Los residuos sólidos municipales, ,englobados en el término co-mún

de basura, representan en México un problema asociado direc-

tamente con dos factores: el elevado índice

-de crecimiento urbano y el grado de indus-

trialización de la sociedad agraria. Se esti-

ma que la generación promedio diaria de

basura per cápita para 1995 fue de 0.89ki-

logramos por día, lo que corresponde a 30.5

millones de toneladas por día. Aunque la

composición de esa basura varía según la

región, aproximadamente 51% sigue sien-

do de materia orgánica.

MARíA TERESA ORTA LEDESMA, IGNACIO MONJERAMíREZ y MA. NEFTALí ROJAS VALENCIACoordinación de Ingeniería Ambiental. Instituto de Ingeniería, UNAM.

de humedad que presentan. 2. A la in-

corporación de agua superficial y subte.

rránea. 3. Principalmente al paso de

agua pluvial a través de los estratos

de residuos sólidos que se encuentran

en fase de descomposición y que arras-

tran a su paso material disuelto, en sus-

pensión, fijos o volátiles. Estos elemen-

tos son los que dan las caracterfsticas

contaminantes altamente agresivas al

ambiente, tales como elevadas cargas

orgánicas y metales pesados, entre

otros. Para considerar su importancia,

comparemos en órdenes de magnitud

que un lixiviado joven (de 1 a 5 años de

operaci6n del relleno), representa 100veces

más de la contaminación orgáni-

ca, medida como demanda bioquímica

de oxígeno DBO que está presente en el

agua residual urbana típica (Bagchj,

1990, y Orta et al., 1997).

Aunado a esto, las características de

los lixiviados cambian a lo largo de la vida

útil del reHeno sanitario, como conse-

cuencia del grado de descomposición

del material orgánico biodegradable, de

los procesos de oxidación química que

se realizan y de la disolución de com-

puestos orgánicos e inorgánicos; los

métodos de tratamiento que se propon-

ri:::;I n las ciudades de la República Me-

LS xicana se racolecta alrededor de

70% de los residuos sólidos generados,

de los cuales 17% se dispone en un re-

lleno sanitario y 83% en tiraderos a cielo

abierto (INE, 1996). Los rellenos sanita-

rios deben cumplir con ciertas especifi-

caciones de ubicación, construcción y

operación que aseguren una instalación

controlada, asegurando tanto la dispo-

sición, aprovechamiento o tratamiento

del biogás como de los lixiviados, para

evitar que puedan migrar más allá del

sitio de confinamiento.

La unidad básica de todo relleno sani-

tario es la celda diaria en donde se es-

parcen y compactan los residuos sólidos

municipales durante un día, al final del

mismo son cubiertos con una capa de

algún material, por lo general suelo, que

también se compacta. Durante la etapa

constructiva del relleno, los impactos

ambientales que, con medidas de pre-

caución, se controlan son los polvos y

partículas generados por equipos y má-

quinas en continuo movimiento. Sin em-

bargo, los impactos de mayor riesgo son

representados por los lixiviados y el

biogás, subproductos de los procesos

de estabilización y transformación que

sufren los residuos sólidos dentro del

relleno sanitario.

GENERACiÓNDE LIXIVIADOS y BIOGÁS

Lixiviados

Los lixiviados son los líquidos per-

coladoS' que se deben a: 1. El agua que

liberan los residuos por el alto contenido Fotografía 1. Vista de la laguna de evaporación construidaen-¡;¡-f:¡elleno Sanitario de Nuevo Laredo, Tamaulipas.

13

Manejo de los lixiviados y el biogás procedentes de rellenos sanitarios en MéXico

gandebenconsiderar lo anterior para ser

etlcientesdurantetodo el proceso.

Los criterios que se siguen para la

selección del método más apropiado de

tratamiento son: edad, tipo y cantidad

de carga organica presente en el lixi-

viado, pH, cantidad de sólidos presen-

tes, Concentración de metales pesados,

flujo de lixiviado producido, caJidaden el

efluente final y sitios de descarga, así co-

mo la factibilídad técnica y económica.

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Figura 7. (;OmpOSiCión y evolución del biogás en un relleno sanitario. (Tomada de Ham

el al., 1991).

to de aproximadamente 50-60% de me-

tano (en ocasiones este valor puede ele-

varse) y 40-50% de dióxido de carbono,

además de trazas de gases. Otros gases

presentes en el biogás, aunque en me-

nor cantidad, son el ácido sulfhídrico, hi-

drógeno, oxígeno, nitrógeno, monóxido

de carbono, amoniaco e hidrocarburos.

