Clase 3_caracterización de Los Residuos Sólidos
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gestion de residuos solidos
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Curso:
Gestin e Ingeniera de Residuos Slidos
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTAL
Profesor:
Valry Mautino Cano
Ingeniero Sanitarioemail: [email protected]
Tema:
Caracterizacin de los residuos slidos
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Contenido de esta clase:
1. Conceptos previos.
2. Propiedades de los residuos slidos.
3. Caracterizacin de los residuos slidos.
4. Gua prctica para los anlisis de losresiduos slidos.
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FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTALGestin e Ingeniera de
Residuos Slidos
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Conceptosprevios
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Residuo slido.-
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Residuos Slidos
CONCEPTOS
Todos aquellos materiales slidos y
semislidos que resultan de las
actividades del hombre en la sociedad y
que son desechadas por su propietario
por considerarlos sin valor para
retenerlos.
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Basura, Desecho Residuo?.-
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Residuos Slidos
CONCEPTOS
La palabra basura proviene del latn *versra, derivadode verrre, que significa barrer. Por esto se puededecir que el significado original fue lo que se habarrido.
En un concepto ms amplio se entiende por residuo
slido cualquier material desechado que pueda o no
tener utilidad alguna. El trmino residuo nocorresponde a la palabra desecho, pues esta ltima
trae implcita la no utilidad del material.
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MATERIAS PRIMAS, PRODUCTOS Y RECUPERACION DE MATERIALES
RESIDUOS
NATURALEZADESPERDICIOS
RESIDUALES
MATERIAL RESIDUAL
INDUSTRIA PRIMARIA
PROCESADO / RECUPERACION INDUSTRIA SECUNDARIA
CONSUMIDOR
DISPOSICION
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COMO Y CUANDO SE GENERAN LOS R.S.
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EJEMPLO: GENERACIN
Pas Residuos domsticos anuales (toneladas)
kg/persona
Estados Unidos Australia Canad Nueva Zelanda Noruega Dinamarca Finlandia Pases Bajos Suiza Blgica Suecia Japn Francia Gran Bretaa Italia Espaa
200.000.000 10.000.000 12.600.000 1.528.000 1.700.000 2.946.000 1.200.000 5.400.000 2.146.000 3.082.000 2.500.000 40.225.000 15.500.000 15.816.000 14.041.000 8.028.000
875 680 525 488 415 399 399 381 366 313 300 288 288 282 246 214
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ETAPAS EN EL MANEJO DE RESIDUOS
RESIDUOS MUNICIPALES
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ALMACENAMIENTO
RECOLECCIN
BARRIDO Y LIMPIEZA
TRANSFERENCIA
DISPOSICIN
FINAL
TRATAMIENTO
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ETAPAS EN EL MANEJO DE RESIDUOS
RESIDUOS NO MUNICIPALES
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GENERACIN
RECOLECCIN
Y TRANSPORTE
EXTERNO
DISPOSICIN FINAL
TRANSPORTE Y
ALMACENAMIENTO
INTERNO
TRATAMIENTO
ACONDICIONAMIENTO
INDUSTRIALES HOSPITALARIOS
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CLASIFICACIN POR SU ORIGEN
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1. DOMICILIARIOS
3. LIMPIEZA DE
ESPACIOS
PBLICOS
5. INDUSTRIALES
7. AGROPECUARIOS
2. COMERCIALES
4. ESTABLECIMIENTOS DE
ATENCIN DE SALUD
6. ACTIVIDADES DE
CONSTRUCCIN
8. INSTALACIONES Y
ACTIVIDADES
ESPECIALES
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2. Peligrosos
Corrosivo ExplosivoReactivo Toxico
Inflamable Biolgico Radiactivo
1. Comunes
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CLASIFICACIN POR SUS
PROPIEDADES
Gestin e Ingeniera de
Residuos Slidos
-
Estn directamente relacionados con las fuentesproductoras y pueden ser agrupados para facilitar la
evaluacin de su composicin y permitir el anlisis de
sus constituyentes con:
Restos de comida (materia orgnica); Residuos comunes: papeles, vidrios, latas, plsticos,
cuero y caucho, etc.;
Barrido de establecimientos pblicos: polvo, tierra, piedras, asfalto, hojas, etc.;
Cadveres de animales;
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Residuos Slidos
TIPOS COMUNES DE RESIDUOS
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Estn directamente relacionados con las fuentesproductoras y pueden ser agrupados para facilitar la
evaluacin de su composicin y permitir el anlisis de
sus constituyentes con:
Excremento de animales; Vehculos abandonados; Tierra provenientes de obras de demolicin; Industriales - comunes y especiales (peligrosos); Especiales - hospitales , alimentos podridos, etc. Residuos de plantas de tratamiento de aguas y
desages.
