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COMPOSTAJE (Cempre (1998), Tchobanoglous (1994))
El compostaje es un proceso biológico en el cual las materias orgánicas se transforman en tierra de humus (abono orgánico) bajo el impacto de microorganismos.
Ventajas
Economía de espacio en el relleno sanitario por consiguiente extensión de la vida útil del relleno sanitario municipal (no es necesario la inversión en un terreno para un nuevo relleno prematuramente). Producción de menos aguas lixiviadas y gases contaminados. Menos consumo de terreno, menor impacto al paisaje, al suelo y a las aguas subterráneas. Producción de humus que puede servir como estabilizador contra la erosión. El compost es un fertilizador natural que no produce sobrecarga química al suelo. Aprovechamiento agrícola de la materia orgánica. Venta o uso del compost. Reciclaje de nutrientes para el suelo. Proceso ambientalmente seguro. Eliminación de patógenos.
En el caso de Colombia y específicamente Cúcuta, alrededor del 60% de los RS son orgánicos.
Proceso
El proceso de compostaje puede ocurrir por dos métodos:
- Método natural: la fracción orgánica de los residuos sólidos se lleva a un patio y se coloca en pilas de forma variada. La aeración necesaria para el desarrollo del proceso de descomposición biológica se obtiene por volteos periódicos con la ayuda de un equipo apropiado. El tiempo para que el proceso concluya, varía de tres a cuatro meses.
- Método acelerado: la aeración se produce a través de tuberías perforadas, sobre las cuales se colocan las pilas de residuos sólidos, o en reactores rotatorios, dentro de los cuales se colocan los residuos, que avanzan en sentido contrario al de la corriente de aire, los que posteriormente se apilan, como en el método natural. El tiempo de permanencia dentro del reactor es de unos cuatro días, y el tiempo total del compostaje acelerado es de dos a tres meses.
A su vez puede realizarse de forma:
- Manual (con o sin ayuda de organismos aditivos, lombrices,
- enzimas etc.).
- Semi- mecanizada
- Mecanizada
Procedimiento básico
Recepción y separación → Trituración → Mezcla → Aireación → Humedecimiento
Recepción y separación : Se debe separar correctamente la materia orgánica del resto de los RS. Una buena separación en origen es la clave para una buena calidad del compost final.
Trituración : el tamaño de las partículas debe estar entre 25- 27 mm
Relación carbono – nitrógeno (C/N): la relación inicial C/N (en masa) debe estar entre 25 y 50 para un compostaje aerobio. Relaciones bajas producen amoníaco y relaciones altas no permiten suficiente nitrógeno para el desarrollo de los microorganismos. Los organismos necesitan C para la síntesis de nuevo tejido celular y N como nutriente. La relación C/N apropiada, para aplicación del compost en agricultura debe ser como máximo de 18/1.
Mezcla : para evitar el secado, enconstramiento y canalización del aire.
Aeración: es necesaria para la actividad biológica y, en niveles adecuados, posibilita la descomposición de la materia orgánica de una forma más rápida, sin malos olores. Es función de la granulometría y de la humedad de los residuos.
Humedad : el nivel de humedad de los residuos depende de su granulometría, porosidad y grado de compactación. Para un buen compostaje, la humedad debe mantenerse entre 50- 60%. Si fuese muy baja, se reduciría la actividad biológica; si fuese muy elevada, se perjudicaría la aeración, y se produciría una anaerobiosis. En tales condiciones, se forma lixiviado, líquido de color oscuro y nauseabundo, que sale de las pilas del material en descomposición.
Temperatura : la temperatura inicial debe estar entre 50- 55 0C y durante el proceso entre 55- 65 0C. Para destruir patógenos la temperatura debe mantenerse por al menos 24 horas entre 60- 70 0C.
pH : rango óptimo 7 -7.
Tomado de : Cempre. Residuos solidos urbanos. Manual de gestión integral. 1998
Evolución del proceso de compostaje
Tomado de : Cempre. Residuos solidos urbanos. Manual de gestión integral. 1998
Al comienzo de la descomposición del material orgánico, se desarrollan microorganismos que producen una fermentación ácida, y el pH se vuelve más bajo, lo cual es favorable para la retención de amoníaco.
DISPOSICIÓN FINAL
Los residuos que carecen de algún valor y que no ofrecen ninguna posibilidad de aprovechamiento, reutilización o recirculación a través de un proceso productivo deben ser llevados a un relleno sanitario.
Botadero (disposición a cielo abierto): Sitio de acumulación de residuos sólidos que no cumple con las disposiciones vigentes o crea riesgos para la salud y seguridad humana o para el ambiente en general. Se caracteriza por la simple descarga de los residuos sobre el terreno.
Problemas:
- Proliferación de transmisores de enfermedades (moscas, cucarachas, ratas, etc.)
