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Guía para el diseño, construcción y operación de rellenos sanitarios manuales


Anexos

Anexo 1
Ejemplos para el diseño de rellenos sanitarios manueales

 

Ejemplo 1. Cálculo de la Generación Diaria de Basuras

Encuentre la cantidad diaria de residuos sólidos que generan los habitantes de una ciudad de 40,000 cuya generación por habitante es estimado en 0.5 kg/hab/día.

Dsp = Pob. x ppc                                                                                                                              [5-3]

Dsp = 40,000 x 0.5 = 20,000 kgs/día = 20 ton/día

¿Si el relleno vá a trabajar 6 días a la semana, cuánta basura será necesario procesar cada día hábil?

Dsp =   7 x 20         =   23.3 ton/día             
                     6

 

 Ejemplo 2.  Cálculo del Volumen Necesario del Relleno

La administración municipal de la ciudad de Hierro desea construir un relleno sanitario como solución al destino final de sus basuras. Se desea conocer la cantidad de basuras producidas, el volumen del relleno y el área requerida para iniciar la selección del sitio. Para tal efecto, se dispone de la siguiente información:

arrow.gif (55 bytes) Población área urbana:                                                                       30,000 habitantes

arrow.gif (55 bytes) Tasa de crecimiento:                                                                           2.6% anual

arrow.gif (55 bytes) Volumen de desechos sólidos recolectados medidos en el
    vehículo recolector:                                                                            252
m3/semana

arrow.gif (55 bytes) Cobertura del servicio:                                                                          90%

arrow.gif (55 bytes) Densidad de los desechos sólidos:

              - vehículo recolector (sin compactación)                                              300 kg/m3

              - recién compactados en el RSM                                                        450 kg/m3

             - estabilizados en el RSM                                                                    600 kg/m3

Solución:

Para mayor facilidad en el manejo de la información se hará uso de la tabla 5.3, en la cual se resumirán todos los resultados. Los números de las columnas a que se hace referencia más adelante son los de esa tabla (verla al final del problema).

A. Proyección de la población:

Se adoptará un crecimiento geométrico para el cálculo de la proyección de la población, ecuación 5-1, para estimar las necesidades de los próximos 15 años, columna 1.

Año

PE = P1 (1 + r)n

P1 =                                                                                  = 30,000                                          1

P2 = 30,000 (1 + 0.026)1                                                     = 30,800                                          2

          P3 = 30,000 (1 + 0.026)2                                                     = 31,580                                          3

          ... =   ...                                                                             =   ...                                               ...

          P15 = 30,000 (1 + 0.026)14                                                  = 42,972                                        15

 

B. Producción per cápita:

La producción per cápita se estima aplicando la ecuación 5-2.

ppc =        DSr/sem          =        252 m3/sem x 300 Kg/m3    
         Pob  x  7  x  Cob            30,000 hab x 7 días/sem x 0.9

ppc1 = 0.4 kg/hab día (primer año)

Se estima que la producción per cápita aumente en un 1% anual; entonces para el segundo año y tercer año será:

ppc2 = ppc1 + (1%) = 0.4 x (1.01)

ppc2 = 0.404 kg/hab día

ppc3 = ppc2 + (1%) = 0.404 x (1.01)

ppc3 = 0.408

y así sucesivamente se calcula la ppc para los demás años, columna 2.

C. Cantidad de desechos sólidos:

arrow.gif (55 bytes)  Producción diaria, se calcula a partir de la ecuación 5-3, columna 3.

DSp = Pob x ppc = 30,000 hab x 0.4         kg       =
                                                          hab/día

DSp = 12,000 kg/día

arrow.gif (55 bytes) Producción anual, se calcula multiplicando la producción diaria de desechos sólidos por los 365 días del año,
   columna 4.

DS    x   365 días   x  12,000 kg  x  365 días  x  1 ton        =   4,380 ton/año
                año                día               año          1,000 kg

 

D. Volumen de desechos sólidos:

arrow.gif (55 bytes) Volumen anual compactado (a partir de la ecuación 5-5, columna 7), con una densidad de 450 kg/m3 debido a la
   operación manual.

V(anual comp.) = DSp   x 365 =  x 12,000 kg/día x 365 días/año
                       Drsm                     450 kg/
m3

                                        = 9,733 m3/año

arrow.gif (55 bytes) Volumen anual estabilizado (a partir de la ecuación 5-5, columna 8), con una densidad estimada de 600 kg/m3 para el cálculo del volumen del relleno.

V(anual comp.) = DSp    x 365 =  x 12,000 kg/día x 365 días/año
                       Drsm                     600 kg/m3

= 7,300 m3/año

arrow.gif (55 bytes) Volumen del relleno sanitario

El volumen del relleno sanitario está conformado por los desechos sólidos y el material de cobertura. En este caso se estima en un 20% del volumen de basuras, ecuación 5.6, columna 9, así:

VRS = Vanual x MC = 7,300 m3/año x 1.20

= 8,760 m3/año

Es de anotar que la columna 10 presenta el volumen del relleno acumulado anualmente, permitiendo identificar la vida útil del relleno al compararla con la capacidad volumétrica del sitio.

E. Cálculo del área requerida:

arrow.gif (55 bytes) Cálculo del área a rellenar, a partir de la ecuación 5-8, si se asume una profundidad promedio de seis metros, las necesidades de área serán:

. El primer año

ARS =    VRS   =  8,760 m3/año  =  1,460 m2 (0.146 ha)
                                                     
           
HRS             6 m

. El quinto año

                  ARS =   47,090 m3   = 7,848 m2 (0.78 ha)
                                  6 m

  En la columna 11, se podrá observar el área necesaria para dos, tres o más años, si se trabaja a partir de los datos
  acumulados en la columna 10.

arrow.gif (55 bytes) Cálculo del área total, teniendo en cuenta un factor de aumento para las áreas adicionales, columna 12. En este
   caso se asume un 30%, es decir:

. Para el primer año

AT = F x ARS = 1.30 x 1,460 m2 = 1,898 m2 (0.19 ha* )

. Para cinco años de vida útil

AT = 1.3 x 7,848 m2 = 10,203 m3 (1.02 ha* )

Ejemplo 3. Cálculo del Volumen de una Zanja

En un municipio se dispone de un terreno plano para construir un relleno sanitario manual por el método de zanjas. Para abrir las zanjas se pagará el alquiler de una retroexcavadora que tiene un rendimiento de 14 m3/hora de corte.

arrow.gif (55 bytes) ¿Cuál es el volumen de una zanja y sus dimensiones para 60 días de duración?

arrow.gif (55 bytes) ¿Por cuántos días debe alquilarse la maquinaria?

