Diseño de rellenos sanitarios Diseño de celdas del relleno sanitario
Tutor Damileth De areas Nombre: Nazly Camila Florez Saenz Código: 1023969528
Grupo: 358045_21
Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente – ECAPMA – ECAPMA 13 de mayo de 2017
b. Indiquen detalladamente la ubicación y el diseño de los sistemas de captación de gases y recolección de lixiviados, control de aguas subterráneas, impermeabilización, cercos perimetrales, aspectos del paisaje y aspectos importantes para el buen funcionamiento de la celda. CAPTACIÓN DE GAS DE RELLENO SANITARIO Sector Energía
Tecnología de la línea base Residuos Sólidos Municipales (RSM) Tecnología de la línea base Botaderos a cielo abierto y relleno sanitario Botaderos a cielo abierto y relleno sanitario 0,116 Mt de CH4, equivalente a 2,44 Mt de CO2e. Nombre de tecnología alternativa Captación de gas de relleno sanitario y aprovechamiento energético en motores de combustión interna. Nombre opcional LFG (landfill gas), GDL (gas do lixo) Descripción de la opción tecnológica: La descomposición anaeróbica de la materia orgánica depositada en los rellenos sanitarios genera la producción de biogas, que puede ser recuperado para la producción de energía eléctrica, con la consiguiente ganancia ambiental debido a la reducción de emisiones de metano (CH4). El biogas es compuesto por aproximadamente 55% de CH4, 40% de CO2 y 5% de N2 y de otros gases, y tiene potencial de aprovechamiento energético. En lugar de ser lanzado a la atmosfera, puede ser drenado, canali zado y encaminado para equipos específicos (motores, turbinas, etc.) que permitan usarlo como combustible para la producción de electricidad y/o calor (co-generación CHP). La actual tecnología permite capturar hasta un 40% del total de gases generado. Ambiental La captación de gas de relleno sanitario para aprovechamiento energético presenta importantes beneficios en comparación a un relleno sanitario simple (que no recupera el gas) debido a que el metano contenido en este gas es 21 veces más contaminante desde el punto de vista de calentamiento global, PARAMETROS DE DISEÑO DE UN RELLENO SANITARIO (MANEJO DE LIXIVIADOS)
Aspecto Técnico
Especificación
Generación de lixiviados
Debe aplicarse un modelo matemático para
conocer de manera confiable la cantidad de lixiviados a generarse en el relleno sanitario, tanto en la operación como en el cerramiento a 20 años. Para determinar la generación de lixiviados, debe tomarse en cuenta los factores
climatológicos,
características
de
así
los
como
las
residuos,
las
características del material de cobertura, las características
de
la
operación,
las
características del cerramiento final y el mantenimiento a largo plazo de éste. Debe hacerse un análisis de escenarios de trabajo para
las
mencionadas,
diferentes incluyendo
características operaciones
adecuadas e inadecuadas del sistema. De manera específica debe tenerse en cuenta las infiltraciones de aguas lluvias, de escorrentía y de nivel freático al relleno. El modelo a utilizar para la generación de lixiviados Impermeabilización
Capa
de
arcilla
y
geomembrana.
Especificaciones capa de arcilla: Construidas de materiales de suelos naturales, aunque la capa puede contener materiales procesados como bentonita o materiales sintéticos. Esta capa debe tener un espesor mínimo de 1 m. Debe lograrse una masa homogénea con una conductividad hidráulica menor o igual a 1x107 cm/s, compactando el suelo con un contenido de humedad de 2% a 3% por encima de la humedad óptima y con un alto nivel de energía de compactación. El material a utilizar debe tener como mínimo las siguientes características: • % finos ≥ 20% 30% • Índice de plasticidad ≥ 20% • Porcentaje
de suelo grueso ≤ 30% • Drenaje de lixiviado
El sistema de recolección de Lixiviados debe calcularse con el caudal máximo de lixiviado y el de agua de escorrentía. 1. Drenaje de lixiviados para los niveles bajo y medio de complejidad.
Después
de
realizar
la
impermeabilización del fondo y de las paredes laterales, debe construirse un sistema de drenaje en el terreno, Construcción del sistema de drenaje. El sistema de drenaje debe ser una red horizontal de zanjas en grava gruesa. más espacios libres, y eviten su rápida colmatación. Se recomienda colocar a continuación un material que permita infiltrar los líquidos y retener las partículas finas que lo puedan colmatar. 2
Generación de Lixiviados: Al depositarse los residuos en los rellenos, éstos comienzan a descomponerse mediante una serie de procesos químicos complejos. Los productos principales de la descomposición son los líquidos lixiviados. Los líquidos pueden afectar la salud de las poblaciones de los alrededores.
