584 792 628 396 316

264 226 198 176 168

105 92 63 3 52 8 45 2 39 6 35 2 3 1 6 28 6 26 4

1800

1320 660 440 330 264

220 188 165 146 132 88 66 52 8 44 37 7 33 29 3 26 4 24 22

I = (300 C / CIC (Pv) ) i

INTERFASE EN m.

C = 440 meq/1 concentración catiónica del lixiviado CIC = Capacidad de intercambio catiónico del suelo en meq/100 g Pv =Peso volumétrico del suelo Kg/m3

i = infiltración en m/m2 de relleno-año

ESTUDIOS DE GABINETE V CAMPO PARA REALIZAR LA DISPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS.

Para el cálculo del espesor mínimo de suelo o interfase entre la base del relleno sanitario y el nivel de las aguas subterráneas se requiere :

a) De la estación meteorológica más próxima o de datos proporcionados por la SARH : • la infiltración del lugar, en m3 / año. • la profundidad del nivel freático en metros.

b) De los estudios geofísicos practicados en el sitio : • la porosidad del suelo (np) en porcentaje.

c) De tablas, la porosidad, la capacidad de intercambio catiónico (CIC) del suelo en miliequivalentes/100 g y la concentración de materia orgánica.

d) De datos de laboratorio : • carga catiónica de lixiviado • carga orgánica

La tabla 13.1 proporciona la interfase mínima necesaria entre la base del relleno y el nivel de las aguas freáticas para la disminución y/o eliminación de la carga catiónica del lixiviado, dependiendo de la capacidad de intercambio catiónico del suelo (CIC) y la infiltración anual en el sitio del relleno sanitario.

Si la interfase existente es suficiente para la eliminación de la carga catiónica, el lixiviado se dejará pasar libremente a través del suelo pues no existirán problemas de contaminación de las aguas subterráneas.

Si la interfase existente no es suficiente para la eliminación de materia orgánica y carga catiónica del lixiviado, se procederá a lo siguiente :

a) Si existe en el sitio del relleno sanitario un exceso de material de cubierta y es factible el movimiento de tierras, se elevará el nivel del relleno hasta lograr la interfase necesaria.

b) Si no existe material de cubierta en exceso en el sitio y/o no es posible el movimiento de tierras, y el caudal del líquido precolado es menor o igual a 12.5 m3/día, éste se captará en la base del relleno y se pasará a un estanque de 50 m2 de superficie, con tirante de 0.5m. Este procedimiento será suficiente para eliminar el lixiviado pues en los días de sequías el líquido se evaporará.

c) Si no existe material de cubierta en exceso en el sitio y/o no es posible el movimiento de tierras y el caudal del líquido precolado es superior a 12.5 m3/día, el líquido precolado se captará en la base del relleno y se pasará primeramente al estanque ; el efluente del estanque se verterá a un cárcamo de bombeo de 18 m3 y con una bomba se regresará el líquido al interior de una celda.

D.R. ALARCON ,1999 .

44


14 POZOS DE MONITORÉO

Los procesos de descomposición de los residuos sólidos en un relleno sanitario y el agua de lluvia que se infiltra originan el lixiviado (líquido que percola a través de las celdas que contienen a los residuos y sus materiales de cubierta).

Para evaluar la calidad del lixiviado y sus posibles efectos en las aguas subterráneas se realiza un monitoréo de ambas. El monitoréo consiste en una serie de programas que incluyen la toma de muestra, su análisis fisicoquímico y biológico en un laboratorio y la evaluación de los resultados obtenidos.

El sistema de monitoréo del lixiviado debe contar por lo menos con tres pozos de muestreo, que se sitúan uno en la dirección del flujo de las aguas subterráneas antes de llegar al sitio del relleno sanitario, otro aguas abajo del sitio y el último en el sitio del relleno sanitario. Los dos primeros pozos profundizarán 2 m. dentro del acuífero y el último en el nivel o base del relleno ; se pueden construir de asbesto, cemento o plástico, de un diámetro de aproximadamente 40 cm. que permitía la introducción de un bote de material resistente a la acidez sujetados a madera o varilla.

