Sobre el CEPIS CEPIS/OPS/OMS

 

DESECHOS SÓLIDOS - PRINCIPIOS DE INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN
George Tchobanoglous, Hilary Theissen y Rolf Eliassen
Mérida, Venezuela - 1982
Capítulo 5

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5. Manejo, Almacenamiento y Procesado In Situ

El manejo, almacenamiento y procesado de los desechos sólidos en la fuente, antes de ser recogidos es el segundo de seis elementos funcionales en el sistema de manejo de desechos sólidos. Debido a que este elemento puede tener un efecto importante sobre la salud pública, sobre elementos funcionales subsiguientes y sobre actitudes públicas relacionadas con la operación del sistema, es importante entender lo que comprende.

Este capítulo incluye: 1) Una descripción breve de los aspectos estéticos y de salud y 2) discusiones detalladas de los métodos de manejo, almacenamiento y procesado y equipo de fuentes residenciales.

Mientras las residencias y tipo de construcciones se pueden clasificar en varias formas, para el propósito es adecuada una clasificación basada en el número de pisos. Las tres clasificaciones más frecuentemente usadas y adoptadas en este texto son: poca altura, menos de cuatro pisos; altura media, de cuatro a siete pisos y altos, más de siete pisos (4). En la discusión del almacenamiento en la fuente, las construcciones residenciales de poca altura se subdividen en las siguientes categorías. viviendas separadas unifamiliares, unifamiliares unidas, como hileras o casas de poblaciones y multifamiliares, en las cuales son típicos los jardines de apartamentos.

Se anota que el procesado en el sitio puede tener lugar en cualquier tiempo antes de la recolección (antes, durante o después de almacenado) y además, se discute de la forma en que sea apropiado a lo largo del capitulo. La discusión principal del procesado se presenta en la última sección del capitulo.

Los desechos peligrosos se discuten por separado en el capitulo 11, debido a su importancia crítica y exigencias especial izadas.

 

5.1. Salud Pública y Estética

Aunque los desechos sólidos residenciales representan una pequeñísima parte de los desechos totales producidos en los Estados Unidos (5 por ciento o menos), ellos son quizá los más importantes debido a que se producen en áreas con espacio limitado de almacenamiento; como resultado, pueden tener impactos apreciables de salud pública y estéticos.

Los intereses de Salud Pública están relacionados principalmente a la infestación de áreas utilizadas para el almacenamiento de desechos sólidos con sabandijas e insectos que, frecuentemente, sirven como un depósito potencial de enfermedad. Hasta donde se sabe la medida más efectiva de control para ratas y moscas es el saneamiento apropiado. Típicamente, esto comprende el uso de recipientes con tapas ajustadas, el lavado periódico de los recipientes lo mismo que de las áreas de almacenamiento y la remoción periódica de materiales biodegradables (generalmente en menos de 8 días), lo cual es especialmente importante áreas con climas cálidos. En la Referencia 6 se puede encontrar una excelente descripción de las relaciones desechos sólidos - enfermedad.

Las consideraciones estéticas están relacionadas a la producción de olores y las condiciones desagradables a la vista que se pueden desarrollar cuando no se da atención adecuada al mantenimiento de condiciones sanitarias. La mayoría de los olores se puede controlar mediante el uso de recipientes con tapas ajustadas y manteniendo una frecuencia razonable de recolección. Si persisten los olores, se puede rociar el contenido del recipiente con un producto adecuado temporalmente. Para mantener condiciones estéticas, se debe fregar y lavar el recipiente periódicamente.

 

5.2. Manejo en el Origen o In Situ

El manejo en el origen se refiere a actividades asociadas con el manejo de los desechos sólidos hasta que son colocados en recipientes utilizados para su almacenamiento antes de la recolección. Dependiendo del tipo de servicio de recolección, también se puede necesitar manejo para remover los recipientes llenos hasta el sitio de recolección y para devolver los recipientes vacíos al lugar donde se colocan entre las recolecciones. Las personas responsables del manejo en la fuente y del equipo auxiliar y las instalaciones que normalmente se utilizan en las fuentes donde se producen los desechos, se enumeran en la Tabla 5.1. En la siguiente discusión se describen los métodos de manejo en el origen utilizados en fuentes residenciales y comerciales. Los métodos de manejo en otras fuentes son variantes de estos mismos métodos, pero no se discuten porque tienden a ser específicos para cada fuente.

Residencial

Debido a las diferencias importantes en las operaciones de manejo de desechos sólidos, para viviendas de poca altura y apartamentos de altura media y elevada, en la siguiente discusión se considera a cada una por separado.

Edificaciones de Poca Altura. Como se muestra en la Tabla 5.1. los residentes u ocupantes de las edificaciones de poca altura son responsables de colocar los desechos sólidos, que son producidos y acumulados, en recipientes de almacenamiento que se han colocado en varios lugares dentro y alrededor de las edificaciones. Los t i pos de recipientes utilizados y su ubicación se describen en la siguiente sección sobre almacenamiento. Ahora se dispone de compactadores domiciliarios para reducir el volumen de los desechos a ser recolectados. En muchos lugares se usan carros de mano para transportar los recipientes al lugar de recolección.