Información básica:

arrow.gif (55 bytes) Población a servir                                                                 30,000 habitantes

arrow.gif (55 bytes) ppc                                                                                      0.4 Kg/hab.día

arrow.gif (55 bytes) Cobertura de servicio de recolección                                       90% de la población

Solución:

arrow.gif (55 bytes) Cantidad de desechos sólidos producidos

DSp = Pob x ppc = 30,000 hab x 0.4    kg        = 12,000 kg
                                                      hab/día            día

arrow.gif (55 bytes) Cantidad de DS recolectados

DSr = DSp x Cob =    12,000 kg x 0.90 = 10,800 kg
                                     día                          día     

arrow.gif (55 bytes) Volumen de la zanja

   Si se estima en 20% el material de cobertura, una vida útil de 60 días y una densidad de 500 kg/m3,
  entonces:

TABLA I.1
Volumen y área requerida

AÑO

POBLACION
(hab)

PPC
kg/
hab-día

CANTIDAD DESECHOS

VOLUMEN DESECHOS SOLIDOS

AREA REQUERIDA

Diari
(kg)

Anual
(ton)

Acumulada
(ton)

Compactados

Estabi-
lizados
Anual
(m3)

Relleno

Relleno
ARS
(m2)

Total
AT
(m2)

Diaria
(kg)

Anual
(m3)

(DS+MC)
anual

Acum.
(m3)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

1

30,000

0.400

12,000

4,380

4,380

26.7

9,733

7,300

8,760

8,760

1,460

1,898

2

30,800

0.404

12,443

4,542

8,922

27.6

10,093

7,570

9,084

17,844

2,974

3,866

3

31,580

0.408

12,885

4,703

13,625

28.6

10,451

7,838

9,406

27,250

4,542

5,904

4

32,401

0.412

13,349

4,872

18,497

29.7

10,827

8,120

9,744

36,994

6,166

8,015

5

33,244

0.416

13,830

5,048

23,545

30.7

11,218

8,413

10,096

47,090

7,848

10,203

6

34,108

0.420

14,325

5,229

28,774

31.8

11,620

8,715

10,458

57,548

9,591

12,469

7

34,995

0.425

14,873

5,429

34,203

33.1

12,064

9,048

10,858

68,406

11,401

14,821

8

35,905

0.429

15,403

5,622

39,825

34.2

12,493

9,370

11,244

79,650

13,275

17,258

9

36,638

0.433

15,864

5,790

45,615

35.2

12,868

9,651

11,581

91,231

15,205

19,767

10

37,796

0.437

16,517

6,029

51,644

36.7

13,398

10,048

12,057

103,288

17,215

22,379

11

38,779

0.442

17,140

6,256

57,900

38.1

13,903

10,427

12,512

115,800

19,300

25,090

12

39,787

0.446

17,745

6,477

64,377

39.4

14,393

10,795

12,954

128,754

21,459

27,897

13

40,822

0.451

18,411

6,720

71,097

40.9

14,933

11,200

13,440

142,194

23,699

30,809

14

41,883

0.455

19,057

6,956

78,053

42.3

15,457

11,593

13,911

156,105

26,018

33,823

15

42,972

0.460

19,767

7,215

85,268

43.9

16,033

12,025

14,430

170,535

28,422

36,949

(6) La producción de DS de una semana ingresa al RS en los días "x" de recolección (7 días/ x días hábiles).             DENSIDAD DE LA BASURA
(9) V relleno sanitario = desechos sólidos + tierra (20%) promedio general.                                                                   .   Vehículo       -    300 kg/
/m3
(11) ARS = VRS/HRS (ARS = Area a rellenar).                                                                                                                  .   Compactada -    450 kg//m3
(12) AT = F ARS F (factor para área adicional)                                                                                                                 .   Estabilizada  -    600 kg//m3
        Area/hab 0.0063 (/m2/hab actual

 

VZ  t x DSr x MC   =   60 días x 10,800 kg/día x 1.2    =   1,555m3
                     Drsm                                     500 Kg/
m3

Es decir, que para depositar los desechos sólidos de un día, se requerirán excavar 1555/60 = 26 m3.

arrow.gif (55 bytes) Dimensiones de la zanja

 hz       =              profundidad    =       3 m

a         =              ancho           =        6 m

l           =              largo             =        ?

l           =             VZ                 =      1,555     = 86.4 m
                                                             
                      hz x a                      3 x 6

Por lo tanto:

hz = 3 m

a = 6 m

l = 86 m

arrow.gif (55 bytes) Tiempo de maquinaria

texc =          VZ    =                1,553 m3                  = 13.9 = 14 días
                                                                  
               R x J         14
m3/ hora x 8 horas/día

Lo anterior significa que, para tener completamente lista la zanja, se debe disponer de 14 días para su excavación. Sin embargo, conviene anotar que por lo menos cinco días antes de que se llene una zanja, se debe llevar el equipo para abrir una nueva, y mantener una buena programación de la máquina, para disponer correctamente la basura.

Ejemplo  4: Cálculo de la Vida Util de un Terreno

Supóngase un sitio plano de 2.3 ha. Se desea saber cuánto puede durar el terreno si se usan zanjas como las calculadas anteriormente de 86 m de largo.

Solución:

Se reservan para obras complementarias 0.3 ha, quedando 2 para rellenar y se separan las zanjas cada 2.00 m, entonces:

gra83.gif (4131 bytes)

 

Como cada zanja ocupa 6 m, más 2 m de separación entre ellas, es decir 8 m en total, el número de zanjas en una hectárea será de:

Número de zanjas = 100/8 = 12.5 ó

Si cada zanja alcanza para 2 meses, las 12 zanjas durarán 2 años, debiendo medir en total el terreno, 2.5 ha para tener la vida útil de cinco años que se requiere.

