MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE CAJAMARCA

DEPARTAMENTO: CAJAMARCA

REGION: CAJAMARCA

HABILITACIÓN DE INFRAESTRUCTURA PARA DISPOSICION FINAL DE RESIDUOS SÓLIDOS DEL

AMBITO DE LA GESTION NO MUNICIPAL

DISEÑO Y CALCULOS

SEPTIEMBRE DEL 2008

DISEÑO Y CALCULOS

1.0 DISENO DE LA INFRAESTRUCTURA DE DISPOSICION FINAL DE RESIDUOS PELIGROSOS

1.1 INFORMACION BASICA1.1.1 Tipo y cantidades de residuos peligrosos que se generan en la

jurisdicción del distrito de Cajamarca.El resultado del estimado de la generación de residuos peligrosos en el ámbito del distrito de Cajamarca y la posible cantidad de residuos generados fuera de la jurisdicción distrital de Cajamarca, se indica en el siguiente cuadro.

Tipo de residuos Procedencia

Cantidad estimada de residuos(ton./ día) al inicio de la operación

Hospitalarios Establecimientos de atención de salud y afines 6.0

Industriales peligrosos

Instalaciones industriales y/o de servicios de la jurisdicción distrital de Cajamarca que generan residuos industriales peligrosos

3.0

Industriales peligrosos

Instalaciones industriales y/o de servicios, Instalaciones mineras y otras, ubicadas fuera de la jurisdicción distrital de Cajamarca que generan residuos industriales peligrosos

1.0

Total 10.0

1.1.2 Estado físico, envases que los contienen y características principales de los residuos hospitalarios e industriales estimados.

Tipo de residuos

Estado físico

Envases que los contienen

Densidades aproximadas

en estado suelto

(ton/m3)

Densidades aproximadas

en la disposición

final (ton/m3)Hospitalarios Sólido Bolsas plásticas 0.175 0.4

Industriales Sólido y semisólido

Cilindros metálicos, tambores de PVC, cajas de madera, cajas de cartón, bolsas plásticas, a granel, etc.

0.600 0.6

1.1.3 Distribución aproximada de residuos y tierra de cobertura al interior de la infraestructura de disposición final.

Para residuos Hospitalarios:Los residuos apilados y presionados por el lampón del cargador frontal, alcanzan en la disposición final una densidad aproximada de 0.4 toneladas/m3.

01 tonelada de residuos dispuesta ocupa un volumen aproximado de 2.5 m3.

Los resultados de controles realizado en una infraestructura en operación han permitido determinar que 01 tonelada de residuos hospitalarios dispuestos ocupa aproximadamente 3.5 m3 de celda, lo que significa 1.0 m3 de tierra por cada tonelada de residuos hospitalarios dispuestos.

Para residuos Industriales:Para el caso de residuos industriales, asimilables con residuos hospitalarios, debido a la diversidad de las formas de los envases que los contienen, se ha determinado que la relación del volumen de residuos dispuestos y la tierra de cobertura, es equivalente a la proporción 1:1, es decir que por cada tonelada de residuos dispuestos (1.67 m3), se requiere 1 m3 de tierra de cobertura.

Resumen:En promedio se requiere 1 m3 de tierra de cobertura por cada tonelada de residuos hospitalarios e industriales dispuestos.

2.0 DEFINICION DEL METODO A EMPLEAR EN EL DISEÑODe acuerdo a las características del relieve del terreno y sobretodo las características del suelo y la presencia de humedad notoria a poca profundidad, aspecto este que limita las posibilidades de excavación, el proyecto para la primera etapa de la infraestructura de disposición final de residuos sólidos peligrosos (hospitalarios y algunos tipos de residuos industriales compatibles entre si y con los materiales geosinteticos) plantea la habilitación de una celda de forma rectangular a nivel de la superficie y trapezoidal luego de excavada.

Por la pendiente transversal que caracteriza al área donde se encuentra planteada, la habilitación de la celda considera la formación de diques de contención en los bordes de menores cotas.

La capacidad de la infraestructura de disposición final de residuos, estará conformada por el volumen habilitado en los trabajos de excavación y el volumen habilitado debido al crecimiento vertical de la infraestructura hasta alcanzar las cotas proyectadas.

