DETERMINACIN DE LA CANTIDAD DE LIXIVIADO GENERADO EN RELLENOS SANITARIOS Julio Villamayor Medina Laboratorista de cemento y de suelos por el M.O.P.C y la U.C. Concluye la carrera de Ingeniera Civil en la Universidad Catlica Nuestra Seora de la Asuncin con la investigacin sobre la generacin de lixiviado en rellenos sanitarios como parte de su tesis de grado. Asisti a seminarios de Patologa de la Construccin y sobre Evaluacin de Impacto Ambiental en Obras Viales, as como a cursos de Diseo Geomtrico de Carreteras y de Uso de Geotextiles en Obras Viales. Particip como dibujante y asistente tcnico de la empresa Estructura Ingeniera S.A. (EISA) para el diseo, fabricacin y montaje de ductos de AA y ventilacin para la central y el vertedero del brazo Aa Cua de la Central Hidroelctrica de Yacyreta. Direccin: Avda. EE. UU. Esq. Paso Puc Barrio Obrero. Asuncin. Telfonos: 595(21) 371805 595(981) 812280. Jos Flix Grau Fernndez Laboratorista de cemento, suelos y asfalto por el M.O.P.C y la U.C. Concluye la carrera de Ingeniera Civil en la Universidad Catlica Nuestra Seora de la Asuncin con la investigacin sobre la generacin de lixiviado en rellenos sanitarios como parte de su tesis de grado. Asisti a seminarios de Patologa de la Construccin, as como a cursos de Residencia de Obras. Desempe funciones tcnico-administrativas de explotacin y manejos de cantera de rocas en la empresa Minera Paz del Chaco de la ciudad de Emboscada. Direccin: Ruta N 9 Transchaco Km. 13 Mariano Roque Alonso Telfono: 595(971) 396680. Ing. Roberto A. Lima Morra Tutor de tesis, Ingeniero Civil egresado de la Facultad de Ciencias y Tecnologa de la Universidad Catlica Ntra. Sra. de la Asuncin. Especialista en Desarrollo Sustentable por la Universidad de Lanus, Argentina, Master en Gestin y Tratamiento de Resduos por la Univeridad de Cadiz, Espana. Profesor de Grado de las Carreras de Arquitectura, Ingeniera Civil e Ingeniera Ambiental y en las Maestra de Ciencias de la Ingeniera Civil y en Ingeniera Ambiental de la Facultad de Ciencias y Tecnologa de la Universidad Catlica Ntra. Sra. de la Asuncin. Palabras claves: Residuos Slidos, Rellenos Sanitarios, Lixiviado.

DETERMINACIN DE LA CANTIDAD DE LIXIVIADO GENERADO EN RELLENOS SANITARIOS

Julio Villamayor Medina Jos Flix Grau Fernndez

1. Introduccin La gestin de Residuos Slidos Urbanos (RSU) prev la aplicacin de normas sanitarias y de mecanismos adecuados para el almacenamiento, recoleccin, transporte, tratamiento y disposicin final de los residuos. Los rellenos sanitarios constituyen el principal sistema de disposicin final en el Paraguay y en la regin (Amrica Latina) por los valores culturales de la poblacin en el rea, su sencillez de operacin y su bajo costo. Los impactos ambientales de mayor consideracin en los rellenos sanitarios son aquellos de consecuencia a mediano y largo plazo y estn fundamentalmente relacionados con los gases de vertedero y el lixiviado que se genera en ellos. El lixiviado de rellenos sanitarios es uno de los principales contaminantes de fuentes de agua, tanto superficiales como subterrneas, y constituye un factor de preocupacin teniendo en cuenta que a la fecha, no existen rellenos sanitarios estrictamente adecuados a lo establecido en el Cdigo Sanitario1 y que en el Paraguay la mayora de los sistemas de abastecimiento de agua funcionan con pozos perforados. Actualmente existen varios sistemas de tratamiento de lixiviado de rellenos sanitarios; para su eleccin, diseo y dimensionamiento adecuados, es fundamental tener conocimiento de los volmenes a considerar.

