TRABAJO COLABORATIVO DISEÑO DE RELLENO SANITARIOS

PRESENTADO POR:

ALVARO LEON AGUDELO CÓDIGO:

ORLANDO BARRIENTOS GOMEZ CÓDIGO: 781.048

SUSANA ANDREA CARREÑO JARAMILLO CÓDIGO: 42.941.225

PRESENTADO A:

DAMILEHT DE ARMAS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE E

MEDELLÍN

2016

Introducción

El trabajo presentado a continuación hace parte del momento II del curso Operación y Mantenimiento de Rellenos sanitarios, curso didáctico de Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia-UNAD, como parte de la actividad se debe observar video dispuesto en los contenidos didácticos que pone a disposición la universidad. En el video se observa una presentación sobre el diseño y operación del relleno sanitario de santo Domingo en el que se pretende mostrar el resultado de los estudios pertinentes para el diseño del mismo de manera que la población se entere de los procedimientos y operación que se han de realizar en ese lugar.

Para la realización de la actividad se hizo necesario observar el video animado sobre el funcionamiento del mismo, los procedimientos y el esquema de operación del relleno con el que se pretende disponer adecuadamente los residuos generados en ese municipio para luego responder a ciertas actividades requeridas en el desarrollo del curso, el resultado de esta actividad se presenta a continuación.

Cálculos Susana

Cantidad díaria de residuos solidos

DSd = pob*ppc

DSd = 350000 * 0,7Kg = 245000 = 245toneladas

6

Basura procesada por día

DSd = 7*245 = 285 833

6

Cantidad de desechos solidos

DSd = pob*ppc

DSd = 350000* 0,7Kg/ hab/día

DSd = 245000 Kg/día

DSanual= 245000Kg * 365 días * 1ton = 89425 t/año

Día año 1000 Kg

volumen de residuos solidos

V DÍARIO = 𝐷𝑆 𝑝

𝐷 𝑅𝑆𝑀

V compactado = V díario x 365

Tomaremos La densidad de RSM del relleno recién compactado. (400 kg/m3)

Tomaremos la densidad RSM DEL relleno estabilizado (600kg/m3)

V anual compactado = 245000 kg/(día) *365días/año= 223562.5 m³/año

(400 kg/m3)

V anual estabilizado = 245 000 kg/(habitante-día X 365 días =1490941.3 m³/año

600kg/m³

Volumen de material de cobertura

m. c. = Vanual compactado x (0,20 o 0,25)

Donde: m. c. = recién compactados. Para el material de cobertura tomaremos el 25% del

volumen delos desechos recién compactados.

m. c. = Vanual compactado díario x ( 0,25)

m. c. =223562.5 m³/año /(habitante-día) x ( 0,25)

m. c. = 55890.6 m3 de tierra/año

Volumen del relleno sanitario para el primer año, asi:

VRS = Vanual estabilizado + m. c.

m. c. = material de cobertura (20 a 25% del volumen recién compactado de RSM)

VRS = Vanual estabilizado + m. c.

VRS =1490941.3 m³/año + 55890.6 m3 de tierra/año= 216628.6m³/año

CALCULAR EL AREA REQUERIDA

ARS= VRS = 216628.6m³/año= 27078.5m²

HRS 8mt

El área total requerida será AT = F x ARS

Donde: AT = Area total required (m2)

F = Factor de aumento del área adicional requerida para las vías de penetración, áreas de retiro

a linderos, caseta para portería e instalaciones sanitarias, patio de maniobras, etc. Este es entre

20-40% del área que se deberá rellenar.

AT = F x ARS

AT = 27078.5m² x 1.25

AT = 33848.1 m2

Con los resultados anteriores y utilizando un coeficiente de 0.15 ton/hora- hombre, calcular el

movimiento de la tierra con un factor de 0.3, calcular la mano de obra necesaria para la

Compactación de la celda cubierta, mano de obra de movimiento de tierra de cobertura.