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TIPOS COMUNES DE RESIDUOS
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Riesgos que traen los residuos slidos.-
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Residuos Slidos
RIESGOS
En la salud de la poblacin:Directos, porque pueden producir enfermedades a las
personas que estn en contacto con los residuos
slidos.
Indirectos, porque originan la proliferacin de vectores,tales como insectos y roedores, potenciales
transmisores de enfermedades que incluso pueden
provocar la muerte.
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Riesgos que traen los residuos slidos.-
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RIESGOS
Sobre el medio ambiente:Pueden ocasionar contaminacin del suelo, las aguas,
la atmsfera y deterioro del paisaje.
Ante una gestin futura es necesario conocer el ciclo
de vida de los residuos slidos urbanos y contar con datos de sus caractersticas.
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Propiedades de los Residuos
Slidos
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PROPIEDADES
BIOLGICAS:
COLIFORMES FECALES COLIFORMES TOTALES PATGENOS ENTRICOS
PROPIEDADES QUMICAS:
PODER CALORFICO pH MATERIA ORGNICA CENIZAS GRASAS Y PROTENAS N, P, K, C, Ca, etc.
PROPIEDADES FSICAS:
PESO ESPECFICO O DENSIDAD CONTENIDO DE HUMEDAD CAPACIDAD DE CAMPO POROSIDAD DE RESIDUOS
COMPACTADOS GENERACIN PER CPITA COMPOSICIN
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PROPIEDADES DE LOS R.S.
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Estas propiedades deben tenerse en
cuenta para desarrollar y disear
sistemas de Gestin integrada de
Residuos Slidos
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PROPIEDADES DE LOS R.S.
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Peso especifico
Contenido de humedad
Tamao de partcula
Distribucin del tamao de partcula
Capacidad del campo
Porosidad de los residuos compactados.
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PROPIEDADES FSICAS DE LOS R.S.
Los fundamentos para el anlisis fsico presentadoen el grupo anterior pueden aplicarse a todo tipo deresiduos slidos, principalmente a los ResiduosSlidos Urbanos (RSU).
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PESO ESPECIFICO
El peso especifico se define como el peso de un
material por unidad de volumen (por ejemplo, Kg/m3).
En RSU tener en cuenta que la densidad pueda
determinarse en distintas etapas de su manejo: aresiduos sueltos, encontrados en los contenedores,
en los camiones compactadores, en la disposicinfinal, etc.
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PROPIEDADES FSICAS DE LOS R.S.
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PESO ESPECIFICO
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PROPIEDADES FSICAS DE LOS R.S.
Etapa Densidad
A Residuos sueltos en recipientes 200 kg/m3
BResiduos compactados en camiones
compactadores500 kg/m3
C Residuos sueltos descargados en los rellenos 400 kg/m3
D Residuos recin rellenados 600 kg/m3
EResiduos estabilizados en los rellenos (2 aos
despus de rellenado)900 kg/m3
PESO ESPECIFICO
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El contenido de humedad de los residuos slidosnormalmente se expresa de dos formas:
En el mtodo de medicin pesohmedo, lahumedad de una muestra se expresa como un
porcentaje del peso del peso del material hmedo.
En el mtodo de medicin pesoseco, se expresacomo un porcentaje del peso seco del material.
El mtodo pesohmedo se usa ms frecuentementeen el campo de la gestin de residuos slidos.