2. Objetivos Determinar la cantidad de lixiviado que se genera en una celda de relleno sanitario y proponer un mtodo para estimar el volumen de lixiviado generado en rellenos sanitarios en relacin con las caractersticas de los residuos y con los factores climticos que inciden.

3. Breve resea de la gestin de los residuos slidos en el Paraguay Aun con un leve pero perceptible aumento de la cultura ambiental de la poblacin en los ltimos aos, el manejo de los residuos slidos en el Paraguay es precario e inadecuado. Poca planificacin y uniformidad de distribucin de la poblacin, el acelerado y desordenado aumento de la poblacin urbana, el constante crecimiento de los cinturones marginales de las ciudades; son factores que inciden sensiblemente en la gestin de los residuos slidos. Algunos datos de la gestin de residuos slidos en el Paraguay, actualizados al ao 20032, se dan en la tabla 1.

1 Resolucin N 548/96 del Ministerio de Salud, que reglamenta la Ley N 836/80. 2 Informe de Paraguay, Evaluacin Regional del Manejo de Residuos Slidos Municipales. OPS/OMS. 2004

Tabla 1

Generacin de residuos. Generacin per cpita 1,09 Kg/hab/da Pob. con servicio de recoleccin En el interior 48 % En Asuncin 98,5 % En el pas 56,7 % Adm.del servicio de recoleccin. Municipal 66 % Privado 30 % Mixto 4 % Disposicin final de resduos Vertederos a cielo abierto 70,9 % Vertederos controlados 24,2 % Rellenos sanitarios controlados 4,9 %

4. Materiales y mtodos utilizados Se implement una celda experimental para simular las condiciones de un relleno sanitario en el predio de la Universidad Catlica, en el rea del campo experimental de la Facultad de Ciencias y Tecnologa. La misma consiste en una pileta sobreelevada de 1800L de capacidad con piso alisado de cemento con 5% de pendiente, que permite el desage de la misma y posee un sistema de drenaje controlable por medio de una llave de paso. Cuenta con una caja de registro adyacente que aloja la llave de paso y el recipiente utilizado para la recoleccin del lixiviado.

Las paredes internas y el piso fueron impermeabilizados con pintura asfltica. En el fondo de la misma se coloc un filtro de grava consistente en una capa de 10cm de mezcla de piedras trituradas 5ta y 6ta (dimetro mximo de 12,7mm). Con la carga de un camin recolector de residuos de la ciudad de Asuncin, se prepar una muestra con la composicin media de residuos slidos de la Regin Oriental del Paraguay3. Las cantidades de residuos clasificados, pesados y mezclados que constituyen la muestra se indican en la tabla 2. 3 Fuente: Plan Maestro de Gestin de Residuos Slidos Comunales en la Regin Oriental del Paraguay.

Construccin de la pileta Sistema de desage de la pileta.

Tabla 2: Composicin de la muestra de residuos preparada.

TIPOS DE RESIDUOS CANTIDAD (%) (Kg)

Orgnicos 62,65 595,18 Desperdicios de cocina 38,95 370,03 Desechos de patios y jardines 14,53 138,04 Papeles y cartones 7,37 70,02 Textiles 1,8 17,10

Inorgnicos 23,28 221,16 Plsticos 7,46 70,87 Metales 2,66 25,27 Vidrios 4,97 47,22 Cermicas y piedras (arena) 6,43 61,09 Cueros y gomas 1,76 16,72

Otros 14,07 133,67 Tierras, paales, pilas, etc. 14,07 133,67 Total 100 950

Una vez preparada la muestra, se realizaron ensayos in situ y en laboratorio para determinar las caractersticas de los residuos. Cabe acotar que debido al tiempo empleado en la preparacin de la muestra, la manipulacin de los residuos al aire libre y la elevada temperatura (aproximadamente a unos 30C), con seguridad se puede afirmar que se tuvo una prdida de humedad de los residuos, lo cual tiene incidencia en los valores obtenidos en los ensayos de humedad y de peso especfico, pero no afectan de ninguna manera el curso de la investigacin ni sus resultados en funcin al objetivo de la misma. Aclarada la salvedad expresada, los resultados obtenidos de los estudios experimentales se ajustan a las condiciones reales de la muestra y de los ensayos.