Tabla 5.1. Equipo Típico Utilizado para el Manejo de Desechos Sólidos en el Origen, por Fuentes de Desechos

Fuente

Personal Responsable

Equipo Auxiliar e Instalaciones

Residencial
Poca altura Residentes, ocupantes Compactadores en viviendas, pequeños carros de mano
Altura Media Ocupantes, cuadrillas de mantenimiento de edificios, servicio de conserjería, administradores Conductos por gravedad, servicio de ascensores, carros de recolección, transportadores neumáticos
Edificios Altos Ocupantes, cuadrillas de mantenimiento de edificios, servicio de conserjería Conductos por gravedad, servicio de ascensores, carros de recolección, transportes neumáticos
Comercial Empleados, servicio de conserjería Carros de recolección sobre ruedas o fijos, trenes de recipientes, sacos de tela, servicio de ascensores, transportadores, transportadores neumáticos
Industrial Empleados, servicio de conserjería Carros de recolección sobre ruedas o fijos, trenes de recipientes, sacos de tela, servicio de ascensores, transportadores
Areas Libres Propietarios, oficiales de parques Recipientes a prueba de vándalos
Lugares de Plantas de Tratamiento Operadores de plantas Transportadores varios y otro equipo e instalaciones operadas a mano
Agrícola Propietarios, trabajadores Varía con la conveniencia individual

 Apartamentos en Edificaciones de Altura Media y Altos. Los métodos de manejo en la mayoría de los edificios de apartamentos de altura media son similares a los que se utilizan en edificaciones de poca altura y edificios altos, o varias combinaciones de ambos. Los métodos varían dependiendo de la edad y localización de los edificios. En algunos de los edificios más antiguos de apartamentos de media altura, todavía es una práctica común para los ocupantes colocar recipientes frente a la entrada del apartamento y el recolector de los desechos los recoge en cada piso.

En edificaciones altas de apartamentos (por encima de siete pisos). Los métodos más comunes de manejo de los desechos sólidos comprende uno o más de los siguientes pasos: 1) Los desechos son recogidos por personal de mantenimiento o porteros de los diferentes pisos y llevados al sótano o área de servicio; 2) los ocupantes; 3) los desechos, generalmente en bolsas, son colocados por los ocupantes en conductos verticales especialmente diseñados (generalmente circulares con aberturas localizadas en cada piso), Ver Figura 5.1.

 

Donde se usan molinos de basura en las cocinas, los desechos de alimentos y otros materiales desmenuzables se muelen y descargan al sistema de recolección de aguas residuales. Los periódicos se pueden empacar y colocar para que sean recogidos por personal de recuperación de materiales o cuadrillas municipales, o pueden ser llevados por los ocupantes, empacados o sueltos, al área de servicio para recoger o disponer. Los objetos voluminosos generalmente son llevados al área de servicio por los ocupantes. Las cuadrillas de mantenimiento de los edificios son responsables de manejar o procesar los desechos acumulados en el área de servicio. Donde se utilizan equipos e instalaciones de procesado, como incineradores y compactadores, junto con conductos de desechos sólidos, el personal de mantenimiento del edificio es responsable de manejar el residuo del incinerador y/o los desechos comprimidos, lo mismo que otros materiales llevados a las áreas de servicio por los ocupantes.

Los ductos para edificios de apartamentos se encuentran disponibles en diámetros de 12 a 36 pulgadas (30 a 90 cms.), el tamaño más común es de 24 pulgadas (60 cm) de diámetro. Todos los ductos disponibles se pueden dotar con puertas adecuadas de entrada, ya sean goznes laterales o de fondo, para instalación en los diferentes niveles de los pisos (4). Entre los muchos accesorios disponibles hay desvíos por sección en las estaciones de entrada, puertas de cierre completo, aspersores, sistemas de desinfección, aislamiento y ventiladores de techo. Se recomienda el uso de una unidad de desinfección y saneamiento debido a que, en general, se ha encontrado que la limpieza del ducto y la ausencia de olores dependen en gran parte de su uso (5). En el diseño de ductos para edificios altos, se deben considerar las variaciones en las tasas a las que son descargados los desechos sólidos. En la Figura 5.2. se muestran tasas típicas de descarga en apartamentos con ductos; en el dimensionamiento de ductos es coman suponer 1) que la densidad de los desechos sólidos es igual a 150 lb/yd3, 2) que todos los desechos diarios serán descargados en un período de 4 horas, 3) que entre 1 y 2 lb de desechos son producidos cada día por cada ocupante.

Fig. 5.2. Variación típica en las tasas de descarga de desecho sólido para apartamentos altos con ductos. (8) .

En algunos de los desarrollos más recientes en edificios de apartamentos, se han usado sistemas subterráneos de transporte neumático junto con ductos individuales en cada edificio, Ver Figura 5.3. Los sistemas neumáticos subterráneos se han utilizado para transportar desechos, desde los puntos de descarga de los ductos en cada edificio, a un lugar central para almacenamiento en recipientes grandes para procesado en el origen: En esta aplicación se han utilizado sistemas de transporte a presión y al vacío.

Fig. 5.3. Sistema neumático de transporte de desechos sólidos (sistemas AVAC, Inc.)

Comercial

En la mayoría de los edificios de oficinas y comerciales los desechos que se acumulan en las oficinas individuales o lugares de trabajo, generalmente son recogidos en recipientes relativamente grandes montados sobre rodillos. Una vez llenos, estos recipientes se remueven por medio del ascensor de servicio, si hay alguno, y se vacían en: 1) Grandes recipientes de almacenamiento ó 2) se usan compactadores junto con los recipientes de almacenamiento ó 3) compactadores estacionarios que pueden comprimir el material en bloques o en recipientes especialmente diseñados, y 4) otro equipo de procesado.

Debido a que muchos edificios grandes de oficinas y comerciales fueron diseñados sin provisión adecuada para almacenamiento, en el origen, de los desechos sólidos, el equipo, procesado y almacenamiento que se usa ahora es a menudo inadecuado y tiende a crear problemas de manejo. Un método común de manejo en tales situaciones es vaciar el contenido de los recipientes utilizados para recoger los desechos de las oficinas individuales en sacos de lona. Una vez que se ha cargado el saco de lona se atan por las

esquinas y se llevan al sótano donde se amontonan hasta la recolección. Este método trabaja y se usa extensamente aunque no es especialmente atractivo desde el punto de vista de manejo de materiales.