Ahora bien, el método de zanja se puede combinar con el método del área, o sea elevar el relleno unos metros por encima de la superfice original, utilizándose el material sobrante de la excavación (80% en el caso del ejemplo), para aprovechar mejor el terreno.

Ejemplo  5: Ejemplo de Cálculo de Volúmenes para el Método de Area

Supóngase un proyecto de relleno sanitario manual en un tramo de carretera abandonada cuyos cortes son similares a los mostrados en la figura siguiente, y que se han tomado niveles en ejes transversales a intervalos de 100 m, con una altura promedio de 8 m.

gra84.gif (2834 bytes)

El relleno tendrá un ancho "a" de 6 m en el fondo, una pendiente variable en cada tramo, y los siguientes datos:

Abscisa (m)                                        0               100             200             300               400
Sección transversal (m2)                     A1               A2              A3               A4                 A5
Pendiente (n)                                     1:2              1:1             1:3              1:1                 1:2
Altura en el eje "c" promedio              8 m

La base mayor del trapecio será:

Ancho de la superficie del relleno = (a + nc + nc) metros
en cada abscisa (a = 6) = [6 + 2(nc)] metros

Por tanto, el área de la sección en cada abscisa (trapecio) será:

                           =        [6 + 2(nc)] + 6 x c
                                            2

                       =        (6 + nc) x c

Area en   0 =   (6 + 2 x 8) x 8 = 176 m2 A1

             100 =  (6 + 1 x 8) x 8 = 112 m2 A2
                 200 =  (6 + 3 x 8) x 8 = 240 m2 A3   
             300 = (6 + 1 x 8) x 8 = 112 m2 A4
                400 = (6 + 2 x 8) x 8 = 176 m2 A5

Aplicando la regla de Simpson (fórmula   [5-14])

Volumen  =   100      [176 + 176 + 2(240) + 4(112 + 112)]
                      3

                         = 57,600 m3

Ejemplo 6: Cálculo del volumen por la regla del prismoide

En la figura se muestra un proyecto de relleno sanitario manual en un zanjón del que se conocen los siguientes datos:

i. longitud del zanjón 100 m
ii. ancho de la base inferior 6 m
iii. profundidad inicial 8 m
iv. profundidad final 5 m
v. taludes 1:1

Calcular el volumen del relleno por medio de la fórmula del prismoide.

gra85.gif (1642 bytes)

Solución:

i. Sección A1:

ancho de la base            =        6 m
ancho total                     =       (6 + 2c) m
profundidad en el eje "c" =       8 m

Por tanto, ancho total     = (6 + 16) m

                                                        =   22 m

ii. Sección A2:

ancho de la base                       = 6 m

ancho total                                = (6 + 2c)

profundidad del eje "c"                = 5 m

Por tanto, ancho total                 = (6 + 10) m

                                                         = 16 m

iii. Sección media "M":

ancho de la base                       = 6 m

ancho total                                = (6 + 2c) m

profundidad en el eje "c"             = promedio de profundidad en A1 y A2

                                               = ½ (8 + 5)m      

                                               = 6.5 m

Por tanto, ancho total                 = 6 + 13 m

                 = 19 m = promedio de los anchos en A1 y A2

iv. Area de las secciones y trapecios

A1 = ½ (6 + 22) x 8 = 112 m2

A2 = ½ (6 + 16) x 5 = 55 m2

M = ½ (6 + 19) x 6.5 = 81.25 m2

v. Volumen =  100   [112 + 55 + 4(81.25)]
                       6

                            = 8,200 m3

Ejemplo  7 Volumen a partir de las áreas extremas

Partiendo de los mismos datos del ejemplo anterior se tiene:

A1 = 112 m2

A2 = 55 m2

d = 100 m

Entonces el volumen será:

Volumen =    (112 + 55) x 100 (m3)
                        2

                                 = 8,350 m3

Se observa que el resultado es aproximado

Ejemplo  8 Volumen a partir de una retícula

En la figura se muestra una pequeña parte de una retícula. El área debe rellenarse hasta la cota 100.0 m para obtener la superficie final, los taludes se considerarán verticales.

El sólido con base en cada cuadro de la red es un prisma vertical truncado. Esto es, un prisma cuyas bases no son paralelas.

gra86.gif (1890 bytes)

 

- Volumen de cada prisma = altura promedio x área de la base

La altura promedio de cada prisma truncado por debajo de la cota 100.0 m es de:

prisma 1 = (9 + 7 + 8 + 8) ¸ 4 = 8 m

prisma 2 = (7 + 6 + 8 + 7) ¸ 4 = 7 m

prisma 3 = (8 + 8 + 7 + 9) ¸ 4 = 8 m

prisma 4 = (8 + 7 + 9 + 8) ¸ 4 = 8 m

Area de la base de cada prisma truncado = 10 x 10 = 100 m2

Por tanto:

Volumen de 1 = 100 x 8 =   800 m3

                         2 = 100 x 7 =   700 m3

                             3 = 100 x 8 =   800 m3

                             4 = 100 x 8 =   800 m

Volumen total disponible = 3,100 m3

También puede hallarse el volumen así:

Volumen = altura promedio de relleno x área total

La altura promedio de relleno es el promedio de las alturas promedio de los prismas y no la media de las alturas en los puntos de nivel.

Altura promedio de relleno = (8 + 7 + 8 + 8) ¸ 4 = 7.75 m

Area total = 20 x 20 = 400 m2

Donde: Volumen total = 7.75 x 400 = 3,100 m3

Al observar en detalle este proceso, se ve que el nivel en A se usó sólo una vez para hallar la altura promedio del relleno, el nivel B dos veces y el de E cuatro veces en total. En consecuencia, la altura promedio y de ahí el volumen pueden hallarse en forma más sencilla tabulando las operaciones como en la tabla I.2.

Las alturas en los puntos de nivel se tabulan en la columna 2 y el número de veces que se usan son tabulados en la 3; la columna 4 son los productos de los números de las columnas 2 y 3; la altura media se halla dividiendo la suma de la columna 4 por la de la columna 3.