Los ensayos realizados con los residuos de la muestra preparada, proporcionaron los datos que se dan en la tabla 3. Para la obtencin de las tasas de filtracin y de absorcin, ante la falta de normas especficas, se han seguido los procedimientos de los ensayos de precolacin de suelos y de absorcin para ridos para hormign respectivamente, habindose realizado adaptaciones necesarias para su aplicacin a los residuos slidos, para los ensayos de determinacin de humedad se siguieron los procedimientos realizados en estudios anteriores sobre residuos slidos por la JICA4

4 Agencia Japonesa de Cooperacin Internacional, por sus siglas en ingls.

Recepcin y descarga de los residuos recolectados

en el pas y para la determinacin del peso especfico se aplicaron los procedimientos que se indican en los manuales de diseo y construccin de rellenos sanitarios manuales de la OPS/OMS.

Tabla 3: Caractersticas de los residuos de la muestra.

Peso especfico 0,244 t/m3

Humedad - base peso hmedo 24 % Humedad - base peso seco 31,6 % Tasa de filtracin o percolacion 9,88 x 10-3 cm/seg Absorcin 77 %

Preparada la muestra y acondicionada la pileta, se procedi a la carga de los residuos en la misma para materializar la celda experimental de relleno sanitario. La carga de la pileta se realiz manualmente, cargando los residuos en tachos de plstico de 60L y pesndolos con una romana de 50Kg antes de cargarlos en la pileta. Los residuos depositados se fueron compactando manualmente en capas de unos 40cm de espesor.

Operando sucesivamente del modo indicado se logr cargar en la pileta unos 650Kg. de residuos; una vez compactados los mismos y nivelada su superficie, por mediciones realizadas se determin que se ha alcanzado una altura de 81cm. Posteriormente se coloc una cubierta de arena lavada de ro de 20cm de espesor. Despus de colocada la cubierta de tierra se procedi a nivelar su superficie y luego se abri la llave de paso del sistema de drenaje pudiendo observarse la salida de lquido con lo que se comprob la presencia de lquidos libres en los residuos, los cuales fueron segregados por efecto de la compactacin. La informacin obtenida de los registros meteorolgico indica que durante el tiempo de desarrollo de la presente investigacin, los valores de evapotranspiracin son mayores que los de precipitacin, motivo por el que se opto realizar los estudios experimentales con simulacin de lluvias. Los procedimientos realizados para la simulacin de lluvias son los utilizados habitualmente en agronoma para el estudio de parcelas de prueba. Para el efecto se construy un simulador de lluvias de operacin manual en el taller de maquetas de la Facultad de Ciencias y Tecnologa. Con el fin de trabajar con cantidades conocidas, a ms del agua utilizada en la simulacin de lluvias, siguiendo los procedimientos recomendados para su aplicacin, se implementaron dos celdas de evaporacin, una prxima a la celda experimental y otra sobre la misma, para determinar la evaporacin real que afecta al sistema en estudio.

Procesos de pesaje previo de residuos y de carga de la pileta.

Para evitar el ingreso del agua de la lluvia natural a la celda experimental, se la aisl cubrindola con una carpa, tomando las previsiones para permitir su ventilacin y que se produzca el proceso de evaporacin del agua utilizada en la simulacin de lluvias. Para determinar los valores de evaporacin real, se realizaron mediciones diarias durante quince das y se promediaron para obtener valores medios de evaporacin real diaria en el lugar y en la celda como sistema aislado con la cobertura mencionada. Los valores de la precipitacin en la simulacin de lluvias y de la evaporacin real, medidos, se presentan en la tabla 4.

Tabla 4: Simulacin de lluvias y de evaporacin real medidos.

Parmetro (L/m2) (mm) Precipitacin 300 300 Evaporacin real En la celda 3,6 3,6 A la interperie 7,3 7,3

En el transcurso de 49 das se utilizaron 450L de agua en la simulacin de lluvias, habindose producido la salida de lixiviado hasta 58 das despus de iniciada la misma y se han recolectado 97L de lixiviado.

Construccin y montaje del simulador de lluvias sobre la pileta.

Simulacin de lluvias.