 

5.3. Almacenamiento en el Origen o In Situ

Los factores que se deben considerar en el almacenamiento en el origen de desechos sólidos incluyen: 1) el tipo de recipiente a ser usado, 2) la ubicación del recipiente, 3) la salud pública y la estética, y 4) los métodos de recolección a ser usados. Los dos primeros factores se describen en la siguiente discusión, los aspectos de salud pública y estética se discutieron antes en este capítulo. En el capitulo 6 se discuten varios métodos de recolección y en las referencias 1 a 4 se pueden encontrar detalles adicionales.

Recipientes

Los tipos y las capacidades de los recipientes usados dependen, en gran parte, de las características de los desechos sólidos a ser recolectados, la frecuencia de la recolección, el espacio disponible para colocar los recipientes. En la Tabla 5.2. se resumen los tipos y capacidades de los recipientes comúnmente usados ahora para almacenamiento de desechos sólidos en el origen. En la Tabla 5.3. se reportan las aplicaciones y limitaciones típicas de los recipientes. Algunos de los tipos más comunes de recipientes se muestran en las Figuras 5.4 y 5.5.

Tabla 5.2. Datos de los Tamaños y Tipos de Recipientes Usados para Almacenamiento de los Desechos Sólidos

Capacidad

Dimensiones

Unidad

Rango

Típico

Unidad

Típico

Pequeño
Recipiente plástico o metal galvanizado

gal.

20-40

30

pg

20D x 26H (30 gal)

Barril, plástico, aluminio o fibra

gal.

20-65

30

pg

20D x 26H (30 gal)

Bolsas desechables de papel estándar

gal.

20-55

30

pg

15W x 12d x 43H (30 gal)

Resistente a escapes

gal.

20-55

30

pg

como el anterior

A prueba de escapes

gal.

20-55

30

pg

como el anterior

Bolsas plásticas desechables

18W x 15d x 40H (30 gal)

Recipiente Mediano

yd3

1-10

4

pg

72W x 42d x 65H (4 yd3)

Recipiente Grande
Abierto arriba con rodamientos (llamados también cajas de escombros)

yd3

12-50

±

pie

8W x 6H x 20L (35 yd3)

Usado con compactador estacionario

yd3

20-40

±

pie

8W x 6H x 18L (30 yd3)

Equipado con mecanismo de compactación incluido

yd3

20-40

±

pie

8W x 8H x 22L (30 yd3)

Recipiente Montado en Trailer
Abierto arriba

yd3

20-50

±

pie

8W x 12H x 20L (35 yd3)

Cerrado, equipado con mecanismo de compactación

yd3

20-40

±

pie

8W x 12H x 24L (35 yd3)

* D = Diámetro, H = Altura, W = ancho, d = profundidad
+ El tamaño varía con las características de los desechos y las condiciones locales del sitio

NOTA: gal x 0.003785 = m3
pg x 2.54 = cm
yd x 0.7646 = m3
pie x 0.3048 = m

Tabla 5.3. Aplicaciones y Limitaciones Típicas de los Recipientes Usados para Almacenamiento de Residuos Sólidos en el Origen

Tipo de Recipiente

Aplicaciones Típicas

Limitaciones

Pequeño    
Recipiente, plástico o metal galv. Fuentes de desecho de muy poco volumen, como casas, sendas en parques, pequeños estanques y pequeños establecimientos comerciales aislados; áreas residenciales de poca altura con servicio de recolección asignado. Los recipientes se dañan con el tiempo y se degradan en apariencia y capacidad; los recipientes aumentan el peso que se debe levantar durante las operaciones de recolección; los recipientes no son suficientemente grandes para contener desechos voluminosos.
Bolsas de papel desechables Casas individuales con servicio de recolección; se pueden usar solas o como forro interior de un recipiente doméstico; áreas residenciales de altura baja y media. El almacenamiento en las bolsas es más costoso; si las bolsas se colocan sobre las aceras, los perros y otros animales las rompen y esparcen su contenido, las bolsas mismas aumentan los desechos.
Bolsas de plástico desechables Casas individuales con servicio de recolección, se pueden usar solas o como forro interior de un recipiente; para climas fríos, las bolsas son útiles para guardar basura húmeda dentro de recipientes domésticos lo mismo que en recipientes comerciales; áreas comerciales e industriales. El almacenamiento en las bolsas es más costoso; las bolsas se desgarran fácilmente produciendo dispersión y condiciones desagradables, las bolsas se vuelven quebradizas en climas muy fríos, se producen roturas, el poco peso y la durabilidad del plástico crea problemas posteriores de disposición.
Recipientes medianos Fuentes de desechos de volumen medio que también pudieran tener desechos voluminosos; la ubicación se debe seleccionar para la recolección, proceso directo de camiones, áreas residenciales de alta densidad, áreas comerciales e industriales. La nieve dentro de los recipientes forma hielo y disminuye la capacidad mientras aumenta el peso; es difícil alcanzar a los recipientes después de nevadas fuertes.
Recipientes grandes de tapa abierta Areas comerciales de gran volumen, desechos voluminosos en áreas industriales: la ubicación debe estar en un área cubierta con acceso directo de camiones. El costo inicial es alto, la nieve dentro de los recipientes reduce su capacidad.
Recipiente usado con compactador estacionario Areas comerciales con volúmenes muy altos de desechos, la ubicación debe ser fuera de las edificaciones con acceso directo de los camiones de recolección. El costo inicial es alto, si se compacta demasiado el recipiente es difícil descargarlo en el lugar de disposición.

