Construcción de rellenos sanitarios

M.C. RAUL CASTAÑEDA CEJA
CONSTRUCCION DE UN RELLENO SANITARIO

¿Qué es un relleno sanitario?
El relleno sanitario es una técnica de disposición final de los residuos
sólidos en el suelo que no causa molestia ni peligro para la salud o la
seguridad pública; tampoco perjudica el ambiente durante su operación ni
después de su clausura.
Esta técnica utiliza principios de ingeniería para confinar la basura en un
área lo más estrecha posible, cubriéndola con capas de tierra diariamente
y compactándola para reducir su volumen.
Tipos de relleno sanitario
En relación con la disposición final de RSM, se podría proponer
tres tipos de rellenos sanitarios, a saber:
Relleno sanitario mecanizado
Relleno sanitario semimecanizado
Relleno sanitario manual

El relleno sanitario mecanizado es aquel diseñado para las grandes ciudades y
poblaciones que generan más de 40 toneladas diarias. Por sus exigencias es un
proyecto de ingeniería bastante complejo, que va más allá de operar con equipo
pesado.
Esto último está relacionado con la cantidad y el tipo de residuos, la
planificación, la selección del sitio, la extensión del terreno, el diseño y la
ejecución del relleno, y la infraestructura requerida, tanto para recibir los
residuos como para el control de las operaciones, el monto y manejo de las
inversiones y los gastos de operación y mantenimiento.
Para operar este tipo de relleno sanitario se requiere del uso de un compactador
de residuos sólidos, así como equipo especializado para el movimiento de
tierra: tractor de oruga, retroexcavadora, cargador, volquete, etc.
Relleno sanitario mecanizado
CONSTRUCCION DE LOS RELLENOS SANITARIOS

Cuando la población genere o tenga que disponer entre 16 y 40
toneladas diarias de RSM en el relleno sanitario, es conveniente usar
maquinaria pesada como apoyo al trabajo manual, a fin de hacer una
buena compactación de la basura, estabilizar los terraplenes y dar mayor
vida útil al relleno.
Relleno sanitario semimecanizado
En estos casos, el tractor agrícola adaptado con una hoja topadora o
cuchilla y con un cucharón o rodillo para la compactación puede ser un
equipo apropiado para operar este relleno al que podríamos llamar
semimecanizado

Relleno sanitario
manual
Es una adaptación del concepto de relleno sanitario
para las pequeñas poblaciones que por la cantidad y
el tipo de residuos que producen –menos de 15
t/día–, además de sus condiciones económicas, no
están en capacidad de adquirir el equipo pesado
debido a sus altos costos de operación y
mantenimiento.
El término manual se refiere a que la operación de
compactación y confinamiento de los residuos
puede ser ejecutada con el apoyo de una cuadrilla
de hombres y el empleo de algunas herramientas.
Normatividad
Mexicana
por Estado
Ley de Protección Ambiental
Reglamento de la Ley de Protección
Ambiental

NOM-083-SEMARNAT-2003
Especificaciones de protección ambiental para la selección
del sitio, diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura
y obras complementarias de un sitio de disposición final de
residuos sólidos urbanos y de manejo especial; elaborada
dentro del marco de la Ley General para la Prevención y
Gestión Integral de los Residuos (LGPGIR), la cual se integra
de manera más completa.

Proveer una guía técnica y sugerir el nivel mínimo de
controles y pruebas necesarios en la construcción de un
nuevo relleno sanitario. Incluye Recubrimientos,
Sistema de recolección de lixiviado, Pozos de
monitoreo de agua subterránea, Sondas de monitoreo
de biogás.
Propósito
Ubicación
Un relleno sanitario debe considerar las
restricciones de ubicación Condiciones físicas
y sociales Estudio de impacto ambiental.
Condiciones Físicas
1. Geología
2. Hidrogeología
3. Agua subterránea
4. Clima
5. Agua superficial (ríos, arroyos,
lagos)
6. Fallas geológicas
7. Áreas sísmicas activas
8. Áreas inestables
9. Especies en peligro de extinción
Condiciones Sociales Escuelas y/o guarderías
• Iglesias
• Hospitales
• Cementerios
• Desarrollos comerciales y residenciales
• Áreas recreacionales
• Sitios históricos
• Sitios arqueológicos
• Sitios con calidad estética excepcional
• Procurar la participación del gobierno y la
comunidad

