Maestría

Asignatura: TRATAMIENTO DE RESIDUALES

MSc. Enrique Pin González

Objetivo:

Establecer los métodos de tratamiento y de disposición final de los residuales de forma que no afecten al medio ambiente.

Contenidos:

Origen de los residuales. Tipos de residuales según su composición y estado físico. Pasos a seguir en el tratamiento de residuales. Manipulación de residuales y sus consecuencias. Métodos de tratamiento para residuos sólidos, semisólidos y líquidos.

Desarrollo

Residuo: Material que no representa una utilidad o un valor económico para el dueño, o sea material inútil o no deseado originado por la actividad humana, en cualquier estado físico (sólido, líquido, gaseoso, y sus respectivas mezclas) y que puede ser liberado en cualquier medio receptor (atmósfera, agua, suelo), el dueño se convierte por ende en generador de residuos.

Desde el punto de vista legislativo lo mas complicado respecto a la gestión de residuos, es que se trata intrínsicamente de un término subjetivo, que depende del punto de vista de los actores involucrados (esencialmente generador y fiscalizador)

Residuo es todo, originado por la actividad humana, en cualquier estado físico (sólido, líquido, gaseoso, y sus respectivas mezclas) y que puede ser liberado en cualquier medio receptor (atmósfera, agua, suelo).

En los últimos años las naciones del mundo industrializado han cuadriplicado su producción de residuos incrementándose esta cifra en un dos o en un tres por ciento por año.

El mal manejo de los residuos es uno de los factores que más atenta contra el medio ambiente, rompiendo el equilibrio que debe existir entre los tres elementos que lo conforman, el agua, el suelo y el aire.

Una adecuada gestión de residuos constituye una práctica indispensable de responsabilidad social empresarial y es también una herramienta que aumenta la competitividad de las empresas en un entorno de globalización, mejorando su imagen y reputación, eficiencia en los procesos productivos y menores costos.

Políticas de residuos hasta hoy

Las políticas de residuos desarrolladas en los países más industrializados han evolucionado en los últimos 30 años según avanzaban los conocimientos científicos y la concienciación

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ciudadana en temas de medio ambiente. Estas políticas siempre han sido respuestas a una pregunta mal planteada: ¿Qué hacemos con los residuos?

En un principio, las soluciones a este problema fueron la simple y llana dispersión y dilución de los residuos en el medio ambiente, política basada en una supuesta capacidad infinita del entorno para asimilar cualquier tipo de contaminante.

Gestión de los residuos

Al comenzar a aparecer los problemas de espacio y tener conocimiento de las características persistentes, bioacumulativas y tóxicas de los componentes de los residuos, se empieza a considerar la necesidad de controlar los contaminantes aplicando métodos de "Final de Tubería" (filtros, depuradoras, vertederos) y métodos de tratamiento de residuos (incineradoras, tratamientos físico-químicos). Esta tendencia, que se articula a través de programas de gestión de residuos, se basa en el llamado principio de asimilación: ... el medio ambiente tiene capacidad para asimilar una cantidad determinada de contaminantes sin que se produzcan efectos negativos sobre el mismo...

Esta cantidad "aceptable" es fijada según los conocimientos científicos disponibles sobre sus efectos. Por tanto, una determinada sustancia sólo es regulada o prohibida cuando se demuestren plenamente y sin lugar a duda sus efectos negativos. Es decir, se le concede el beneficio de la duda al contaminador en lugar de al medio ambiente.

Pero, a pesar de la aplicación de costosos, complejos y tecnológicamente avanzados programas de gestión, en los últimos años el incremento de la carga de contaminantes ha producido una degradación del entorno sin precedentes. El fracaso de los programas de gestión se debe, fundamentalmente, a las siguientes causas:

Responden a una visión parcial del problema: No tienen en cuenta que la generación de residuos va acompañada de emisiones de sustancias tóxicas a todos los medios, exposición de los trabajadores, contaminación de los bienes de consumo entre otros.

No tienen en cuenta la complejidad de la composición de las emisiones de las industrias.

Sólo unas decenas de contaminantes están regulados por las normativas. Otros cientos de sustancias son ignoradas.

La información sobre persistencia, bioacumulación y toxicidad de los contaminantes en el medio ambiente es muy limitada.

Se desconocen por completo los efectos sobre el medio ambiente de mezclas de sustancias.

Trasladan los contaminantes de un medio a otro: No pueden evitar que más tarde o más temprano lleguen al medio ambiente. Un metal pesado presente en unas aguas residuales quedará en los filtros de la depuradora, convirtiéndose en un contaminante sólido. Si éste filtro se incinera, una parte se emitirá por la chimenea convirtiéndose en un contaminante atmosférico. Algunos métodos de tratamiento, como la incineración, generan nuevos contaminantes que son incluso más tóxicos que los residuos que tratan.

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Otro aspecto preocupante que se observa en esta manera de enfrentarse al problema de los residuos es el espíritu mercantilista que las impregna. Los residuos, ya sean tóxicos o no, son considerados como mercancías cuya gestión y tratamiento genera grandes beneficios. Las empresas pagan a los gestores para librarse de sus residuos y de la responsabilidad asociada a su generación. Así, el tráfico de residuos pasa a ser una actividad lícita. Ante la inoperancia de los sistemas de gestión para eliminar los contaminantes, los países con legislaciones ambientales más estrictas, se convierten en grandes exportadores de residuos.

La Prevención es la única respuesta aceptable

Las posturas anteriores consideran inevitable bajo cualquier punto de vista la generación de residuos pese a la adopción de medidas correctoras en las industrias cada vez más estrictas. La Prevención, niega esa inevitabilidad y replantea la pregunta de la que parte toda política de residuos. Ya no será ¿Qué hacemos con los residuos? sino: ¿Qué podemos hacer para no generar residuos?

Así pues, la prevención se contrapone a la gestión y tratamiento no sólo conceptualmente, también en la práctica. "Una buena idea que elimina la generación de un residuo llega demasiado tarde si la incineradora para quemar ese residuo ya ha sido construida." (Dan Steinmayer).

El establecimiento de tasas y sanciones económicas cada vez más elevadas para las industrias generadoras de residuos no están consiguiendo convencer a éstas de que apliquen tecnologías limpias. La construcción de nuevas instalaciones de tratamiento de residuos es la mejor garantía que tiene la industria actual para seguir usando procesos y tecnologías contaminantes y generadoras de grandes cantidades de residuos.

Se entiende por gestión de los residuos las actividades encaminadas a dar a los residuos el destino final más adecuado de acuerdo con sus características, comprende las operaciones de recogida, clasificación, almacenamiento, transporte, tratamiento, recuperación y eliminación. Permite avanzar en forma gradual hacia un mejoramiento continuo y hacia sistemas productivos ecoeficientes.

Establecer una clasificación de residuos es complejo porque se hacen en función no sólo de su origen sino de su peligrosidad, composición o características. De hecho, uno de los principales problemas a la hora de estudiar los residuos es su caracterización.

Clasificación y segregación de residuos

Mediante esta actividad se busca identificar los residuos peligrosos y no peligrosos con el fin de diseñar estrategias óptimas para la mitigación de su impacto ambiental y su aprovechamiento comercial, además se tiene en cuenta su estado físico-químico, su flujo temático, su origen ,y su posible tratamiento. Para esto es necesario enmarcar estos grupos de residuos dentro de las características de clasificación con el fin de obtener la descripción técnica del material, consideraciones de seguridad industrial y ambiental para el manejo y criterios ecológicamente viables para su disposición final.

Es importante resaltar aquí la necesidad de identificación del material obsoleto y su mejor y pronta disposición, evitando su acumulación y degradación convirtiéndose en residuos,

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generando costos extras y pérdida de valor. Por otra parte se deben agrupar y almacenar residuos de forma adecuada para optimizar su manejo de acuerdo a criterios de compatibilidad y factibilidad de reutilización y reciclaje y evitar la contaminación cruzada y degradación de los residuos y pérdida de posibilidad de recuperación de valor.

La caracterización y segregación de residuos trae para la empresa varias ventajas como son:

Reducir los costos de tratamiento de residuos evitando soluciones al final. Implementación de un sistema de clasificación para identificar oportunidades de reducción en la fuente, reutilización y reciclaje.

Generación de valor agregado a los residuos; separación y segregación de los residuos para lograr el mayor valor posible y facilitar su recolección y manejo.

Cumplimiento con la legislación ambiental vigente y requerimientos corporativos.

Para llevar a cabo esta labor se recomienda la siguiente metodología:

Identificación de residuos genéricos y específicos según el origen de los mismos dentro del sistema productivo.

Identificación y clasificación de residuos según criterios nacionales e internacionales de peligrosidad.

Evaluación se su impacto ambiental.

Elaboración de la propuesta de las medidas de mitigación de su impacto.

Evaluación de alternativas de segregación, almacenamiento y manejo adecuado de los residuos.

Identificación del potencial de reuso, reciclaje para ser comercializados.

Identificación y aplicación de estándares para manejo, almacenamiento, transporte seguro y etiquetado de residuos.

Evaluación de sistemas de disposición y/o tratamiento final en caso de ser necesarias.

Elaboración de un programa de control y seguimiento.

Preparación y entrega del informe final.

Clasificar los residuos por su procedencia y por su peligrosidad permite desarrollar estrategias de gestión adaptadas a las particularidades de cada tipo.

Una vez analizado los elementos más importantes de la gestión de los residuos se hace una propuesta de análisis morfológico para la clasificación de estos teniendo en cuenta diversos criterios (Francis Hevia Lanier y Ana Julia Urquiaga), los cuales se reflejan en las Tablas No.1, No.2 y No.3:

Para dicha clasificación se definen cada unos de los elementos que se reflejan en las tablas, los cuales se identificarán a continuación:

Residuos Sólidos Urbanos (RSU): Basuras domésticas y el resto de desechos generados dentro de una población.

Residuos Comerciales (RC): Desechos generados en cualquier actividad comercial.

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Residuos Industriales (RI): Desechos de actividades industriales. Dentro de este hay dos grandes apartados: asimilables a RSU, esto es que presentan sus mismas características (o son los mismos); y residuos de proceso, es decir, todos aquellos desechos que se generan en las actividades de producción.

La responsabilidad de su gestión es de los productores, no tienen valor como mercancía, muchas veces porque las técnicas aplicables para hacerlos útiles son caras y económicamente poco rentables para el empresario. Afortunadamente, está aumentando la reutilización de estos residuos, muchas veces como materia prima de otros procesos.RA: Desechos de actividades agrícolas y ganaderas. Proceden de la agricultura, ganadería pesca y explotaciones forestales o la industria alimentaría.

Residuos de Construcción y demolición (RCD): Su origen son todas las actividades ligadas a la construcción y demolición de edificaciones e infraestructuras.