 

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Fig. 5.4. Recipientes usados para almacenar desechos sólidos in situ en viviendas de poca altura

 

(a)

(b)

Fig. 5.5. Recipientes usados para almacenamiento de desechos sólidos en el origen; en apartamentos e instalaciones comerciales: a) apartamentos de poca altura, b) establecimientos comerciales

Con disponibilidad abundante de productos de papel y plásticos, ahora es común el uso de forros en los recipientes; todos los tipos de espesores y grados de materiales son disponibles. Nuevamente, en la mayoría de las áreas, se ha dejado al proletario decidir que tipo de forro a usar, si lo hace. Una desventaja del uso de forros es la de si se van a recuperar desechos, metales o vidrio, o si van a ser incinerados, es necesario romper las bolsas en una etapa de procesado; así, aunque su uso puede ser una conveniencia para el propietario de la casa, los forros pueden no ser ideales desde el punto de vista de recuperación y recirculación.

En complejos de apartamentos de poca altura, se han usado un número de diferentes recipientes de almacenamiento. Los dos tipos más comunes son: 1) recipientes individuales de plástico o metal galvanizado y 2) recipientes grandes portátiles o fijos. Donde los edificios de apartamentos están agrupados unos cerca de otros, se asignan recipientes a edificios individuales y con frecuencia se ubican en un área común.

Aunque los recipientes individuales son usados en algunas edificaciones de apartamentos de poca altura, la práctica más común es utilizar uno o más recipientes grandes para un grupo de edificios. Típicamente, los recipientes permanecen en áreas cerradas con acceso fácil a una calle cercana. Con frecuencia, se cubren los sitios para los recipientes; en la mayoría de los lugares los recipientes están equipados con asideras o rodamientos de manera que se puedan mover fácilmente para ser vaciados en los vehículos de recolección o en el equipo de procesado en el origen.

Edificios de Apartamentos de Altura Media y Altos. Donde se dispone de ductos para desechos sólidos, no se usan recipientes separados para almacenamiento. En algunos edificios antiguos de apartamentos de mediana altura y altos sin ductos, los desechos se almacenan en recipientes en los predios entre recolecciones .Los medios más comunes de almacenamiento, utilizados para desechos acumulados de apartamentos individuales, Incluyen: 1) recipientes grandes abiertos arriba: 2) recipientes cerrados de almacenamiento o bolsas desechables usadas junto con compactadores estacionarios, 3) recipientes equipados con un mecanismo interno de compactación y 4) recipientes especiales usados junto con equipo de procesado.

Comercial. Las técnicas de almacenamiento utilizadas en instalaciones comerciales dependen, en gran parte, de los métodos internos utilizados para recolectar los desechos producidos en varios lugares dentro de la instalación y e espacio disponible, Ver Figura 5.5. Normalmente se usan recipientes grandes abiertos en el tope. El uso de recipientes equipados con mecanismos de compactación junto con compactadores estacionarios está aumentando donde se produce una cantidad considerable de material recuperable; también se puede usar equipo especial de procesado en el origen.

Ubicación de los Recipientes

Los recipientes usados en viviendas separadas, de poca altura, generalmente se colocan entre recolecciones. 1) a los lados o detrás de la casa, 2) en caminos cuando la recolección se hace en los caminos, 3) en el garaje o donde se disponga alguna ubicación común destinada específicamente para ese propósito. Aunque se han utilizado canecas sobre el suelo, no se recomiendan. Cuando dos o más viviendas están cerca una de otra, se puede construir una placa de concreto en algún lugar conveniente entre ambas. La loza puede estar abierta o encerrada por un corral de madera, se pueden desarrollar condiciones antihigiénicas en las placas con corral a menos que se supervisen cuidadosamente.

La ubicación de los recipientes en instalaciones comerciales e industriales existentes depende tanto de la ubicación del espacio disponible como de las condiciones de acceso del servicio. En muchos de los últimos diseños se han incluido áreas especificas para este propósito. Con frecuencia, debido a que los recipientes no son propiedad de la actividad comercial o industrial, las ubicaciones y tipos de recipientes a ser usados para el almacenamiento en el origen debe ser escogido, de común acuerdo, entre el propietario de la construcción y la agencia pública o privada de recolección.

 

5.4. Procesado de Desechos Sólidos en el Origen o In Situ

La trituración, separación, compactación, fragmentación, digestión controlada y formación de pulpa son todos métodos usados de procesado en el origen para: 1) reducir el volumen, 2) alterar la forma física, o 3) recuperar materiales utilizables de los desechos sólidos. En la Tabla 5.4. se enumeran operaciones típicas de procesado en el origen e instalaciones por fuentes. En esta sección se discute el procesado como se aplica a fuentes residenciales y a grandes fuentes comerciales e industriales; en el capítulo 8 se pueden encontrar detalles de equipo y procesos adicionales, debido a que la selección adecuada del equipo de procesado en el origen es de gran importancia, sin embargo, los factores claves que se deben considerar en su selección se resumen en la Tabla 5.5.

Tabla 5.4. Operaciones Típicas e Instalaciones Utilizadas para el Procesado de Desechos Sólidos por Orígenes o Fuentes

Fuente

Personas Responsables

Operaciones e Instalaciones

Residencial    
Poca altura Residentes, ocupantes Triturado, separación, compactación, digestión controlada, incineración
Altura media y alta Ocupantes Triturada, separación (papel) compactación
  Cuadrillas de mantenimiento Compactación, incineración, fragmentación, incineración formación de pulpa.
Industrial Servicio de Conserjería Separación, compactación, fragmentación, incineración, formación de pulpa.
Areas libres Propietarios, operadores de parques Compactación, incineración.
Plantas de tratamiento Operadores de plantas Instalaciones de secado
Agricultura Propietario, trabajadores Varía con la instalación individual.