Las celdas díarias serán para disponer 544m3 de residuo sólido y 136 m3 de material de

cobertura, Movimiento de tierra díario es 136 m3 con una densidad de 1.6 tn/m3, lo que nos da

que 136 m3 x 1.6 tn = 2176 tn Mano de obra movimiento de material de cobertura : 0.15 tn

/hora-hombre : 2176 tn / 0.15 tn /hora – hombre x 1/ 6 h/día x 7/ 6 días /seman = 2820 hombre

/día Lo que nos da un celdas de 30m x 30 m x 0.61 m para ( 544 m3 residuos solidos) Y del

material de cobertura de 30 m x 30 m x 0.15 m para ( 136 m3 de materil de cobertura)

Mano de obra para compactación de desechos = 900 m2/20m2 (hombre- hora) x 1/6 hora día x

7/6 días –semana = 8.75 HOMBRES DÍA Equipo necesario para excavacion y compactacion de

residuos solidos y material de covertura Excavadora

Rodillo pate cabara

Retroevcavadora

Motoniveladora

Crgador de ruedas

Rodillo neumatico

Tractor con orugas

Compactador de residuos

MOVIMIENTO DE TIERRA 136 m3/ 0.35m3(hora hombre x 1/ 6 hora- día x 7/ 6 día semana = 75.5

hombre día

Cálculos Álvaro

PROYECCION DE LA POBLACION FUTURA

Pf = Po ( 1+r)n

Pf = Población futura

Po = Población actual

r = Tasa de crecimiento de la población

n = (Tfinal –T inicial) intervalo en años

t = variable tiempo (en años)

Pf = Po ( 1+r)n

Pf = 350.000 ( 1+0.015)0 = 350000

Pf = 350.000 ( 1+0.015)1 = 355250

Pf = 350.000 ( 1+0.015)2 =360578.75

LA PRODUCCION PERCAPITAL DE LOS RS. SE PUEDE ESTIMAR GLOBALMENTE ASI:

Con una producción per cápita de 0.7 kg/(habitante-día)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 140 350000 0,7 245000 89425 89425 544 198560 136 49640 162590,8 212230,8 212230,8 26528 331601 355250 0,7 248675 90766,375 180191,375 552 201480 138 50370 165029,7 215399,7 434004,5 54250 67812,52 360578 0,7 252404,6 92127,679 272319,054 560 204400 140 51100 167504,8 218604,8 646235,3 80779 100973,83 365987 0,7 256190,9 93509,679 365828,7325 569 207685 142,25 51921,25 170017,5 221938,8 868174 108521 135651,34 371477 0,7 260033,9 94912,374 460741,106 577 210605 144,25 52651,25 172567,9 225219,1 1093393 136674 170842,55 377049 0,7 263934,3 96336,02 557077,1255 586 213890 146,5 53472,5 175156,3 228628,8 1322022 165252 2065656 382705 0,7 267893,5 97781,128 654858,253 595 217175 148,75 54293,75 177783,8 232077,5 1554099 194262 242827,57 388445 0,7 271911,5 99247,698 754105,9505 604 220460 151 55115 180450,3 235565,3 1789665 223708 2796358 394272 0,7 275990,4 100736,5 854842,4465 613 223745 153,25 55936,25 183157,2 239093,4 2028758 253594 316992,59 400186 0,7 280130,2 102247,52 957089,9695 622 227030 155,5 56757,5 185904,5 242662 2271420 283927 354908,8

10 406189 0,7 284332,3 103781,29 1060871,259 631 230315 157,75 57578,75 57578,75 2328999 291124 363905

m3

AÑO

Cantidades de residuos solidos Volumenes m3

Diaria kg/dia

Area Total AT.

Area Requerida m2

Produccion

por habitante

por dia

(kg/hab/dia)

POBALCION Mat. Cover Residuo

solido

estabilizado

(m3/año) Acumulado

Relleno

ARS m2

Anual T/año

Acumulada

Residuos solidos Relleno sanitario

Diario m3 Anual m3 Diaria m3 Anual m3

Ppc = DSr en una semana / Pob. X 7 x Cob

Donde: Ppc = Produccion por habitante por día (kg/hab/día)

DSr = Cantidad de RSM recolectados en una semana (kg/sem)

Pob = Poblacion total (hab)

7 = Días de la semana

Cob = Cobertura del servicio de aseo urbano (%)

Cobertura del servicio (%) = Poblacion atendida (hab) / Poblacion total (hab)

Ppc = DSr en una semana / Pob. X 7 x Cob

Ppc = 0.7 kg/hab./día

LA PRODUCCION DE RESIDUOS SOLIDOS ESTA DADA POR:

DSd = Pob x ppc

Donde: DSd = Cantidad de RSM producidos por día (kg/día)

Pob = Población total (habitantes)

ppc = Producción per cápita (kg/hab-día)

DSd = 350000 x 0.7 kg/(habitante-día)

DSd = 245000 kg/(habitante-día) C. 1 x C.2 = (columna 3 )

VOLUMEN DE RESIDUOS SOLIDOS

Volumen de residuos sólidos será calculado con ayuda de los dos primeros parámetros ya que se

tiene el volumen díario y anual de RS compactados y estabilizados que se requiere disponer