El nitrógeno y el oxígeno se presentan

normalmente en cantidades variables,

dependiendo de la cantidad de aire que

quede atrapada en el momento de dis-

posición de los residuos (Johns Hopkins

University, 1981, Y arta, et al., 1998).

El gas producido forma una mezcla

inflamable al alcanzar concentraciones

dentro del rango de 7 a 21 % en el aire,

razón por la cual los rellenos sanitarios se

proyectan con sistemas de evacuación y

eliminación controlada de gases, evitan-

do así 10s riesgos de incendios o explo-

siones en el propio relleno o en sus alre-

dedores. Por otra parte, el poder calorífico

que tiene este gas lo transforma en un

recurso energético bastante atractivo.

Actualmente, se cuenta con varios

métodos para calcular la producción de

metano de rellenos en función del tiem-

po. Cada método supone necesariamen-

te una eficiencia de conversión y una

estequiometría para la bioconversión de

materiaorgánic:;ten metano (Trejo, 1997).

BiogásEl biogás es una mezcla de los ele-

mentos generados por la descomposi-

ción anaerobia de los residuos sólidos,

entre éstos los de mayor relevancia son

el metano y el bióxido de carbono. Este

proceso se caracteriza por la descom-

posición lenta de los residuos orgánicos

por efecto de organismos facultativos y

anaerobios, y por la ausencia de oxíge-

no disponible. La secuencia de descom-

posición se da en tres fases: 1. Una fase

corta aeróbica, en donde se generan pro-

ductos característicos de esta fase tales

como bióxido de carbono, agua, nitritos

y nitratos. 2. Otra fase anóxica, en la que

se agota el oxígeno de los nitritos y nitra-

tos. 3. Por último la fase anaerobia, en

donde los elementos típicos son: ácidos

orgánicos, nitrógeno, bióxido de carbo-

no, metano y, en pequeña proporción,

ácido sulfhídrico. La figura 1 muestra las

concentraciones de gases en un relleno

sanitario de acuerdo a como ocurre el

proceso de biodegradación.

El biogás generado en los rellenos

sanitarios por lo general está compues-

EJEMPLOS DE DISPOSICiÓNDE LIXIVIADOS y BIOGÁS

Los lixiviados pueden ser dispues-

tos de dos maneras: 1. Por medio de

un tratamiento o disposición in situ. 2.

Por un tratamiento o disposición fuera

del sitio.

14

Manejo de los lixiviadosy el biogás procedentes de rellenos sanitarios en México

Disposición in situ

En el caso de la disposición in situ se

consideran las siguientes opciones:

a) Planta de tratamiento de lixiviados.

Este tipo de manejo se justifica cuando

el relleno produce una cantidad signifi-

cativa de lixiviados, la población está re-

lativamente cerca del relleno y existen

colindantes con mantos acuíferos para

abastecimiento. En este caso, el único

ejemplo en México deruso de tratamien-

tos fisicoquímicos para el procesamien-

to de lixiviados con salinidad muy alta

(30,000 a 40,000 mmhos/cm) , se tiene

en el relleno sanitario de Bordo Ponien-

te. El tren de tratamiento se muestra en

la figura 2. El efluente es utilizado ~ra el

riego de caminos en el propio relleno.

b) Laguna de evaporación. Es una

opción viable cuando la cantidad pro-

ducida de lixiviados y la tása de evapo-

ración se encuentran en balance de tal

manera que no requieren una gran área.

En este caso, existen en México varios

ejemplos que cuentan con laguna imper-

meable de evaporación, entre los cuales

están: los rellenos sanitarios de Queré-

tara, Cancún, Tlalnepantla y Nuevo La-

redo (véanse fotografías 1 y 2).

c) Recirculación de lixiviados en el

relleno. Es una opción que aún no se im-

plementa en ningún relleno sanitario de

México, pero que tiene la ventaja de ace-

lerar la estabilización del relleno y por lo

tanto acortar el tiempo para la clausura

ambiental mente segura. Esta alternativa

es viable sobre todo en zonas con poca

precipitación pluvial e incluso puede evi-

tar el uso de la laguna de evaporación.

En Estados Unidos, la recolección y

la recirculación de lixiviados transforman

un relleno sanitario en un biorreactor con-

trolado, que trae como beneficio un pe-

riodo de tiempo de estabilización más

corto que el requerido por el relleno sin

recirculación (Pohland, 1995). En este

caso, las instalaciones para el manejo

de lixiviados y gas deben ser colocados

conforme se desarrolla el relleno sani-

tario, con el fin de capturar y controlar el

gas generado y permitir la recirculación

sistemática de los lixiviados conforme se

acumulan y drenan a los sistemas de

colección.