CÁLCULO DE LA VIDA
ÚTIL Y
CAPACIDAD DEL
RELLENO SANITARIO
El cálculo de la capacidad o vida útil de un relleno
sanitario se basa en conocer el volumen de residuos
que será admitido en el sitio de inicio hasta la
finalización de su explotación.
Las metodologías que se recogen en los manuales
consultados se centran principalmente en los dos
factores comentados: geometría y generación de
residuos.
La capacidad nominal del relleno sanitario se utiliza
como una estimación preliminar, puesto que la
capacidad real dependerá también, entre otros, de la
evolución de los residuos cualitativa y
cuantitativamente, de la densidad de compactación,
de la evolución de los asentamientos; parámetros
éstos difíciles de concretar con anterioridad.

Así pues, los parámetros básicos a tener en cuenta para el
cálculo de la vida útil de un relleno sanitario reúnen las
características geométricas y de aporte de materiales:
» Población atendida.
» Generación de residuos por habitante y día.
» Método de explotación (influirá en el volumen
útil total del vaso).
» Volumen del sitio disponible.
» Altura de relleno de cada capa / celda.
» Capas de recubrimiento intermedias.
» Altura máxima de residuo en el relleno.
» Densidad de compactación del residuo.
Cantidad de residuos recepcionada anualmente: Pn
Pn = Población atendida (hab) x Residuos por habitante y día (kg/hab y
día) x 365 días/año / 1,000(ton/kg)
Pn (ton/año) = H (hab) x RS (kg/hab día) x 0.365

Para conocer la vida útil real habrá que corregir la cantidad de residuos
recepcionada con factores adimensionales que incorporen la evolución
de la población atendida de acuerdo a estudios demográficos y la
corrección de la generación de residuos por habitante.
Propuesta: Cantidad de residuos
recepcionada corregida
Pn*= Población atendida (1+h)^n x Residuos por habitante y día x
(1+r)^n x 365 días/año
h = Evolución anual de la población en tanto por uno
r = Evolución anual de la producción de residuos en tanto por uno
n = número de años

Volumen de los
residuos
depositados: V
Para el cálculo de la capacidad del relleno
sanitario interesa el volumen final
equivalente de los residuos depositados y
acondicionados para su disposición final
en el relleno.
Este volumen depende únicamente del
grado de compactación que se consiga
durante la explotación del relleno.
Este parámetro va a depender del tipo de
residuo, humedad, pluviometría, método
de explotación, evolución de los residuos.

Las opciones de compactación
de los residuos arrojan
resultados de densidad como
sigue:
Compactación de baja densidad. Los residuos
depositados en la zona de vertido son
esparcidos con pala cargadora que produce una
débil compactación de la masa de residuos. Se
alcanzan densidades alrededor de 500 kg/m3.
Compactación de media densidad. En este
sistema se utiliza maquinaria pesada (mínimo 15
toneladas) para el esparcimiento y pisado y
compactación de los residuos. Se alcanzan
densidades de 800 kg/m3.
Compactación de alta densidad. Consiste en
provocar una trituración y compactación
simultáneas con maquinaria pesada de más de
20 toneladas de peso. Los residuos se depositan
en el área de vertido y se extienden y
compactan hasta formar capas finas de 25-30
cm. Se repiten pasadas de la maquinaria a los
15 y 30 días.
Por lo general, la densidad normalmente
manejada se encuentra alrededor de 600-800
kg/m3.
V= Cantidad de residuos (ton/año) /
Densidad (kg/m3)
V (m3/año)= Pn (ton/año) / D (kg/m3)