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CONTENIDO DE HUMEDAD
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El tamao y la distribucin del tamao de loscomponentes de los materiales en los residuos slidos
son una consideracin importante dentro de la
recuperacin de materiales, especialmente conmedios mecnicos, como cribas, mallas y separadores
magnticos.
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PROPIEDADES FSICAS DE LOS R.S.
TAMAO DE COMPONENTES Y SU DISTRIBUCIN
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La capacidad de campo de los residuos slidos es la
cantidad total de humedad que pude ser retenida por
una muestra de residuos sometida a la accin de la
gravedad. La capacidad de campo del los residuos esde importancia crtica para determinar la formacin de
la lixiviacin en los vertederos.
El exceso de campo de agua sobre la capacidad del
campo se emitir en forma de lixiviacin. Lacapacidad del campo varia con el grado de presin
aplicada y el estado de descomposicin del residuo.
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PROPIEDADES FSICAS DE LOS R.S.
CAPACIDAD DE CAMPO
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La conductividad hidrolgica de los residuoscompactados es una propiedad fsica importante que
significa la capacidad de los lquidos de moverse en la
masa de residuos.
En parte, esta propiedad no solo gobierna elmovimiento de lquidos sino tambin de los gasesdentro de un relleno.
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PROPIEDADES FSICAS DE LOS R.S.
POROSIDAD DE LOS RESIDUOS COMPACTADOS
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La produccin de residuos slidos domsticos esuna variables que depende bsicamente del tamao
de la poblacin y de sus caractersticas
socioeconmicas.
Una variable necesaria para dimensionar proyectosde residuos slidos es la llamada produccin percapita (PPC). Este parmetro asocia el tamao de
la poblacin, la cantidad de residuos y el tiempo,siendo la unidad de expresin el kilogramo por
habitante por da (Kg./hab./da).
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CLCULO DE LA GENERACIN PER CPITA
PROPIEDADES FSICAS DE LOS R.S.
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Donde:
Ppc = Produccin total de residuos slidos.
NV = Numero de vehculos en operacin.
NJ = Numero de viajes por vehiculo.
CP = Capacidad til estimada por vehiculo en m3.
DN = Densidad de los residuos en los vehculos.
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CLCULO DE LA GENERACIN PER CPITA
Poblacin
DNxCPxNJxNVPpc
)()()()(
PROPIEDADES FSICAS DE LOS R.S.
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Poder calorfico
pH
Materia orgnica
Punto de fusin de la ceniza
Otros componentes
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PROPIEDADES QUMICAS DE LOS R.S.
Los anlisis qumicos presentados en el grupoanterior pueden aplicarse a todo tipo de residuosslidos segn los objetivos planteados en elproyecto, sin embargo son aplicables principalmenteen la caracterizacin de los Residuos SlidosUrbanos (RSU).
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PROPIEDADES QUMICAS DE LOS R.S.
PODER CALORFICO
Se define como la cantidad de calor que puedeentregar un cuerpo. Se debe diferenciar entre poder
calorfico inferior y superior. El Poder Calorfico
Superior (PCS) no considera correccin por humedady el inferior (PCI) en cambio si.
Se mide en unidades de energa por masa, [cal/gr],[Kcal/kg], [BTU/lb]. Se mide utilizando un calormetro.
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PROPIEDADES QUMICAS DE LOS R.S.
PODER CALORFICO
Tambin se puede conocer a travs de un calculoterico. Mediante la bsqueda en bibliografa
apropiada los valores tpicos de poder calorfico por
componentes y se combina con el porcentaje de lacomposicin de los residuos de la siguiente forma:
nPCPCPCPC n1100 n ...... n n
Donde:
Nn = % en peso de cada componente
PCn = Poder calorfico de cada componente
Ejemplo de PC:
Plstico = 9000 cal/gr
Madera = 5000 6000 cal/gr
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PROPIEDADES QUMICAS DE LOS R.S.