TRATAMIENTOS CONOCIDOS EN LA REDUCCIÓN DE LIXIVIADOS Todo el líquido contaminante generado en el relleno sanitario debe tratarse antes de ser vertido en un cuerpo de agua, superficial o subterráneo, utilizando procesos de reconocida viabilidad
técnica. En el proceso de tratamiento deben tenerse en cuenta explícitamente los siguientes aspectos: control de aguas subterráneas Agua Subterránea Es aquella parte del agua existente bajo la superficie terrestre que puede ser colectada mediante perforaciones, túneles o galerías de drenaje o la que fluye naturalmente hacia la superficie a través de manantiales o filtraciones a los cursos fluviales Las Redes de Control de las Aguas Subterráneas: Estado Cuantitativo y Calidad El Relleno sanitario es un método de Ingeniería para la disposición de Residuos Sólidos en el suelo, hoy dia es entendido como aquella instalación destinada a la disposición final de residuos solidos no reciclables, ni aprovechables, diseñada para minimizar los impactos ambientales y reducir los riesgos sanitarios potencialmente generados por dichos residuos, al controlar las reacciones y procesos propios de su descomposición dentro del mismo relleno, mediante procedimientos previstos y concebidos. Impermeabilización de Rellenos Sanitarios. (Subterráneas— Acuíferos, 2011) Impermeabilización de Rellenos Sanitarios El principal objetivo es evitar la infiltración de los lixiviados hacia acuíferos subterráneos, lo cual no sólo contaminaría a éstos, imposibilitando su uso como agua potable, sino también a otros acuíferos superficiales vinculados Aplicaciones de los Geosintéticos en un Relleno Sanitario Celdas de Disposición final de residuos urbanos y/o industriales Piscinas de Lixiviados Geocoberturas temporales para cubrimiento diario o periódico mientras está en funcionamiento la celda Geocoberturas Finales para clausura de celdas Biomantos para la revegetalización y recuperación de la zona.
Cerco perimetral
Se deberá revisar periódicamente el cerco perimetral para mantenerlo sin agujeros que permitan el libre ingreso de animales, cualquier rotura de la malla o deterioro de los postes de hierro que forma
el
cerco
deberá
ser
reparada
inmediatamente.
Las plantas sembradas en el perímetro como parte del proyecto deberán ser mantenidas vivas, y todo material o basura.
Cerco perimetral y puerta de acceso: Es necesario construir un cerramiento del sitio que establezca los límites y controles para la GUÍA AMBIENTAL PARA EL SANEAMIENTO Y CIERRE DE BOTADEROS A CIELO ABIERTO Impactos sobre el paisaje Suelo Las medidas protectoras que afectan a este factor ambiental están encaminadas a la minimización de los impactos que se producirán en las acciones de transporte y acopio de materiales o preparación del terreno. Acopio de materiales • El acopio de materiales se realizará en zonas en las que se generen las menores afecciones posibles. • Eliminación adecuada de los materiales sobrantes en las obras y vertidos de todo tipo que de forma accidental se hubieran podido provocar, una vez que se hayan finalizado los trabajos de construcción y tendido, restituyendo, donde sea viable, la forma y aspecto originales del terreno, con lo que se favorecerá la regeneración de las áreas afectadas. c.Recuerde que debe describir cada ítem que coloquen en dicho plano, indicando como funcionan y los artefactos de instalación. El plano de la celda debe ser realizado en Auto Cad debidamente acotado y rotulado, con el nombre de los integrantes, que realizaron el plano, universidad, docente, el curso, la escala, detalles y convenciones necesarias.
Sistema de drenaje de Lixiviados
El manejo del lixiviado es uno de los mayores problemas que se pr esentan en un relleno sanitario. En algunos casos, a pesar de contar con los canales periféricos para
interceptar y desviar las aguas de escorrentía pluvial, la lluvia que cae directamente sobre la superficie del relleno aumenta significativamente el volumen del lixiviado. Así mismo se deberá considerar que dentro de las celdas del relleno sanitario manual o mecanizado existirá escorrentía de lixiviados que serán generados por los procesos químicos internos de los residuos depositados. Por consiguiente, se deberá contar con un sistema de drenaje interno de la celda del relleno sanitario y debe construirse un sistema de captación y conducción de los lixiviados al sistema de tratamiento más adecuado de acuerdo al relleno sanitario.