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE CONSTRUCCIÓN
Todo relleno sanitario deberá estar diseñado y ejecutado de forma que cumpla
las condiciones necesarias para impedir la contaminación del suelo, de las aguas
subterráneas o de las aguas superficiales y garantizar la recogida eficaz de las
emisiones perniciosas, procurando igualmente una armonía e integración
estética con el paisaje.
LAS CELDAS
Las celdas son subdivisiones o
compartimentos de vertido dentro del
relleno sanitario, interponiendo capas de
cobertura intermedias para independizar
una de otra.
Con esta división se persigue el
aislamiento de las partes para optimizar el
control de las emisiones de cada una
minimizando la generación de lixiviados,
el área y tiempo de exposición de residuos
reduciendo, por tanto las exigencias de
cobertura y minimizando el riesgo de
arrastre de residuos con el viento.

Las principales ventajas que se consiguen
con la construcción de celdas son:
- optimiza el control de emisiones.
- minimizar la producción de lixiviados.
- minimiza el riesgo de formación de bolsas de gas.
- facilita la compactación más homogénea de la masa de la celda.
- favorece un manejo de residuos más adaptado a las condiciones de
cada momento.
- minimiza el riesgo de incendios.
- agiliza el inicio de la fase metano génica.
- Facilita el acceso y movilidad de los vehículos para descargas
posteriores.

Componentes de una Celda
• Recubrimiento compuesto 60 cm de
recubrimiento de suelo recompactado
• k =1X10-7 cm/sec
• 60-mil (0.152 cm) geored de polietileno de
alta densidad Liso o texturizados sobre el
piso.
• Texturizados (ambos lados) sobre las
pendientes.
• Sistema de Recolección de Lixiviado.
Componentes del Recubrimiento

Componentes del Recubrimiento
Componentes del Sistema de
Recolección de Lixiviado
Líquidos que entran en los residuos se
convierten en lixiviado.
El lixiviado tiende a moverse hacia el
fondo del relleno sanitario. Es colectado
por el recubrimiento El sistema de
recolección transporta el lixiviado hacia
los cárcamos. Este sistema es diseñado
para controlar el nivel sobre el
recubrimiento.

5 componentes principales
• Capa de drenaje.
• Tubería recolectora.
• Cárcamos o puntos de recolección.
• Tubería y Sistema de bombeo.
• Manejo del lixiviado recolectado.
Capa de Drenaje
Granular
Arena
Grava
Geosintética
Geored
Geotextil

Tubería de recolección
• PVC
• Polietileno de alta densidad (PEAD)
Cárcamo o punto de recolección
Sistema de bomba y tubería

Aseguramiento de Calidad Construcción
Control/ Aseguramiento de Calidad (QC/QA)
incluye: monitoreo, pruebas, y
recomendaciones durante el proceso de
construcción. El personal debe estar
familiarizado con los procedimientos,
especificaciones y planos de construcción.
El monitoreo y documentación debe ser de
tiempo completo durante todas las fases de
construcción del proyecto. Es recomendable
para la mayoría de las fases de construcción
en el relleno sanitario

Manejo del lixiviado recuperado
• Lagunas
• Tanques
• Tratamiento
• Envió a fuera del sitio

 60 cm de suelo.
 Coeficiente de permeabilidad <1 x 10-7 cm/sec
 Limite Liquido > 30
 Índice de Plasticidad > 15
 Porcentaje de suelo pasando por la criba de 0.075
mm > 30%
 Piedra o roca con tamaño máximo de 25 cm
 El contenido de rocas o piedras < 10%
Los suelos pueden estar disponibles in-situ siempre y cuando
pasen las especificaciones 1 prueba por cada 5000 m2 .
Verificación del grosor 1 por cada 500 m2 .
Construcción del Recubrimiento de Suelo