(cuadro 8, columnas 6, 8 y 10, respectivamente), es decir: V DÍARIO = 𝐷𝑆 𝑝

𝐷 𝑅𝑆𝑀

V compactado = V díario x 365

Donde Vdíario = Volumen de RSM por disponer en un día (m3/día)

Vanual = Volumen de RSM en un ano (m3/ano)

DSd = Cantidad de RSM producidos (kg/día)

365 = Equivalente a un ano (días)

Tomaremos La densidad de RSM del relleno recién compactado . (450 kg/m3)

Tomaremos la densidad RSM DEL relleno estabilizado (550kg/m3)

V DÍARIO = (DS d)/(D RSM)

V DÍARIO = 245000 kg/(habitante-día) /(450 kg/m3)

V DÍARIO = 544.44 m3/(habitante-día) ( columna 6)

V anual = (DS d)/(D RSM)

V DÍARIO = (245000 kg/(habitante-día) x 365/((450kg/m3))

V anual = 198722 M3 /(año) ( columna 7)

RSestabilizado = (245 000 kg/(habitante-día) X 365 días/ ((550kg/m3))

RSestabilizado = 162590 M3/(año) (columna 10)

VOLUMEN DE MATERIAL DE COBERTURA

m. c. = Vanual compactado x (0,20 o 0,25)

Donde: m. c. = material de cobertura equivale al 20 a 25% del volumen de los desechos

recien compactados. Para el material de covertura tomaremos el 25% del volume delos

desechos recien compactados.

m. c. = Vanual compactado díario x ( 0,25)

m. c. = 544.44 m3/(habitante-día) x ( 0,25)

m. c. = 136.11 m3

m. c. = 111.36 m3 x 365 días = 49640 Anual- m3

VOLUMEN DEL RELLENO SANITARIO Con los resultados obtenidos de las formulas [6] y [7] se

puede calcular el volumen del relleno sanitario para el primer ano, asi:

VRS = Vanual estabilizado + m. c.

Donde: V RS = Volumen del relleno sanitario (m3/ano)

m. c. = material de cobertura (20 a 25% del volumen recien compactado de RSM)

VRS = Vanual estabilizado + m. c.

VRS = 162590 M3/(año) + 49640 Anual- m3

VRS = 212230 M3/(año)

Densidad de los RSM recien compactados (400-500 kg/m3)

Los datos obtenidos se anexan en el cuadro 8 columna 11. Para conocer el volumen total ocupado

durante la vida util, se tiene la siguiente formula: V RSVU = ∑ 𝑅𝑆𝑛𝑖=1

V RSVU = ∑ 𝑅𝑆10𝑖=1

Donde: VRSvu = Volumen relleno sanitario durante la vida util (m3); n = Numero de anos.

Que serian los datos que aparecen en el cuadro 8, columna 12; es decir, los valores

acumulados anualmente.

CALCULAR EL AREA REQUERIDA

Con el volumen se puede estimar el área requerida para la construcción del relleno sanitario, con

la profundidad o altura que tendría el relleno. Esta solo se conocerá si se tiene una idea general

de la topografía. Depende principalmente de:

cantidad de RSM que se deberá disponer; cantidad de material de cobertura; densidad de

compactación de los RSM; profundidad o altura del relleno sanitario; áreas adicionales para obras

complementarias

A partir de la ecuación ( V DÍARIO = 𝑫𝑺 𝒑

𝑫 𝑹𝑺𝑴 ) y (VRS = Vanual estabilizado + m. c.)

podremos estimar las necesidades de area asi A RS = 𝑉𝑅𝑆

ℎ 𝑅𝑆

Donde: VRS = volumen de relleno sanitario (m3/ano)

ARS = area por rellenar sucesivamente (m2)

hRS = altura o profundidad medía del relleno sanitario (m) A RS = 𝑉𝑅𝑆

ℎ 𝑅𝑆

A RS = 212230 𝑀3/(𝑎ñ𝑜)

8 𝑚𝑡𝑠 = 26528.75 m2

y el área total requerida será AT = F x ARS

Donde: AT = Area total required (m2)

F = Factor de aumento del área adicional requerida para las vías de penetración, áreas de retiro

a linderos, caseta para portería e instalaciones sanitarias, patio de maniobras, etc. Este es entre

20-40% del área que se deberá rellenar.

AT = F x ARS

AT = 26528.75 m2 x 1.25

AT = 33160 m2

b. Con los resultados anteriores y utilizando un coeficiente de 0.15 ton/hora- hombre, calcular el

movimiento de la tierra con un factor de 0.3, calcular la mano de obra necesaria para la

compactación de la celda cubierta, mano de obra de movimiento de tierra de cobertura.