El método de operación a emplear en la disposición final de estos residuos, será una combinación del método de trinchera (hasta ocupar el volumen de la celda hasta la cota de la coronación del dique de contención), y el método de área (hasta ocupar el volumen habilitado por encima de la superficie original del terreno.

2.1 Diseño de Taludes Considerando la poca profundidad de la excavación, los taludes de corte se han definido en 1:1 (V: H)

Para los taludes que formaran los residuos dispuestos en la formación de los terraplenes sobre la superficie original del suelo, se ha definido una inclinación de 1:2 (VIH). Esta inclinación garantiza la estabilidad para los residuos y cobertura adecuadamente compactados.

2.2 Cálculo de la capacidad de la Infraestructura para disposición final de residuos peligrosos

2.2.1 Volumen proyectado de la primera Etapa de la infraestructura

El volumen de la infraestructura calculado en base a las secciones transversales, arrojan un volumen total habilitado de 11765.00 m3, tal como se sustenta con la información de las áreas y volúmenes de las secciones transversales de la infraestructura planteada.

Progresiva del eje

longitudinalDistancia

(m)Área de Corte (m2)

Área de Relleno

(m2)

Volumen de Corte

(m3)

Volumen de Relleno

(m3)10.00 --- --- --- --- ---11.16 --- 43.07 196.42 --- ---20.00 8.84 38.19 196.36 359.17 1736.0930.00 10 52.41 201.93 453.00 1991.4540.00 10 63.71 197.12 580.60 1995.2550.00 10 63.93 187.35 638.20 1922.3558.16 8.16 59.01 175.25 501.60 1479.4160.00 1.84 27.14 80.62

Total(m3) 2559.71 9205.17Total m3 (corte + relleno)

11765.00

2.2.2. Cálculo de la Vida Útil

Volumen total de la I etapa de la Infraestructura: 11765m3

Volumen estimado a ser ocupado por tierra de cobertura: 5882.5m3

Volumen neto a ser ocupado por residuos dispuestos: 5882.5 m3

Peso promedio diario de residuos a ser dispuestos: 10.00 ton./día

Densidad estimada promedio que alcanzarán los residuos dispuestos:

Residuos hospitalario: 0.40 ton/m3.

Residuos industriales: 0.60 ton/ m3

Distribución estimada de residuos y tierra de cobertura en volumen de I Etapa de la Infraestructura.

% de volumen ocupada por tierra de cobertura: 50.0 %

% de volumen ocupada por residuos dispuestos: 50.0 %

Volumen de Infraestructura a ser ocupada por residuos dispuestos.

Volumen neto total proyectado = 5882.5 m3

5882.5 m3

Vida útil ( toneladas) :------------------ = 10504 toneladas.

0.56 t/m3

10504 t

Vida útil (días) : --------------------------- = 1050.4 días (2.9 anos) 10 t./ día

De acuerdo a la vida útil estimada (2.9 anos) para la infraestructura de disposición final de residuos del ámbito de la gestión no municipal (residuos peligrosos), se debe considerar hasta dos habilitaciones siguientes para alcanzar una vida útil de 10 anos, debiendo ser la ultima habilitación con una capacidad para alcanzar 4 años de vida útil.

Sin embargo es preciso mencionar que dependiendo de la calidad y seguridad que se observe en la operación de la infraestructura, existe la posibilidad de una mayor demanda para la disposición final de residuos sólidos peligrosos, en este caso se realizaran las evaluaciones para ejecutar la ampliación de la infraestructura con mayores dimensiones y menor frecuencia o dimensiones similares pero con mayores frecuencias.

3.0 CanterasConsiderando las características particulares de la zona, se ha considerado la extracción de material para cobertura de superficies que forman parte del terreno asignado a la infraestructura.

4.0 Generación de LixiviadosLa mayor o menor generación de lixiviados esta directamente relacionada a las intensidades, duración y frecuencia de precipitaciones pluviales en la zona donde se encuentra emplazada la infraestructura.

Debido a las condiciones particulares en cada infraestructura: Características físicas, composición de los residuos generados en los establecimiento de atención de salud y de los diversos tipos de residuos industriales que serán aceptados, envases que los contienen, Modalidad de operación y condiciones climáticas, la generación de lixiviados serán variables.