- Malos olores
- Contaminación del suelo y las aguas superficiales a través de los lixiviados.
- No existe control de los residuos recibidos.
- Están asociados con la cría de cerdos y presencia de recicladores.
Relleno controlado (Cempre, 1998)
Es una técnica de disposición en la tierra de los residuos sólidos urbanos, que no causa daños o riesgos a la salud y a la seguridad de la ciudadanía, y minimiza los impactos ambientales indeseables. Este método utiliza principios de ingeniería para aislar los residuos sólidos, cubriéndolos con una capa de material inerte al concluir cada jornada de trabajo. A diferencia de un relleno sanitario, este sistema no posee impermeabilización de la base ni sistema de tratamiento de lixiviados y recolección y dispersión de gases.Por consiguiente puede producir contaminación ambiental localizada.
Relleno sanitario (Jaramillo, 2002)
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. Además, prevé los problemas que puedan causar los líquidos y gases producidos por efecto de la descomposición de la materia orgánica.
Ventajas del relleno sanitario (Jaramillo, 2002)
- Capital inicial inferior si se compara con el proceso de combustión
- Menores costos de operación que otros tratamientos
Evolución en el mejoramiento de la disposición final de RSU. (Jaramillo, 2002 )
- Es un método completo y definitivo; tiene la ventaja que puede disponer de gran variedad de RSU.
- Genera empleo de mano de obra poco calificada.
- En instalaciones grandes, puede recuperar el gas combustible metano.
- Con las debidas previsiones puede ubicarse cerca del área urbana, reduciendo los costos de transporte.
- Permite recuperar terrenos considerados improductivos o terminales.
- Puede iniciar su funcionamiento en corto tiempo.
Limitaciones
- Difícil adquisición de los terrenos debido a la oposición de los vecinos.
- La urbanización limita y encarece los terrenos disponibles.
- Requiere monitoreo aún después de la clausura.
- Produce desvalorización de los terrenos adyacentes.
Clasificación de los rellenos sanitarios
En nuestros países y teniendo en cuenta la población y la capacidad económica de la misma, los rellenos sanitarios pueden dividirse en tres clases:
Relleno sanitario mecanizado : apropiado para grandes ciudades que generan más de 40 Tn diarias. Relleno sanitario semi-mecanizado: ciudades medianas con generación comprendida entre 16- 40 Tn diarias Relleno manual: poblaciones pequeñas con menos de 16Tn diarias
La complejidad del sistema aumenta a medida que aumenta la población servida.
Terminología (Tchobanoglous, 1994)
Celda: volumen de material depositado en un relleno durante un período de explotación, normalmente un día. Una celsa incluye los residuos sólids depositados y el material de cobertura.
Cobertura diaria: normalmente consiste de 15-30 cm de suelo natural o materiales alternativos que se aplican a los frentes de trabajo al final de cada período de operación. Controla el transporte aéreo de materiales, y la entrada y salida de vectores sanitarios.
Recubrimiento del relleno sanitario: son materiales naturales o sintéticos que se utilizan para recubrir el fondo y las superficies laterales del relleno. Pueden estar formados por capas de arcilla compactadas y/o geomembranas diseñadas para prevenir la migración de los lixiviados (percolados) y del gas producido.
Lixiviados: es el líquido que se acumula en el fondo del relleno. Proviene de la precipitación, la escorrentía no controlada y del agua de irrigación que entra en el relleno. Así mismo incluye los líquidos contenidos inicialmente en los residuos. El lixiviado contiene constituyentes diversos producto de la solubilidad de los materiales y las reacciones químicas y bioquímicas que tienen lugar.La composición de los lixiviados varía dependiendo de la composición de los R.S. y su edad; así mismo la tecnología utilizada para el enterramiento de los R.S. afecta esta composición. Ver tabla.
Gases: producto de la descomposición de los residuos. Están conformados principalmente por CH 4 , CO 2 y otros gases como H 2 S y NH 3.
Cobertura final: es la capa que se aplica a toda la superficie del relleno después de concluir todas las operaciones de vertido. Consiste normalmente en capas múltiple de suelo y/o materiales sintéticos como geomembranas diseñadas para facilitar el drenaje superficial, interceptar aguas filtrantes y soportar vegetación superficial.
Tomado de: Cempre. Residuos Sólidos Urbanos. Manual de gestión integral. 1998
- Tomado de: Universidad de Chile,
Tomado de: Cempre. Residuos sólidos urbanos. Manual de gestión integral. 1998
Problema
Asuma que quiere diseñar un relleno sanitario con una vida útil de 10 años para una comunidad de 50000 habitantes. Determine el área mínima del terreno que debe elegirse para cmplir con este objetivo. Suponga las siguientes condiciones:
Generación de residuos: 0,9 kg/hb.día Peso específico de residuos compactados en el relleno= 450,64 kg/m^3 Profundidad media de los residuos compactados: 5 m