Los análisis recomendados del lixiviado y de las aguas subterráneas se enlistan en la tabla 14.1

FIG 14.2


FIG 14.2 LOCALIZACION DE LOS POZOS DE MONITOREO EN UN RELLENO SANITARIO

y Pozo c

agua le monitoi 3 subterrár

1 a

•éo de leas

2 Km

RELLENO

/ SANITARIO

Pozo Monitoréo del lixiviado

1 a 2 Km /

Pozo de moni aguas subte

toreo de rráneas


Tabla 14.1

ANÁLISIS RECOMENDADOS PARA EL MONITOREO DEL LIXIVIADO.

1.- Materia Orgánica : • Demanda bioquímica de Oxígeno del 5o. día (DB05) • Demanda Química de Oxígeno (DQO)

2.- Parámetros Físicos :

3.- Parámetros Químicos

3.1 Cationes

• Conductancia Específica • Turbiedad

Potencial Hidrógeno pH Alcalinidad total como CaC03

Cianuros (CN) Cloruros (Cl) Dureza total como CaCÜ3 Fosfatos totales como P-P04

+

Nitrógeno Orgánico como N-Org Nitrógeno Amoniacal como N-NH4

+

Sulfates (S04)

Arsénico (As)+3'+5

Cadmio (Cd)+2

Calcio (Ca) +2

Cobre (Cu)+2

Cromo total (Cr)+3>+6

Hierro total (Fe)+2'+3

Magnesio (Mg)+2

Mercurio Total ((Hg) Níquel (Ni)+2'+3

Potasio (K) +1

Plomo (Pb) +2'+4

Sodio (Na) +1

Zinc (Zn) +2

+2

Organismos indicadores Bacteriológicos : • Bacterias conformes totales en NMP/100 mi • Bacterias conformes fecales en NMP/100 mi

Se recomienda que los análisis enlistados en la tabla 14.1 se efectúen por lo menos 2 veces al año y a medida que transcurra el tiempo y en función de los resultados que se vayan obteniendo, se reducirá el número de parámetros a únicamente los más importantes que son :

• Demanda química de oxígeno (DQO) • Demanda bioquímica de oxígeno (DB05) • Potencial hidrógeno ((pH) • Calcio • Magnesio

D R ALARCON , 1999

47


• Sodio • Potasio • Fierro total • Cromo total • Plomo • Cobre • Níquel • Cadmio • Zinc • Mercurio • Manganeso.

Para la toma de muestra, su preservación y análisis se encuentran las siguientes publicaciones :

1. Manuales de Los Cursos de la SARH, Análisis de Aguas y Aguas de Desecho, CIECCA. 2. APHA, AWWA, WPCF, Métodos estándares para el Análisis de Aguas y Aguas Residuales. 15a. edición.

1981. 3. CHIAN, S. K. De Walle B. Foppe. Compilation of Methodology used from Measuring Pollution

Parameters of Sanitary Landfill Leachate. Series Ecológicas, U.S. EPA 600/3-75-001. Octubre de 1975.

La tabla 14.2 presenta los ámbitos encontrados de las concentraciones del lixiviado proveniente de residuos sólidos municipales.