 EL Sistema de manejo de agua de lluvia debe ser
construido para mover el agua alrededor del
recubrimiento.
 Minimizar el flujo de agua hacia o en el
recubrimiento.
 El agua de lluvia en el recubrimiento debe ser
removida tan pronto como sea practico.
 Si no se puede drenar por gravedad, utilizar bombas.
 Pruebas en el suelo Previo a la
construcción para determinar que el
suelo es adecuado para el
recubrimiento. Humedad/densidad
 Cribado.
 Limites de Atterberg.
 Coeficiente de permeabilidad.
 Durante la construcción para
determinar su construcción
apropiada.
 Densidad de campo .
 Cribado .
 Limites de Atterberg.
 Coeficiente de permeabilidad
 Grosor
Elementos clave Control de calidad estricto
 Asegura que los materiales y la construcción
sean proveídos de acuerdo con los planos,
normas y permisos .
 Selección apropiada del suelo.
 El suelo debe cumplir con las
especificaciones .
 Control de humedad .
 mejora la permeabilidad y controla
desecación .
 Grado de compactación .
 Asegura la compactación suficiente para
conseguir los requerimientos de
permeabilidad .

Construcción del Recubrimiento de Suelos
 Raspar la sub base.
 La parte superior de cada capa debe ser raspada.
 Las capas sueltas no debe ser mas gruesas que los dientes del
compactador.
 Para paredes con pendientes mayores de 3:0, construir en capas
horizontales suficientemente anchas para el equipo de construcción.
 Alisar la superficie antes de colocar la geomembrana o cuando esta
expuesto mas de 24 horas .

Unión de recubrimientos de suelo
Hidratación del recubrimiento. Muy
importante Requerido para la
compactación.
 Agregar agua durante la mezcla del
suelo.
 El agua debe ser limpio no lixiviado.

Tamaño de terrones y rocas. Terrones
deben ser reducidos para alcanzar la
permeabilidad. No rocas o piedras
mayores de 25 cm.
Esfuerzo de compactación. El suelo del
recubrimiento debe ser compactado con un
pata de cabra o un compactador plano. Se
debe controlar el grosor de la capa para
permitir la penetración en estas capas 8
pases como mínimo.
Compactación del suelo

Importante en la selección del material.
Los limites de Atterberg y el cribado
deben ser revisados continuamente
para detectar cualquier cambio en las
propiedades físicas. El limite liquido o
índice de plasticidad no debe cambiar
mas de 10 puntos.
Cobertura protectora de suelo 60 cm mínima
entre la geomembrana y los residuos, 30 cm
mínima entre el sistema de recolección de
lixiviado y los residuos.
Debe permitir que el lixiviado fluya hacia la
capa de drenaje.
La permeabilidad debe ser > 1 x 10-4 cm/sec o
proveer vías para mover el lixiviado a través de
otros suelos o tuberías.
Plasticidad del suelo

Densidad en campo. 95% de la densidad
seca máxima (ASTM D 698).
=> del contenido optimo de humedad o
90% de la densidad seca máxima (ASTM
D 1557)
=> 1% del contenido optimo de humedad
 Densidad en campo. Una prueba cada
750 m2 de superficie por capa (por lo
menos 3 pruebas por capa).
 Secciones del recubrimiento que no
pasen las pruebas no debe ser
reinstalado y las pruebas deben de
hacerse de nuevo.
 Dispositivo nuclear - costo aproximado
$8,000.
 Existen métodos manuales - costo
aproximado del equipo $200 .
Pruebas para Aseguramiento de Calidad

Verificación de materiales in-situ. La base y los lados
de la excavación deberá ser inspeccionada
visualmente por el profesional de Aseguramiento de
Calidad.
Determinar las áreas que no cumplen con los
requerimientos del recubrimiento de suelo.
Se probaran los primeros 60 cm del material in-
situ.
Material que no cumple debe ser removido y
remplazado.
Los primeros cm deben ser raspados,
recompactados y alisados.