PH
Capacidad de acidez o basicidad de un residuo. Indicael grado de corrosividad en caso de residuos
industriales; as mismo en caso de residuos orgnicos
provenientes de los RSU el pH nos indica el estado dedegradacin en el que se encuentra, es decir a travs
de la medicin de pH de los lquidos que genera,podemos darnos una idea del grado de degradacin
en que se encuentra. Sin embargo esta prueba de pH
debe hacerse en campo para asegurar los resultados.
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PROPIEDADES QUMICAS DE LOS R.S.
MATERIA ORGNICA
Es una propiedad que define la cantidad de materialorgnico putrescible presente en los residuos slidos.
Su medicin no es necesariamente puede ser de
manera qumica, sino tambin de manera fsica.
La determinacin qumica resulta un anlisis muy
complicado y poco prctico, mientras que el mtodofsico es mas confiable aunque no exacto.
La medicin fsica se basa en el clculo deporcentajes respecto al total de residuos.
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PROPIEDADES QUMICAS DE LOS R.S.
MATERIA ORGNICA
Todo generador de residuos slidos domsticoselimina un porcentaje orgnico que est conformado
por residuos de alimentos principalmente.
La medicin de la materia orgnica se hace en
porcentaje del total de residuos producidos.
De manera similar, cuando hay generacin de
residuos orgnicos a nivel industrial, comercial u otro,
estos se medirn en porcentaje respecto al totalgenerado.
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El punto de fusin de la ceniza se define como latemperatura en la que la ceniza resultante de la
incineracin de residuos se transforma en slido
(escoria) por la fusin y la aglomeracin.
Las temperaturas tpicas de fusin para la
formacin de escorias de residuos slidos oscilaentre 1100C y 1200C.
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PROPIEDADES QUMICAS DE LOS R.S.
PUNTO DE FUSIN DE LA CENIZA
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El anlisis elemental de un residuo normalmenteimplica la determinacin del porcentaje C (carbono), H
(hidrgeno), O (oxgeno), N (nitrgeno), S (azufre) y
ceniza. Debido a la preocupacin acerca de la emisinde compuestos clorados durante la combustin,
frecuentemente se incluye la determinacin dehalogemos en el anlisis elemental.
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PROPIEDADES QUMICAS DE LOS R.S.
ANLISIS FUNDAMENTAL DE LOS COMPONENTES DE LOS RESIDUOS SLIDOS
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Los resultados del anlisis elemental se utilizan paracaracterizar la composicin qumica de la materia
orgnica en los RS.
Tambin se usan para definir la mezcla correcta de
materiales residuales necesaria para conseguir
relaciones C/N aptas para los procesos de conversinbiolgica.
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PROPIEDADES QUMICAS DE LOS R.S.
ANLISIS FUNDAMENTAL DE LOS COMPONENTES DE LOS RESIDUOS SLIDOS
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Coliformes fecales
Coliformes Totales
Patgenos entricos
Componentes biolgicos.
Biodegradabilidad
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PROPIEDADES BIOLGICAS DE LOS R.S.
Los anlisis biolgicos presentados en el grupoanterior pueden aplicarse a todo tipo de residuosslidos con caractersticas orgnicas de origen noMunicipal, sin embargo es ms usado paracaracterizar los Residuos Slidos Urbanos (RSU).
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La denominacin genrica coliformes designa a ungrupo de especies bacterianas que tienen ciertas
caractersticas bioqumicas en comn e importancia
relevante como indicadores de contaminacin.
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Residuos Slidos
PROPIEDADES BIOLGICAS DE LOS R.S.
COLIFORMES FECALES Y TOTALES
El grupo coliforme est formado por los siguientesgneros: Escherichia, Klebsiella, Enterobacter,
Citrobacter. (No todos los autores incluyen al gnero
Citrobacter dentro del grupo coliforme)
-
Son microorganismos relacionados directamente a lasafecciones en el sistema digestivo.
En los residuos slidos estos pueden encontrarse porla exposicin de los RSU a los hospitalarios; sin
embargo, se ha demostrado que an no habiendo
mezcla de RSU con los hospitalarios, la presencia deellos es confirmada, pero en menor frecuencia.
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Residuos Slidos
PROPIEDADES BIOLGICAS DE LOS R.S.