Construcción del sistema de drenaje interno de lixiviado El sistema de drenaje y almacenamiento de lixiviado consiste en una red horizontal de zanjas de piedra, interrumpidas con pantallas del mismo terreno o de tapia y madera. Una manera de construir los drenes es la siguiente:
Se traza en el terreno la línea por donde se ubicará el drenaje, el cual puede ser similar al de un sistema de alcantarillado
Distribución del sistema de drenaje del lixiviado Se excavan las zanjas del dren principal de 0,6 metros por un metro y se instalan las pantallas cada 5 ó 10 metros, con un ancho de 0,20 a 0,30 metros, o simple-mente se dejan intactos en la zanja estos pequeños bloques de suelo. Para que el lixiviado pueda permanecer almacenado en el interior del relleno sin rebosar por las zanjas, se dejará un borde libre de unos 0,30 metros entre la pantalla y el nivel de la superficie del terreno
Detalles de las zanjas para el almacenamiento del lixiviado A fin de tener más capacidad de almacenamiento, se llenan las zanjas con piedras que midan entre 4 y 6 pulgadas, no con cascajo. Hecho esto, se recomienda colocar sobre ellas un material que permita infiltrar los líquidos y retener las partículas finas que lo puedan colmatar; para ello se pueden utilizar, como ya se dijo, sacos o costales de polipropileno o bien ramas secas de helecho, pasto e incluso hierba.
Las zanjas que contengan llantas desechadas de automotores poseen mayor capacidad de almacenamiento del líquido percolado; de paso, se aprovecha así un material voluminoso de difícil manejo en el relleno, que, de no disponerse adecuadamente, podría terminar convirtiéndose en un cr iadero de mosquitos. Una vez enterradas las llantas en sentido vertical, una junto a la otra , se coloca encima una capa de piedra de 0,20 a 0,30 metros de espesor y se la cubre con sacos de polipropileno o ramas secas, como en el caso anterior.
Zanja de lixiviado para recibir las llantas usadas Cuando se presentan largos periodos de lluvias y la cantidad de lixiviado excede la capacidad de las zanjas de almacenamiento al interior del relleno, se recomienda prolongar y orientar las zanjas de drenaje de la misma manera y, además, construir fuera del terreno una red de zanjas de secado que permita almacenar este líquido durante esas épocas.
Red de zanjas externas para el almacenamiento del lixiviado En estas zanjas de drenaje exterior se pueden dejar tramos alternos entre pantalla y pantalla sin efectuar el llenado de piedras. Esto se hace con varios propósitos, entre ellos:
Estimar el volumen del lixiviado que sale del relleno. Determinar la cantidad de sedimentos y el momento de efectuar la limpieza de las zanjas.
Drenaje de gases
El drenaje de gases está constituido por un sistema de ventilación de piedra o tubería perforada de concreto (revestida con piedra) que funciona a manera de chimeneas o tubos de ventilación que atraviesan en sentido vertical todo el relleno. Estas se construyen conectándolas a los drenajes de lixiviado que se encuentran en el fondo y se las proyecta hasta la superficie, a fin de lograr una mejor eficiencia en el drenaje de líquidos y gases
Interconexión de los sistemas de drenaje de gases y lixiviado Estas chimeneas se construyen verticalmente a medida que avanza el relleno, procurando que su entorno esté bien compactado. Se recomienda que cada una tenga un diámetro de 0,30 a 0,50 metros y que sean instaladas cada 20 ó 50 metros, según el criterio del técnico.
Distribución de las chimeneas en el relleno Prevista la conclusión de la última celda, se colocan dos tubos de concreto, el primero perforado para facilitar la captación y el drenaje de gases; el segundo tubo, en cambio, no será perforado con el objeto de que el gas metano pueda ser quemado a la salida, y
se eliminarán de paso los olores producidos por otros gases. A fin de facilitar la quema del metano, se recomienda la instalación de una caperuza metálica y la pre-parición de un mechón para encender el gas a la salida del tubo.
Caperuza metálica y mechón para la protección del drenaje de gases y encendido de la chimenea Cuando se utiliza tubería, se debe revestir con piedra o cascajo, a manera de camisón, a fin de que los RSM o la tierra de cobertura no obstruyan los orificios de los tubos.
d. Describir detalladamente el uso, manejo, control y las limitaciones del: Biogás, Lixiviado, olores, derrumbes, explosiones.
BIOGÁS Uso: puede ser utilizado en cualquier equipo comercial diseñado para uso con gas
natural, las principales aplicaciones del biogás es la obtención de calor, electricidad o ambos simultáneamente, energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, en hornos, estufas, secadores, caldera (calefacción u otros sistemas de combustión a gas, debidamente adaptados para tal efecto donde el uso del biogás es cada vez es más frecuente su tratamiento de residuos, principalmente de ganadería por medio de digestores de metanización para la obtención de biogás. Manejo: Con base a un relleno sanitario se ha implementado y desarrollado tecnologías
para su manejo al ser un lugar donde los residuos sólidos urbanos se depositan en grandes cantidades, es considerado un biorreactor, en el que se generan gases (biogás) y líquidos percolados. Su manejo más que todo es la colección ya que se implementa un diseño, fabricación, suministro e instalación de sistemas de colección de gas donde el gas se trasfiere a quemadores de 100 - 6.000 3/ℎ haciendo que pase al proceso de secado para que el gas sea previo a su utilización, y por último se hace una biofiltración lo que hace es controlar el olor y bajas concentraciones de metano para su reducción haciendo que se pueda utilizar el biogás en combustible como electricidad.