Residuos Sanitarios (RT): Desechos generados en cualquier actividad sanitaria. También se suelen incluirlos desechos de actividades veterinarias. Incorrectamente, en ocasiones se asocian, sólo, a dos flujos específicos –biocontaminados1; citostáticos2-, cuando el concepto engloba los diversos tipos de residuos generados en un centro (de asistencia) sanitario/veterinario.

Residuos Mineros (RM): Desechos generados en actividades extractivas.

Residuos Sólidos (RS): Desecho en estado solidó que se genera cualquiera sea su procedencia.

Residuos Líquidos (RL): Desecho en estado líquido cualquiera sea su procedencia.

Lodos y Fangos (RLF): Residuos que se generan en forma de lodos y fango.

Residuos pastosos (RPS): Residuos que se generan con naturaleza pastosa.

Residuos Radioactivos (RR): Materiales que emiten radiactividad. Son muy peligrosos.

Residuos Gaseosos (RG): Desechos que cualquiera sea su procedencia se encuentran en estado gaseoso.

Residuos peligrosos (RP): Desechos generados en actividades industriales que presentan características o sustancias que los convierte en tóxicos para las personas o para el medio. Dentro de estos residuos se puede establecer una corriente específica referida a tóxicos domésticos cuando se generan en el ámbito doméstico.

Residuos Inertes (RIn): Residuos que no presentan ninguna actividad físico-química que permita apreciar liberación de contaminantes al medio.

Residuos Bicontaminados (RB): Desechos cuya principal carga contaminante es la presencia de microorganismos potencialmente patógenos (pueden ocasionar daño o enfermedad).

Residuos no peligrosos (RNP): Desechos que inicialmente no presentan ninguna característica de peligrosidad, aunque no pueden considerarse inertes.

Residuos fermentables (RF): Todos aquellos desechos orgánicos que pueden tratarse mediante algún proceso de fermentación.

Residuos reciclables (RC): Todos aquellos desechos que pueden reciclarse (reintroducirse en el sistema productivo), o en procesos en el lugar (en el mismo proceso productivo que

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los genera), o en alguna actividad de valorización que permita su aprovechamiento material en nuevos procesos productivos.

Residuos inertizables (RIT): Aquellos desechos que mediante algún proceso físico-químico pueden perder, o neutralizar, sus características de peligrosidad.

Residuos reutilizables (RUT): Residuos que se genera al final de la vida útil de un equipo, producto u artículo, pero puede ser empleado para el mismo fin que fueron concebidos.

Residuos para destrucción (RD) (Incineración o Enterramiento): Residuos que no es posible su utilización en ningún proceso productivo o como parte de otro artículo.

Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (REE): Residuos que se generan cuando estos equipos llegan al final de su vida útil.

Residuos de vehículos al final de su vida útil (RVFU): Residuos que se generan al final de la vida útil de un vehículo.

Residuos de envases y embalajes (REEN): Residuos que se generan una vez que el artículo, producto o mercancía fue utilizado siempre que contenga un envase o embajale.

Residuos de PVC (RPVC): Residuos que se generan una vez que el artículo, producto o mercancía fue utilizado siempre que contenga un envase o embalaje.

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Tabla No.1. Clasificación de residuos para su gestión.Criterio/variantes 1 2 3 4 5 6 7Atendiendo a su origen

Residuos Sólidos Urbanos (RSU)

Residuos Comerciales (RC)

Residuos Industriales (RI)

Residuos Agropecuarios (RA)

Residuos de Construcción y demolición (RCD)

Residuos Sanitarios(RT)

Residuos Mineros (RM)

Atendiendo a sus características físico-químicas

Residuos Sólidos (RS) Residuos Líquidos (RL)

Lodos y Fangos (RLF)

Residuos pastosos(RPS)

Residuos Radioactivos (RR)

Residuos Gaseosos(RG)

Atendiendo al grado de peligrosidad

Residuos peligrosos (RP)Se complementa con la tabla.2

Residuos Inertes(RIn)

Residuos Bicontamindos(RB)

Residuos no peligrosos (RNP)

Atendiendo a sus posibles tratamientos

Residuos fermentables(RF)

Residuos reciclables (RC)

Residuos inertizables (RIT)

Residuos reutilizables (RUT)

Residuos para destrucción (RD):- Incineración.- Enterramiento.

Atendiendo a flujos temáticos

Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (REE)Se complementa con la tabla 3

Residuos de vehículos al final de su vida útil (RVFU)

Residuos de envases y embalajes (REEN)

Residuos de construcción y demolición. (RCD)

Residuos de PVC (RPVC)

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Tabla.No.2. Clasificación de residuos peligrososCaracterística/variantes

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Concentración de determinado componente que los hace peligroso (1)

Desechos metálicos o que contengan metales

Residuos que contemplen desechos orgánicos o materia orgánica

Residuos que contemplen desechos inorgánicos o materia inorgánica

Residuos que contemplen constituyentes inorgánicos y orgánicos

Residuos de metales y que contengan metales

Residuos que contemplen constituyentes inorgánicos y, orgánicos

Residuos que contemplen constituyentes inorgánicos, orgánicos y metales

Residuos que pueden contener componentes orgánicos e inorgánicos

Residuos de productos farmacéuticos y clínicos

Características físico químicas (1)

Explosivos Inflamables

Sustancias o desechos susceptible a combustión espontánea

Sustancias que contactan con el agua y emiten gases inflamables

Oxidantes Peróxidos Tóxicos agudos

Sustancias infecciosas

Corrosivos

Características físico químicas

Liberación de gases tóxicos

Ecotóxicos

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Tabla No.3. Clasificación para REE Característica/variantes 1 2 3 4 5 6Atendiendo a la producción, comercialización y consumo (2)

Línea Gris Línea Marrón Línea Blanca

Atendiendo al origen (2) Electrodomésticos de tamaño pequeño y grande

Aparatos de iluminación

Sistemas de equipamiento médico

Juguetes Herramientas eléctricas y electrónicas

Tecnología de informática y las comunicaciones

Atendiendo a las técnicas de tratamiento (3)

Desensambla je no destructivo

Desensamblaje parcial / destructivo

Tratamiento completa mente destructivo

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Otras clasificaciones de los residuos

Al revisar las fuentes bibliográficas se observan diferentes clasificaciones a partir de criterios de los autores, no obstante existe una marcada coincidencia en algunas de ellas.

Clasificación por estado

Un residuo es definido por su estado según el estado físico en que se encuentre. Existe por lo tanto tres tipos de residuos desde este punto de vista sólidos, líquidos y gaseosos, es importante notar que el alcance real de esta clasificación puede fijarse en términos puramente descriptivos o, como es realizado en la práctica, según la forma de manejo asociado: por ejemplo un tambor con aceite usado y que es considerado residuo, es intrínsicamente un liquido, pero su manejo va a ser como un sólido pues es transportado en camiones y no por un sistema de conducción hidráulica.

En general un residuo también puede ser caracterizado por sus características de composición y generación.

Clasificación por origen

Se puede definir el residuo por la actividad que lo origine, esencialmente es una clasificación sectorial.

Esta definición no tiene en la práctica límites en cuanto al nivel de detalle en que se puede llegar en ella.

Tipos de residuos más importantes: 

Residuos municipales:

La generación de residuos municipales varía en función de factores culturales asociados a los niveles de ingreso, hábitos de consumo, desarrollo tecnológico y estándares de calidad de vida de la población.

Los sectores de más altos ingresos generan mayores volúmenes per cápita de los residuos, y estos residuos tienen un mayor valor incorporado que los provenientes de sectores más pobres de la población.

Residuos industriales :

La cantidad de residuos que genera una industria es función de la tecnología del proceso productivo, calidad de las materias primas o productos intermedios, propiedades físicas y químicas de las materias auxiliares empleadas, combustibles utilizados y los envases y embalajes del proceso.

Residuos mineros :

Los residuos mineros incluyen los materiales que son removidos para ganar acceso a los minerales y todos los residuos provenientes de los procesos mineros.

Residuos hospitalarios :

La composición de los residuos hospitalarios varía desde el residuo tipo residencial y comercial a residuos de tipo medico conteniendo substancias peligrosas.

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Según el Integrated Waste Management Board de California USA se entiende por residuo medico como aquel que está compuesto por residuos que es generado como resultado de:

a) Tratamiento, diagnostico o inmunización de humanos o animales

b) Investigación conducente a la producción o prueba de preparaciones medicas hechas de organismos vivos y sus productos

Clasificación por tipo de manejo

Se puede clasificar un residuo por presentar algunas características asociadas a manejo que debe ser realizado:

Desde este punto de vista se pueden definir tres grandes grupos:

a)    Residuo peligroso: Son residuos que por su naturaleza son inherentemente peligrosos de manejar y/o disponer y pueden causar muerte, enfermedad; o que son peligrosos para la salud o el medio ambiente cuando son manejados en forma inapropiada.

b)    Residuo inerte: Residuo estable en el tiempo, el cual no producirá efectos ambientales apreciables al interactuar en el medio ambiente.

c)    Residuo no peligroso: Ninguno de los anteriores.

LOS RESIDUOS SÓLIDOS

Residuos sólidos: Fracción de los materiales de desecho que se producen tras la fabricación, transformación o utilización de bienes de consumo, que no se presentan en estado líquido o gaseoso [...] “los residuos sólidos, comprenden todos los residuos domésticos y los desechos no peligrosos como los desechos comerciales e institucionales, las basuras de las calles y los escombros de la construcción.”

Clasificación de los residuos sólidos según las fuentes generadoras Urbanos Industriales Forestales Agrícolas Pecuarios Mineros y de cantería Radiactivos Médicos

Clasificación de los residuos sólidos según las propiedades inherentes de los materiales que entran en su composición

Inertes: Aquellos incapaces de reaccionar con otros materiales o residuos (vidrio, plástico, residuos de demoliciones, cerámicas).

Fermentables: Aquellos residuos biodegradables que constituyen fuentes de nutrientes y son capaces de generar gases. Ej. Los residuos de alimentos.

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Infecciosos: Aquellos capaces de ocasionar enfermedades contagiosas al contener microorganismos viables o sus toxinas, así como otros agentes (cultivos de laboratorio, jeringas y agujas hipodérmicas usadas, residuos patológicos humanos y de animales).

Inflamables: Aquellos fácilmente combustibles durante el transporte, que pueden causar un incendio o contribuir al mismo debido a la fricción.

Combustibles: Aquellos que arden con facilidad (textiles, papel, cartón, cuero, madera, tetrapack y hule).

Tóxicos: Ocasionan afectaciones (muerte, lesiones o daños) a los seres humanos y organismos vivos que se expongan a ellos mediante inhalación, ingestión o contacto.

Radiactivos: Los que presentan radiactividad (fragmentos metálicos; vidrios; polvos; filtros; residuos de investigaciones; colas resultantes del procesamiento de minerales de uranio; detectores de humo; trajes protectores contaminados).