Las celdas díarias seran para disponer 544m3 de residui solido y 136 m3 de material de coverture,

Movimiento de tierra díario es 136 m3 con una densidad de 1.6 tn/m3, lo que nos da que 136

m3 x 1.6 tn = 2176 tn Mano de obra movimiento de material de coverture : 0.15 tn /hora-

hombre : 2176 tn / 0.15 tn /hora – hombre x 1/ 6 h/día x 7/ 6 días /seman = 2820 hombre /día

Lo que nos da un celdas de 30m x 30 m x 0.61 m para ( 544 m3 residuos solidos) Y del materil

de coverture de 30 m x 30 m x 0.15 m para ( 136 m3 de materil de covertura)

Mano de obrea para compactacion de desechos = 900 m2/20m2 (hombre- hora) x 1/6 hora día

x 7/6 días –semana = 8.75 HOMBRES DÍA Equipo necesario para excavacion y compactacion de

residuos solidos y material de covertura Excavadora

Rodillo pate cabara

Retroevcavadora

Motoniveladora

Crgador de ruedas

Rodillo neumatico

Tractor con orugas

Compactador de residuos

MOVIMIENTO DE TIERRA 136 m3/ 0.35m3(hora hombre x 1/ 6 hora- día x 7/ 6 día semana = 75.5

hombre día

Cálculos Orlando

Con base en el sitio seleccionado en el momento I, el estudíante de manera individual debe estimar la siguiente información: a) Calculo del área requerida para el relleno sanitario : Determinar el área requerida y la vida

útil del relleno sanitario, para una población de 350.000 habitantes, que tiene una tasa de crecimiento de 1.5 % anual, con una producción per cápita de 0.7 kg/(habitante-día) y se desea un sitio para los 10 años próximos, el relleno será mecanizado y se espera llegar a una compactación de 0.5 (tn/m3) con una altura de 8 metros, una vez determinado lo anterior calcular la cobertura del servicio y el volumen de material de cobertura de la celda a utilizar.

Población 350.000 hbts Tasa de crecimiento 1.5% anual Producción percápita (ppc) 0.7 kgs/hbte día Tiempo del sitio 10 años Compactación 0.5 ton/m3 Altura 8 mts En primer lugar se debe proyectar la población a servir Población (P)= 350.000 x1+r(1 + 𝑥)𝑛 P= 350.000 hab (1 + 0.15)10 = 406.189 hab Igual se calcula para los demás años P= 350.000 hab (1 + 0.15)9 = 400.186 hab …

Posteriormente se debe calcular la cantidad de residuos a disponer (R) R= ppc x # habitantes R= 0.7kg/hab-día x 350.000 hab R= 245.000 kg/día convirtiéndolo a Ton (1 ton equivale a 1.000 kg) = 245 Ton/día Al convertir la ppc a Ton 0.7 kg/hab-día = 0.0007 Ton/hab-día

Generación de residuos para un periodo de 10 años

año

Población proyectada (hab)

Generación de residuos ACUMULADO EN EL TIEMPO

volumen

(ton/día)

Ton/mes

Ton /año TON

residuos sólidos compactados

material de cobertura

diaria (Ton)

anual (Ton)

diaria (ton)

anual (ton)

0 350,000.00 245.00 7,350.00 88,200.00 88,200.00 857.50 10,290.00 171.50 2,058.00

1 355,250.00 248.70 7,460.30 89,523.00 177,723.00 870.45 10,445.40 174.09 2,089.08

2 360,578.00 252.40 7,572.10 90,865.70 268,588.70 883.40 10,600.80 176.68 2,120.16

3 365,987.00 256.20 7,685.70 92,228.70 360,817.40 896.70 10,760.40 179.34 2,152.08

4 371,477.00 260.00 7,801.00 93,612.20 454,429.60 910.00 10,920.00 182.00 2,184.00

5 377,049.00 263.90 7,918.00 95,016.30 549,445.90 923.65 11,083.80 184.73 2,216.76

6 382,705.00 267.90 8,036.80 96,441.70 645,887.60 937.65 11,251.80 187.53 2,250.36

7 388,445.00 271.90 8,157.30 97,888.10 743,775.70 951.65 11,419.80 190.33 2,283.96

8 394,272.00 276.00 8,279.70 99,356.50 843,132.20 966.00 11,592.00 193.20 2,318.40

9 400,186.00 280.10 8,403.90 100,846.90 943,979.10 980.35 11,764.20 196.07 2,352.84

10 406,189.00 284.30 8,530.00 102,359.60 943,979.10 995.05 11,940.60 199.01 2,388.12

La producción diaria se calcula así con base en 7 días de generación de residuos sobre 2 días de recolección a la semana.