Tabla 5.5. Factores que de Debieran Considerar en la Evaluación de Equipo de Procesado en el Origen

Factir

Evaluación

Idoneidad ¿Qué hará el mecanismo o accesorio? ¿Será su uso una mejora sobre las prácticas convencionales?
Confiabilidad ¿Realizará el equipo las funciones designadas con poca atención además del mantenimiento? ¿Ha sido demostrada la efectividad del equipo mediante el uso durante un tiempo razonable o únicamente se ha predicho?
Servicio ¿Se necesitarán ocasionalmente servicios fuera de los del personal de mantenimiento del edificio? ¿Se dispone de personal de servicio adecuadamente entrenado, suministrado por el fabricante o el distribuidor local?
Seguridad de la Operación ¿El equipo propuesto es razonablemente seguro de manera que pueda ser operado por los ocupantes o personal del edificio con escasos conocimientos o habilidades mecánicas? ¿Tiene protección adecuada para desaprobar el uso negligente?
Facilidad de la Operación ¿Es el equipo fácil de operar por un ocupante o personal del edificio? A menos que las funciones y operaciones reales del equipo se puedan ejecutar fácilmente, se pueden ignorar o "ejecutar" por personal pagado y más a menudo por ocupantes "que pagan".
Eficiencia ¿El equipo funciona eficientemente y con un mínimo de atención? Se debe seleccionar el equipo que, bajo la mayoría de las condiciones, completa un ciclo de operación cada vez que se utiliza.
Efectos Ambientales El equipo poluye o contamina el ambiente. Donde sea posible, el equipo debe reducir la polución asociada con las funciones convencionales.
Peligros para la salud ¿El accesorio, mecanismo o equipo crea o amplifica los riesgos para la salud?
Estética ¿El equipo y su disposición ofende los sentidos? Se debe hacer todo esfuerzo para reducir o eliminar ofensas a la vista, olores y ruidos.
Economía ¿Cuáles son los aspectos económicos contemplados? Se deben considerar los costos iniciales y anuales. Los costos futuros de operación y mantenimiento se deben evaluar cuidadosamente. Siendo todos los factores iguales, el equipo producido por compañías bien establecidas, que tienen una historia comprobada de operación satisfactoria, deben ser considerados.

* Adaptado de Ref. 4

Viviendas de Poca Altura

Las operaciones más comunes de procesado en el origen que se utilizan en viviendas separadas de poca altura incluyen molido, separación, fermentación controlada e incineración.

Molido. En los últimos 20 años el uso de molinos residenciales ha ganado tanta aceptación que, en algunas áreas, casi todas las casas están equipadas con ellos. Los molinos residenciales se utilizan principalmente para desechos de la preparación, cocción y servida de alimentos y no se pueden usar para huesos grandes y otros objetos voluminosos.

Funcionalmente, los molinos vuelven el material que pasa por ellos adecuado para ser transportado en el sistema de alcantarillado. Debido a que el material orgánico agregado a las aguas residuales ha resultado en la sobrecarga de muchas instalaciones de tratamiento, ha sido necesario, en algunas comunidades, prohibir la instalación de molinos en nuevas urbanizaciones hasta tanto no se disponga de capacidad adicional de tratamiento.

En términos de la operación de recolección, el uso de molinos no tiene un impacto importante sobre el volumen de los desechos sólidos recolectados; todavía más, la diferencia de peso no es grande. En algunos casos donde se usan molinos, ha sido posible aumentar el tiempo entre recolecciones debido a que no se almacenan los desechos que se pudieran descomponer rápidamente.

Separación. La separación a mano de papel, latas de aluminio y vidrio, en la casa, es una de las maneras más positivas para realizar la recuperación y reuso de materiales. Una vez apartado el desecho en recipientes separados, el mayor problema que afronta el dueño de casa es el qué hacer con los desechos hasta que sean recolectados o llevados a un centro local de reuso. En el ejemplo 5.1. se considera el efecto de la recuperación en la casa.

Ejemplo 5.1. Efecto de la recuperación en la casa sobre el contenido de energía de los desechos sólidos.

Utilizando la distribución típica de porcentajes dados en la Tabla 4.2.,(Capítulo 4), estime el número de Btu por libra de desecho sólido remanente si el 90% del cartón y 60% del papel fueran recuperados por las amas de casa.

Solución

  1. De la Tabla 4.10 el contenido de energía total de 100 lb de desechos con la composición dada en la Tabla 4.2. es igual a 476.230 Btu.
  2. Determine el contenido de energía y el peso de 90% de cartón en la muestra original.

Contenido de energía, 90% de cartón
= 0.90 (28.000 Btu), vea Tabla 4.10
= 25.200 Btu.

Peso de 90% de cartón
= 0.90 (4 lb), vea Tabla 4.10
= 3,6 lb

  1. Determine el contenido de energía y peso de 60% de papel en la muestra original.

Contenido de energía, 60% de papel
= 0.60 (288.000 Btu), vea Tabla 4.10
= 172.800 Btu

Peso, 60% de papel
= 0.60 (40 lb), vea Tabla 4.10
= 24 lb.

  1. Determine el contenido total de energía, peso y contenido de energía por libra de muestra original después de haber recuperado el cartón y el papel.