Clasificación de los residuos sólidos de acuerdo al origen de los residuos, se puede agrupar en tres categorías: residuo orgánico, inorgánico y sanitario.

Residuos orgánicos: Se genera de los restos de los seres vivos, como plantas y animales. Algunos ejemplos, son: cáscaras de frutas y verduras, cascarones de huevo, restos de alimentos, huesos, papel y telas naturales como la seda, el lino y el algodón. Este tipo de basura es biodegradable.

Residuos inorgánicos: Proviene de minerales y productos sintéticos, como ejemplo tenemos a metales, plásticos, vidrio, cristal, cartón plastificado y telas sintéticas. Dichos materiales no son degradables.

Residuos sanitarios: Aunque en sus componentes hay basura de origen orgánico e inorgánico, en esta categoría se incluyen materiales que independientemente a su origen, fueron utilizados para realizar curaciones médicas o higiénicas. Como ejemplo, tenemos: gasas, jeringas, vendas o algodón, papel higiénico, toallas sanitarias, pañuelos y pañales desechables, entre otros.

Clasificación de los residuos sólidos desde el punto de vista ecológico, podemos hablar de dos tipos de residuos: los elementos biodegradables y los no biodegradables.

Residuos biodegradables: Se consideran biodegradables a aquellos residuos que pueden ser descompuestos por la acción natural de organismos vivos, como lombrices, hongos y bacterias, principalmente.

Este fenómeno permite que los elementos que forman tales residuos queden disponibles para su nueva incorporación a la naturaleza de una manera útil. Sin embargo, el problema con este tipo de residuos se presenta cuando su cantidad excede la capacidad de descomposición natural en un sitio determinado, como es el caso de los tiraderos no controlados.

Como se ha mencionado, este tipo de residuos (basura orgánica) se deriva de fuentes orgánicas; estas son aquellas que se originan de los restos de los seres vivos.

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Residuos no biodegradables: Son aquellos que no pueden ser degradados o desdoblados naturalmente; o bien, si esto es posible sufren una descomposición demasiado lenta. Este factor los hace más peligrosos que los anteriores, ya que su acumulación en la naturaleza es progresiva.

Manejo de Residuos Sólidos

Es el conjunto de procedimientos y políticas que conforman el sistema de manejo de los residuos sólidos. La meta es realizar una gestión que sea ambiental y económicamente adecuada.

Sistema de manejo de residuos sólidos

Básicamente el sistema de manejo de los residuos se compone de cuatro subsistemas:

a) Generación: Cualquier persona u organización cuya acción cause la transformación de un material en un residuo. Una organización usualmente se vuelve generadora cuando su proceso genera un residuo, o cuando lo derrama o cuando no utiliza más un material.

b) Transporte: Es aquel que lleva el residuo. El transportista puede transformarse en generador si el vehículo que transporta derrama su carga, o si cruza los limites internacionales (en el caso de residuos peligrosos), o si acumula lodos u otros residuos del material transportado.

c) Tratamiento y disposición: El tratamiento incluye la selección y aplicación de tecnologías apropiadas para el control y tratamiento de los residuos o de sus constituyentes. Respecto a la disposición la alternativa comúnmente más utilizada es el relleno sanitario.

d) Control y supervisión: Este sub sistema se relaciona fundamentalmente con el control efectivo de los otros tres sub sistemas.

Riesgo asociado al manejo de los residuos sólidos

Gestión negativa:

a) Enfermedades provocadas por vectores sanitarios: Existen varios vectores sanitarios de gran importancia epidemiológica cuya aparición y permanencia pueden estar relacionados en forma directa con la ejecución inadecuada de alguna de las etapas en el manejo de los residuos sólidos.

b) Contaminación de aguas: La disposición no apropiada de residuos puede provocar la contaminación de los cursos superficiales y subterráneos de agua, además de contaminar la población que habita en estos medios.

c) Contaminación atmosférica: El material particulado, el ruido y el olor representan las principales causas de contaminación atmosférica.

d) Contaminación de suelos: Los suelos pueden ser alterados en su estructura debido a la acción de los líquidos percolados, dejándolos inutilizados por largos periodos de tiempo.

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e) Problemas paisajísticos y riesgo: La acumulación en lugares no aptos de residuos trae consigo un impacto paisajístico negativo, además de tener en algunos casos asociados un importante riesgo ambiental, pudiéndose producir accidentes, tales como explosiones o derrumbes.

f) Salud mental: Existen numerosos estudios que confirman el deterioro anímico y mental de las personas directamente afectadas.

Manejo integral de los residuos sólidos

Combinación de opciones de manejo de estos residuos que incluye la recolección, tratamiento, reuso/reciclaje, recuperación de energía y disposición final, de la cual se obtienen beneficios ambientales y ventajas económicas, al mismo tiempo que se logra aceptación social.

Gestión de residuos sólidos. Jerarquía de opciones

I. Reducción en la fuenteII. Reutilización

III. CompostajeIV. ReciclajeV. Incineración con recuperación de energía

VI. Relleno sanitario

Aspectos a considerar en la selección de las opciones de manejo:

Las condiciones existentes en el lugar de aplicación; Tipos y volúmenes de los residuos generados; Análisis comparativos de ciclo de vida de los materiales a reciclar; Factibilidad técnico - económica de cada opción.

I. Reducción en la fuente: Práctica orientada a prevenir la generación de residuos en el origen, evitando en determinada medida que se incorporen a la cadena de manejo. Con frecuencia supone cambios en los procesos de producción, actividades o servicios, así como en los hábitos diarios.

II. Reuso o reutilización de residuos sólidos: Recuperación de materiales para ser usados con el mismo fin para el que fueron elaborados, sin que medie un proceso de transformación.

III. El compostaje es la transformación biológica de la materia orgánica en productos húmicos conocidos como compost y que se emplean como fertilizante. Se realiza en presencia de oxígeno y en condiciones de humedad, PH y temperatura controladas.

IV. Reciclaje de residuos sólidos: Proceso mediante el cual los residuos se incorporan a un proceso industrial como materias primas, para su transformación en un nuevo producto.

V. Tratamiento térmico de residuos sólidos, Incineración: Destrucción térmica de los residuos sólidos bajo un régimen controlado de altas temperaturas y aire en exceso,

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para que se produzca la combustión completa de todos los elementos susceptibles de destruirse por esta vía, así como la reducción de su volumen y peligrosidad.

VI. Relleno sanitario: Técnica que utiliza principios de ingeniería para confinar los residuos sólidos en un área limitada, cubriéndolos con tierra diariamente y compactándolos por capas para reducir su volumen.

Para escoger el método de tratamiento de residuos sólidos es necesario: Determinar las cantidades diarias, composición y naturaleza de los residuos a tratar; Identificar las normativas jurídicas y técnicas vigentes en la materia; Determinar los recursos necesarios para la inversión inicial, operación y

mantenimiento.

III. Compostaje

Tratamiento de los materiales orgánicos.

Los materiales orgánicos se someten a dos clases de procesos:

Proceso anaerobio. Biometanización.

Proceso aerobio. Compostaje.

El primero, denominado también digestión anaerobia, es un proceso biológico acelerado artificialmente, que tiene lugar en condiciones muy pobres de oxígeno o en su ausencia total, sobre substratos orgánicos. Como resultado se obtiene una mezcla de gases formada por un 99% de metano y dióxido de carbono y un 1% de amoníaco y ácido sulfídrico. El gas combustible, metano, permite obtener energía.

La fracción orgánica puede ser reciclada mediante el compostaje. El compost es un abono y una excelente herramienta orgánica del suelo, útil en la agricultura, jardinería y obra pública.

Mejora las propiedades químicas y biológicas de los suelos.

Hace más suelto y porosos los terrenos compactados y enmienda los arenosos.

Hace que el suelo retenga más agua. 

El compost se puede obtener a partir de dos tipos de materiales:

Residuos domésticos.

Residuos de jardín.

En el primer caso es preciso haber separado previamente la materia orgánica para que no presente ninguna clase de impurezas ni lleve restos de medicinas, sustancias tóxicas, etc.

El proceso aerobio: se procede a su molido y después se dispone en hileras de dos metros y medio a cielo abierto. Los montones son volteados periódicamente con el fin de facilitar la oxigenación y evitar su fermentación anaerobia. El volteo llega a hacerse hasta dos veces por semana mientras la temperatura se mantiene alrededor de 55ºC y el grado de humedad de la hilera es de entre el 50% y el 60%.

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A partir del tercer volteo la temperatura se mantiene en los 25ºC indicando que ya ha finalizado la fermentación. Esto ocurre transcurridas tres o cuatro semanas.

Después se deja otro periodo equivalente para que se cure para luego proceder a su afino, para retirar cualquier clase de resto (partículas metálicas, trozos de vidrio, etc) que pudiera haber quedado.

Existen otras variantes a cielo abierto como la pila estática aireada. Por último se han desarrollado sistemas a cubierto con el fin de optimizar el proceso y sobre todo evitar malos olores.

La otra fuente de obtención de compost son los residuos de jardín.

IV. Reciclaje de Residuos Sólidos

El mundo entero moderno se enfrenta a un problema cada vez más importante y grave: cómo deshacerse del volumen creciente de los residuos que genera.

La mayoría de los residuos terminan convirtiéndose en basura cuyo destino final es el vertedero o los rellenos sanitarios. Los vertederos y rellenos sanitarios son cada vez más escasos y plantean una serie de desventajas y problemas. En ello el reciclaje se convierte en una buena alternativa, ya que reduce los residuos, ahorra energía y protege el medio ambiente.

La meta de cualquier proceso de reciclaje es el uso o reuso de materiales provenientes de residuos, es importante que en el proceso de reciclaje comience con el procedimiento de separación. Desde un punto de vista de eficiencia del rendimiento de estos sistemas de separación favorece que se haga una separación en el origen.

Existen tres actividades principales en el proceso del reciclaje:

Recolección: Se deben de juntar cantidades considerables de materiales reciclables, separar elementos contaminantes o no reciclables y clasificar los materiales de acuerdo a su tipo especifico.

Manufactura: los materiales clasificados se utilizan como nuevos productos o como materias primas para algún proceso.

Consumo: Los materiales de desperdicio deben ser consumidos. Los compradores deben demandar productos con el mayor porcentaje de materiales reciclados en ellos. Sin demanda, el proceso de reciclaje se detiene.

Algunos tratamientos de reciclado de residuos sólidos:

a) Tratamiento de los plásticos.

Los envases de plástico pueden someterse a tres tipos de procesos.

1. Reciclado mecánico.

2. Reciclado químico.

3. Valorización energética.

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El primero consiste en trocear el material para introducirlo posteriormente en una máquina extrusora-granceadora para moldearse después por los métodos tradicionales. Solamente puede aplicarse a los termoplásticos, que son aquellos que funden por la acción de la temperatura. Presenta dos problemas fundamentalmente. El primero es que el plástico ya utilizado pierde parte de sus propiedades lo que obliga a emplearlos en la fabricación de otro tipo de productos con menos exigencias. El segundo es la dificultad para separar los distintos tipos de plásticos. Para ello se han desarrollado diversos sistemas.