48


Tabla 14.2

ÁMBITOS ENCONTRADOS EN LIXIVIADOS PARA RESIDUOS SÓLIDOS MUNICIPALES.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Componente Alcalinidad Total como CaC03

Arsénico Cadmio Calcio Cianuros Cinc Cloruros Cobre Conductancia específica Cromo Total Demanda Bioquímica de Oxígeno (DB05) Demenda Química de Oxígeno Dureza total Fluoruros Fósforo total Hierro total Magnesio Manganeso Mercurio Nitratos Nitritos Nitrógeno Amoniacal Nitrógeno Orgánico Oxígeno Disuelto Potencial Hidrógeno Plomo Potasio Sólidos totales Sodio Sulfatas Fenol Detergentes (SAAM) Turbiedad

ÁMBITO EN mg/1 ó ppm 4000 - 25540 0.04 0 - 0.025 100 - 320 0 0.25 - 3.0 1325 - 8870 0-0.6 7400 - 32000 en umhos/cm 0-8.7 380 - 52000 1870-62320 1800-11000 0.6-0.8 1-10 1.7-1600 396 - 995 0.05 - 4.0 0 - 0.008 0 0.2-1.2 15.5 - 1420 46- 1889 0 6.3 - 7.9 0-2.0 365 - 1270 1700- 16460 490 - 4920 40 - 1000 0.8-18 0.7 - 233 128-1500 en UNT

FUENTE González Úrdela J. Lorenzo. - Monitoréo Ambiental en Rellenamientos Sanitarios. Primer Congreso Mundial de Ingeniería Sanitaria Vol XXXVI, Enero - Marzo 1982, Pag. 40.

14.3 Sistema de Captación de Biogas

Los residuos sólidos dispuestos en un relleno sanitario se descomponen o eliminan con el tiempo por la acción de microorganismos y reacciones químicas que producen nuevos compuestos líquidos, sólidos y gaseosos. Los residuos se eliminan o degradan primeramente por microorganismos que utilizan para sus funciones el oxígeno disuelto presente en las celdas, a éstos se les denomina organismos aerobios. Posteriormente participan en la descomposición los facultativos que viven en ausencia o presencia de oxígeno disuelto y por

D R ALARCON , 1999

49


último entran en acción los microorganismos anaerobios que toman el oxígeno de compuestos químicos existentes en el medio.

Los gases que se producen en mayor proporción en la descomposición o eliminación de la materia orgánica contenida en los residuos sólidos en un relleno sanitario son el metano (CH4), el bióxido de carbono (C02), el ácido sulfhídrico (H2S) y el nitrógeno (N2).

A medida que transcurre el tiempo, varía la descomposición de los gases en un relleno sanitario. La tabla 14.3.1 presenta el porcentaje de los gases en un relleno sanitario dependiendo del tiempo transcurrido desde que se finalizó la construcción de una celda.

El gas metano (CH4) busca salida de las celdas hacia la atmósfera y si su concentración en el aire es de 5 al 15 % es explosivo. Por lo tanto, para evitar riesgos de explosión en el sitio del relleno los gases deben salir.

Para la captación de los gases existen 2 métodos : El primero con materiales permeables y el segundo por medio de materiales impermeables.

Tabla 14.3.1

COMPOSICIÓN DE LOS GASES PRODUCIDOS EN UN RELLENO SANITARIO, EN FUNCIÓN DEL TIEMPO DESDE QUE SE FINALIZÓ LA CONSTRUCCIÓN DE LA CELDA, (a)

TIEMPO TRANSCURRIDO DESDE QUE SE

CONSTRUYÓ LA CELDA EN MESES

0 - 3 3 - 6 6- 12 12-18 18-24 24-30 30-36 42-48

COMPOSICIÓN EN UN PORCIENTO DE LOS GASES

(%) N2

5.2 3.8 0.4 1.1 0.4 0.2 1.3 0.4

C02

88 76 65 52 53 52 46 51

CH4

5 21 29 40 47 48 51 48

FUENTE (1) Brunner R. Dirk y Keller J. Daniel. Sanitary Landfill Design and Operation U.S. E.P.A. 1972.

a. Método permeable

Emplea zanjas de grava o ventilas llenas de grava entre las celdas por donde fluirán los gases ; las zanjas deben de profundizar abajo de la base del relleno para asegurar la intercepción de todos los gases.