El tamaño y diseño de las celdas depende de la cantidad de
residuos sólidos que requieren disposición. Sus dimensiones
se definen teóricamente como un paralelepípedo donde los
elementos básicos son:
* Altura * Longitud * Ancho *Taludes e inclinación

SISTEMA DE IMPERMEABILIZACIÓN
Durante la explotación del relleno sanitario, como con posterioridad a su
clausura, se producen cantidades variables de lixiviados, es decir, el líquido
que se filtra a través de los residuos sólidos y que extrae materiales disueltos
o en suspensión.
Este líquido que dará lugar al lixiviado puede proceder de la propia agua de
constitución de los residuos, o bien de aportaciones externas, como pueden
ser la precipitación directa sobre el vaso, o bien la afluencia por drenaje
superficial o aguas subterráneas.
Dichos lixiviados arrastran cantidades importantes de materias en
suspensión y disueltas, y sus características químicas y biológicas son tales
que al infiltrarse en perfil del suelo ocasiona un riesgo potencial de
contaminación de las aguas subterráneas y del suelo, tanto mayor cuanto
más cerca esté el nivel freático del fondo del relleno sanitario.

La Norma Oficial Mexicana de referencia para la
construcción, operación, seguimiento y clausura
de rellenos sanitarios NOM-083-SEMARNAT-
2003, establece las condiciones que deben reunir
los sitios destinados a la disposición final de los
residuos sólidos municipales exige que todo
relleno sanitario cumpla las condiciones
necesarias para impedir la contaminación del
suelo y de las aguas subterráneas, así como para
recoger los lixiviados. Las exigencias técnicas de
la impermeabilización aplicables son los
correspondientes a relleno sanitarios para
residuos sólidos urbanos y de manejo especial no
peligrosos.

Características geológicas
Las características geológicas del emplazamiento determinan el tipo de
impermeabilización que es necesario ejecutar, e incluso hasta la
viabilidad de la ejecución del relleno sanitario. Como norma general hay
que evitar la ubicación de relleno sanitarios en:
 Zonas húmedas.
 Terrenos aluviales.
 Zonas de fallas o inestables.
 Zonas telúricas.
 Zonas de recarga de aguas subterráneas.

Descripción sistema de impermeabilización
Para el diseño del sistema de impermeabilización ha de tenerse en cuenta lo
establecido en la norma Oficial Mexicana NOM-083-SEMARNAT-2003 que
establece las condiciones que deben reunir los sitios destinados a la
disposición final de los residuos sólidos municipales en lo relativo a sus
capítulos:
 Evidencias y uso del agua subterránea,
 Identificación del tipo de acuífero.
 Análisis del sistema de flujo.

Características exigibles laminas PEAD de impermeabilización

Construcción de Recubrimiento
de Geomembrana
 Geomembrana – Polietileno de Alta Densidad
(PEAD).
 Recubrimiento flexible Grosor de 60 mils
(0.152 cm)
 Recubrimiento instalado sobre suelos.
• Fabricado de materiales crudos.
• Enviado en rollos.
• Inspeccionado al ser recibido por
señales de daños o defectos.
• Proteger de suelos suaves, húmedos,
rocosos o desnivelados.
• No almacenarlos en mas de 5 rollos de
altura.

Preparación de la base
Durante periodos de vientos fuertes,
detener construcción y asegurar la
geomembrana con suelo, neumáticos,
rollos del material geosintético, bolsas
de arena u otro material pesado que no
cause daños a la geomembrana.
Instalación de la geomembrana

Solo si equipo que produzca baja presión sobre el suelo como: Carritos de
golf
Vehículos todo terreno pequeños.Otros equipos con neumáticos de caucho
que produzcan presiones menores 35 kPa con un peso total de 340 kg
incluyendo su carga.
 Construcción en pendientes verticales o casi
vertical Pendientes mayores de 1:1
 Usar geomembrana texturizada en ambos
lados de PEAD de 60 con una capa de
drenaje geocompuesta.
 Construirse en segmentos de 3 m verticales
 Asegurar la parte alta con una anclaje de
zanja diseñado para soportar el peso de la
geomembrana y la capa de drenaje
compuesto.
 Construir segmentos verticales adicionales
con 1 m de traslape con el segmento
inferior.
 El ultimo traslape no es necesario que sea
fusionado.
 La capa protectora debe ser instalada en
incrementos a como vaya progresando la
disposición hacia arriba de la pendiente
proveyendo un mínimo de 60 cm de grosor.
Equipo sobre la
geomembrana

