Guía para el diseño… 05 Diseño de un relleno sanitario manual. Parte 2

..:: Una solución para la disposición final de
residuos sólidos municipales en pequeñas poblaciones ::..

Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente
División de Salud y Ambiente
Organización Panamericana de la Salud
Oficina Sanitaria Panamericana, Oficina Regional de la
Organización Mundial de la Salud
2002

5.2 Cálculo del volumen necesario para el relleno sanitario

Los requerimientos de espacio del relleno sanitario están en función de:

• La producción total de RSM.
• La cobertura de recolección (la condición crítica de diseño es recibir el 100% de los residuos generados).
• La densidad de los RSM estabilizados en el relleno sanitario manual.
• La cantidad del material de cobertura (20-25%) del volumen compactado de RSM.

5.2.1 Volumen de residuos sólidos

Con los dos primeros parámetros se tiene el volumen diario y anual de RSM compactados y estabilizados que se requiere disponer (cuadro 5.1, columnas 6, 8 y 10, respectivamente), es decir:

donde:
V_diario = Volumen de RSM por disponer en un día (m3/día)
V_anual = Volumen de RSM en un año (m3/año)
DS_p = Cantidad de RSM producidos (kg/día)
365 = Equivalente a un año (días)
D_rsm = Densidad de los RSM recién compactados (400-500 kg/m3) y del relleno estabilizado (500-600 kg/m3)

5.2.2 Volumen del material de cobertura

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

5.2.3 Volumen del relleno sanitario

Con los resultados obtenidos de las formulas [5-6] y [5-7] se puede calcular el volumen del relleno sanitario para el primer año, así:

donde :
V_RS = Volumen del relleno sanitario (m3/año)
m. c. = material de cobertura (20 a 25% del volumen recién compactado de RSM)

Los datos obtenidos se vacían en el cuadro 5.1, columna 11. Para conocer el volumen total ocupado durante la vida útil, se tiene la siguiente fórmula:

donde :
V_RSvu = Volumen relleno sanitario durante la vida útil (m3)

n = Número de años que serían los datos que aparecen en el cuadro 5.1, columna 12; es decir, los valores acumulados anualmente.

5.3 Cálculo del área 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.

El relleno sanitario manual debe proyectarse para un mínimo de cinco años y un máximo de diez. Sin embargo, algunas veces es necesario diseñarlo para menos de cinco años si se considera la dificultad de encontrar terrenos disponibles. Este tiempo
se llama vida útil o periodo de diseño.

El área requerida para la construcción de un relleno sanitario manual depende principalmente de factores como:

• 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 5-8 podremos estimar las necesidades de área así (cuadro 5.1, columna 13):

donde :
VRS = volumen de relleno sanitario (m3/año)
ARS = área por rellenar sucesivamente (m2)
hRS = altura o profundidad media del relleno sanitario (m)

y el área total requerida (cuadro 5.1, columna 14) será:

donde :
AT = Área total requerida (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.

En el cuadro 5.1 se incorporan los parámetros mencionados para el cálculo del volumen del relleno sanitario. Se estimará el área para cada sitio alternativo cuando se conozca la profundidad promedio del relleno (véase el apéndice D, ejemplo 2).

5.4 Diseño de taludes

5.4.1 Obras de tierra

Los rellenos sanitarios para residuos urbanos son obras de ingeniería construidas en el suelo y muchas de sus estructuras o partes son ejecutadas con tierra.

Entre las principales obras de un relleno figuran: construcción de terraplenes o diques de contención, construcción de bermas de equilibrio, excavación de trincheras, excavación de canales de drenaje, construcción de accesos en tierra y de capas de tierra compactada para impermeabilización o protección.

En las etapas de construcción y operación, uno de los principales aspectos que se debe tener en cuenta para los rellenos sanitarios manuales es la estabilidad de los taludes de tierra y de los terraplenes de basura.

5.4.2 Definición de talud

Se denomina talud a la superficie que delimita la explanación lateralmente. En cortes, el talud está comprendido entre el punto de chaflán y el fondo del canal. En terraplenes, el talud está comprendido entre el chaflán (pata del terraplén) y el borde de la berma (figura 5.3).

La convención usada para definir el talud es en la forma de “S” unidades en sentido horizontal por una unidad en sentido vertical.

Figura 5.3
Definición de taludes

5.4.3 Diseño de taludes

• Taludes en corte

Teniendo en cuenta que para la construcción de un relleno sanitario manual se recomienda que el terreno sea de un material relativamente impermeable (arena fina mezclada con limo, arcilla) y que las alturas del corte (H) sean menores de 5 metros se puede establecer como norma que no se requieren estudios de estabilidad para definir el talud más apropiado.

Para un corte de baja altura se puede recomendar un talud único; para alturas mayores podrán requerirse dos taludes diversos; en algunos casos, se sugerirá la construcción de bermas o banquetas intermedias (figura 5.4).

A continuación se presenta una guía que puede ser utilizada sobre la base de la experiencia de varios países con respecto a la definición de los taludes de corte (cuadro 5.3).

Cuadro 5.4
Taludes recomendados en corte

• Taludes en terraplén

En terraplenes, dado el control que se tiene en la extracción, selección y colocación del material que forma el relleno (lleno en tierra), el valor que comúnmente se usa en taludes es el 1.5:1.

En relación con los taludes de basura para la conformación de los terraplenes en el relleno sanitario manual, se recomienda 2:1 ó 3:1. Se garantizará su estabilidad con una buena compactación manual de las basuras y la construcción de taludes compuestos con berma intermedia.

Figura 5.4.
Taludes en corte