Las ventilas se colocan en los taludes laterales de las celdas terminadas. Es importante que las zanjas o ventilas estén libres de vegetación o tierra. Las zanjas pueden tener un diámetro de 30 cm.

En otro método permeable se colocan tubos perforados de PVC de 8 a 10 cm. de largo. Los ductos se colocan entre la última celda superior y el material de cubierta final.

El método más económico es la instalación de estructuras de malla rellenas de piedra. Las estructuras tienen longitud de lados de 0.60 a 1 m, se profundizan unos 30 cm abajo del nivel o base del relleno y en la parte superior se cubren, dejando un tubo con forma de cuello de ganso.


50


Para seleccionar el número de pozos de extracción o captación d gases en un relleno sanitario, en la tabla 14.3.2 se presenta el número de pozos requeridos en el área del relleno dependiendo de la cantidad de residuos sólidos a disponer diariamente, la profundidad promedio del relleno y el área del mismo. Por ejemplo, si la generación actual es de 100 ton/día y la profundidad media del relleno sanitario es de 9 m. se necesitan distribuir en el relleno 21 pozos de extracción o captadores de gases.

b. Método impermeable

El movimiento de los gases a través del suelo puede ser controlado con materiales impermeables, por ejemplo, una capa de arcilla compactada de un espesor de 0.45 a 1.5 m.

El material evitará el flujo de los gases hacia el exterior del relleno y los forzará a buscar otra salida que será la parte superior del relleno.


51


Tabla 14.3.2

NÚMERO DE CAPTADORES DE BIOGAS, DEPENDIENDO DE LA CANTIDAD DE RESIDUOS A DISPONER DIARIAMENTE Y LA PROFUNDIDAD PROMEDIO DEL RELLENO SANITARIO.

RESIDUOS SÓLIDOS A DISPONER

(ton/día)

50

100

150

200

250

PROFUNDI DAD DEL RELLENO

(m)

3 6 9 12 15 18 24 3 6 9 12 15 18 24 3 6 9 12 15 18 24 3 6 9 12 15 18 24 3 6 9 12 15 18 24

AREA DEL RELLENO

(Ha)

15.5 7.7 5.0 3.8 3.0 2.5 1.9

31.0 15.5 10.3 7.7 6.2 5.1 3.8 46.0 23.0 15.5 11.6 9.3 7.7 5.8 62.2 31.1 20.7 15.5 12.4 10.3 7.7 77.6 38.8 25.8 19.4 15.5 12.9 9.7

CAPTADORES DE BIOGAS

(número)

32 16 10 8 6 5 4 62 31 21 16 12 10 8

92 46 31 24 20 16 12 125 62 42 31 25 21 16 155 77 52 39 31 26 20

RESIDUOS SÓLIDOS

RECOLECTADOS (ton/día)

300

350

400

450

500

PROFUNDI DAD DEL RELLENO

(m)

3 6 9 12 15 18 24 3 6 9 12 15 18 24 3 6 9 12 15 18 24 3 6 9 12 15 18 24 3 6 9 12 15 18 24

AREA DEL RELLENO

(Ha)

93.1 46.5 31.0 23.2 18.6 15.5 11.0 109.1 54.5 36.3 27.2 21.8 18.1 13.6 124.6 62.3 41.5 31.1 24.9 20.7 15.5 141.1 70.5 47.0 35.2 28.2 23.5 7.6

156.7 78.3 52.2 39.1 31.3 26.1 19.5

CAPTADORES DE BIOGAS

(número)

186 93 62 47 37 31 24 218 109 73 55 44 36 27 249 125 83 62 50 41 31 282 141 94 74 56 47 35 314 157 105 78 63 52 40

DR. ALARCÓN, 1999 .

52


14.4 Sistema de Captación de Aguas de Escurrimiento

El sistema de captación de aguas de escurrimiento de los rellenos sanitarios tiene por objeto, en primer lugar, reducir en lo posible la cantidad de agua que llega a las diferentes partes del mismo, en segundo lugar, dar salida expedita al agua cuyo acceso sea inevitable. Ahora bien, el agua llega al relleno :

a) Por precipitación directa. b) Por escurrimiento del agua del terreno adyacente c) Por creciente de ríos o arroyos. d) Por filtración a través del subsuelo del relleno.