Medicin de evaporacin en la celda .

Medicin de evaporacin en el lugar de localizacin de la celda.

Recoleccin y medicin de la cantidad de lixiviado generado en la celda experimental.

En la gestin de residuos slidos, la forma de determinar cantidades con cierto grado de certeza es a travs de un balance de masas5. Para el caso de rellenos sanitarios, el procedimiento mas prctico es la aplicacin de un balance hdrico del vertedero de los mismos. La cantidad potencial de generacin de lixiviado en un relleno sanitario es el exceso de la cantidad de agua que accede al mismo sobre la capacidad de retencin de agua de los residuos confinados en l. La aplicacin de un balance hdrico pretende representar los fenmenos de infiltracin del agua en un medio poroso. Un balance hdrico implica la suma de todas las cantidades de agua que ingresan al vertedero y la sustraccin de las cantidades de agua que se pierden. Del agua de precipitacin que cae sobre un relleno sanitario, una parte se escurre, otra parte se evapora y el resto se infiltra en l, pudiendo ser retenida por la capacidad de absorcin de los residuos confinados hasta su saturacin y luego fluir hacia el fondo como lixiviado. Las fuentes del agua que ingresa a un relleno sanitario incluyen la precipitacin, la humedad de los residuos y la humedad del material de cobertura. Las prdidas de agua incluyen la evapotranspiracin potencial y las prdidas de agua que se producen en las reacciones bioqumicas que ocurren en un relleno sanitario. El agua que entra al vertedero, que no se consume en las reacciones de formacin de los gases de vertedero, que no se pierde como vapor ni fluye como lixiviado se almacena en el mismo por la capacidad de retencin de agua de los residuos depositados. La mxima cantidad de agua que retienen los residuos contra la gravedad, se denomina capacidad de campo y es una caracterstica de los mismos. La capacidad de campo de un relleno sanitario es variable y puede estimarse por la siguiente frmula*:

( )

+= W

WCc 453655.06.0 (*)

Siendo: Cc: capacidad de campo en porcentaje del peso seco de los residuos.

W: Peso de sobrecarga en Kg., calculado en la mitad de la altura de los residuos del nivel en

estudio.

4536 = k, valor constante.

5. Balance hdrico de la celda experimental Para el balance hdrico de la celda experimental de relleno sanitario se consideran los siguientes elementos: precipitacin, contenido de humedad de los residuos, evaporacin real medida en la misma celda, capacidad de campo de los residuos y lquidos percolados o lixiviado. En el caso del estudio experimental que nos ocupa, por las condiciones del ensayo, para el balance hdrico no se considera el escurrimiento superficial y la cubierta de la celda se considera con su capacidad de campo, es decir, no retiene agua; por tanto toda el agua de precipitacin que no se pierde por evaporacin ingresa a la celda por infiltracin.

5 Aplicacin del principio fsico de conservacin de las masas. * Adoptado de Thobanoglous, 1994

Por la complejidad de los estudios especficos, por la limitada y escasa disponibilidad de informes y de datos necesarios y, finalmente, por criterios de simplificacin de los clculos, en compatibilidad con la condicin de considerar la situacin ms desfavorable, tampoco se consideran las cantidades de agua que se pierden en las reacciones qumicas y en la generacin de gases de vertedero6. Con las caractersticas de los residuos de la muestra preparada, los resultados de los ensayos realizados y las mediciones efectuadas se tienen los siguientes datos: Caractersticas de los residuos: Peso hmedo: Phum = 650Kg. Contenido de humedad: Wd = 31,6% en peso. Densidad de compactacin: RSC = 535Kg/m3 Caractersticas del material de cobertura: Se considera en estado de saturacin (hiptesis simplificatoria). Peso especfico saturado: mc = 1700Kg/m3 (dato de geotecnia)7. Caractersticas de la celda: rea: Ac = 1,50m2 Altura: hc = 1,01m (incluye residuos y cubierta) Precipitacin: P = 450L = 300mm - Por simulacin de lluvias. Escurrimiento Superficial: Es = 0 - Por condiciones del ensayo. Evaporacin: Evaporacin real diaria en la celda: Ed = 3,6L/m2da (medido in situ). Lixiviado generado: L = 97L (medido experimentalmente). Duracin del ensayo: t = 58das (determinado experimentalmente). Para todas las cantidades de agua consideradas (precipitacin, evaporacin, capacidad de campo y lixiviado), se adoptan las siguientes relaciones de unidades de medida de pesos y volmenes: 1mm = 1L/m2 (1) 1L = 1Kg. (2) Con los datos de la celda experimental, antes de hacer el balance hdrico de la misma, se realizaron los siguientes clculos previos: Determinacin del peso seco de los residuos.