TABLA I.2

Punto de la Red

Altura hasta nivel
del proyecto

Número de veces que se usa

Producto

A

9

1

9

B

7

2

14

C

6

1

6

D

8

2

16

E

8

4

32

F

7

2

14

G

7

1

7

H

9

2

18

I

8

1

8

 

Suma

16

124

 

Altura media del relleno = 124/16 m
                                   = 7.75 m como antes.

 

Ejemplo  9 Volumen a partir de las curvas de nivel

Si tomamos el volumen comprendido entre las curvas de 105 m y 115 m, cuyas áreas se encuentran por cualquiera de los métodos descritos en el Anexo II, la sección media será la encerrada por la curva de los 110 m, cuya área se halla también por cualquier método y el volumen del prismoide será:

Volumen =  2h  [A1 + 4 A2 + A3]
                    6

Análogamente, el volumen entre las curvas de los 115 m y los 125 m será:

Volumen =   2h    [A3 + 4 A4 + A5]
                     6

Sumando estos resultados se tendrá el volumen entre los niveles de 105 m y 125 m.

Volumen = 2h  [A1 + 4 A2 + A3] + - [A3 + 4 A4 + A5 ]
                  6

              =   h       [A1 + A5 + 2 A3 + 4 (A2 + A4)]
                   3

que es el volumen total dado por la regla de Simpson.

Procedimiento:

1. Se prepara un plano del sitio a escala 1:250, 1:500 ó 1:1000, de acuerdo al tamaño del terreno, con las curvas de nivel cada metro.

2. Se dibuja la topografía del terreno después de la preparación inicial y la topografía final del relleno, asegurando la pendiente de la superficie (2% - 5%) para facilitar el drenaje del agua de lluvias.

3. Se traza un eje horizontal en el punto que sea conveniente y luego se corta el terreno con los planos horizontales A1, A2, A3... y An, teniendo una altura h entre ellos. Para estimaciones rápidas se recomienda 3, 5, 10 ó 20 m, de acuerdo con el tamaño de la depresión del terreno y 1 metro para la estimación definitiva.

4. Se calculan las áreas A1, A2, A3... y An, usando los mapas de topografía, inicial, final y los de avance parcial del relleno.

5. Se calcula la capacidad volumétrica del sitio, usando las ecuaciones 5-16, 5-17 ó 5-18, tomando las áreas calculadas en el punto 4.

Ejemplo 10: Cálculo y diseño de la celda diaria

Para la misma población de 30,000 habitantes, con una producción de 12 ton/día y una cobertura del 90%, calcular y diseñar la celda diaria en el relleno sanitario manual, si éste operara seis días a la semana.

Solución

A. La cantidad de basura en el relleno sanitario manual es:

DSrs = DSp x   7      = 12,000 kg/día x    7   = 14,000 kg/día laboral
                        6                                   6

Sin embargo, como se sabe, sólo el 90% de los desechos sólidos llegará al relleno realmente, entonces:

DS'rs = 14,000    kg       x 0.90 = 12,600      kg 
                        dia lab.                           día.lab.

B. Volumen de la celda por medio de la ecuación 5-23, el material de cobertura se estima en un 20% del volumen de la basura recién compactada, es decir, con una densidad de 450 Kg/m3 en este caso.

Vc = DS'rs   x   MC =       12,600 kg/día       x 1.20
                                                           
       
Drsm                           450 kg/día

               = 33.6 m3/día laboral

C. Dimensiones de la celda

. Area, teniendo en cuenta que la altura se está limitando a un metro, se tiene:

Ac = Ac  =  33.6 m3  =    33.6 m2/día laboral
        hc           1 m

. Largo o avance de la celda estará sujeto a las variaciones normales del ingreso de la basura, mientras que el ancho en este caso se podrá mantener en 3 metros, es decir:

            l = Ac     =  33.6 m2     =  11.2 m/día
                  a                  3m

Por lo tanto:

l = 11.2 m, a = 3 m, hc = 1.0 m

También se puede escoger una sección cuadrada:

l = 5.8 m, a = 5.8 m, hc = 1.0 m

Ejemplo 11: Cálculo de la mano de obra

Para los 12,600 kg/día, en cada uno de los 6 días en que operará el relleno sanitario, con una jornada de 8 horas y considerando 6 horas efectivas de trabajo por día, ¿cuál será el personal requerido, asumiendo los rendimientos propuestos en el Capítulo 5?

Solución:

Celda diaria = volumen de desechos sólidos + material de cobertura (20%)

Volumen de DS = 12,600 kg/dia  = 28 m3 /día
                             450 kg/m

Volumen de tierra =   28 m3    0.20 = 5.6 m /día                   

Volumen de la celda diaria   = (28 + 5.6)   m3 /día

                                         = 33.6 m3 /día (hc = 1.0 m)

Ahora de acuerdo con las distintas operaciones y rendimientos se tiene:

OPERACION

RENDIMIENTOS

HOMBRE/DIA

Movimiento de desechos

12.6 ton/día x 1

0.95 ton/hr.-hom. 6 hrs.

2.21

Compactación de desechos

33.6 m2 x 1

20 m2/hr.-hom. 6 hrs.

0.28

Movimiento de tierra

5.6 m3 x 1

0.37 m3/hr.-hom. 6 hrs.

2.52

Compactación de la celda

33.6 m2 x 1

(20) m2/hr.-hom. 6 hrs.

0.28

 

(TOTAL HOMBRES)

5.29

RELLENO SANITARIO

12.6 ton/día 5 hombres

2.5 ton/hom.día

Lo anterior significa que este relleno sanitario podrá ser operado con un total de cinco hombres aproximadamente (equivalente a un rendimiento de 2.5 ton/hombre-día). Como se anotó, el número de hombres dependerá de cuán cerca al frente de trabajo se descarguen las basuras y el material de cobertura, de las condiciones del clima (época de lluvias) y por supuesto de las variaciones de la cantidad de desechos recibidos en el relleno fundamentalmente.

Vale la pena recordar que la supervisión juega un papel de primera línea, tanto en la buena marcha del relleno sanitario como en el rendimiento de los trabajadores.