PATGENOS ENTRICOS
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Quizs la caracterstica biolgica ms importante de lafraccin orgnica de los RS y principalmente los RSU
es su BIODEGRADABILIDAD es decir que todos los
componentes orgnicos pueden ser convertidosbiolgicamente en gases y slidos orgnicos e
inorgnicos relativamente inertes.
La produccin de olores y la generacin de moscas
estn relacionadas con la naturaleza putrefactible delos materiales orgnicos encontrados en los RS.
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PROPIEDADES BIOLGICAS DE LOS R.S.
ANLISIS FUNDAMENTAL DE LOS COMPONENTES BIOLGICOS DE LOS RESIDUOS SLIDOS
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Caracterizacin de los Residuos
Slidos
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OBJETIVOS GENERALES:
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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Residuos Slidos
Generar informacin cualitativa y cuantitativa de los Residuos
Slidos.
Conocer la naturaleza de los residuos slidos generados
por las actividades del
hombre.
Evaluar riesgos a la salud y al ambiente.
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OBJETIVOS ESPECFIOS:
Dimensionar equipos compatibles a la situacin.
Crear una fuente de informacin que sirva de base para planificar y
proyectar sistemas de gestin de RS.
Determinar la viabilidad para disear, implementar y operar sistemas de
tratamiento y disposicin final.
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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Determinar la calidad del Residuo Slido
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Los residuos suelen estar compuestos por diferentes
materiales como:
Papel y cartn: Peridicos, revistas, cajas yembalajes, etctera.
Plsticos: Botellas, bolsas, embalajes, platos, vasos y cubiertos desechables, y otros.
Vidrio: Botellas, frascos diversos, vajilla rota entre
otros similares.
COMPOSICIN GENERAL DE LOS R.S.
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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Los residuos suelen estar compuestos por diferentes
materiales como:
Metales: Latas, tapas, recipientes metlicos, residuoselctricos, etctera.
Materia orgnica: Restos procedentes de la limpieza o la preparacin de alimentos junto a la comida que
sobra, ramas, paja, restos de animales y plantas.
Otros: Barro, arenas, tecnoport, etc.
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
COMPOSICIN GENERAL DE LOS R.S.
-
Estudios y observaciones muestran alteracionescualitativas y cuantitativas importantes en los residuos a
travs del tiempo. Entre los factores que ms influyen se
tienen:
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ACTIVIDADES PREDOMINANTES (agricultura, comercio, industria).
HBITOS DE LA POBLACIN.
ESTACIONES DEL AO.
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
FACTORES QUE INFLUENCIAN LA PRODUCCIN Y TIPO DE R.S.
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Estudios y observaciones muestran alteracionescualitativas y cuantitativas importantes en los residuos a
travs del tiempo. Entre los factores que ms influyen se
tienen:
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CONDICIONES SOCIOECONMICAS
PERODO ECONMICO (desarrollo, recesin)
EFICIENCIA EN EL SERVICIO DE RECOLECCION
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
FACTORES QUE INFLUENCIAN LA PRODUCCIN Y TIPO DE R.S.
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METODOLOGA PRCTICA PARA
LA CARACTERIZACIN DE
RESIDUOS SLIDOS DOMSTICOS
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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-
Muestreo diario de residuos-Entrega de bolsas-No cambiar hbitos-etc.
1.Visita informativa y de coordinacin con la poblacin
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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EJECUCIN DE LA CARACTERIZACIN
-
EXPLICACIN DE LA METODOLGIA Primero, consiste en la preparacin de
materiales y equipos para la recopilacin dedatos en terreno. Entre stas el diseo,elaboracin del cuestionario y aplicacin deencuestas a una muestra representativa de lapoblacin.
Segundo, caracterizacin de los RSD(determinacin del peso y composicin, porunidad familiar) generados por la poblacinmuestra.
Tercera, consiste en el procesamiento einterpretacin de los datos recopilados, paraidentificar las acciones estratgicas aimplementar en futuros Planes de Minimizacinde RSD.
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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Muestreo diario de residuos-Entrega de bolsas-No cambiar hbitos-etc.