Así pues, el objetivo que se debe perseguir , es conseguir en primer lugar, reducir la entrada del agua de cualquiera de las fuentes mencionadas y en segundo lugar, desalojar rápidamente el agua que pueda llegar al relleno.

Para que un relleno tenga buen drenaje debe evitarse que :

a) El agua circule en cantidades excesivas por el mismo, destruyendo el material de cubierta que sirve para impermeabilizar y originar la formación de charcos.

b) Que los cortes se saturen de agua con peligro de derrumbes, deslizándose éstos y en algunos casos deslizándose el camino.

c) Que el agua de arroyos y hondonadas sea remansada por los terraplenes con el peligro de deslavarlos o destruirlos.

d) Que el agua subterránea reblandezca la capa de tierra y se formen baches o charcos, etc.

Como se ve el drenaje adecuado es una de las fases más importantes en un relleno por lo que debe procurarse por todos los medios el mejor drenaje que sea posible.

14.4.1 Drenaje Superficial

En el drenaje superficial se estudiarán las dos fases mencionadas desde el principio para el drenaje en general: en primer término la manera de reducir al mínimo el agua que fluya, lo cual se realiza mediante la captación de las aguas que puedan llegar al relleno o a sus inmediaciones y la defensa de las distintas partes del mismo contra la acción de las aguas corrientes o almacenadas que puedan llegar a afectarlo.

Las obras de drenaje superficial llamadas también de drenaje longitudinal, comprenden las zanjas o vados que se construyen en los límites del relleno y que tienen como objetivo la captación del escurrimiento de aguas arriba.

Como el área de las porciones de terreno cuya agua va a dar a las zanjas es relativamente pequeña, ordinariamente se proyectan éstas para que den capacidad a fuertes aguaceros de 10 a 20 minutos de duración. Generalmente se considera suficientemente seguro proyectar las zanjas para que tomen del 70 al 80 % de la precipitación pluvial, sin embargo en algunos casos puede llegarse al 100 %. En suelos arenosos el escurrimiento varía considerablemente.

En los casos en que se conozca la altura de lluvia local conviene estimar los coeficientes de escurrimiento y combinar estos datos con la pendiente y forma de la cuenca para definir el área hidráulica necesaria en forma análoga, como se hace para las alcantarillas, aplicando la fórmula de BurKle Ziegler (fig. 14 - A Nomograma de BurKle Ziegler).

Siendo tan inciertos los factores que intervienen en la determinación del área hidráulica ordinariamente la forma y dimensiones de las zanjas se determinan de acuerdo con las condiciones climatológicas del lugar y de preferencia por comparación con lugares similares.

La práctica usual en nuestro país es hacer las zanjas en forma de V con un tirante de 30 a 60 cm, talud 1:3, en esta forma el fondo de la cuneta queda a unos 40 ó 45 cm abajo de la sub-rasante y lleva la misma


53


pendiente del terreno. Se ha seguido la costumbre de zampear con mortero de cemento las zanjas y en algunos casos este zampeado se hace con suelo cemento en proporción 1:8 y en casos muy especiales de concreto. El zampeado con mortero de cemento se considera de 30 cm de espesor con piedra de buena calidad y con un mortero con 65 kg. de cemento por m3. La piedra debe ser bien acomodada y procurar que el mortero que se use sea manejable y penetre por todos los espacios que dejan libres las piedras y al final se la da un espesor de 4 a 5 cm en la parte superior.

Una zanja de las dimensiones indicadas y zampeada puede servir o proporcionar buenos resultados en longitudes de 300 a 600 m.

NOMOGRAMA DE BURKLE ZIEGLER

D.R. ALARCÓN ,1999 .