)1(*sec dhumo WPP = KgP o 6,444sec =

Determinacin del peso del agua de humedad.

ohumw PPA sec= KgAw 4,205=

6Las investigaciones y estudios especficos para el efecto se hallan fuera del alcance de este trabajo. 7 Peso especfico de suelo arenoso saturado.

Determinacin de la evaporacin. tAEE crd **=

LE 2,313= Determinacin del peso del material de cobertura.

mAP cmcmc 20,0**= KgPmc 510=

Determinacin de la sobrecarga en la altura media de los residuos de la celda.

( ) mcwo PAPPW +++= sec21

KgW 1060= Con los datos obtenidos y los resultados de los clculos previos realizados, teniendo en cuenta las relaciones (1) y (2), seguidamente se aplica la ecuacin del balance hdrico de la celda experimental con el fin de determinar la capacidad de campo de los residuos, resultante del estudio experimental:

0exp =+ CcLEAP w LEAPCc w +=exp

KgCc 6.223exp = (I) A continuacin se realiza la determinacin del factor experimental de capacidad de campo:

oPCc

Fccsec

expexp =

503.0exp =Fcc (II) Con el fin de cotejar los resultados obtenidos experimentalmente en las condiciones de los ensayos realizados, se realiza el clculo del factor de capacidad de campo con la aplicacin de la frmula (*)8 y con ste resultado el de la capacidad de campo de los residuos de la muestra utilizada.

( )WWFcc += 453655,06,0

496,0=Fcc (III)

oPFccCc sec*= KgCc 52,220= (IV)

Se puede apreciar que los resultados obtenidos experimentalmente y por aplicacin de la frmula (*), presentan valores del mismo orden como puede notarse al comparar las igualdades (I) con (IV) y (II) con (III) respectivamente. 8 Ver frmula (*), pgina 6.

Haciendo las comparaciones mencionadas, para hallar las variaciones porcentuales de las mismas se realizan los siguientes clculos:

%397,1100*1exp =

CcCc

(V)

%411,1100*1exp =

FccFcc

(VI)

Las igualdades (V) y (VI) indican variaciones del orden de 1,4% entre los valores obtenidos experimentalmente y los obtenidos por aplicacin de la frmula (*), siendo mayores los valores resultantes del estudio experimental. Considerando la mnima variacin de los valores obtenidos, seguidamente se realiza el clculo del valor de la constante k de la frmula de referencia:

)(

*55,06,0503,0exp WkW+=

WWk

=

)55,0()6,0503,0(exp

31,4950exp =k (VII) %13,9100*1exp =

kk

(VIII)

Puede notarse que los valores resultantes de los estudios experimentales realizados son mayores que los obtenidos por aplicacin de la frmula de referencia y que las diferencias que se verifican no son superlativas.

6. Produccin de lixiviado En climas lluviosos se produce la infiltracin del agua en las celdas de rellenos sanitarios, pudiendo llegar a saturar los residuos confinados y generar lixiviados con altas concentraciones de materiales contaminantes. La cantidad del agua infiltrada en las celdas de rellenos sanitarios se estima aplicando un balance hdrico en la cubierta de las mismas considerando la precipitacin, la evapotranspiracin potencial, el escurrimiento superficial y los cambios del contenido de humedad del material de la cubierta. Este balance se realiza utilizando valores mensuales a lo largo de un ao, para determinar las estaciones o pocas de mxima infiltracin anual. La capacidad de campo de los residuos confinados en rellenos sanitarios es de difcil determinacin, por lo que para conocer la cantidad la cantidad de agua que pueden absorber son necesarios ensayos de laboratorio. Con frecuencia se puede observar la presencia de lixiviado casi en forma inmediata a la deposicin de los residuos, incluso en los contenedores domiciliarios, antes de alcanzarse la capacidad de campo. Esto se debe a la presencia de lquidos libres en los residuos. La determinacin de la cantidad de stos factores es muy compleja, debido a que son elementos no muy bien definidos en el balance hdrico de rellenos sanitarios y an son objetos de investigacin.