Ejemplo 12. Cálculo de costos

Se desea conocer cuáles serán los costos de inversión, operación y mantenimiento de un relleno sanitario manual y establecer además el costo de una tarifa a los usuarios. El RS recibirá 12 toneladas de basura diaria, de lunes a sábado, en un terreno que se estima con una vida útil de 9 años. Se tiene la siguiente información para el análisis:

1. Costo de inversión ($)

. Estudios y diseños (con apoyo de entidad asesora)     4,000

. Adquisición del terreno 8,000

. Preparación del terreno y obras complementarias       7,000

TOTAL COSTOS DE INVERSION                               $19,000

2. Gastos de operación y mantenimiento

. Mano de obra

Se ha determinado que se requieren 4 trabajadores, cuyo salario es de $90.00 mensuales cada uno, con un factor de prestaciones de 1.6, y el 20% del salario de un supervisor con $150/mes.

. Otros gastos operativos

Materiales (piedra para drenes, alambre, herramientas) $300/año

Alquiler de tractor de orugas (excavaciones y adecuación de vías internas), 20 horas, 2 veces al año a razón de $20/hora.

SOLUCION AL PROBLEMA:

1. Cálculo del costo unitario de recuperación del capital (Cu) para un período de 9 años y un interés del 20% anual.

Con las fórmulas 5-30 y 5-31:

Cc = Ct (FRC) = Ct         i          
                             1 -     1    
                                  (1 + i)
n

 

Cc = 19,000 x     0.20         
                     1 - 1/(1.2)9

Cc = 19,000 x 0.248079 = 4,713.5 $/año

. El rendimiento anual será:

R = 313  días  x 12 ton = 3,756  ton
              año          día                 año

 

Luego:

(Cu) =  monto anual de recuperación de capital =    4,713.5 $/año
                  toneladas dispuestas por año                3,756 ton/año

 

= 1.25 $/año

2. Cálculo del costo unitario de operación y mantenimiento (Cuo)

2.1 Costos de mano de obra (fórmula 5-32)

. Directa = 4 x 12 x 90 x 1.6 =                                                               6,912 $/año

. Indirecta = (1 x 12 x 150 x 1.6) x 0.2                                                       576 $/año 

Subtotal mano de obra                                                                          7,488 $/año

2.2 Otros gastos operativos (Ch + Cm)

. Materiales y herramientas                                                                      310 $/año

. Alquiler equipo = (20 x 20) 2 =                                                                800 $/año 
  Subtotal otros gastos operativos                                                           1,100 $/año

 

TOTAL DE GASTOS DE OPERACION Y MANTENIMIENTO (Cao)                                             

                                                                                                                       8,588 $/año

 

( Cuo ) =     Total gastos de operación y mantenimiento
                           Toneladas dispuestas / año

                                                        =    8,588 $/año     =  2.29 $/ton.
                                                              3,756 ton/año

El costo unitario total será: Cut = 1.25 + 2.29 = $3.54 por ton.

3. Cálculo de la tarifa

3.1 Tarifa con recuperación del capital mas los costos de operación y mantenimiento

Costo de prestar el servicio, cuando se recibe un préstamo y el servicio de la deuda se debe pagar a través de tarifas

. Costo unitario recuperación de capital por ton.=                          1.25 $/ton

. Costo unitario operación y mantenimiento        =                         2.29 $/ton

TOTAL POR RECUPERAR                                                          3.54 $/ton

Cantidad de basura recogida por mes       =  12   ton  x  26  días   =  312  ton
                                                                        día            mes              mes

Costo mensual por disposición final          = 312  ton  x    3.54    $  
                                                                      mes               ton

                                                                                              = 1,104.5      $  
                                                                                                                mes

Ahora si cada vivienda (usuario) en promedio tiene cinco personas que producen cada una 0.5 Kg/día de basura, y teniendo en cuenta que se recogen 12 ton/día, durante 6 días a la semana, la producción diaria de basura es como sigue:

Producción diaria de basuras  =  12,000   x Kg    x  6    =  10,250   kg/día
                                                               día          7

 

Entonces el número de usuarios es igual a:

No. de usuarios  =                  10,250 Kg/día                               =   4,100 viviendas (usuarios)
                                   0.5       kg      x    5  hab
                                          hab/día              viv.

                                   

Luego:

La tarifa mensual por usuario  =     1,104.5 $/mes   =  0.269 $/usuario / mes
                                                   4,100 usuarios

3.2 Tarifa con base en costos de operación y mantenimiento

Costo de prestar el servicio cuando no se incluye el servicio de la deuda en la tarifa (únicamente se consideran los costos de operación y mantenimiento).

Costo unitario operación y mantenimiento = 2.29 $/ton

Costo mensual por disposición final  =     312   ton  x  2.29    $     
                                                                 mes              ton

                                                               =     714.5 $ / mes

La tarifa mensual por usuario          =   714.5 $/ mes   =  0.174 $/usuario/mes
                                                           4,100 usuarios

4. Asignación presupuestal anual del municipio

La administración municipal debe anualmente asignar del presupuesto una partida equivalente a:

. Monto anual para pago de la deuda        =   4,713 $/año

. Costos de operación y mantenimiento   =   8,588 $/año

TOTAL ASIGNACION ANUAL                      13,301 $/año


Anexo II
Nociones de dibujo y topografía 

1. Dibujo a Escala

Es una relación de medida que consiste en representar los objetos reales con sus proporciones exactas, en tamaños adecuados para facilitar el trabajo de los proyectistas y los constructores.

Podemos definir como dibujo a escala, la representación exacta de algo en tamaño reducido.

El establecimiento de las medidas proporcionales que representan los objetos naturales en escalas adecuadas, o la representación del sistema escogido para las escalas de un plano, se llevan a cabo con las siguientes nomenclaturas:

1:1 (uno en uno)           1:50 (uno en cincuenta)

1:2 (uno en dos)          1:100 (uno en cien)

1:5 (uno en cinco)          1:200 (uno en doscientos)

1:25 (uno en veinticinco) 1:1000 (uno en mil)

El primer número representa la unidad y el segundo las veces en que ésta se ha dividido, para generar dimensiones proporcionales más pequeñas.