La poca cantidad de residuos del ámbito de la gestión no municipal (residuos peligrosos –limitados a residuos hospitalarios y algunos tipos de residuos sólidos industriales) que se prevé serán dispuestos en forma diaria, al inicio de la operación de la infraestructura, debido a la necesidad de la cobertura de pequeñas cantidades de residuos, ocasionara que la proporción de residuos y material de cobertura, será aproximadamente en la proporción siguiente:

Aproximadamente el 60% del volumen de celda ocupada corresponderá a los residuos dispuestos.

Aproximadamente el 40% del volumen de celda ocupada corresponderá a la tierra de cobertura utilizada.

Considerando las características físicas de los residuos sólidos procedentes de los establecimientos de atención de salud y la condición considerada para que en la infraestructura solo se recepción en residuos sólidos industriales, la generación de lixiviados en la infraestructura estará limitada al agua de las precipitaciones pluviales que caigan directamente sobre la infraestructura de disposición final.

El método suizo, que se muestra a continuación, permite estimar de manera rápida y sencilla el caudal de lixiviado o líquido percolado mediante la ecuación:

Q= 1 x P x A x Kt

Q = Caudal medio de Lixiviado o líquido percolado (L/seg) P = Precipitación media anual (mm/año) A = Área Superficial de la infraestructura de disposición final afectada (m2) t = Número de segundos en un año (31'536,000 seg/año) K = Coeficiente que depende del grado de compactación de la basura, cuyos valores recomendados son los siguientes:

- Para rellenos débilmente compactados con peso específico de 0.4 a 0.7 ton/m3, se estima una producción de lixiviado entre 25 a 50% (K=0.25 a 0.50) de precipitación media anual correspondiente al área de relleno.

- Para rellenos adecuadamente compactados con peso específico> 0.7 ton/m3, se estima una generación de Lixiviados entre 15 y 25% (K=0.15 a 0.25) de la precipitación media anual relacionada a la superficie de la infraestructura de disposición final afectada.

Debido a lo arriba expuesto, se puede afirmar que la generación de lixiviado se producirá fundamentalmente durante los periodos de lluvias y un corto periodo de tiempo posterior a las ultimas precipitaciones pluviales, minimizándose la generación de lixiviados en periodos secos o en ausencia prolongada de precipitaciones pluviales.

Por lo tanto, se siguiere que partiendo de la ecuación (fórmula) los registros de precipitación pluvial a ser reemplazadas en la formula, correspondan al mes de máxima precipitación pluvial registrada para la zona del emplazamiento de la infraestructura (expresados en mm/mes), con lo cual se consigue una buena aproximación al caudal generado:

Qlm = P x A x K

Donde: Qlm = Caudal medio de lixiviado generado (m3/mes) Pm = Precipitación máxima mensual (mm/mes) A = Área superficial del relleno (m2) K = Coeficiente que depende del grado de compactación de los residuos.

4.1 Volumen de Lixiviado En zonas con características climáticas que registran intensas y prolongadas precipitaciones pluviales, no es posible que los lixiviados se mantengan al interior de la infraestructura, por lo que el proyecto considera lo siguiente:

Parte de los lixiviados que se estima se generara en la infraestructura de disposición final, se mantendrá al interior de la celda impermeabilizada, especialmente ocupando los volúmenes de vacíos en los drenes habilitados en la base de la infraestructura.

Otra parte de los lixiviados permanecerá en la masa de los residuos dispuestos y/ o reflejándose en la posible ligera inundación de la celda impermeabilizada que constituye la Infraestructura de disposición final.

La mayor parte de lixiviados será periódicamente succionada de la infraestructura de disposición final, para luego ser depositada en la poza que para el almacenamiento de lixiviados se deberá contar en área contigua a la infraestructura.

El volumen de lixiviado generado en una infraestructura de disposición final de residuos, se estima con la siguiente ecuación:

V=Qxt

v = Volumen de Lixiviado que será almacenado (m3) Q = Caudal medio de lixiviado o líquido percolado (m3/mes) t = Número máximo de meses con lluvias consecutivas (mes)