-
hD
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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EJECUCIN DE LA CARACTERIZACIN
2. Identificacin de equipos e implementos de medicin.
-
Bolsas de Polietileno (0,8 x 1,0 m) Mesa de trabajo Fichas de caracterizacin de RSD y encuestas a
hogares Balanza Vehculo Plano de la Comuna seleccionada Tableros de campo Guantes profilcticos, Mascarillas y casco de
proteccin rea para realizar la caracterizacin de RSD.
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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EQUIPO DE TRABAJOa. - Materiales
-
Encuestadores.
Jornaleros para labores de caracterizacin de losRSD.
El personal tomado para el estudio, debe serpreviamente capacitado y adiestrado para mitigarposibles errores de procedimiento.
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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EQUIPO DE TRABAJOb. - Personal
-
Nmero de viviendaDireccinCantidad de habitantes
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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EJECUCIN DE LA CARACTERIZACIN
3. Identificacin de las viviendas seleccionadas y adquisicin de informacin.
-
La poblacin urbana es dividida frecuentemente enestratos socioeconmicos, que en orden descen-
dente se denominan: A, B, C, D y E.
Distribucin de los estratos socioeconmicos enLima.
ESTRATO SOCIO
ECONOMICO
TOTAL DE
HOGARES
HOGARES POR NIVEL
SOCIOECONOMICO
AL
TO
( A )
ME
DIO
AL
TO
( B )
ME
DIO
( C )
ME
DIO
BA
JO
( D )
BA
JO
( E )
DISTRITO DE LIMA
% 100
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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RECOPILACIN DE DATOS
-
A efectos de determinar el estrato socioeconmico ala que pertenecen los ncleos familiares seleccio-
nados, se aplican encuestas. stas constan de dos
partes:
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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ENCUESTAS DE IDENTIFICACIN Y CARACTERIZACIN DE HOGARES
-
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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ENCUESTAS DE IDENTIFICACIN Y CARACTERIZACIN DE HOGARES
La primera destinada a levantar informacin socio-econmica de la familia.
La segunda parte contiene consultas relacionadas atpicos ambientales, hbitos de consumo, nivel deconciencia ambiental. Finalmente, se incluyen
preguntas abiertas sobre prcticas para minimizar la
cantidad de RSD y sugerencias para mejorar elservicio de limpieza pblica comunal.
-
Las muestras de residuos slidos tomados de lospredios preseleccionados (encuestados) son
segregados para identificar el % de cada componente.
La estrategia para recolectar muestras representativas,
es entregar bolsas plsticas rotuladas en cada
vivienda, para recogerla al da siguiente a la mismahora de entrega. De este modo, se obtiene el peso total
de cada muestra y posteriormente se realiza laseparacin manual de cada muestra seleccionada.
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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TOMA DE DATOS
-
Los componentes a identificar son principalmente:
1 Materia orgnica 6 Metales
2 Papeles y cartones 7 Vidrios
3 Escombros, cenizas 8 Huesos
4 Plsticos 9 Otros
5 Textiles
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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TOMA DE DATOS
-
Restos de
alimentosMetales
Textiles
Madera,follaje
Huesos
Plsticos
Vidrios
Papel,
cartn
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTALGestin e Ingeniera de
Residuos Slidos
EJECUCIN DE LA CARACTERIZACIN
4.Anlisis de la composicin de los residuos slidos en la zona de trabajo designada.
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Fecha: __________Tipo: ___________Peso: ___________Obs.: ___________
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS
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FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTALGestin e Ingeniera de
Residuos Slidos
5. Identificacin de las bolsas por tipo de residuo y pesaje de las mismas.
EJECUCIN DE LA CARACTERIZACIN
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Gua prctica para el anlisis de los residuos
slidos
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FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTALGestin e Ingeniera de
Residuos Slidos
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La gua utilizada es para proponer anlisis de
laboratorio utilizando la infraestructura de la FIA para
el desarrollo de esta actividad.
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FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTALGestin e Ingeniera de
Residuos Slidos
GUA PRACTICA PARA EL ANLISIS DE
LOS RESIDUOS SLIDOS
FIN DE LA CLASE