Energía total después de la recuperación
(476.230 - 25.200 - 172.800) Btu
= 278.230 Btu

Peso total después de la recuperación
= (100 - 3.6 - 24) lb
= 72.4 lb

Contenido de energía por libra después de la recuperación
= 278.230 Btu = 3.843 Btu/lb (8.939 Kj/Kg) vs 4.762 Btu/lb
       72.4
(11.076 Kj/kg) en la muestra original

Comentario. En esta muestra, la remoción en peso de aproximadamente 28% de los desechos, redujo el contenido de energía por libra de muestra original en aproximadamente el 20%. Si se fueran a incinerar los desechos sólidos para convertirlos en energía, se hubiera tenido que evaluar la factibilidad económica de operación de recuperación para determinar si es efectiva en costo.

Compactación. En los últimos años han aparecido en el mercado un número de pequeños compactadores para uso en la casa. Los fabricantes reclaman para estas unidades, en términos de compactación una relación generalmente basada en la compactación de papel y cartón sueltos. Aunque es posible reducir el volumen original de los desechos colocados en ellos en un 70%, se pueden usar únicamente para una pequeña proporción de los desechos realmente producidos. El efecto del uso de compactadores domésticos sobre el volumen de los desechos recogidos, se ilustra en el ejemplo 5.2.

El uso de compactadores domésticos también puede ser improductivo desde el punto de vista de operaciones subsiguientes de procesado. Por ejemplo, si se van a separar los desechos mecánicamente en sus componentes, Ver Capítulo 8. Habrá que romper nuevamente los desechos compactados antes de separarlos. También por compactación, los desechos se pueden volver tan saturados con los líquidos presentes en los desechos de alimentos, pudiendo no ser factible la recuperación de papel y otros componentes.

Ejemplo 5.2. Efecto de compactadores domésticos sobre el volumen de los desechos sólidos recolectados.

Suponga que las unidades de compactación doméstica van a ser instaladas en Davis, California. Estime la reducción del volumen que se podría alcanzar en los desechos sólidos recolectados si la densidad compactada es igual a 20 lb/pie3 y son aplicables los datos en las Tablas 4.2 y 4.6.

Solución

  1. Construya una tabla de cálculos, ver Tabla 5.6, para determinar el volumen de los desechos como sales de los recipientes, utilizando datos en las Tablas 4.2 y 4.6.

Tabla 5.6. Determinación de Volumen para Desechos Sólidos como son Sacados de los Recipientes para el Ejemplo 5.2.

Componente

Peso

lb

Densidad

lb/pie3

Volumen

Pie3

Desechos de alimentos

9.5

18

0.53

Papel

43.1

5.1

8.45

Cartón

6.5

6.2*

1.05

Plásticos

1.8

4

0.45

Textiles

0.2

4

0.05

Caucho

-

8

-

Cuero

1.5

10

0.15

Recortes de jardín

14.3+

6.5

(2.20)

Madera

3.5+

15

(0.23)

Vidrio

7.5

12.1

0.62

Envases de hojalata

5.2

5.5

0.95

Metales no ferrosos

1.5

10

0.15

Metales ferrosos

4.3+

20

(0.22)

Tierra, ceniza, ladrillo, etc.

1.1+

30

(0.04)

100

15.09

12.40++

* Cartón parcialmente comprimido a mano antes de ser colocado en el recipiente.
+ Componentes que generalmente no son colocados en los compactadores de casas.
++ Total no incluye las cifras entre paréntesis.

NOTA: lb x 0.4536 = Kg
lb/pie3 x 16.019 = Kg/m3
pie3 x 0.02633 = m3

  1. Determine el volumen de desechos compactados, excluyendo recortes de jardín, madera, metales ferrosos y tierra, cenizas, ladrillos, etc.

Volumen compactado = (100 – 14.3 – 3.5 – 4.3 - 1.1) lb
                                                        20 lb/pie3

      =   76.8 lb    = 3.8 pie3
         10 lb/pie2

  1. Determine la reducción en volumen para el material comprensible.

Reducción en volumen = (12.4 - 3.8) pie3 x 100 = 69 por ciento
                                            12.4 pie3

  1. Determine la reducción total en volumen lograda con un compactador doméstico, tomando en cuenta los recortes de jardín, madera, metales ferrosos, tierra, cenizas y ladrillo, etc.

Reducción total de volumen

= (15.09) pie - (2.2 + 0.23 + 0.22 + 0.04 + 3.8) pie3 . 100
                                      15.09 pie3

= 15.09 - 6.49 .100
         15.09

= 57 por ciento

Comentario. Cuando se evalúa la reducción total en volumen, se vuelve manifiesto que la efectividad de un compactador doméstico es menor. Esto es especialmente cierto a medida que los porcentajes de los componentes no compactados como los recortes de jardín, aumentan.

Fermentación controlada. En los años 1970 la fermentación controlada en las casas como medio de recirculación de materiales orgánicos creció en popularidad. Es una manera efectiva de reducir el volumen y alterar la composición física de los desechos sólidos mientras se fabrica un subproducto útil al mismo tiempo. Se utiliza una variedad de métodos, dependiendo del espacio disponible y de los desechos a ser fermentados. En el capítulo 9 se pueden encontrar detalles adicionales del proceso. En términos del total de problemas afrontados en el manejo de desechos, por la mayoría de las ciudades, el impacto de la fermentación controlada en casas sobre el volumen de los desechos sólidos a ser manejados es despreciable.

Incineración. Hasta hace poco era una práctica común la incineración en casas, quema de material combustible en chimeneas y quema de desechos en incineradores en los patios. La incineración en los patios ahora es prohibida en muchas partes del país. El efecto de la eliminación de la quema de desechos en patios sobre la cantidad de desechos recolectados se muestra en la Figura 5.6. sin embargo, la magnitud del efecto variará significativamente con el lugar.