El segundo, reciclado químico se utiliza cuando el plástico está muy degradado o es imposible aislarlo de la mezcla en que se encuentra. Se define como la reacción reversible de la polimerización hacia la recuperación de las materias primas. Según el tipo de polímeros se distinguen dos clases de procesos:

1. Polímeros de adición. Por dos procedimientos diferentes :

Vía térmica. Se usan los siguientes sistemas :

Pirolisis.

Gasificación.

Cracking.

Vía catalítica. Con los siguientes :

Hidrogenación.

Hidrocracking.

Cracking.

2. Polímeros de condensación. Se aplican los siguientes :

Hidrólisis.

Metanólisis.

Glicólisis.

Otros. Por último la valorización energética es un tratamiento adecuado para plásticos muy degradados. Es una variante de la incineración en la que la energía asociada con el proceso de combustión es recuperada para generar energía.

Las plantas en las que se realiza se asemejan a una central térmica pero difieren en el combustible que en este caso son residuos plásticos.

b) Tratamiento del vidrio.

Los envases de vidrio se pueden reciclar sin que el material pierda ninguna de sus propiedades. Una vez recogidos son triturados formando un polvo grueso denominado calcín, que sometido a altas temperaturas en un horno, se funde para ser moldeado nuevamente en forma de botellas, frascos, tarros, etc. que tienen exactamente las mismas cualidades que los objetos de que proceden. El proceso supone un ahorro de materias primas y de energía muy considerable.

Los beneficios ambientales del reciclaje de vidrios se traducen en una disminución de los residuos municipales, disminución de la contaminación del medio ambiente, y un notable

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ahorro de los recursos naturales. Cada kg de vidrio recogido sustituye 1.2 kg de materia virgen.

Reutilizar: Existen envases de vidrio retornable que, después de un proceso adecuado de lavado, pueden ser utilizados nuevamente con el mismo fin. Una botella de vidrio puede ser reutilizada entre 40 y 60 veces, con un gasto energético del 5% respecto al reciclaje. Esta es la mejor opción.

c) Tratamiento del papel y cartón.

Consiste en la recuperación de las fibras de celulosa mediante separación en soluciones acuosas a las que se incorporan sustancias tensioactivas con el fin de eliminar la tinta. La tinta queda en la superficie del baño y se puede separar con facilidad.

Una vez retirada la tinta, se somete la suspensión de las fibras a un secado sobre una superficie plana, para recuperarlas. Después se las hace pasar por unos rodillos que las aplanan y compactan, saliendo finalmente la lámina de papel reciclado.

Se considera que cumple las condiciones de papel reciclado para la impresión y escritura, el que contiene, como mínimo, un 90% en peso de fibras de recuperación.

Beneficios ambientales del reciclaje de papel: Disminución de la necesidad de fibras vegetales y vírgenes Disminución del volumen de residuos municipales. Disminución de la contaminación atmosférica y de la contaminación del agua Disminución de las exportaciones de madera y de la importación de papel,

representadas en miles de toneladas al año

d) Tratamiento de los metales.

Los envases de acero estañado, más conocidos como hojalata, son perfectamente reciclables, se emplean en la fabricación de otros envases o como chatarra en las fundiciones siderúrgicas después de haber sido desestañada la hojalata. Todo el acero recuperado se recicla por las necesidades de las acerías. El proceso de reciclado de la hojalata reduce el consumo energético de forma muy notable.

Los envases de aluminio se consideran materia prima en los mercados internacionales. Su reciclado supone un elevado ahorro energético y los materiales obtenidos mantienen sus propiedades al fundirse repetidas veces. Para separarlos del resto se utiliza un mecanismo denominado de corrientes inducidas de Foucault que proyecta hacia fuera de la cinta transportadora los envases de aluminio, pega a ésta los férricos y deja igual a los demás. En combinación con sistemas de electroimanes sirve para completar la separación de los metales.

e) Tratamiento de los tetrabrik.

Se reciclan de dos maneras:

Reciclado conjunto. Dando lugar a un material aglomerado denominado Tectán®.

Reciclado por separado. Los componentes se aprovechan de modo independiente.

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En éste último se separan las fibras de celulosa del polietileno y del aluminio en un hidropulper por frotamiento. Tras finalizar el proceso se vacía el hidropulper por su parte inferior através de un filtro que deja pasar el agua y la fibra de celulosa.

Con la recuperación de ésta se ha reciclado un 80% en peso del envase. Para aprovechar el resto se puede recuperar de forma conjunta obteníéndose una granza de polietileno reforzada por el aluminio. Este resto también se usa como combustible en las cementeras, ya que el polietileno es buen combustible y el aluminio oxidado suple a la bauxita, ingrediente del cemento.

Por último para separar el polietileno del aluminio se pueden usar disolventes, recuperando de la disolución el polietileno. También se puede recuperar el aluminio por combustión.

f) Tratamiento de los neumáticos

Los neumáticos pueden sufrir diferentes procesos:

Recauchutado. Con lo que puede volver a utilizarse. Consiste en volver a realizar el dibujo gastado.

Corte. Para que mediante un fundido a presión se puedan fabricar felpudos, zapatillas, etc.Trituración. Con dos variantes:

o Trituración a temperatura ambiente.

o Trituración criogénica.

Ésta última utiliza bajas temperaturas por debajo de su temperatura de transición vítrea convirtiéndolo en un material frágil y quebradizo. Se obtiene así un grano fino y homogéneo.

Triturado se emplea en :

o Como caucho asfáltico. Mejora el drenaje de la capa asfáltica así como prolonga la duración del pavimento y reduce su fragilidad.

o Como hormigón de asfalto modificado.

o Como combustible en grano. El caucho compuesto por un 83% de carbono en peso tiene una capacidad calorífica de 35MJ/kg. La combustión debe estar muy controlada porque los neumáticos contienen azufre.

o Pirólisis.

o Utilización en el compostaje de fangos. El neumático triturado se utiliza para favorecer la oxigenación y el compostaje.

g) Tratamiento de los residuos voluminosos

Los residuos voluminosos como muebles, electrodomésticos son recuperados por particulares y asociaciones que los reparan y revenden o utilizan. Hay que hacer la salvedad de que ciertos electrodomésticos de línea blanca como frigoríficos deben tratarse para su desguace por personal especializado por contener CFC, PCB, etc. Igualmente el material electrónico debe ser tratado de forma especial para evitar que dañe el medio ambiente.

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V. Incineración

Impactos ambientales de la incineración

Emisiones

Productos de la combustión incompleta. Dióxido de carbono. Partículas de material. Gases ácidos. Metales tóxicos. Dioxinas.

Consecuencias

Nocividad Toxicidad Afectaciones a la salud por contaminación del aire

Impactos ambientales de la incineración: Emisión de cenizas

Contaminación química del suelo y las aguas por metales y sustancias tóxicas presentes en el residuo incinerado.

Afectaciones a la salud de los seres vivos por la penetración de cenizas volantes en el organismo.

La valorización energética.

La incineración consiste en la oxidación total de los residuos en exceso de aire y a temperaturas superiores a 850 ºC según la normativa europea. Se realiza en hornos apropiados con aprovechamiento o no de la energía producida en cuyo caso se habla de valorización energética.

Los elementos que componen una planta de incineración de residuos urbanos son:

1. Foso receptor.

2. Tolvas de carga.

3. Alimentadores del horno.

4. Horno u horno caldera si se produce energía.

5. Cámara de combustión.

6. Inyección de aire (comprimido).

7. Circuito de agua.

8. Turbo grupo si se produce energía

9. Sistema de depuración de gases.

10. Sistema de evacuación de gases (chimenea).

11. Sistema de captación de partículas.

12. Sistema de enfriamiento de escorias y cenizas

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13. Sistemas de estabilización de escorias y cenizas.

14. Vertedero controlado para los residuos (escorias, cenizas, etc).

Ventajas e inconvenientes de la valorización.

La valorización presenta una serie de ventajas:

1. Reducción del volumen de la basura hasta en un 90 %.

2. Recuperación de energía.

3. Las cenizas son más estables que los residuos de partida.

La valorización energética de los residuos consiste en la obtención de energía a partir de su combustión. El poder calorífico de los residuos es variable, en el caso de los plásticos hidrocarbonados se estima que es comparable a la de los derivados del petróleo con algunas ventajas medioambientales como la de no generar óxidos de azufre, causantes de la lluvia ácida. Sin embargo la combustión de P.V.C genera un 50% de energía que los anteriores.

Los inconvenientes que se presentan:

1. La combustión indiscriminada de la basura sin separación produce como efecto de la combustión determinados productos muy tóxicos. La presencia de PVC en la mezcla, aporta a los gases de combustión ácido clorhídrico que en presencia de materia orgánica puede originar productos tóxicos derivados de las dioxinas y de los dibenzofuranos.

2. Las cenizas producto de la combustión contienen metales pesados, tales como el cadmio en cantidades consideradas peligrosas y deben recibir un tratamiento especial como residuos peligrosos.

3. Como consecuencia de los dos puntos anteriores es necesario hacer cuantiosas inversiones tecnológicas.

4. Si se incineran materiales reciclables por otros procedimientos se produce un consumo de recursos valiosos.

Como respuesta a estos problemas la tecnología de la incineración se ha desarrollado mucho los últimos años con el fin de reducir las emisiones de gases y humos. Las incineradoras operan a temperaturas elevadas con el fin de destruir dioxinas y furanos, normalmente lo hacen a 1000ºC. Por otro lado y para garantizar la composición de los gases emitidos incorporan unidades de lavado y filtros adecuados. Todo ello regulado por una estricta normativa tanto europea como nacional.

Existen varias tecnologías de proceso: parrilla, lecho fluidizado y plasma. El objetivo de todas ellas es el de conseguir la combustión total y emitir a la atmósfera tan sólo dióxido de carbono y agua, después de haber quedado retenidos los metales pesados, gases ácidos y partículas generadas durante el proceso de combustión. De todas ellas la tecnología del lecho fluidizado permite emisiones por debajo de los límites establecidos. Se emplea un buen contacto en una cámara de postcombustión del comburente con un lecho de arena calentado a 850ºC en presencia de un porcentaje superior al 6% de oxígeno en un periodo de al menos dos segundos.

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Otras formas de valorización.

Son fundamentalmente dos:

Pirolisis.

Gasificación.

La pirolisis es un proceso térmico realizado en ausencia de oxígeno y a una temperatura próxima a los 400ºC. En él se genera:

1. Una mezcla de gases hidrocarbonados y algo de monóxido de carbono.

2. Mezcla de hidrocarburos líquidos.

3. Un sólido carbonoso que presenta incrustaciones de elementos inertes que no pirolizan como piedras, vidrio, metales, etc.