Ejemplos:

Escala 1:20 Cada metro en el campo es igual a 1/20 = 0.05 m = 5 cm en el plano.

Escala 1:50 Cada metro en el campo es igual a 1/50 = 0.02 m = 2 cm en el plano.

Escala 1:100 Cada metro en el campo es igual a 1/100 = 0.01 m = 1 cm en el plano.

2. Trazo y medición de alineamientos

arrow.gif (55 bytes) Se colocan estacas en los extremos de la línea por medir y sobre ellas se colocan jalones o balizas.

arrow.gif (55 bytes) Se coloca el observador detrás de uno de los jalones o balizas a 4 metros aproximadamente, de modo
   que vea ambos jalones confundidos en uno solo.

arrow.gif (55 bytes) Luego, dos personas (cadeneros) llevarán los extremos de la cinta; el de atrás colocará el principio de
  ella en la base del primer jalón y el de adelante estirará la cinta a lo largo del alineamiento fijado por
  los dos jalones, siguiendo las indicaciones del observador colocado atrás del primer jalón; el de
  adelante llevará varios ganchos de alambre que irá colocando al final de cada cintada de manera que,
  al hacer la siguiente medición, el de atrás coloque el extremo que lleva en el gancho que dejó el de
  adelante. Figura II.1.

gra87.gif (3980 bytes)

FIGURA II.1
Alineamiento 

Esta operación se repetirá las veces que sea necesario hasta llegar al otro extremo.

3. Trazo de una perpendicular desde un punto fuera del alineamiento

Se coloca una persona sobre el alineamiento mirando hacia el punto donde se desea trazar la perpendicular con los brazos extendidos, procurando que éstos apunten a cada extremo del alineamiento; en seguida cierra los brazos extendiéndolos hacia el frente, debiendo quedar el punto mencionado en la dirección que en esta posición apunten los brazos.

Si se cuenta con una escuadra de agrimensor (Figura II.2) simplemente se observará por las ranuras.

gra88.gif (3789 bytes)

FIGURA II.2
Trazo de una perpendicular

 

4. Cálculo de áreas

El área de cualquier figura que se haya levantado puede calcularse a partir de:

. Las anotaciones de campo

. El plano dibujado

4.1 Areas deducidas de las notas de campo

- Levantamientos con cinta métrica

En un levantamiento con cinta métrica, el área se subdivide en triángulos cuyos tres lados se miden y el área de cada uno se encuentra por la fórmula:

Area = wpeEB.gif (1101 bytes)

Donde: 

s = semiperímetro, es decir:

                      s     =     a + b + c
                                         2

a,b,c = lados del triángulo

gra89.gif (2624 bytes)

 FIGURA II.3
Levantamiento de un terreno con cinta

 

Ejemplo 1:

En la Figura II.3 se ve un sencillo levantamiento con cinta, compuesto en parte por el triángulo PQR, cuyos lados miden:

PQ = 60.0 m

QR = 104.6 m

RP = 70.0 m

El área de PQR se halla así:

a. En el triángulo PQR: PQ = r                  = 60.0 m

QR = p           = 104.6 m

RP = q           = 70.0 m

Perímetro de PQR   = 234.6 m

por tanto, semiperímetro s = 117.3 m

b. s - r = 57.3

        s - p = 12.7

        s - q = 47.3

Comprobación = 117.3 = s

c. Area del triángulo PQR = wpeEC.gif (1107 bytes)

                                                   =        wpeEE.gif (1164 bytes)

= 2,009.3 m2

Los linderos se hallaron por medio de desvíos desde los alineamientos.

En la Figura II.3 el área entre la línea del levantamiento y el arroyo está formado por una sucesión de triángulos y trapecios, cuyas áreas pueden calcularse separadamente así:

Sobre la línea RQ:

Area del Triángulo (1) = ½ x 19 x 4                           = 38.0

Area del Trapecio (2) = ½ ( 4+8 ) x (38 - 19)              = 114.0

Area del Trapecio (3) = ½ (8 + 4.5) x (55 - 38)           = 106.25

Area del Rectángulo (4) = 4.5 x (72 - 55)                   = 76.5

Area del Trapecio (5) = ½ (4.5 + 7) x (87 - 72)            = 86.25

Area del Triángulo (6) = ½ (104.6 - 87) x 7                 = 61.6      
                                                                              482.6
m2

El área entre la línea PQ y el camino está también formada por triángulos y trapecios. Sin embargo, en este caso, los desvíos están a intervalos regulares de 10 metros.

Llamando Y a cada desvío, el área entre dos desvíos consecutivos cualesquiera se calcula así:

Area entre abscisa 20 y abscisa 30 = ½(Y20 + Y30) x 10

Por tanto:

Area total = ½ (Y0 + Y10) x 10 + ½ (Y10 + Y20) x 10

                        + ½ (Y20 + Y30) x 10 + ... + ½ (Y50 + Y60) x 10

                          =   ½ x 10 (Y0 + Y10 + Y10 + Y20 + Y20 + Y30+...+ Y50

                                  + Y60

                          =   ½ x 10 (Y0 + Y60 + 2Y10 + 2Y20 + 2Y30 + 2Y40 +

                                  2Y50)

                           = 10 (  Y0 + Y60 + Y10 + Y20 + Y30 + Y40 + Y50)
                                                   
                                             2

Esta es la regla de los trapecios que se enuncia generalmente así:

Area = ancho de la banda x (promedio del primero y último desvíos + suma de los demás)

d. En la Figura II.3 el área es como sigue:

Area = 10 (4  +  4 + 4.5 + 5.1 + 6.5 + 6.3 + 5.1)
             2      

                    = 315.0 m2

El área puede hallarse con un poco más de precisión con la regla de Simpson, que puede enunciarse así:

Area = 1/3 del ancho de las bandas (primero + últimos desvíos + doble de la suma de los desvíos impares + cuádruplo de la suma de los desvíos pares).