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ESTUDIOS DE GABINETE Y C A M P O PARA REALIZAR LA DISPOSICIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS

i—IOOO

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— 800

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D R A L A R C Ó N , 1999

55


Los diferentes materiales se deslavan a las siguientes velocidades :

Arena de 0.60 a 0.90 m/seg. Limo de 0.60 a 1.10 m/seg. Grava de 1.50 a 1.80 m/seg.

De lo anterior se deduce que con una pendiente de 1 % se obtiene una velocidad de 0.60 m/seg. ; como se ve, es muy fácil obtener una velocidad de deslave para suelos comunes, por lo que se aconseja zampear las zanjas. Se aconseja completar el zampeado de zanjas hasta 1.50 ó 2.00 m en cada extremo del final de las zanjas para que el agua se encauce mejor y no erosione los taludes o los fondos de las zanjas.

Las aguas captadas en las zanjas serán encausadas a un colector. Este colector puede ser un drenaje natural (río, arroyo, etc.) ó un dren artificial como una línea de drenaje artificial o como una línea de drenaje pluvial entubada.

Dicho colector se proyectará de tal manera que pueda captar una cantidad de agua determinada por el escurrimiento probable de agua de lluvia.

14.4.2 Fórmulas de Escurrimiento

Las fórmulas de escurrimiento más usuales son :

A.- Burkle Ziegler.- Se emplea para calcular el gasto máximo producido, debido a un aguacero intenso en un área tributaria pequeña (menos de 250 hectáreas).

Qt = 0.022 (C)(h) V # / M

Donde : Qt es el gasto aportado por cada hectárea tributaria, en m3/seg. H es la precipitación correspondiente al aguacero más intenso (de 10 minutos de duración total), en mm/h. St es la pendiente del terreno, en m/km. Nt es el número de hectáreas tributarias. El coeficiente "C" depende de la clase de terreno que forma la cuenca o área tributaria y tiene los siguientes

valores :

0.750 para calles pavimentadas y distritos comerciales.

0.625 para calles ordinarias de la ciudad.

0.30 para poblaciones con parques y calles.

0.25 para terrenos de cultivo.

B.- Fórmula de Dickens.

Se emplea para calcular el gasto máximo producido, debido a una lluvia de 24 horas de duración, en una área tributaria grande o sea de 25 a 2500 ha. Dicha fórmula es :

Qa= 0.01283(C) iJ~Ati

Donde :

Qa es el gasto aportado por toda el área en m3/seg. At es el área tributaria, en Km2.

DR ALARCON, 1999

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El coeficiente "C" depende de la clase de terreno y de la altura total de lluvia en 24 horas y tiene los valores indicados en la tabla 14.4.2a.

Cuando se proyecta un drenaje pluvial por el Método de Comparación o por el Empírico, el área se obtiene directamente y se puede proceder desde luego a proyectar la forma, pendiente, etc. pero cuando se sigue el método de Sección y Pendiente o el Racional, lo que se obtiene directamente es el Gasto apartado y por consiguiente hay que proceder a deducir cuál deberá ser el gasto para el cálculo de pendiente, forma, área hidráulica, etc.

TABLA 14.4.2a.

VALORES DEL COEFICIENTE DE C DE LA FÓRMULA DE DICKEN

Clase de terreno

Terreno Plano Lomerío Suave Mucho Lomerío

para precipitaciones de 10 cm en 24 horas

200 250 300

para precipitaciones de 15 cm en 24 horas

300 325 350

14.5 Obras Complementarias

Se entiende por obras complementarias aquellas que forman parte del relleno sanitario y sirven de ayuda para la eficiente operación del mismo.

Las obras complementarias se presentan en dos planos que se indican a continuación :

1. ESTRUCTURAS PARA CAPTACIÓN Y DESVIACIÓN DE AGUAS PLUVIALES.

Una de la obras más importantes para el relleno sanitario es la desviación de aguas pluviales ya que de ésta depende que la construcción se realice sin ningún problema.