7. Infiltracin a travs de las cubiertas Suponiendo que la capa del material de la cubierta de las celdas se halla en estado de saturacin y que por debajo de ella no hay oposicin al flujo de agua, una cantidad de agua excedente de su capacidad de campo ingresa a la celda del vertedero. Esta consideracin es terica pero viable para valorar las situaciones ms desfavorables. Normalmente la cantidad del agua de lluvia infiltrada se estima por medio de un balance hdrico estndar cuya expresin matemtica se presenta en la siguiente frmula:

IERP ++= (3) Siendo: P: precipitacin, en mm. R: escurrimiento superficial, en mm. E: evapotranspiracin potencial, en mm. I: infiltracin, en mm.

8. Anlisis del balance hdrico de una celda de relleno sanitario Los elementos que componen el balance hdrico de una celda de relleno sanitario son los siguientes: Precipitacin: valor variable, los datos se obtienen de los registros del servicio de meteorologa. Evapotranspiracin potencial: valor variable, puede ser calculado por medio de frmulas empricas, tambin puede ser provedo por el servicio de meteorologa. Escurrimiento superficial: valor variable, dependiente de la precipitacin, se obtiene al multiplicar el coeficiente adimensional de escurrimiento por los valores de precipitacin. El coeficiente de escurrimiento depende del tipo de suelo y de su pendiente, se halla tabulado como se presenta en la tabla 59.

Tabla 5: Coeficientes de escurrimiento.

Tipo de suelo Pendiente Coef. Ke % Est. Seca Est. Hmeda

Suelo arenoso 0 a 2 0,17 0,34 2 a 7 0,34 0,50

Suelo arcilloso 0 a 2 0,33 0,43 2 a 7 0,45 0,55

Adoptado de CETESB,1992

Contenido de humedad de los residuos: valor variable, se determina por el ensayo correspondiente; por criterio prctico se utiliza el valor medio de los resultados de los ensayos. Contenido de humedad del material de cobertura: valor variable, por hiptesis simplificatoria, se asume que se halla en estado de saturacin. Capacidad de campo del vertedero: valor variable, se determina por medio de la frmula (*).

9 Valores utilizados por la Compaa de Tecnologa de Saneamiento Ambiental (CETESB) de la Secretara de Medio Ambiente del Estado de San Pablo, Brasil.

La ecuacin del balance de agua se expresa por la siguiente frmula:

)()()()()( KgEKgEVPKgWKgPKgW sRSU += (4) Siendo: W: cantidad de agua ingresada a la celda. P: precipitacin.

WRSU: contenido de humedad de los residuos. EVP: evapotranspiracin potencial. Es: escurrimiento superficial

9. Generacin de lixiviado Como se expres, el exceso de agua sobre la capacidad de campo, corresponde a la cantidad de lixiviado que se genera en el vertedero en estudio.

)()()( KgCKgDWKgL c= (5) Por criterios de practicidad de los clculos, los balances hdricos, tanto del material de cobertura como de la celda, se aplican para reas unitarias (1m2) y luego el valor L(Kg.) se realizan las siguientes operaciones matemticas.

3

22

/1000)*/(1*)(

mKgaomKgmAf = (6)

)(*)/( 3 KgLfaomL = (7) Siendo: A: rea del vertedero f: factor de conversin L: lixiviado generado En el presente trabajo, para el clculo de la cantidad de lixiviado, no se consideran las cantidades de agua que se pierden en las reacciones internas que derivan en la generacin de los gases de vertedero, criterio compatible con la condicin de considerar la situacin ms desfavorable. Tambin se supone que el relleno sanitario en estudio se adecua a las condiciones de diseo y construccin establecidas en las normas y manuales de diseo y tampoco se tiene en cuenta la cantidad de residuos que se degradan. Los supuestos expresados permiten establecer la siguiente condicin e hiptesis simplificatoria: nicamente el agua de precipitacin que cae directamente sobre el rea del vertedero del relleno sanitario en estudio es la que afecta al mismo, siendo este el sistema cerrado definido para el estudio.