Por último la gasificación consiste en la oxidación del residuo en atmósfera empobrecida para conseguir una combustión parcial. Se tiene experiencia en materiales homogéneos.

Disposición final de Residuos Sólidos

Después que el residuo a sido tratado este se encuentra listo para su disposición. La forma y tipo del residuo determina en gran parte donde la disposición será permitida. Un limitado grupo de residuos puede ser dispuesto por inyección a pozos profundos y en descargas submarinas a océanos, muchos residuos gaseosos y particulados son dispuestos en la atmósfera.

Los residuos sólidos comúnmente son depositados en:

Basural

Botaderos

Botaderos controlados

Vertederos

Rellenos sanitarios

Depósitos de seguridad

VI. Rellenos Sanitarios

Un relleno sanitario es una obra de ingeniería destinada a la disposición final de los residuos sólidos domésticos, los cuales se disponen en el suelo, en condiciones controladas que minimizan los efectos adversos sobre el medio ambiente y el riesgo para la salud de la población.

La obra de ingeniería consiste en preparar un terreno, colocar los residuos extenderlos en capas delgadas, compactarlos para reducir su volumen y cubrirlos al final de cada día de trabajo con una capa de tierra de espesor adecuado.

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El relleno sanitario es un sistema de tratamiento y, a la vez disposición final de residuos sólidos en donde se establecen condiciones para que la actividad microbiana sea de tipo anaeróbico (ausencia de oxigeno).

La definición más aceptada de relleno sanitario es la dada por la sociedad de ingenieros civiles (ASCE) ; Relleno sanitario es una técnica para la disposición de residuos sólidos en el suelo sin causar perjuicio al medio ambiente y sin causar molestias o peligro para la salud y seguridad publica, método este, que utiliza principios de ingeniería para confinar la basura en un área lo menor posible, reduciendo su volumen al mínimo practicable, para cubrir los residuos así depositados con una capa de tierra con la frecuencia necesaria, por lo menos al final de cada jornada.

Un relleno sanitario planificado y ambiental de las basuras domesticas ofrece, una vez terminada su vida útil, excelentes perspectivas de una nueva puesta en valor del sitio gracias a su eventual utilización en usos distintos al relleno sanitario; como actividades silvoagropecuarias en el largo plazo.

Requerimientos generales de los rellenos sanitarios

El sitio debe tener espacio necesario para almacenar los residuos generados por el área en el plazo definido por el diseño.

El sitio es diseñado, localizado y propuesto para ser operado de forma que la salud, las condiciones ambientales y el bienestar sea garantizado.

El sitio es localizado de manera de minimizar la incompatibilidad con las características de los alrededores y de minimizar el efecto en los avalúos de estos terrenos.

El plan de operación del sitio se diseña para minimizar el riesgo de fuego, derrames y otros accidentes operacionales en los alrededores.

El diseño del plan de acceso al sitio se debe hacer de forma de minimizar el impacto en los flujos.

Tipos de rellenos:

El parámetro básico de diseño de un relleno es el volumen. Este depende del área cubierta, la profundidad a la cual los residuos son depositados, y el radio de material de cobertura y residuo. Debido a que la tasa de generación de residuos es usualmente definida en unidades másicas un parámetro adicional que influencia la capacidad del relleno es la densidad in situ de la basura y el material de cobertura.

Generalmente todo diseño de relleno incluye algunas obras comunes. Zonas buffer y pantallas perimetrales son necesarias para aislar el relleno de los vecinos y el sitio. Son necesarios cercos perimetrales para evitar el acceso no autorizado al sitio, se requiere un cuidadoso mantenimiento del frente de trabajo. Durante tiempos inclementes podría ser necesario contar con tractores para asistir a los camiones. El barro y suciedad que se adhieren al camión por su operación en el sitio debe ser retirado del mismo antes que abandone el recinto del relleno.

Método de trinchera o zanja:

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Este método se utiliza en regiones planas y consiste en excavar periódicamente zanjas de dos a tres metros de profundidad, con el apoyo de una retroexcavadora o tractor oruga. Incluso existen experiencias de excavación de trincheras de hasta 7 metros de profundidad para relleno sanitario. La tierra se extrae se coloca a un lado de la zanja para utilizarla como material de cobertura. Los desechos sólidos se depositan y acomodan dentro de la trinchera para luego compactarlos y cubrirlos con tierra.

La excavación de zanjas exige condiciones favorables tanto en lo que respecta a la profundidad del nivel freático como al tipo de suelo. Los terrenos con nivel freático alto o muy próximo a la superficie no son apropiados por el riesgo de contaminar el acuífero. Los terrenos rocosos tampoco lo son debido a las dificultades de excavación.

Método de área:

En áreas relativamente planas, donde no sea posible excavar fosas o trincheras para enterrar las basuras, estas pueden depositarse directamente sobre el suelo original, elevando el nivel algunos metros. En estos casos, el material de cobertura deberá ser importado de otros sitios o, de ser posible, extraído de la capa superficial. En ambas condiciones, las primeras celdas se construyen estableciendo una pendiente suave para evitar deslizamientos y lograr una mayor estabilidad a medida que se eleva el terreno.

Se adapta también para rellenar depresiones naturales o canteras abandonadas de algunos metros de profundidad. El material de cobertura se excava en las laderas del terreno, o en su defecto se debe procurar lo más cerca posible para evitar el encarecimiento de los costos de transporte. La operación de descarga y construcción de las celdas debe iniciarse desde el fondo hacia arriba.  Clasificación de rellenos sanitarios. Según clase de residuo depositado 

Tradicional con residuos sólidos urbanos seleccionados: No acepta ningún tipo de residuo de origen industrial, ni tampoco lodos.

Tradicional con residuos sólidos urbanos no seleccionados: Acepta además de los residuos típicos urbanos, industriales no peligrosos y lodos previamente acondicionados

Rellenos para residuos triturados: Recibe exclusivamente residuos triturados, aumenta vida útil del relleno y disminuye el material de cobertura.

Rellenos de seguridad: Recibe residuos que por sus características deben ser confinados con estrictas medidas de seguridad.

Relleno para residuos específicos: Son rellenos que se construyen para recibir residuos específicos (cenizas, escoria, borras, etc.)

Rellenos para residuos de construcción: Son rellenos que se hacen con materiales inertes y que son residuos de la construcción de viviendas u otra

Según las características del terreno utilizado

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En áreas planas o llanuras: Más que rellenamiento es una depositación en una superficie. Las celdas no tienen una pared o una ladera donde apoyarse, es conveniente construir pendientes adecuadas utilizando pretiles de apoyo para evitar deslizamientos. No es conveniente hacer este tipo de relleno en zonas con alto riesgo de inundación.

En quebrada: Se debe acondicionar el terreno estableciendo niveles aterrazados, de manera de brindar una base adecuada que sustente las celdas. Se deben realizar las obras necesarias para captar las aguas que normalmente escurren por la quebrada y entregarlas a su cauce aguas abajo del relleno.

En depresiones: Se debe cuidar el ingreso de aguas a la depresión, tanto provenientes de la superficie o de las paredes por agua infiltrada. La acumulación normal del relleno. La forma de construir el relleno dependerá del manejo que se dé al biogás o a los líquidos percolados.

En laderas de cerros: Normalmente se hacen partiendo de la base del cerro y se va ganando altura apoyándose en las laderas del cerro. Es similar al relleno de quebrada. Se deben aterrazar las laderas del cerro aprovechando la tierra sacada para la cobertura y tener cuidado de captar aguas lluvias para que no ingresen al relleno.

En ciénagas, pantanos o marismas: Método muy poco usado por lo difícil de llevar a cabo la operación, sin generar condiciones insalubres. Es necesario aislar un sector, drenar el agua y una vez seco proceder al rellenamiento. Se requiere equipamiento especializado y mano de obra.

En la Tabla No.4 se muestran los principales factores a tener en cuenta para la selección de la ubicación de los rellenos sanitarios. Tabla No.4. Principales factores involucrados en la selección de sitios para rellenos sanitarios:

Criterios DetallesFactibilidad Técnica Volumen y morfología sitio adecuado

Distancia a centro generador Fuera de zonas de exclusión

Riesgo ambiental Contaminación de las aguas subterráneasCalidad del aireTransporte de materiales

Aspectos económicos Efectos en aspectos de propiedadesCostos de construcción y operaciónImpacto en la industria localPlan esa de compensación

Aspectos sociales Equidad en la selección del sitioEfecto en la imagen de la comunidadPaisaje y estéticaAlteración de actuales y futuros usos de suelos

Aspectos políticos Elecciones localesIntereses de inversión de grupos localesResponsabilidad de manejo del sitioControl local

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Zonas de exclusión:

Se entenderá por zona de exclusión cualquier zona, que por alguna característica, tanto humana, social, ecológica, política o económica no pueda ser considerada para la habilitación de un relleno sanitario. Los casos más típicos son los siguientes:

Distancias mínimas : La distancia mínima del sitio de disposición a la residencia más cercana, pozo de suministro de agua, fuente de agua potable, hotel, restaurante, procesador de alimentos, colegios, iglesias o parques públicos debe ser a lo mínimo de 300 metros (o el equivalente indicado por la regulación).

Distancias a aeropuertos: La distancia entre el aeropuerto comercial y el punto seleccionado es importante si en el relleno sanitario van a recibirse residuos de alimentos (tanto domiciliarios como de algún proceso industrial), pues estos pueden atraer pájaros en un radio de varios km. Si la operación del residuo es apropiada el problema puede ser aminorado. Se recomiendan distancias de 8 km., sin embargo, este valor puede ser reducido si es justificado.

Distancias a cursos de agua superficial: La distancia entre la carga de los residuos y el curso de agua superficial más cercano debe ser a lo mínimo de 100 m (o el equivalente a la regulación correspondiente). Este parámetro dependerá fundamentalmente de las condiciones hidrogeológicas del sitio.

Distancias a áreas inestables: El sitio seleccionado debe estar a un mínimo de 100 m de áreas inestables (por ejemplo área de derrumbes) para asegurar la estabilidad estructurar del sitio.

Distancias a áreas de exclusión: El sitio debe estar localizado fuera de los límites de cualquiera área de exclusión delimitada por la autoridad correspondiente.

Impactos ambientales potenciales de los rellenos sanitarios:

Los impactos ambientales que sufre el medio ambiente a través del desarrollo de las tres etapas de un relleno sanitario (habilitación, operación y construcción del relleno y clausura) son de diferentes características y talvez lo más relevante y que trascienden mayormente son aquellas que se producen en la etapa de operación y construcción del relleno. Los efectos de los variados impactos pueden verse incrementado o disminuidos por las condiciones climáticas del lugar y por el tamaño de la obra.

Impactos ambientales en la etapa de habilitación:

Remoción capa superficial de suelos (alteración vegetación y fauna).