Fig. 5.6. Efecto de la eliminación de quema de desechos en patios, sobre la cantidad de desechos sólidos recolectados (División de Manejo de Desechos Sólidos, Sacramento County, Sacramento, California. Datos con base en 85.000 cuentas)

Sin embargo, el diseño de pequeños incineradores a la intemperie y bajo techo ha mejorado. El incinerador más simple a la intemperie consiste en un tambor de metal con huecos perforados cerca del fondo. Las unidades más elaboradas están cubiertas por ladrillo refractario y están equipadas con parrillas de hierro fundido y pequeñas chimeneas. Algunos incineradores bajo techo (interiores) están provistos con una fuente auxiliar de combustible. La apariencia del mejor incinerador de interior es parecida a la de otros artefactos caseros, como calentadores de agua. En las referencias 1 y 2 se pueden encontrar detalles adicionales de incineradores domésticos.

El impacto del uso de incineradores domésticos sobre la disposición varía, dependiendo de los métodos usados para la disposición de desechos municipales sólidos. En el caso de la incineración municipal, el uso generalizado de incineradores domésticos puede necesitar del uso de combustibles auxiliares, diseños especiales o procedimientos de la operación (1). En el caso de la disposición sobre el suelo, el uso de incineradores domésticos puede reducir tanto los componentes putrescibles como el volumen total de los desechos sólidos a ser dispuestos.

Apartamentos de media y gran altura

Las operaciones de procesado utilizadas en edificios de apartamentos de media y gran altura para desechos acumulados de apartamentos individuales incluyen compactación, incineración, trituración y reducción a pulpa, lo mismo que molienda y separación como se describe para viviendas de poca altura. En la Referencia 3 se revisan otras instalaciones de manejo. Los detalles mecánicos de estas operaciones se pueden encontrar en el Capítulo 8.

Compactación. En grandes edificios de apartamentos, generalmente, se instalan unidades de compactación para reducir el volumen de los desechos sólidos que se deben manejar. Normalmente, un compactador se instala en la base del ducto de desechos sólidos, Ver Figura 5.7. Los desechos que caen por el ducto activan el compactador mediante células fotoeléctricas o interruptores de límite. Una vez son activados los interruptores, los desechos son comprimidos. Dependiendo del diseño del compactador los desechos comprimidos pueden ser entregados en paquetes o arrojados y cargados automáticamente en recipientes de metal o bolsas de papel. Cuando se ha formado un paquete o se ha llenado un recipiente o bolsa, el compactador se desconecta automáticamente y se enciende una luz de prevención. Entonces, el operador debe atar y remover el paquete del compactador, o remover la bolsa llena y reemplazarla por una bolsa vacía. En algunas aplicaciones se puede garantizar el uso del equipo completamente automático. En el dimensionamiento de equipo de compactación para usar junto con ductos de desechos sólidos en apartamentos, es común usar las mismas suposiciones utilizadas en el dimensionamiento de los ductos, como se discutió previamente.

Fig. 5.7. Instalación de Compactador alimentado por ducto usado para apartamentos.

Mientras el empleo de compactadores reduce el volumen total de los desechos a ser manejados, se debe recordar que el peso permanece igual. Normalmente, el volumen compactado variará de 20 a 60 por ciento o menos del volumen original. Los desechos sólidos compactados son aceptables donde la disposición es mediante relleno del suelo. Donde se usan incineradores, los desechos compactados deben desintegrarse para evitar la combustión retardada en el hogar y grandes pérdidas de materiales combustibles sin quemar. Es imposible recuperar componentes individuales de los desechos compactados a menos que los desechos sean separados previamente. Se deben considerar todos estos factores cuando se está evaluando el uso de compactadores en el origen.

Incineración. La incineración puede alcanzar una reducción considerable en las necesidades de manejo y almacenamiento en la fuente lo mismo que en las instalaciones de recolección y disposición, al reducir el volumen al 10 por ciento o menos y al 25 por ciento o menos del peso de los desechos cargados en el incinerador.

Se usan dos tipos de incineradores, dependiendo del método de cargarlos: alimentado por la chimenea y alimentado por ductos. En el tipo alimentado por la chimenea los desechos se cargan directamente a través de puertas en cada piso en el tubo refractario, el fondo del cual abre directamente encima del hogar de la cámara de combustión, Ver Figura 5.8. En el tipo alimentado por ductos, los desechos se cargan a través de puertas de tolvas sobre cada piso, en un ducto de metal y se recogen en una tolva en el sótano. Los desechos se transfieren entonces manual o mecánicamente, al hogar.

Fig. 5.8. Incinerador de chimenea única con lavador o techo precipitador (Adaptado de Referencia 7).

Trituración y Reducción a Pulpa. La trituración y reducción a pulpa son operaciones alternas de procesado que han sido utilizadas junto con los métodos anteriores y solas, para reducir el volumen de los desechos que se deben manejar. Donde se usa la trituración sola sin la adición de agua, se ha observado que el volumen de los desechos con frecuencia aumenta.