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10s 1ixiviadoses el tratamiento o disposi-'

ción fuera del sitio, como puede ser su

incorporación a una planta de tratamien-

to de aguas residuales; es factible cuando

el relleno sanitario se encuentra ubicado

cerca de una planta de aguas residuales

y los lixiviados pueden combinarse con

el agua residual para su tratamiento. En.

algunos casos, es necesario un pretrata-

miento previo a la descarga o mezcla de

lixiviados con el agua residual. El grado

de pretratamiento depende normalmente

de los constituyentes a remover y del

costo que ello implica.

En México, recientemente, en la Zona

Especial de Desarrollo Controlado San-

ta Fe, la Dirección General de Construc-

ción y Operación Hidráulica (OOCOH) di-

señó una planta para tratamiento de

aguas residuales municipales a base

de Iodos activados, con capacidad con-

junta en sus módulos para 560 litros por

segundo. Se estima que a finales del pre-

sente año estará en condiciones de ope-

rar el primer módulo de esta planta.

Estudios recientes permitenconside-

rar la factibitidad de dar tratamiento a los

lixiviados del relleno sanitario Prados de

la Montaña en dicha planta, dil~endo

su caudal de aportación (estimado en

aproximadamente tres litros por segun-

do), en el caudal de aguas negras muni-

cipales (Orta el al., 1999, y González el

al., 1999). En la fotografía 3 se muestra

el relleno sanitario de Santa Fe.

El biogás puede ser dispuesto de

cuatro formas:

1. Como el gas metano es combus-

tible, se puede quemar simplemente en-

cendiendo fuego en la salida de la línea

de recolección, una vez clausurado el re-

lleno sanitario.Continúa en la página 21

Disposición fuera del sitio

La segunda opción para el manejo deFigura 2.7ren detktamiento fisicoquímíco utilizado en la planta de Bordo Poniente (Direcéión-

General de SelVicios Urbanos).

15

Manejo de los lixiviados y el biogás procedentes de rellenos sanitarios en México

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23~ac:J

@

Viene de la página 15

2. También se puede aprovechar este

gas como energía para uso doméstico

(energía calorífica y alumbrado de rre-

lleno sanitario).

3. Como gas de recarga para una red

de distribución de gas natural. La dificul-

tad en este caso es alcanzar el poder

calorífico apropiado.

4. Como combustible único, en ve-

hículos automotores. En este uso se pre-

sentan problemas con respecto al cor-

to alcance de los vehículos, producido

por la capacidad limitada de almace-

namiento.

Fotografía 4. Quemador de biogás, instalado en Prados de la Montaña.

contemplen cualquiera de las alternati-

vas presentadas de acuerdo a las carac-

terísticas de cada relleno sanitario O

Cabe destacar que la recuperación y

aprovechamiento del gas metano con

propósitos comerciales sólo se reco-

mienda para rellenos sanitarios que re-

ciban más de 200 toneladas al día y siem-

pre que las condiciones locales así lo

ameriten (Ham, A.K. el al., 1991, Y Trejo,

1997).En México sólo se aplica el primer

caso en Prados de la Montaña, donde

se estimó la generación de metano del

sitio con la finalidad de implementar un

sistema de aprovechamiento; hasta la

fecha no se ha dispuesto el biogás de

otra manera. En la fotografía 4 se mues-

tra un quemador instalado en Prados de

la Montaña.

CONCLUSIONESY RECOMENDACIONES

En México, la práctica del relleno sa-

nitario como sistema de disposición de

residuos sólidos operado en forma se-

gura y controlada, es una práctica recien-

te que se empezó a aplicar en la última

década. Los principales subproductos

del relleno como los lixiviados y el biogás

deben considerarse desde el principio de

la operación hasta su clausura, con el

objeto de minimizar impactos ambienta-

les sobre el entorno.

El proceso de lixiviados en plantas de

tratamiento y en lagunas de evaporación.

son las principales formas de disposición

de dichas corrientes contaminantes.

Hasta la fecha, la quema de biogás

en pozos de ventea y líneas de capta-

ción, es la única forma de controlarydis-

poner el biogás generado en los rrellenos

sanitarios.

Un relleno moderno debe considerar

la captación de biogás por medio de tu-

berías de polietileno de alta densidad.

flexible, y por lo menos instalar un que-

mador que elimine el mal olor.

Respecto a los lixiviados, es necesa-

rio que de acuerdo al balance hidráulico

con el cual se estime su generación. se

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