Movimientos de tierra.

Intercepción y desviación de aguas lluvias superficiales.

Interferencia al tránsito (efectos barreras).

Alteración permeabilidad propia del terreno.

Alteración paisaje.

Fuente de trabajo (corto plazo).

Actividades propias de una faena de obras civiles: ruido, polvo, transito, movimiento de maquinaria pesada.

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Impactos ambientales en la etapa de operación y construcción del relleno:

Impactos por incremento del movimiento.

Contaminación atmosférica; olores, ruidos, emisiones de polvo, gases y partículas.

Contaminación de aguas; por la fuga de lixiviados. Contaminación de las aguas superficiales por mal drenaje y escurrimientos.

Contaminación y alteración del suelo; diseminación de papeles, plástico, y materias livianas, extracción de tierra para ser utilizada como material de cobertura

Impacto paisajístico; cambio en la topografía del terreno, modificación en la actividad normal del área

Impacto social; fuente de trabajo, efecto NIMBY (nadie lo quiere), incremento actividad vial.

Afectaciones a la salud debido a la proliferación de vectores; Ocurrencia de incendios, accidentes y explosiones.

Impactos ambientales en la etapa de clausura:

Impacto paisajístico; recuperación vegetación, recuperación fauna

Impacto social; integración de áreas a la comunidad, disminuye fuente de trabajo

VII. Vertederos sanitariamente controlados.

Una vez realizados todos los tratamientos anteriores todavía persiste una fracción de los residuos denominada rechazo, que no se ha podido reciclar o valorizar y cuyo destino final es el vertedero controlado.

Un vertedero se considera sanitariamente controlado cuando se toman las medidas necesarias para evitar que resulte nocivo, molesto o cause deterioro al medio ambiente.

Consiste en una depresión del terreno natural o artificial en la que se vierten, compactan y recubren con tierra diariamente los residuos acumulados. En el fondo se trata de un tratamiento biológico de los desechos. En ausencia de oxígeno se produce una descomposición anaerobia de los mismos que degrada la materia orgánica a formas más estables y da lugar a la formación de biogás, mezcla de gases entre los que destaca el metano.

En función de cómo se dispongan los residuos y la tierra de cubrición, de lo que resulta el grado de compactación, se distinguen tres tipos de vertederos:

1. De baja densidad.

2. De media densidad.

3. De alta densidad.

En el primero, los residuos se extienden y compactan en capas de 1,5 a 2,5 m de espesor que se cubren con una capa de tierra diaria de 20-30 cm. Es necesaria la cubrición diaria. La densidad que resulta es de unas 0,5 Tm/m2.

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En los de densidad media, con densidades de 0,8 Tm/m2, las capas de residuos tienen espesores inferiores a los de baja densidad y no necesitan una cubrición tan frecuente.

El espesor de las capas de residuos en los de alta densidad es aún más pequeño que en los dos casos anteriores, lo que unido a la utilización de compactadores potentes da como resultado densidades de aproximadamente 1 Tm/m2.

En la planificación de un vertedero controlado es preciso considerar una serie de factores:

Relativos a la ubicación del vertedero:

1. Naturaleza hidrogeológica del terreno.

2. Topografía del terreno.

3. Condiciones climatológicas.

4. Dirección del viento.

5. Distancia de la zona de recogida.

6. Presencia de núcleos habitados.

Relativos a las instalaciones:

1. Tamaño del vertedero.

2. Red de drenaje eficaz.

3. Sistema de impermeabilización adecuado.

4. Sistema de recogida y tratamiento de los lixiviados.

5. Sistemas de evacuación y tratamiento de los gases producto de la fermentación anaerobia, biogás.

6. Control sanitario de plagas.

7. Vallado de las instalaciones.

8. Accesos y control de entradas y salidas

Relativos al funcionamiento:

1. Ruidos.

2. Malos olores.

3. Contaminación del aire.

4. Prevención de incendios.

5. Cumplimiento de las previsiones en cuanto a los grosores de las capas de residuos y de cubrición.

6. Prevención del impacto paisajístico y sobre la fauna salvaje.

Plan de recuperación medioambiental del vertedero una vez concluida su vida útil.

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Como consecuencia del tratamiento recibido se reduce el impacto medioambiental del vertido incontrolado. Al recubrir la basura con tierra se reduce la proliferación de plagas y la emisión de malos olores. Como no se quema la basura incontroladamente se reduce la contaminación del aire. No obstante siguen siendo muchos los inconvenientes:

1. Ocupación del territorio. Los vertederos ocupan grandes extensiones de terreno relativamente próximas a los núcleos urbanos. Según algunas estimaciones la basura producida por una población de 10.000 personas ocuparía en un año una superficie de una hectárea a 1,2 m de profundidad. A mayor distancia aumentan los costes de transporte proporcionalmente y aumentan las emisiones de gases de efecto invernadero producidos en el transporte.

2. Con frecuencia los vertederos ocupan ecosistemas valiosos. En ocasiones, áreas húmedas de alto valor ecológico se han convertido en vertederos.

3. Los vertederos requieren excavaciones y grandes movimientos de tierra que consumen gran cantidad de energía.

4. Se producen lixiviados, que son líquidos de composición variada producto de la descomposición y que se movilizan por la acción del agua de lluvia que se infiltra en el vertedero y deben ser evacuados y tratados para evitar la contaminación de las aguas subterráneas.

5. En los vertederos controlados se produce metano fruto de la descomposición anaerobia de los materiales orgánicos, ya que los materiales están enterrados. Existe un riesgo de explosión que debe ser evitado captando los gases resultantes. Además el metano es uno de los responsables del efecto invernadero.

6. Supone un derroche de recursos que podrían volver a entrar en el sistema productivo y cuya transformación supone un ahorro considerable en materias primas, energía e impacto medioambiental fruto de su extracción.

7. Los vertederos generan un altísimo rechazo social. Son fuente de molestias de todo tipo para la población ruido, contaminación, impacto visual, etc.

Medidas de mitigación

A pesar de esta problemática existen medidas factibles para reducir el impacto de los vertederos:

Las medidas de mitigación empleadas para reducir los impactos ambientales negativos de un relleno sanitario dependen de una serie de factores, entre los cuales destacan: las características del proyecto, tecnología usada, localización, condiciones de operación (tamaño, clima), etc.

1. La compactación de la basura puede reducir el coste energético y económico de su transporte y vertido. Con la tecnología actual se puede reducir la basura en volumen en un 60%.

2. Existen sistemas de transporte neumático que pueden reducir en áreas de gran densidad los costes.

3. El problema de los lixiviados puede reducirse con una adecuada planificación de la localización de los vertederos lejos de los acuíferos y las masas de agua

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superficial. Paralelamente son imprescindibles sistemas de drenaje que capten los lixiviados y los sometan a tratamiento. Éste puede ser:

Por aspersión. Se procede a la aspersión de los lixiviados sobre:

1. Superficies de vertido ya clausuradas con objeto de que se airee, evapore o sea absorbido.

2. Sobre el propio vertedero en zonas debidamente dotadas de una cubierta vegetal adecuada. Así se airean los lixiviados y la superficie actúa como un lecho bacteriano que ayuda a su desaparición.

Tratamientos físico-químicos :

1. Absorción.

2. Oxidación.

3. Precipitación.

4. Coagulación-floculación.

Percolación sobre escorias producto de la incineración de los residuos urbanos.

Transferencia a sistemas de depuración de aguas residuales urbanas:

1. Depuradoras convencionales.

2. Lagunas anaerobias.

3. Sistemas de lodos activados.

4. Sistemas de lechos bacterianos.

4. El biogás puede ser captado y aprovechado como fuente de energía, obteniéndose así ingresos suplementarios y evitándose emisiones indeseadas.

5. Hay que realizar la correcta impermeabilización del vertedero para evitar fugas subterráneas.

6. Con las medidas correctoras necesarias es posible recuperar medioambientalmente el espacio anteriormente ocupado por un vertedero.

Para terminar hay que indicar que el vertido controlado se considera como la última posibilidad y la menos deseable de todas.

Se ha eliminado por completo cualquier forma de vertido incontrolado o de vertido al mar. Éste se ha convertido con demasiada frecuencia en el receptor de vertidos de aguas residuales, residuos industriales, tóxicos y radioactivos.

LOS RESIDUOS LÍQUIDOS

Se denomina aguas servidas a aquellas que resultan del uso doméstico o industrial del agua. Se les llama también aguas residuales, aguas negras o aguas cloacales. Son residuales pues, habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo, algo que no sirve para el usuario directo; son negras por el color que habitualmente tienen. Algunos autores hacen una diferencia entre aguas servidas y aguas residuales en el sentido que las primeras solo provendrían del uso

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doméstico y las segundas corresponderían a la mezcla de aguas domésticas e industriales. En todo caso, están constituidas por todas aquellas aguas que son conducidas por el alcantarillado e incluyen, a veces, las aguas de lluvia y las infiltraciones de agua del terreno.

Las principales fuentes de aguas residuales son:

1. Aguas domésticas o urbanas.

2. Aguas residuales industriales (la cantidad y naturaleza de los vertidos industriales es muy variada, dependiendo del tipo de industria, de la gestión de su consumo de agua y del grado de tratamiento que los vertidos reciben antes de su descarga).

3. Aguas de usos agrícolas.

4. Aguas pluviales.

Las aguas residuales consisten de dos componentes, un efluente líquido y un constituyente sólido, conocido como lodo.

De acuerdo al Banco Mundial, menos del 5% de las aguas de alcantarillado de las ciudades reciben tratamiento. Con la ausencia de tratamiento, las aguas negras son por lo general vertidas en aguas superficiales, creando un riesgo obvio para la salud humana, la ecología y los animales. En Latinoamérica, muchas corrientes son receptoras de descargas directas de residuos domésticos e industriales.

Actualmente existe gran parte de las aguas negras que no reciben tratamiento por lo que a menudo muchas ciudades se encuentran altamente contaminadas y carentes de infraestructura de saneamiento para tratar los residuos peligrosos.

Es difícil generalizar acerca de cualquier condición en Latinoamérica, debido a la diversidad económica, social y ambiental de la región, tanto entre país como dentro de una misma nación. Una gran inquietud, es la gente pobre que vive en áreas urbanas y habita en colonias y áreas que no son adecuadas para el desarrollo (como laderas empinadas de cerros, pantanos, y planicies propensas a inundaciones). En Latinoamérica, existe una división marcada entre las poblaciones de escasos recursos y las de altos ingresos, con respecto al acceso a los servicios de saneamiento. Aproximadamente 18% de la población de escasos recursos cuenta con agua de tubería en sus casas, comparado con 80% de la población de altos ingresos. Las personas de escasos recursos se encuentran más susceptibles a las enfermedades y potencialmente están menos conscientes de cómo mantener las condiciones salubres, lo cual lleva a una mayor propagación de enfermedades en la población general.

