Guía para el diseño… 05 Diseño de un relleno sanitario manual. Parte 3

..:: 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

5.5 Selección del método de relleno

Como ya se mencionó, el diseño del relleno sanitario depende del método adoptado, trinchera, área o su combinación, de acuerdo con las condiciones topográficas del sitio, las características del suelo y la profundidad del nivel freático.

Figura 5.5
Conformación del terreno original

El diseño debe presentar de la siguiente manera los planos que orienten la construcción del relleno sanitario:

• Conformación del terreno original

La conformación del terreno original es obtenida a partir del levantamiento topográfico del sitio donde se construirá el relleno sanitario, y es necesaria para elaborar los cálculos y el diseño de la obra (figura 5.5).

Figura 5.6
Configuración inicial del suelo de soporte

• Configuración inicial del desplante o suelo de soporte

Generalmente, el sitio seleccionado debe ser preparado, tanto para construir las obras de infraestructura necesarias como para brindar una adecuada base de soporte al relleno sanitario y obtener el material de cobertura del propio terreno. Estos cambios se presentan en un plano topográfico a fin de orientar al constructor en el movimiento de tierras (figura 5.6).

Figura 5.7
Configuración final del relleno sanitario

• Configuración final del relleno

Es la conformación del terreno una vez que se termine su vida útil. Es importante representarla en un plano topográfico para presentar los niveles máximos que alcanzará la obra de acuerdo con la visión del proyectista (figura 5.7).

• Configuraciones parciales del relleno

La(s) configuración(es) parcial(es) del relleno representa(n) el avance de la construcción y sirve(n) de guía al constructor para los controles correspondientes.

5.5.1 Método de zanja o trinchera

Dado que con frecuencia estas pequeñas poblaciones no cuentan con un tractor de oruga o una retroexcavadora, se recomienda su arriendo o préstamo para la excavación periódica de las zanjas, que deberán tener una vida útil de 60 a 90 días. De esta forma, se evitará el empleo constante de la maquinaria. Por ello se deberá planificar la excavación de las zanjas para todo el año, dependiendo de la disponibilidad del equipo, cuyos costos de renta deben ser incluidos en el presupuesto general. Antes de que se complete el periodo de vida útil de la zanja, se debe contar con el equipo para proceder a la excavación de una nueva zanja, con el objeto de poder realizar la disposición sanitaria final de los RSM y proteger el ambiente. De lo contrario, el servicio se vería interrumpido y el lugar podría convertirse en un botadero a cielo abierto.

• Orientación para la localización de las zanjas

Cuando se trata de terrenos que no son parejos —por ejemplo, con pendientes de 5% y en varias direcciones— y si se busca optimizar el uso del terreno y facilitar las excavaciones, se debe tratar que las zanjas sigan las curvas de nivel. De esta manera, se logra un mejor manejo de la tierra excavada, tanto para su almacenamiento a un lado de la zanja como para su utilización posterior como material de cobertura. Por lo tanto, se recomienda realizar la apertura de las zanjas con excavaciones en la parte inferior del terreno para luego ir ascendiendo a medida que se van llenando (figura 5.8).

Figura 5.8
Localización y proceso de excavación de las zanjas en el tiempo y combinación con el método de área

Ante la dificultad de adquirir nuevos terrenos, se recomienda combinar este método de relleno en zanja con el de área; es decir, levantando el terreno unos metros por encima del nivel original para aprovechar así los excedentes de tierra como cobertura diaria y final de la nueva etapa del relleno. A veces pueden servir como una especie de cerco alrededor del terreno, que impida la visibilidad desde el exterior (capítulo 6, numeral 6.4.2).

Figura 5.9
Distribución de zanjas en el terreno

• Volumen de la zanja

A partir de la vida útil de la zanja, se calcula el volumen de excavación y el tiempo requerido de la maquinaria con la siguiente fórmula (veáse el apéndice D, ejemplo 3):

donde:
Vz = Volumen de la zanja (m3)
t = Tiempo de vida útil (días)
DSr = Cantidad de RSM recolectados (kg/día)
m. c. = Material de cobertura (20-25% del volumen compactado)
Drsm = Densidad de los RSM en el relleno (kg/m3)

• Dimensiones de la zanja

Para efectos de la operación manual, las dimensiones de la zanja estarán limitadas por:

• La profundidad de la zanja, que debe ser de 2 a 4 metros de acuerdo con el nivel freático, tipo de suelo y de equipo y costos de excavación.
• El ancho de la zanja, que debe medir entre 3 y 6 metros (ancho del equipo). Esto es conveniente para evitar el acarreo de larga distancia de la basura y el material de cobertura, lo cual implica mejores rendimientos de trabajo. Así, la operación puede ser planeada dejando un lado para acumular la tierra y el otro para la descarga de los RSM. Dependiendo del grado de compactación y del clima, se puede usar la superficie de una zanja terminada para la descarga de los residuos.
• El largo está condicionado al tiempo de duración o vida útil de la zanja. Entonces se tiene que :

donde :
l = Largo o longitud de la zanja (m)
Vz = Volumen de la zanja (m3)
a = Ancho (m)
hz = Profundidad (m)

• Tiempo de la maquinaria

El tiempo requerido para la excavación de la zanja y el movimiento de tierra en general dependerá mucho del material del suelo, del tipo y la potencia de la máquina, de su sistema de tracción (ya sea de ruedas o de orugas) y de la pericia del conductor (veáse el apéndice D, ejemplo 3).

donde :
texc = Tiempo de la maquinaria para la excavación de la zanja (días)
Vz = Volumen de la zanja (m3)
R = Rendimiento de excavación del equipo pesado (m3/hora)
J = Jornada de trabajo diario (horas/día)

• Vida útil del terreno

Del cuadro 5.1, columna 13, podemos conocer el área requerida solo si se conoce la profundidad promedio del relleno sanitario. Sin embargo, en la práctica nos encontramos con un terreno al que hay que calcularle la vida útil (véase el apéndice D, ejemplo 4).

En lo que respecta al método de zanja, una vez calculado su volumen, suponemos un factor para las áreas adicionales (separación entre zanjas7, vías de circulación, aislamiento, etc.) y luego se estima el número de zanjas que se podrían excavar en el terreno. Así:

donde :
n = Número de zanjas
At = Área total del terreno (m2)
F = Factor para áreas adicionales de 1.2 a 1.4 (20-40%)
Az = Área de la zanja (m2)

Entonces la vida útil estará dada por :

donde :
Vu = Vida útil del terreno (años)
tz = tiempo de servicio de la zanja (días)

5.5.2 Método de área

Como ya se mencionó, el método de área se emplea para construir el relleno sanitario sobre la superficie del terreno o para llenar depresiones. En el numeral 5.6 se presentan varias metodologías para evaluar la capacidad volumétrica del sitio.

7 Se recomienda que la separación entre zanjas sea de un metro para darle más estabilidad. Esta separación depende del tipo de suelo y de la forma de la trinchera (cuadrada o trapezoidal), entre otros factores.