Nota: (i) Debe haber un número IMPAR de desvíos
(ii) Los desvíos deben ser a intervalos regulares

Usando la regla de Simpson, el área entre la línea PQ y el camino será:

Area = 10    [Y0 + Y60 + 2 (Y20 + Y40) + 4 (Y10 + Y30 + Y50)]
            3

               

        = 10            [ 4 + 4 + 2(5.1 + 6.3) + 4(4.5 + 6.5 + 5.1)]
            3

               

        = 10          [8 + 2(11.4) + 4(16.1)]
            3

        =  317.3m2

e. Por último, se calcula el área entre el alineamiento RP y el bosque. El área se debe calcular por la regla de los trapecios, porque hay un número par de desvíos entre R y P a intervalos regulares de 10 metros.

El área entre las abscisas 70 m y 74 m se calcula por separado. El área entre RP y el bosque será:

          Area = 10  ( 3  +   2.5 + 8 + 10 + 9.5 + 9.2 + 7.1 + 4.5 )
                                  2                                 

       = 510.5 + 5.0

       = 515.5 m2

Area total del levantamiento  = 2,009.3 + 482.6 + 317.3 + 515.5

  = 3,324.7 m2

4.2 Cálculo de las áreas a partir del plano

Se dispone de diversos métodos para hallar el área de una figura dada en un plano. Las áreas de las curvas de nivel se pueden medir con un planímetro, gráficamente, por la regla de Simpson o la de los trapecios. A continuación se describen los tres últimos por considerarlos de muy fácil aplicación en estos casos.

. Mecánicamente con un planímetro

El área de cualquier figura irregular puede encontrarse en un plano utilizando el aparato mecánico para medir áreas conocido como el planímetro.

. Cálculo del área gráficamente

Se coloca un pliego de papel transparente cuadriculado o milimetrado sobre el plano, se cuentan los cuadrados y se deduce el área.

. Por la regla de Simpson o la de los trapecios

Se subdivide el área en un serie de bandas de igual ancho, se miden las ordenadas correspondientes y se usa una u otra regla.

Ejemplo 2:

La Figura II.4 muestra un área de forma irregular en un plano a escala 1:500. Calcular el área de la parte superior del relleno por los métodos gráficos y por las reglas de Simpson y de los trapecios.

gra90.gif (3045 bytes)

FIGURA II.4
Cálculo del área por el método gráfico

Solución:

a. Método gráfico

El papel transparente cuadriculado superpuesto al plano tiene cuadrados de 5 mm de lado y, por lo tanto, cada cuadrado representa un área en el terreno de (5 x 500 x 5 x 500) mm2= 25 x 0.25 m2.

                                                                                                                       = 6.25 m2.
                                     

                                                                               

Area  = (6.25 x número de cuadrados) m2

= 6.25 x 89

= 556.25 m2

 

b. Regla Simpson y de los trapecios

Supongamos la recta marcada xx como la línea de base y cada segunda línea vertical del papel cuadriculado como una ordenada "Y" de las que habrá siete en total (Y1 a Y7). Las longitudes de estas ordenadas, leídas a escala son de 16 m, 18.3 m, 20 m, 22.5 m, 23.8 m, 15.3 m y 0 m, y su separación es de 5 m a lo largo de la línea de base.

Por la regla de Simpson:

Area =    5     [ 16 + 0 + 2(20 + 23.8) + 4(18.3 + 22.5 +15.3)] 
              3                

                           = 546.67 m2

Por la regla de los trapecios

Area = 5 ( 16 + 0 ) + 18.3 + 20 + 22.5 + 23.8 + 15.3
                    2

                  = 539.50 m2


Anexo III
Monitoreo de la calidad de las aguas

Como resultado de los mecanismos de descomposición que ocurren en los desechos sólidos ya mencionados, se generan líquidos, gases y productos intermedios. Algunos son retenidos en los poros del terreno, mientras otros pueden ser arrastrados y/o solubilizados por los líquidos que atraviesan las capas de tierra y basura. Parte del proyecto de un relleno sanitario es el de tomar antes, durante su ejecución y una vez terminado, una serie de medidas relacionadas con la prevención de riesgos potenciales para la calidad del ambiente.

El relleno sanitario manual, aunque es una obra pequeña, dentro de lo posible debe contemplar entre los controles ambientales, por lo menos, el monitoreo de la calidad hídrica, de tal modo que el deterioro de las aguas subterráneas en el entorno pueda ser detectado tempranamente.

Dado que el tipo de desechos sólidos de estas pequeñas poblaciones es básicamente de origen doméstico con algunas excepciones, es importante destacar aquí que las exigencias del relleno sanitario manual en cuanto a la impermeabilización de la base del terreno y paredes laterales son mínimas, si se cuenta con un suelo limo arcilloso, y el espesor por encima del nivel freático es mayor a 1 m, puesto que con estas condiciones se disminuye sensiblemente la probabilidad de que el percolado ingrese a las aguas subterráneas o superficiales, conservando su poder contaminante.

En las zonas de poca precipitación pluvial, es de esperar que el líquido percolado sea mínimo.

Los análisis de laboratorio de las muestras de aguas subterráneas y superficiales cercanas, se pueden hacer intensivos durante los primeros meses y menos frecuentes una vez se perciban valores constantes en los resultados.

Se debe considerar el análisis de los siguientes parámetros:

arrow.gif (55 bytes) pH

arrow.gif (55 bytes) Demanda química de oxígeno (DQO), mg/l

arrow.gif (55 bytes) Demanda bioquímica de oxígeno (DBO), mg/l

arrow.gif (55 bytes) Nitrato, mg/l

arrow.gif (55 bytes) Cloruros, mg/l

arrow.gif (55 bytes) Sulfatos, mg/l

arrow.gif (55 bytes) Recuento total de colonias, colonias/ml

arrow.gif (55 bytes) Conductividad, µmhos/cm.

El líquido percolado también es objeto de análisis.

Para la toma de muestras del agua subterránea, si los mantos fréaticos son superficiales, se pueden excavar los pozos manualmente. Dependiendo del tipo de suelo, se tomarán las medidas necesarias para evitar derrumbes durante el trabajo. Los pozos deberán estar situados mínimo a 5 m del área del relleno y del drenaje del líquido percolado. Una vez hallado el nivel freático, se coloca el material granular en el fondo y tubería de 8" de diámetro, para que permita el ingreso de un garrafón muestreador. Posteriormente, se cubre el resto del pozo con la misma tierra de la excavación. 

gra91.gif (2816 bytes)

 FIGURA III.1
Pozo de monitoreo de aguas subterráneas 

 

En los sitios en que el nivel freático esté a más de 3 metros, se recomienda localizar el pozo de agua en funcionamiento más cercano (aguas abajo) y hacer el monitoreo descrito en él.