El informe de los registros meteorolgicos proporciona los datos que presentan en las tablas 6 y 7.

Tabla 6

VALORES MEDIOS MENSUALES - ESTACION ASUNCION Precipitacin Evapotransp. Temperatura Hum. Relativa

Mes (mm)* Potencial (mm)* Media (C)** (%)** Enero 151,9 174,5 27,5 68,0

Febrero 139,1 135,5 26,9 71,0 Marzo 117,5 129,0 25,9 72,0 Abril 185,0 85,9 22,8 75,0 Mayo 112,1 58,3 19,8 76,0 Junio 78,0 40,4 17,6 76,0 Julio 41,0 38,6 17,9 70,0

Agosto 66,9 55,3 18,6 70,0 Septiembre 95,0 68,0 20,5 66,0

Octubre 125,8 104,8 23,2 67,0 Noviembre 158,7 130,2 24,9 67,0 Diciembre 161,3 161,6 26,5 68,0

Observaciones: (*) Corresponden al perodo 1981-2000 (20aos), perodo de estudio para obtener valores medios de los factores climticos de incidencia.

(**) Corresponden al perodo normal 1961-1990 (30 aos), vigente a la fecha para pronsticos a largo plazo. Fuente: Direccin de Meteorologa e Hidrologa - DINAC

Tabla 7

VALORES MEDIOS ANUALES - ESTACION ASUNCION Precipitacin Evapotransp. Temperatura Hum. Relativa

(mm)* Potencial (mm)* Media (C)** (%)** 1382,4 1182,2 22,7 70

Observaciones: (*) Corresponden al perodo 1981-2000. (**) Corresponden al perodo normal 1961-1990. Fuente: Direccin de Meteorologa e Hidrologa - DINAC

Considerando el uso de suelo arenoso como material de cobertura de las celdas y de suelo arcilloso para la cobertura final y el alto nivel de humedad relativa media anual (70%), en base a la tabla 5 se adoptan como coeficientes de escurrimiento los siguientes:

4,0=eK (8) Para la fase de operacin.

5,0=eK (9) Para la fase posclausura

Realizado el balance hdrico con los valores medios anuales de los elementos del mismo, dan como resultado de la cantidad de agua infiltrada anualmente los siguientes valores:

mmA 5,40inf = (10) Para la fase de operacin.

mmA 6,6inf = (11) Para la fase posclausura.

10. Condiciones e hiptesis simplificatorias. 1. Se considera el vertedero construido adecuadamente, conforme las especificaciones de las

normas sanitarias y los manuales de diseo, construccin y operacin de rellenos sanitarios. 2. Para la cubierta de las celdas se utiliza suelo arenoso, en los clculos se considera en estado de

saturacin, no retiene agua. 3. Para la cubierta final se utiliza suelo arcilloso. 4. Se adoptan los valores del contenido de humedad obtenidos en los ensayos y de la densidad de

compactacin alcanzada en la fase experimental de este trabajo. 5. La nica fuente de agua que incide en el sistema definido para los clculos es el agua de

precipitacin que cae directamente sobre el vertedero. 6. No se consideran las cantidades de agua que se pierden en las reacciones bioqumicas que

derivan en la formacin de gases ni la prdida de masa por degradacin de los residuos, consideraciones compatibles con el criterio de valorar la situacin mas desfavorable.

11. Resultados. Como ejemplo de aplicacin de los clculos, utilizando valores anuales se realizaron los respectivos balances de masas para un relleno sanitario concebido para servir a una poblacin de 50000 habitantes, operando 350 das/ao, proyectado para un perodo de 5 aos, llenando anualmente un nivel de 2m de altura. Los clculos se realizaron aplicando la frmula (*) utilizando en ella los valores constantes K y Kexp respectivamente, obtenindose los resultados que se indican:

- En la fase de operacin del vertedero:

Tabla 8 : Cantidades calculadas de lixiviado.