Estas estructuras se deberán colocar en sitios estratégicos para evitar la entrada del agua al relleno sanitario.

2. ESTRUCTURA PARA CAPTACIÓN DEL BIOGAS.

Esta estructura tiene por función desalojar del relleno sanitario el gas que produce la descomposición de los residuos sólidos.

3. OBRAS DE CAPTACIÓN DE LIXIVIADOS

Tiene por objeto el colectar el lixiviado que se genera en el relleno sanitario evitando así que éste pueda infiltrarse y contaminar los acuíferos.

4. COBERTIZO PARA EQUIPO

La función primordial de esta construcción es proteger a la maquinaria que trabaja en el relleno sanitario de la lluvia y contar con un lugar para dar mantenimiento y reparación al equipo. Se deberá ubicar en un punto estratégico de tal manera que la distancia del cobertizo a cualquier punto del relleno sanitario sea el mejor en recorrido.


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5. CASETAS DE CONTROL

Estará ubicada siempre junto a la báscula ya que en esta caseta se colocará el equipo de la misma. Además puede servir para oficinas administrativas.

6. CASETA DE VIGILANCIA

Esta caseta servirá para tener a un vigilante a la entrada del relleno sanitario y que pueda protegerse de las inclemencias del tiempo. Siempre se ubicará a la entrada del relleno sanitario a un lado de la puerta de acceso de vehículos.

7. CIMENTACIÓN DE LA BÁSCULA

Esta estructura servirá para recibir a la báscula en un sitio al que los vehículos recolectores tengan un fácil acceso a la misma para poder ser pesados. Las especificaciones para la cimentación de la báscula, las dará cualquier proveedor ya que difieren para cada marca de báscula.

8. CERCA FIJA Y MÓVIL

La cerca fija servirá para evitar el acceso de animales al relleno sanitario y tendrá una puerta de acceso para vehículos.

La cerca móvil servirá para controlar los residuos sólidos que se dispersen en el momento de que el vehículo recolector los deposite en el relleno sanitario.

Siempre se colocará en sentido contrario del viento y se moverá de acuerdo a las variaciones de éste.

9. SEÑALAMIENTOS

Estas estructuras servirán para prevenir e informar al personal que opere el relleno de todas las restricciones así como construcciones existentes en el relleno sanitario.

La ubicación de las mismas será de acuerdo a las necesidades de cada sitio.

Para todo este tipo de obras se deberá tomar en cuenta las características de la región con el fin de utilizar los materiales más convenientes, además se deberán considerar los materiales que existen en la región para su construcción con el objeto de reducir los costos.

D.R. ALARCON, 1999

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CONCLUSIONES

Como es del conocimiento general, el aumento en la generación de desechos sólidos municipales se origina por el crecimiento en los centros de población. Estos centros carecen de una correcta y previsora planeación urbana que sea capaz de precisar las demandas de la población futura. Para tal efecto es emergente controlar el impacto negativo que inducimos al medio ambiente.

Los criterios básicos para diseñar un relleno sanitario se basan en situaciones técnicas, problemas de alicación teórico - prácticas, dificultades legales (tenencia de la tierra), desacuerdo de la población cercana al relleno sanitario, etc. Lo que implica cambios sustanciales a los proyectos realizados para ese fin de manera tal, que reflejan necesidades y/o soluciones más complejas que elevan lo costos de construcción y operación de los rellenos sanitarios.

Con este estudio propongo resolver necesidades a poblaciones con un mínimo de 100,000 habitantes sobre la disposición de los residuos sólidos menores a 500 toneladas por día y las bases para realizarlo económicas y eficientemente. Dado que el relleno sanitario es el método e ingeniería recomendado para este fin , obteniendo un beneficio común para asentamientos humanos con crecimiento dinámico.

D R. ALARCÓN , 1999

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