Se sabe que las aguas residuales albergan microorganismos que causan enfermedades (patógenos), incluyendo virus, protozoos y bacteria. Los organismos patogénicos pueden originarse en los individuos infectados o en animales domésticos o salvajes, de los cuales pueden o no presentar señales de enfermedad.

La diarrea y la gastroenteritis se encuentran entre las tres principales causas de muerte en el mundo y en la región latinoamericana. El agua no segura para beber y la contaminación a través del desecho inadecuado de aguas negras son responsables por la gran mayoría de estas muertes. Este es un problema que está directamente relacionado con la presencia de

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enfermedades infecciosas tales como el cólera, hepatitis, disentería, gastroenteritis y muchas otras.

Necesidades de infraestructura

Para mejorar las condiciones de salud y saneamiento en las regiones en vías de desarrollo, se necesitan plantas de tratamiento eficientes para el manejo de agua potable y aguas residuales.

La construcción de una planta convencional para el tratamiento secundario de aguas residuales requiere de una inversión de capital considerable teniendo en cuenta la cantidad de habitantes. Sin embargo, los costos económicos asociados con un brote de enfermedad indican que la inversión inicial de capital valdría mucho la pena.

Además del desecho de residuos domésticos, también debe considerarse el control de residuos industriales, los cuales pueden ser altamente tóxicos y en muchos casos no pueden ser eliminados utilizando el tratamiento convencional de aguas residuales.

De forma general la prevención de la contaminación es mucho menos costosa que tratar de limpiar un suministro de agua contaminada o rectificar un brote de enfermedades contagiosas.

Opciones de tratamiento

Aunque cada región tiene sus propias necesidades correspondientes a métodos de tratamiento particulares, cierto número de opciones tradicionales y modernas de tratamiento se encuentran disponibles al diseñar una planta de tratamiento de aguas residuales. Es necesario hacer una evaluación del nivel óptimo de tratamiento requerido, al igual que una evaluación práctica de cuáles métodos de tratamiento están dentro del presupuesto. En aquellas áreas donde no es factible construir plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales, podrían emplearse muchas otras opciones naturales de tratamiento. El manejo efectivo de aguas residuales debe dar como resultado un efluente ya sea reciclado o reusable, o uno que pueda ser descargado de manera segura en el medio ambiente.

La meta del tratamiento de aguas residuales nunca ha sido producir un producto estéril, sin especies microbianas, sino reducir el nivel de microorganismos dañinos a niveles más seguros de exposición, donde el agua es comúnmente reciclada para el riego o usos industriales. Al escoger la tecnología apropiada de tratamiento, deben considerarse cierto número de factores, incluyendo la cantidad y composición de la corriente de residuos, los estándares del efluente, opciones indicadas de uso y desecho, opciones de pretratamiento industrial; y, factibilidad de funcionamiento (es decir, inquietudes económicas y técnicas).

Muchas opciones de tratamiento pueden ayudar a reducir los efectos de contaminación ambiental. La eficacia del tratamiento debe ser balanceada con el costo, la aplicación práctica y el cumplimiento con los métodos que han sido escogidos para la implementación. Para algunos ambientalistas, la opción más segura para deshacerse de los residuos puede ser la descarga costeña, pero a mayor distancia para minimizar el impacto sobre los nadadores. Aún así, se debe estar al tanto sobre la degradación de los arrecifes de coral en el Mar Caribe debido a que esto se ha atribuido a residuos humanos.

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El reuso de aguas residuales es una opción válida para el desecho, donde el medio ambiente puede filtrar efectivamente las corrientes de residuos moderadamente tratados. La minimización del ingreso de residuos peligrosos generados por procesos industriales (como, metales pesados) a las plantas de tratamiento, es algo clave para reducir los efectos tóxicos de estos efluentes, muchos de los cuales no pueden ser eliminados a través de procesos convencionales de tratamiento.

Formas de tratamiento de aguas residuales

Típicamente existen dos formas generales de tratar las aguas residuales. Una de ellas consiste en dejar que las aguas residuales se asienten en el fondo de los estanques, permitiendo que el material sólido se deposite en el fondo. Después se trata la corriente superior de residuos con sustancias químicas para reducir el número de contaminantes dañinos presentes.

El segundo método más común consiste en utilizar la población bacteriana para degradar la materia orgánica. Este método, conocido como tratamiento de lodos activados, requiere el abastecimiento de oxígeno a los microbios de las aguas residuales para realzar su metabolismo.

Los pasos básicos para el tratamiento de aguas residuales incluyen:

1. Pre tratamiento: remoción física de objetos grandes.

2. Deposición primaria: sedimentación por gravedad de las partículas sólidas y contaminantes adheridos.

3. Tratamiento secundario: digestión biológica usando lodos activados o filtros de goteo que fomentan el crecimiento de microorganismos.

4. Tratamiento terciario: tratamiento químico (por ejemplo, precipitación, desinfección). También puede utilizarse para realzar los pasos del tratamiento primario.

Las tecnologías de precipitación (coagulación y floculación) por lo general involucran sistemas de alimentación química sofisticados que a menudo se encuentran fuera del alcance tecnológico de los operadores de plantas de tratamiento de agua en las áreas más remotas. Mientras tanto, la filtración lenta con arena es utilizada más a menudo como una aplicación de agua potable, pero puede, bajo condiciones propicias, ser también utilizada para el control de aguas residuales, jugando un papel doble como un sistema de tratamiento biológicamente activo antes de alimentar las corrientes naturales de agua. Aún así, éstas también requieren un funcionamiento y mantenimiento cuidadoso.

Las alternativas para las operaciones de tratamiento de aguas residuales hechas por el hombre involucran cierto número de tratamientos naturales. Los sistemas de desecho en sitio (tanques sépticos o pozos negros) ofrecen una opción viable para deshacerse de los residuos, al ser debidamente manejados. Además, el uso de lagunas de estabilización, sistemas de tratamiento de terrenos y sistemas acuáticos para el desecho de residuos son adecuados, nuevamente, al ser manejados apropiadamente. Las lagunas de estabilización son una alternativa de bajo costo para el tratamiento de corrientes de residuos, pero requieren vastas extensiones de terreno.

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Las aguas de alcantarillado también pueden ser aplicadas al terreno y utilizadas como una fuente de agua para los cultivos agrícolas. Los sistemas de tratamiento acuático incluyen estanques o ciénagas con plantas que tienen la capacidad de tomar los contaminantes dañinos que se encuentran en las aguas negras. Estos sistemas pueden ser ciénagas naturales o hechas por el hombre.

Aunque existe la tecnología para producir un producto de agua potable de los efluentes de aguas residuales tratadas, los efluentes de aguas residuales son utilizados de manera más eficiente como aguas de enfriamiento en aplicaciones industriales, riego, aguas para recreo designadas solamente para un contacto corporal parcial (como velear) y uso doméstico no potable (como el inodoro). El efluente de aguas residuales parcialmente tratadas también puede utilizarse para recargar los acuíferos subterráneos, donde el suelo actúa como filtro natural, eliminando los contaminantes.

Tratamiento de aguas residuales industriales.

También al igual que en el caso de las aguas residuales urbanas, para el tratamiento de las aguas residuales industriales podemos hablar de los mismos procesos generales:

Tratamientos primarios. Tratamientos secundarios. Tratamientos terciarios.

Utilizándose sólo los que sean de aplicación al proceso industrial concreto. Los principales tratamientos en cada una de las categorías son:

Pretratamientos y tratamientos primarios: Cribado, neutralización, coagulación-floculación, sedimentación, filtración, floculación, desarenado y desaceitado. Tienen por objeto la eliminación de sólidos en suspensión, coloides, metales pesados y aceites y grasas.

Tratamientos secundarios: Lodos activados, filtros percoladores, lagunaje, etc. Se elimina materia orgánica biodegradable.

Tratamientos terciarios:

Procesos de oxidación (destrucción o transformación de materia orgánica y compuestos inorgánicos oxidables) y de reducción.

Procesos de precipitación química: eliminación de metales y aniones inorgánicos. Arrastre con aire o vapor (stripping): eliminación de compuestos volátiles. Procesos de membrana (ósmosis inversa, ultrafiltración, electrodiálisis,...) y de

intercambio iónico: eliminación de especies disueltas y coloides en su caso. Procesos de adsorción con carbón activo. Eliminación de compuestos orgánicos. Procesos de incineración. Eliminación de compuestos orgánicos. Procesos electroquímicos: electrolisis y electromembranas. Eliminación o

transformación de especies disueltas.

Diagrama General de Tratamiento

En la Grafica No.1 se muestra el Diagrama General de Tratamiento

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Grafica No.1 Diagrama General de Tratamiento

1. Tratamientos Físico - Químico.

Con la denominación de tratamientos físico-químico de aguas residuales industriales se engloban una serie de tratamientos primarios y terciarios que se suelen aplicar frecuentemente en las industrias.

a) Tratamientos primarios:

Homogenización de efluentes: con el mezclado y homogenización de los distintos efluentes generados en el proceso productivo se consigue disminuir las fluctuaciones de caudal de los diferentes vertidos, consiguiendo una única corriente de caudal y concentración más constante. Se suelen realizar en tanques agitados.

Cribado: al igual que en el caso de las aguas residuales urbanas, esta etapa sirve para eliminar los sólidos de gran tamaño presentes en el agua residual. Se suelen realizar mediante rejillas, con aberturas entre 5-90 mm.

Neutralización: la neutralización (tratamiento ácido-base del agua residual) puede utilizarse para los siguientes fines: Ajuste final del pH del efluente último antes de la descarga al medio receptor: 5,5-

9. Antes del tratamiento biológico: pH entre 6,5-8,5 para una actividad biológica

óptima. Precipitación de metales pesados: es la aplicación más importante. Intervienen

diversos factores: producto de solubilidad del metal, pH óptimo de precipitación, concentración del metal y del agente precipitante, presencia de agentes

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complejantes del metal (cianuros, amonio). Los metales pesados se precipitan normalmente en forma de hidróxidos, utilizando cal hasta alcanzar el pH óptimo de precipitación (6-11).

Coagulación-floculación: para eliminar sólidos en suspensión y material coloidal. La Coagulación consiste en la desestabilización de las partículas coloidales,

empleando productos químicos (coagulantes) que neutralizan la carga eléctrica de los coloides;

La Floculación consiste en la agrupación de las partículas coloidales desestabilizadas, formando agregados de mayor tamaño denominados “flóculos”, los cuales sedimentan por gravedad. Para favorecer la formación de flóculos más voluminosos y su sedimentación, se suelen utilizar determinados productos químicos (floculantes), generalmente de naturaleza polimérica. Estos floculantes establecen puentes de unión entre los flóculos inicialmente formados.

Los principales compuestos químicos usados como coagulantes son:

- sales de aluminio: sulfato de aluminio, cloruro de aluminio, policloruro de aluminio (polímero inorgánico de aluminio).