Control: los operadores de los rellenos sanitarios emplean distintos sistemas de control
para la potencial migración superficial y sub-superficial del gas. hay modos y métodos para controlar el biogás ya que Los sistemas de control se pueden clasificar el pasivo y activo que conlleva al sistema de monitoreo y para ambos casos se puede dar la destrucción térmica y/o recuperación del gas generado. Limitaciones: Produce menos energía por unidad de volumen, plantea una dificultad
para almacenarlo y distribución. Además, es muy peligro por su capacidad de inflamarse fácilmente.
Lixiviado Uso: se utilizan más que todo en el compost para eliminar sustancias toxicas para las
lombrices como látex, sustancia fenólicas y quinonas aparte de eso tienen un porcentaje de nutrientes y microorganismos ya que los lixiviados ofrecen mayor una alta concentración de minerales que ayudan a compost.
Manejo: El manejo integral de los lixiviados comprende medidas de minimización de corto y largo plazo, su adecuada extracción y tratamiento previo al vertimiento. La nuestra tecnología se basa en este enfoque para el diseño de las soluciones de manejo que se ajusten a las necesidades de cada relleno.
Control: se controla mediante una serie de analizadores físico-químicos que se basa en la depuración biológica mediante un proceso de bacterias nitrificación-desnitrificación en reactores a presión con una fase de ultrafiltración lo que hace es separar los efluentes biológicos y el proceso completo se esquematiza.
Limitaciones: problemas como saturación, encharcamiento y condiciones de acidez pueden ocurrir al recircular en gran cantidad el lixiviado y dificultades para lograr una distribución homogénea dentro de la superficie del r elleno sanitario, otros constituyentes del lixiviado no son removidos o por lo menos no en forma significativa, tales como: nitrógeno amoniacal, cloro y metales.
Olores
Uso: que se le dan gracias a la tecnología de punta se logran disminuir se hace una cobertura final con plástico y una cubierta de arcilla negra el fin de no producir olores, también el producto de los residuos al descubierto tanto en los lixiviados como el biogás se reducen sus olores para un relleno sanitario con mejor ambiente.
Manejo: Los sistemas de control en la operación tienen el objetivo de facilitar la coordinación de las distintas actividades que se realizan dentro del manejo como: la descarga de los vehículos transportadores de forma rápida y segura, la compactación y cobertura adecuada, disminuyendo riesgos ambientales
Control: La emisión de humo y olores, ocasionados por el incendio espontáneo y premeditado de los de los olores lo que se aplica es implementar el relleno sanitario manual para uso de las actividades Junto al sistema de control de desechos líquidos. El control adecuado es la siembra de plantas para evitar y tener un manejo adecuado de estas emisiones.
Limitaciones: El relleno sanitario mecanizado es aquel diseñado para las grandes ciudades y la limitación para construir infraestructura pesada por los asentamientos y lo generan los líquidos, gases y malos olores que pueden emanar del relleno.
Derrumbes Uso: La basura empezó a deslizarse hacia el Nororiente, hasta llegar a la estación de bombeo donde encontró como obstáculo un cerro natural, en si los Rellenos Sanitarios son estructuras complejas, construidos por el acomodamiento de los residuos sólidos derivados de la recolección urbana, residencial, industrial y hospitalaria, con diferencias bastantes sensibles, en cuanto al comportamiento, a partir de la recomposición y colocación para su destino final.
Manejo: prestar el servicio de recolección de basura en la ciudad y solucionar el problema, manejo que pueden ocasionar el derrumbe de los rellenos Otro de los aspectos que encontró es que el material para la estructura debe tener un buen sostenimiento.
Control: sanitario hace que se impida la contaminación, haciendo uso de vectores que impiden la contaminación.
Limitaciones:
la falta de conocimiento sobre la técnica del relleno sanitario. se asocia
el término relleno sanitario al de botadero a cielo abierto. la evidente desconfianza mostrada hacia las administraciones locales que no garantizan la calidad ni sostenibilidad de la obra.
Limitaciones: contaminación e impacto ambiental.
http://www.emison.com/usos%20biogas.htm http://www.elperiodicomediterraneo.com/noticias/opinion/que-es-biogas-utiliza_722623.html https://www.youtube.com/watch?v=TDrEKfvfs7M http://gestionintegralresiduos.blogspot.com.co/2010/05/tratamiento-de-lixiviados.html