En la Figura 5.9. se muestra un sistema pulverizador típico. Los desechos de varios pisos son arrojados en un dueto que descarga en un tanque para pulpa. En el tanque para pulpa, se agrega agua y mantiene a un nivel apropiado. Los desechos son triturados en una pulpa por los dientes en el plato impulsador localizado en el fondo del tanque para pulpa. Los componentes que se no pueden convertir en pulpa, como metales y vidrio, se descargan en una cámara de recolección después de ser reducidos en tamaño. La pulpa semilíquida pasa a través de un anillo de clasificación, donde no se permite el paso de materiales, de mayor tamaño, fuera del pulpador. La pulpa semilíquida se descarga entonces a la prensa de secado donde es recogida por un tornillo helicoidal en un espacio perforado. A medida que el material es movido hacia arriba por el tornillo, se extrae el agua y la pulpa medio seca es descargada en un recipiente. El agua extraída es devuelta al tanque para pulpa (8). El exceso de agua contiene alguna pulpa residual y es descargada al sistema de recolección de aguas residuales.

 

Fíg. 5.9. Pulverizador de desecho sólido para usos en complejos de apartamentos (AMSCO- WASCON System, Inc.)

Aunque el sistema trabaja bien, y se reduce el volumen de desechos sólidos, es costoso. Se puede necesitar equipo especial para remover y vaciar los recipientes llenos de pulpa. Una alternativa es descargar el material de la pulpa en el alcantarillado local; esto se hace a menudo en pequeñas operaciones donde se usa un pulpador para destruir documentos confidenciales anticuados. Debido a que la descarga de material de pulpa aumenta la carga orgánica sobre instalaciones locales de tratamiento, si la capacidad de tratamiento es limitada puede ser restringido el uso de pulverizadores.

Instalaciones Comercio- Industriales

Para la mayoría de los casos, las operaciones de procesado en el origen ejecutadas en instalaciones Comercio- Industriales son parecidas a las descritas para fuentes residenciales. Las diferencias ocurren principalmente en instalaciones industriales. Debido a que la mayoría de los procesos tienden a ser específicos de la industria, no se ha hecho el intento de documentar los distintos procesos que han sido usados. En el capítulo 8 se discuten métodos adicionales de procesado aplicables a grandes industrias.

 

5.5 Temas de Discusión y Problemas

  1. Haga un recorrido alrededor de su (barrio) comunidad y haga una breve observación de los diferentes tipos de recipientes sólidos usados ahora.
  2. Obtenga una distribución de los componentes de los desechos sólidos producidos en su (barrio) comunidad y determine la reducción en porcentaje que se podría alcanzar si se instalaran compactadores domésticos. Crea que la densidad de los desechos compactados es de 20 lb/pie3, compare su respuesta con aquella del ejemplo 5.2.
  3. El molino de la cocina de una vivienda unifamiliar se ha roto. Suponga que tomará una semana reparar la unidad, y estime el aumento en volumen y peso de los desechos sólidos a ser recolectados. Imagine que la familia tiene cuatro miembros y que la frecuencia de la recolección es de una vez por semana.
  4. Crea que las cantidades diarias de desechos sólidos producidos en una instalación comercial se distribuyen normalmente, Ver Apéndice C, con un valor medio de 10 yd3 y una desviación estándar de 7 yd3. ¿Cuál sería el tamaño del recipiente que usted recomendaría para esta instalación?. ¿Cuáles son las concesiones importantes en la selección del tamaño del recipiente?.
  5. Usando datos presentados en la Figura 5.2. estime el tamaño del recipiente a ser usado con un ducto por gravedad para un edificio de apartamentos de 24 pisos con 192 unidades individuales de vivienda, si el recipiente va a ser vaciado a diario. Crea que cada unidad de vivienda es ocupada por 3.2. personas.
  6. ¿Cuál desplazamiento de volumen del compactador (Ej. Capacidad) expresado en términos de yardas cúbicas por hora, recomendaría usted para ser usado en el edificio de apartamentos de 24 pisos del problema 5.5?
  7. Como ingeniero consultor, usted ha sido comisionado para desarrollar un sistema integrado de desechos sólidos para una comunidad interesada en obtener una mayor recuperación y reuso de sus desechos sólidos. Dos de las posibles alternativas son separación en la vivienda o separación en el lugar de disposición.
  8. ¿Cuáles son los factores importantes que se deben considerar en la evaluación de estas dos alternativas?

  9. Enumere las ventajas y desventajas asociadas con la separación de desechos sólidos en la vivienda e idee un esquema práctico de separación de papel, latas de aluminio y vidrio de colores en las viviendas. Sugiera y discuta cualquier posible problema de implementación de su plan.

 

5.6. Referencias

  1. American Public Works Association: "Municipal Refuse Disposal," 3d ed., Public Administration Service, Chicago, 1970.
  2. American Public Works Association, Institute for Solid Wastes: "Solid Waste Collection Practice," 4th ed., American Public Works Association, Chicago, 1975.
  3. Connelly, J.A. (ed.): Abstracts: Selected Patents on Refuse Handling Facilities for Buildings, U.S. Department of Health. Education, and Welfare, Public Health Service, Publication 1793, Cincinnati, Ohio, 1968.
  4. Greenleaf/ Telesca. Planners. Engineers, and Architects: Solid Waste Management in Residential Complexes, U.S. Environmental Protection Agency, Publication SW-35c. Washington, D.C. 1971.
  5. Guidelines for Local Governments on Solid Waste Management, U.S. Environmental Protection Agency, Publication SW-17c. Washington, D.C., 1971.
  6. Hanks, T. G.: Solid Waste/Disease Relationships, U.S. Department of Health, Education, and Welfare, Solid Wastes Program, Publication SW-1C, Cincinnati, Ohio, 1967.
  7. Meissner. H.G.: B. Multiple Dwellings, in R.C. Corey (ed.), "Principles and Practices of Incineration," Wiley- Interscience, New York, 1969.
  8. Solid Waste Management in High- Rise Dwellings, A Consideration, U.S. Environmental Protection Agency, Publication SW-27cl, Washington, D.C. 1972.

Actualizado el 01/Jun/99
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