- Sales de hierro: cloruro de hierro (III), sulfato de hierro (III). Decantación: Se utiliza para la eliminación de materia en suspensión que pueda llevar

el agua residual, eliminación de los flóculos precipitados en el proceso de coagulación floculación o separación de contaminantes en un proceso de precipitación química (metales, p.e)

Filtración: Es una operación que consiste en hacer pasar un líquido que contiene materias en suspensión a través de un medio filtrante que permite el paso del líquido pero no el de las partículas sólidas, las cuales quedan retenidas en el medio filtrante. De este modo, las partículas que no han sedimentado en el decantador son retenidas en los filtros.

Separación de fases: Separación sólido-líquido: separación de sólidos en suspensión. Se suelen emplear

la sedimentación, la flotación (para sólidos de baja densidad) y la filtración. Separación líquido-líquido: la separación de aceites y grasas es la aplicación más

frecuente.

En la Tabla No.5 se muestran los tratamientos primarios

Tabla No.5. Tratamientos primarios

Cribado Eliminación material flotante > 5 mmHomogenización de efluentes Neutralización unos con otros.

Caudales y concentraciones más homogéneas.Neutralización Precipitar metales pesados.

PH apto para tratamientos biológicos.Separación de fases Solido-liquido:

SedimentaciónFlotaciónFiltración

Proceso de clarificación.

Liquido-liquido: Flotación

Separación de grasas y aceites.

b) Tratamientos terciarios:

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El objetivo principal de los tratamientos terciarios es la eliminación de contaminantes que perduran después de aplicar los tratamientos primario y secundario; son tratamientos específicos y costosos, que se usan cuando se requiere un efluente final de mayor calidad que la obtenida con los tratamientos convencionales. Las principales técnicas son:

Arrastre con vapor de agua o aire: denominados como procesos de “stripping”, para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COV), como disolventes clorados (tricloroetileno, clorobenceno, dicloroetileno, etc.) o contaminantes gaseosos (amoníaco, etc.).

Procesos de membrana: en estos procesos el agua residual pasa a través de una membrana porosa, mediante la adición de una fuerza impulsora, consiguiendo una separación en función del tamaño de las moléculas presentes en el efluyente y del tamaño de poro de la membrana.

Intercambio iónico: sirve para eliminar sales minerales, las cuales son eliminadas del agua residual que atraviesa una resina, por intercambio con otros iones (H+ en las resinas de intercambio catiónico y OH- en las de intercambio aniónico) contenidos en la misma.

Adsorción con carbón activo: para eliminar compuestos orgánicos. Se puede utilizar en forma granular (columnas de carbón activado granular: GAC) y en polvo (PAC).

Procesos de oxidación: sirven para eliminar o transformar materia orgánica y materia inorgánica oxidable.

Los principales procesos de oxidación se pueden clasificar en:

procesos convencionales de oxidación: se usan como oxidantes ozono, peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, hipoclorito de sodio, cloro y oxígeno.

Procesos de oxidación avanzada:- combinaciones de oxidantes: O3 + UV, O3 + H2O2, H2O2 + UV, O3 + alto pH.- procesos a alta temperatura y presión: oxidación con aire húmedo (WAO),

oxidación en condiciones supercríticas, etc.- detoxificación solar: utiliza la radiación UV solar, con catalizador de TiO2.

Procesos de reducción: para reducir elementos metálicos en alto estado de oxidación (reducción de Cr6+ a Cr3+ mediante sulfito de sodio, tiosulfato de sodio, sulfato ferroso, etc).

Precipitación química: se basa en la utilización de reacciones químicas para la obtención de productos de muy baja solubilidad. La especie contaminante a eliminar pasa a formar parte de esa sustancia insoluble, que precipita y puede ser separada por sedimentación y filtración.

Procesos de membrana: en estos procesos el agua residual pasa a través de una membrana porosa, mediante la adición de una fuerza impulsora, consiguiendo una separación en función del tamaño de las moléculas presentes en el efluyente y del tamaño de poro de la membrana.

Intercambio iónico: sirve para eliminar sales minerales, las cuales son eliminadas del agua residual que atraviesa una resina, por intercambio con otros iones (H+ en las resinas de intercambio catiónico y OH- en las de intercambio aniónico) contenidos en la misma.

Adsorción con carbón activo: para eliminar compuestos orgánicos. Se puede utilizar en forma granular (columnas de carbón activado granular: GAC) y en polvo (PAC).

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Procesos de oxidación: sirven para eliminar o transformar materia orgánica y materia inorgánica oxidable. Los principales procesos de oxidación se pueden clasificar en:

Procesos convencionales de oxidación: se usan como oxidantes ozono, peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, hipoclorito de sodio, cloro y oxígeno.

Procesos de oxidación avanzada: - combinaciones de oxidantes: O3 + UV, O3 + H2O2, H2O2 +UV, O3 + alto pH.

Procesos a alta temperatura y presión: oxidación con aire húmedo (WAO), oxidación en condiciones supercríticas, etc.

Detoxificación solar: utiliza la radiación UV solar, con catalizador de TiO2.

Procesos de reducción: para reducir elementos metálicos en alto estado de oxidación (reducción de Cr6+ a Cr3+ mediante sulfito de sodio, tiosulfato de sodio, sulfato ferroso, etc).

Precipitación química: se basa en la utilización de reacciones químicas para la obtención de productos de muy baja solubilidad. La especie contaminante a eliminar pasa a formar parte de esa sustancia insoluble, que precipita y puede ser separada por sedimentación y filtración.

c) Tratamientos biológicos o secundarios

Los tratamientos secundarios son procesos biológicos, en los que la depuración de la materia orgánica biodegradable del agua residual se efectúa por la actuación de microorganismos (fundamentalmente bacterias), que se mantienen en suspensión en el agua o bien se adhieren a un soporte sólido formando una capa de crecimiento.

Los efluentes industriales con carga orgánica depurable por métodos biológicos, corresponden principalmente a industrias de carácter agroalimentario, aunque otras industrias como papeleras, farmacéuticas, etc., también producen vertidos que pueden ser sometidos a estos tratamientos secundarios.

Los procesos biológicos pueden ser de dos tipos principales: aerobios y anaerobios (en ausencia de aire); en general, para aguas con alta carga orgánica (industrias agroalimentarias, residuos ganaderos, etc.) se emplean sistemas anaerobios y para aguas no muy cargadas, sistemas aerobios. En la práctica pueden ser empleadas ambas técnicas de forma complementaria.

Los tratamientos biológicos engloban tanto el proceso de reacciones biológicas comentado, como la posterior separación de los fangos por decantación.

Entre las variables a controlar en estos procesos se encuentran la temperatura (en anaerobios esencialmente), oxígeno disuelto, el pH, nutrientes, sales y la presencia de inhibidores de las reacciones.

a) Tratamientos aerobios.

Los más empleados son el de lodos activados y tratamientos de bajo coste: filtros percoladores, biodiscos, biocilindros, lechos de turba, filtros verdes y lagunaje (este sistema

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se puede considerar como “mixto”, ya que se dan tanto en procesos aerobios como anaerobios, dependiendo de la profundidad). En todos estos procesos, la materia orgánica se descompone convirtiéndose en dióxido de carbono, y en especies minerales oxidadas.

d) Tratamientos anaerobios.

La descomposición de la materia orgánica por las bacterias se realiza en ausencia de aire, utilizándose reactores cerrados; en un proceso anaerobio, la mayoría de las sustancias orgánicas se convierte en dióxido de carbono y metano. Los productos finales de la digestión anaerobia son el biogás (mezcla gaseosa de metano, dióxido de carbono, hidrógeno, nitrógeno y sulfuro de hidrógeno), que se puede aprovechar para la producción energética, y los lodos de digestión (compuestos no biodegradables y biomasa). Estos tratamientos tienen tres aplicaciones principales:

Residuos ganaderos.

Aguas residuales industriales con alta carga orgánica.

Lodos de depuradora.

e) Tratamientos mixtos:

En algunos casos se utilizan tratamientos aerobios y anaerobios, bien de forma consecutiva, alternante o produciéndose ambos a la vez.

Esto último es lo que sucede en las denominadas lagunas facultativas, con zonas de depuración aerobia (zona más superficial) y anaerobia (zonas más profundas). En los sistemas de lagunaje se combinan las lagunas de los tres tipos, anaerobias, aerobias y facultativas.

LOS RESIDUOS SEMISÓLIDOS

En todo tratamiento de aguas residuales se producen, junto al agua depurada, una serie de lodos o fangos que deben ser tratados adecuadamente. Según el tipo de tratamiento y la naturaleza de los contaminantes eliminados, serán lodos de naturaleza predominantemente inorgánica u orgánica.

Los objetivos finales buscados en el tratamiento de los lodos son:

Reducción de volumen: concentración del fango para hacer más fácil su manejo.

Reducción del poder de fermentación: reducción de materia orgánica y de patógenos, para evitar la producción de olores y la evolución del lodo sin control.

Las principales etapas en el tratamiento de los lodos son:

Espesamiento: reducción de volumen en tanques de sedimentación o flotación, según la naturaleza del fango. A veces se realiza un acondicionamiento previo, de tipo físico-químico (coagulación floculación, elutriación) o térmico.

Digestión: para fangos de naturaleza orgánica. En procesos de carácter aerobio (similar a fangos activos) o anaerobio (aprovechamiento energético).

Deshidratación y secado: con el objetivo de una eliminación lo más completa posible del agua del fango. Normalmente con una etapa de acondicionamiento previo.

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Métodos más utilizados: filtros de vacío, filtros prensa, filtros banda, centrífugas, evaporación térmica o en eras de secado.

Evacuación: depósito o destino final de los lodos. Métodos principales:

vertedero de seguridad o de residuos sólidos urbanos según sus características;

incineración con o sin adición de combustible adicional según el poder calorífico de los lodos, se generan cenizas, escorias y gases que necesitan tratamiento, con o sin recuperación de energía;

compostaje, descomposición biológica controlada, de la materia orgánica, en condiciones aerobias, con el fin de obtener “compost” (abono orgánico)

Los rellenos sanitarios, las desembocaduras a corta distancia de la costa y lagunas han servido de depósitos para deshacerse del lodo. El lodo puede ser tratado y utilizado para una variedad de propósitos. La digestión del lodo de alcantarillado puede producir gas metano, el cual es útil para la producción de calor y energía.

El lodo también ha sido utilizado en los cultivos agrícolas y en terrenos forestales, añadiendo sustancias nutritivas a los suelos deficientes.

La presencia de contaminantes dañinos, incluyendo patógenos y metales pesados, es algo de qué preocuparse al deshacerse del lodo y deben tomarse los pasos apropiados para minimizar su presencia. El lodo también puede ser utilizado como abono para producir fertilizantes o puede ser horneado para fabricar ladrillos para construcción.

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