Anexo IV
Proyecto de acuerdo municipal 

"Por medio del cual se ordena la construcción del relleno sanitario, se dictan medidas sobre su construcción, operación y mantenimiento y otras disposiciones".

El Concejo Municipal de .......... en uso de sus atribuciones conferidas por el Artículo de la Constitución Nacional y la Ley ............

CONSIDERANDO

(los que el Concejo estime convenientes)

 

 ACUERDA:

Artículo 1° . Clausúrase el actual botadero de basuras municipal, ubicado en.......y los demás botaderos existentes dentro de la jurisdicción municipal.

Artículo 2° . Para dar cumplimiento a lo dispuesto en el artículo anterior la Oficina de ...... procederá a:

arrow.gif (55 bytes) Realizar un programa de exterminio de roedores y artrópodos, para lo cual, en lo posible deberá
   buscar la colaboración del Servicio Seccional de Salud, División de Saneamiento Ambiental.

arrow.gif (55 bytes) Cubrir el actual botadero de basura con una capa de tierra de 0.20 a 0.30 m de espesor, apisonándola,
   para evitar las quemas y humos que se pueden presentar.

arrow.gif (55 bytes) Cercar el acceso al actual botadero, con el fin de impedir la entrada de personas y animales.

arrow.gif (55 bytes) Colocar un aviso visible que indique claramente a la ciudadanía la prohibición de arrojar basuras en el
   sitio, y las sanciones del caso, informándola a su vez de la existencia del Relleno Sanitario, a través
   de la emisora, periódico local u otros medios.

Artículo 3° . Ordénase la construcción del Relleno Sanitario "Nombre" con todas sus obras complementarias, el cual funcionará en el lote de propiedad del Municipio, ubicado en ......... y que corresponde al mismo, aprobado por el Servicio de Salud para tal fin.

Artículo 4° . La Oficina de ........... será la directamente encargada de la construcción, operación y administración del Relleno Sanitario, ciñéndose en todos los casos, a las normas y especificaciones técnicas contenidas en el informe final para el Diseño del Relleno Sanitario, elaborado por .........., la cual para todos los efectos se considera parte integral de este Acuerdo, a las recomendaciones del Servicio de Salud, al Decreto ...... del Ministerio de Salud y a las disposiciones específicas del presente Acuerdo.

Artículo 5° . El lote destinado para el Relleno Sanitario deberá cercarse con ........ para que facilite su identificación e impida el acceso de personas extrañas al proceso. Así mismo, deberá sembrarse un cerco vivo de árboles, con el fin de dar mayor aislamiento y preservar el paisaje.

Artículo 6° . Ordénase la colocación de una valla publicitaria o cartel cerca a la entrada del Relleno, a un lado de la carretera ......, que informe a la ciudadanía sobre el Proyecto, las entidades públicas que participan y contenga alguna leyenda cívica.

Artículo 7° . El Relleno Sanitario operará con la siguiente planta de cargos: Un (1) Supervisor y ....... ( ) Operarios.

Nota: Si no hay trabajadores disponibles, se debe estudiar la posibilidad de crear los cargos.

Artículo 8° . Créase el cargo de Supervisor de Aseo con una asignación mensual de $ .........., con cargo al artículo........ del Presupuesto Municipal, adscrito a la Oficina de .........

El cargo de Supervisor de Aseo deberá ser desempeñado por un Tecnólogo en Saneamiento o Promotor de Saneamiento, en lo posible con experiencia.

Parágrafo. El Supervisor tendrá la responsabilidad del manejo de las principales actividades del aseo urbano, recolección, transporte y disposición sanitaria final de los desechos sólidos, velando así por la buena prestación de este servicio público.

Artículo 9° . El Supervisor será la persona directamente responsable de la construcción del Relleno Sanitario y en consecuencia tendrá entre otras, las siguientes atribuciones y funciones:

1.    Distribuir adecuadamente el programa de trabajo.

2.    Informar periódicamente sobre el desarrollo de las actividades y anomalías que se
       presenten.

3.    Planificar el abastecimiento y mantenimiento de los materiales y herramientas
       necesarias para la operación del relleno sanitario.

4.    Velar porque los operarios hagan uso adecuado de los implementos de trabajo y les
       den debido mantenimiento.

5.    Vigilar el efectivo cumplimiento de las normas de seguridad.

6.    Controlar el ingreso de residuos sólidos al Relleno Sanitario.

7.    Controlar el ingreso de vehículos y personas.

8.    Orientar el tráfico interno de los vehículos recolectores y la descarga de las basuras.

9.    Controlar el tamaño y conformación de las celdas con su respectivo material de
       cobertura.

10.   Velar para que las áreas adyacentes permanezcan limpias, e impartir las órdenes
       correspondientes.

Artículo 10° . Los trabajadores del relleno sanitario serán las personas directamente encargadas de la construcción y operación. Por lo tanto, tendrán dedicación exclusiva a la obra y sólo podrán ser empleados en otras labores cuando el supervisor lo autorice.

Artículo 11° . Todo el personal adscrito al servicio de aseo urbano, deberá dotarse de los implementos de protección necesarios.

Artículo 12° . La oficina de ..... deberá adelantar los estudios necesarios para mejorar las etapas de recolección y transporte de basuras en el área urbana del municipio.

Artículo 13° . El Alcalde hará los traslados presupuestales indispensables para el cumplimiento de este Acuerdo.

Artículo 14° . Por ser el Municipio de ..... uno de los primeros de la región en adoptar la técnica del relleno sanitario, ofreciendo a la comunidad una disposición sanitaria final de las basuras, es deber de todas las personas vinculadas a la administración municipal, divulgar por los medios a su alcance, los beneficios y bondades del mismo.

Artículo 15° . El presente acuerdo rige a partir de la fecha de su publicación.


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