Unión. Los paneles de geomembrana
deben ser unidos para prevenir fugas de
líquidos. Dos tipos de unión:
 Soldado por fusión
 Soldado por extrusión
 Remover arrugas lo mayor posible antes
de hacer la unión.
 Todo polvo, agua, aceite o cualquier
material ajeno debe ser removido antes
de la unión.
 Traslape de paneles de 8 cm.
 Uniones en las pendientes debe ser
paralelas a la pendiente no
perpendiculares.
 No se debe de unir geomembrana si las
temperaturas son mayores de 40˚ C o
menores de 0˚ C.
Soldadura por Fusión

La instalación de extracción y tratamiento del
biogás está compuesta principalmente por
una red de captación y transporte, y un área
de tratamiento, que incluye la unidad de
aspiración-impulsión y la antorcha.
SISTEMA DE EXTRACCION, CAPTACION Y
CONTROL DE BIOGAS

El biogás de relleno sanitario
En cualquier depósito controlado de R.S.U. de
tipo anaerobio se evidencia, por la presencia de
unos olores más o menos nauseabundos, la
presencia de un gas que se conoce como biogás
de relleno sanitario.
Su olor es debido a la presencia, generalmente
en contenido ínfimo, de SH2, mercaptanos y
algún otro compuesto fuertemente aromático.
No obstante, sus componentes principales son:
• El metano (CH4) en una proporción del 45 al
60% en volumen.
• El dióxido de carbono (CO2), entre el 40 y el
60%.
• Nitrógeno (N2): del 2 al 5%
• Oxígeno (O2), en torno al 1%

Y cantidades menores de amoníaco, hidrógeno, monóxido
de carbono así como otros constituyentes en cantidades
traza.
Los porcentajes reflejados varían en función, entre otros,
de los siguientes factores
• La composición del residuo.
• La edad del vertido.
• La climatología (pluviometría y temperaturas
ambientales fundamentalmente).
• La geometría del vaso receptor.
• El modo de laboreo.

Problemas derivados de la Presencia del Biogás
La primera consecuencia de la generación y
salida descontrolada del biogás de relleno
sanitario, y la más obvia, es su ya mencionado
olor desagradable, que siempre implica
un impacto negativo notable del depósito de
residuos.
En primer lugar, el biogás es un gas
combustible y, por ello, puede dar lugar a
incendios. Dado que el gas fluye por vías
preferenciales y con frecuencia lo son los
contactos con el vaso receptor, dichos
incendios pueden propagarse a las áreas
colindantes con el relleno sanitario. Este
hecho se ha producido con cierta frecuencia
en relleno sanitarios de este tipo. Asimismo el
CH4 forma mezclas explosivas con gases
inertes.

Por otra parte, hay que indicar el carácter asfixiante
del metano, que desplaza al oxígeno presente en
cualquier ambiente, y la naturaleza gaseosa del
biogás facilita su migración por grietas y bóvedas
subterráneas, diaclasas, suelos incoherentes, etc.,
dañando la vegetación perimetral y penetrando en
estructuras o viviendas más o menos próximas al
depósito, contaminándolas.
El biogás de relleno sanitario es el producto de la
degradación de la materia orgánica contenida en
los R.S.U.
• Residuos de la alimentación.
• Residuos de jardinería y maderas.
• Cartones y papeles.
• Plásticos y embalajes.
• Gomas y derivados.
• Otros varios.

Biogás
Sistema de monitoreo perimetral.
Sondas de monitoreo.
Típicamente monitoreado cada 3
meses.
Peligro a 5% metano por volumen.
Sistemas de control
 Pasivos Chimeneas/Pozos de
Venteo.
 Quemadores individuales.
 Activos.
 Quemadores.

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