Funcionamiento Del Sistema De Un Relleno Sanitario

Tipo de relleno

El relleno que se presenta en el video es mecanizado con metodología de trinchera en los

que se excavan con maquinaria pesada en los que se excava la tierra de 2 a 7 metros de

profundidad, se pone en el fondo una capa de grava para luego depositar los residuos sólidos

a disponer de manera que se pone una capa de residuos y encima otra de tierra, otra de

desechos y otra de tierra y asi sucesivamente hasta llenarla poniendo finalmente encima

una capa de cobertura final de tierra.

Objetivos

Presentar de manera adecuada el diseño y operación optimo de un relleno

sanitario.

Presentar el ciclo de tareas a desarrollar en el relleno sanitario.

Diferenciar los tipos de rellenos sanitarios y de disposición final.

Diseñar el método de disposición final integral de los residuos sólidos generados

en Santo Domingo.

Introducción

En el siguiente trabajo de investigación se presenta las distintas partes que en conjunto dan

lugar a lo que se conoce como relleno sanitario , la función que cada una desempeña y la

dependencia de una parte con la otra para así asegurar un buen funcionamiento del relleno

sanitario teniendo en cuenta que este debe estar ubicado en zonas alejadas de la ciudad por lo

fuertes olores que genera ,debe contar con personal capacitado y además debe ser mecanizado

para asegurar una mayor efectividad cuando se trata de desechos con el fin de dar mayor

claridad este trabajo busca que el lector comprenda los pasos de una proceso que abarca desde

la descarga hasta el tratamiento del lixiviado en lagunas por otra parte es necesario tener en

cuenta que la siguiente explicación del relleno sanitario se denomina al mismo como un relleno

sanitario mecanizado y de tipo zanja o trinchera como tal tiene personal capacitado, maquinaria

lo cual facilita el proceso contando también el mantenimiento el cual es llevado a cabo por la

maquinaria .

Paso A Paso Del Video

Conjunto vertedero: Se visualiza el relleno sanitario todas las partes que lo componen por

ejemplo los llamados módulos o celdas en donde se almacena la basura la cual es cubierta

de tierra y escombros además de las chimeneas las cuales por las cuales salen gases como:

metano y CO2.

Unidad de desechos infecciosos: En la unidad de desechos infecciosos se encuentran partes

de animales, desechos hospitalarios entre otros

Drenaje lixiviado a C/R: Por medio de un sistema de tuberías se realiza el drenaje de la

sustancia altamente toxica el lixiviado con esto se evita que esta se acumule en la celda

teniendo en cuenta que debido al plástico colocado en la parte inferior de la celda se facilita

el desplazamiento del mismo además el lixiviado además si el lixiviado no se drena puede

afectar las aguas que se encuentran el suelo subterráneo.

Selección de plásticos: Gracias a la selección de plásticos por un lado se disminuye la

cantidad que será depositada en las celda y por el otro con el mismo se puede elaborar

madera plástica la cual constituye la principal aplicación del plástico reciclado y se utiliza en

el mobiliario urbano por ejemplo: los bancos ,las vallas entre otros.

Proceso relleno trinchera :En este proceso se impermeabiliza la celda medíante la

colocación de capas de plásticos grueso para brindar protección además para su

revestimiento se utilizan capas de grava finalmente se procede llenar la celda compuesta

por desechos sólidos y capas de relleno (tierra y escombros).por último se coloca la cubierta

final en la cual se puede sembrar flores o pastos además en la cubierta final se observa la

chimenea por la cual se le da salida a los gases como el metano y el CO2.

Chimenea: Gracias a estas chimeneas se evita así que el metano se acumule en las celdas y

esto podría ocasionar una explosión.

Sistema de tuberías: por medio del sistema de tuberías se da la conexión entre los distintos

lixiviados de cada celda formando así una red.

Filtro anaerobio de flujo ascendente y biofiltro: Con el filtro y el bioflitro se logra disminuir

el lixiviado.

Esquema

Bibliografía

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http://blog.condorchem.com/category/lixiviados-y-gestion-de-residuos/

https://www.wsp.org/sites/wsp.org/files/publications/biofiltro.pdf

http://tendenzias.com/eco/contaminacion-que-son-los-lixiviados/

https://www.youtube.com/watch?v=7e6ZhVFKPFs