Ao L(Kg) = f(k) L(Kg) = f(kexp)1 0 0 2 0 0 3 23,25 15,16 4 52,64 44,55 5 74,41 66,58

- En la fase posclausura: se realizaron clculos para 5 aos y en las condiciones establecidas para el relleno sanitario, no se produce lixiviado una vez clausurado el vertedero.

Las cantidades calculadas de lixiviado varan de 1,06% a 4,6% de la precipitacin media anual y de 2,6% a 11,6% del valor medio anual del escurrimiento superficial.

12. Conclusiones y recomendaciones. Observando los resultados obtenidos se tiene que la poca del ao en que es posible la generacin de lixiviado conforme los datos hidrometeorolgicos locales, es la comprendida entre los meses de abril y junio. Puede notarse que al implementar en las condiciones indicadas, para rellenos sanitarios de hasta dos niveles, no se producir flujo de lixiviado. Se observa que en todos los casos, los valores de la capacidad de campo calculados en funcin de la constante Kexp son mayores que los calculados con el valor constante K y presentan una discrepancia consistente y de valor con tendencia constante en funcin al numero de niveles considerados.

Tabla 9

N de niveles Cc Ccexp Discrepancia considerados (Kg) (Kg) (Kg)

1 341,89 337,08 4,81 2 279,93 272,6 7,33 3 239,21 231,12 8,09 4 210,37 202,28 8,09 5 188,93 181,08 7,85

Tabla 10

N de niveles Fcc Fccexp Discrepancia considerados (%) (%) (%)

1 0,504 0,497 0,007 2 0,413 0,402 0,011 3 0,353 0,341 0,012 4 0,311 0,299 0,012 5 0,279 0,267 0,012

En base a los resultados obtenidos, considerando la tabla 9, proponemos para la adaptacin del valor de la capacidad de campo obtenido por aplicacin de la frmula (*) a la incidencia de los factores climticos locales los siguientes factores de correccin:

1. Al considerar un solo nivel: sumarle el valor constante m = 4,81Kg. 2. Al considerar dos o ms niveles: sumarle el valor constante n = 7,84Kg10.

En base a la experiencia adquirida, para comprobar la aplicabilidad de los resultados obtenidos, se recomienda realizar el mismo trabajo experimental a escala real y con lluvia natural en nuevos rellenos sanitarios de pequeas poblaciones.

10 Valor medio de las discrepancias de la tabla 9.

BIBLIOGRAFA. CEPIS, OPS/OMS. Gua para el manejo de residuos slidos en ciudades pequeas y zonas rurales. 1997 Tchobanoglous, G.; Theisen, H.; Vigil, Samuel A. Gestin Integral de Residuos Slidos.Editorial Mc Graw Hill. Madrid, Espaa. 1994. Henry, J. G.; Heinke, Gary. W. Ingeniera Ambiental; segunda edicin. Editorial Pearson. 1996. Centro Regional de Ayuda Tcnica. Manual de fosas spticas. Mxico. Centro de Ayuda Tcnica Sanitaria, Agencia para el Desarrollo Internacional (AID). Cartilla de Saneamiento. Mxico. Jaramillo, Jorge. Gua para el diseo, construccin y operacin de rellenos sanitarios manuales. CEPIS, OPS/OMS 2002. Captulo 6 - Simuladores de lluvia. www.fao.org/docrep/T084S/t084s08.htm JICA. Estudio del manejo de residuos slidos para el rea metropolitana de Asuncin. Publicacin en ingles. Asuncin, 1994 Paraguay Secretara Tcnica de Planificacin. Anlisis sectorial de residuos slidos Paraguay. OPS/OMS, Asuncin, 2001. Paraguay Secretara Tcnica de Planificacin. Plan Maestro de Gestin de Residuos comunales de la Regin Oriental del Paraguay. Asuncin, 2004. Paraguay Secretara Tcnica de Planificacin, OPS/OMS. Evaluacin Regional de Manejo de Residuos Slidos Municipales. Informe de Paraguay. Asuncin, 2004.