diseño celda de seguridad para residuos peligrosos industriales
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UNIVERSIDAD CÉSAR VALLEJOFACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
DISEÑO DE UNA CELDA DE SEGURIDAD PARA RESIDUOS PELIGROSOS INDUSTRIALES
CURSO: DISEÑO Y GESTIÓN DE PLANTAS INDUSTRIALES
CICLO VIII
AUTOR:MILTON DAVID BERRÚ ZAPATA
PROFESOR:ING. JORGE MARTÍN LLOMPART CORONADO
PIURA-PERÚ
2011
INTRODUCCIÓN
A escala mundial, durante las dos últimas décadas ha surgido una preocupación por el deterioro ambiental y de salud, por los problemas que originan los residuos, y en especial los residuos industriales, con características especiales.
Una adecuada gestión de los residuos comprende las etapas de generación, manipuleo, acondicionamiento, recolección, transporte, almacenamiento, reciclaje, tratamiento y disposición final de los mismos, de manera segura, sin causar impactos negativos al medio ambiente, y con un costo reducido.
La protección de nuestro medio ambiente es uno de los retos más importantes al que la humanidad ya ha comenzado a hacer frente, debiendo existir un firme compromiso de la sociedad encaminado a la protección de nuestro entorno.
Este compromiso, debe basarse en el convencimiento de que la única vía para tratar los problemas medioambientales es mediante soluciones a escala mundial y mediante un desarrollo, conocido como Desarrollo sostenible, donde se consideren no sólo los aspectos económicos, sino también los sociales y ambientales.
Para lograr este Desarrollo sostenible, que consiga prevenir o minimizar los efectos no deseados sobre el medio ambiente, consiguiendo a la vez un óptimo desarrollo económico, es imprescindible realizar una correcta gestión medioambiental. Las empresas actualmente están reflexionando sobre sus acciones y la posibilidad que estas generen impactos medioambientales. Estos impactos ambientales constituyen, una nueva preocupación que debe estar presente en las decisiones de los empresarios y en los programas de imagen institucional de las empresas.
De este modo, en el presente trabajo se plantea un estudio de la celda de seguridad para residuos peligrosos en la empresa COPIELEMU S.A., la cual se encuentra ubicada en el país vecino de Chile.
Las celdas de seguridad son instalaciones de disposición que permiten el almacenamiento de los residuos en el suelo, aislados del ambiente. El diseño debe tener como meta principal reducir al máximo la generación del lixiviado, así como prevenir su ingreso, sin tratamiento, al ambiente.
Se empieza describiendo la línea de tratamiento de la empresa, los residuos tratados y la impermeabilización del depósito de seguridad.
Luego se describe el control y manejo de lixiviados, seguido de la disposición final en el depósito de seguridad.
Al final del desarrollo del tema, se presentan las conclusiones, algunas recomendaciones y los anexos.
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INDICE
1. LÍNEA DE TRATAMIENTO...........................................................................................3
1.1. Depósito para residuos industriales.............................3
1.2. Sistema de Impermeabilización.................................3
2. RESIDUOS TRATADOS...............................................................................................4
3. IMPERMEABILIZACIÓN DEL DEPÓSITO DE SEGURIDAD....................................6
3.1. Carpeta geosintética de bentonita (GCL)..........................7
3.2. Geomembrana secundaria.....................................7
3.3. Geonet....................................................7
3.4. Geotextil de protección y filtración..............................7
3.5. Geomembrana primaria.......................................7
3.6. Geotextil de protección.......................................7
3.7. Capa protectora o carpeta de tránsito............................7
4. CONTROL Y MANEJO DE LIXIVIADOS O PERCOLADOS......................................8
4.1. Sistema de extracción de lixiviados.............................8
4.2. Piscina de Lixiviados........................................8
5. DISPOSICIÓN FINAL EN DEPÓSITO DE SEGURIDAD............................................8
5.1. Procedimientos de Aceptación de Residuos.......................9
5.2. Recepción de Residuos.......................................9
CONCLUSIONES................................................................................................................11
RECOMENDACIONES.......................................................................................................11
BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................12
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CELDA DE SEGURIDAD PARA RESIDUOS PELIGROSOS INDUSTRIALES EN PLANTA DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS COPIULEMU S.A.
1. LÍNEA DE TRATAMIENTO
1.1.Depósito para residuos industriales
COPIULEMU cuenta con un depósito de seguridad construido bajo las más estrictas normas internacionales para la disposición de residuos industriales. Una estructura antisísmica y un sistema de impermeabilización permiten asegurar una óptima protección gracias a sus siete capas de geosintéticos. Para completar el circuito, un moderno sistema de captación de lixiviados permite bombear el líquido del depósito a una balsa de homogeneización para luego ser enviado a una planta especialmente diseñada para su tratamiento. Además se ha implementado un estricto sistema de monitoreo que le permite observar permanentemente el comportamiento de las diversas variables ambientales del centro y su área de influencia.
1.2.Sistema de Impermeabilización
El sistema de impermeabilización para el depósito de residuos industriales, tiene la finalidad de impedir el flujo de lixiviados desde el interior del depósito hacia las capas de suelo o subsuelo, es decir, actuar como una barrera artificial entre los residuos y el medio natural.
La Tabla 1 muestra las diferentes capas que conforman el sistema de impermeabilización desde el suelo natural hasta el depósito.
Tabla 1.
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Esquema de Aislación de Depósito de Seguridad
Figura 1.
2. RESIDUOS TRATADOS
Topología de generación de Residuos Industriales en la Octava Región:
Tabla 2.
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Se puede indicar que Copiulemu S.A. tiene:
Capacidad Autorizada:
a. Relleno de Seguridad: 582.000 m3
A continuación se presenta la capacidad de disposición de residuos industriales que pueden ser ingresados al relleno de seguridad, tanto con las instalaciones existentes como las proyectadas.
Capacidades instaladas actuales y futuras de Disposición de Residuos:
Tabla 3.
Residuos Almacenados Años 2001-2005
Tabla 4.
Tipo de Relleno Autorizado:
a. Celda Industrial:
i. Todos los Residuos Industriales que cuenten con Resolución Sanitaria.ii. No se Podrán aceptar los siguientes residuos:
1. Subproductos radiactivos2. Subproductos explosivos3. Subproductos explosivos4. Subproductos infecciosos procedentes de centros médicos o veterinarios, sin previo tratamiento o acondicionamiento5. Subproductos inestables en las condiciones del depósito6. Subproductos con un pH inferior a 3 y superior a 14
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7. Subproductos que puedan conducir a un peligro especial (por ejemplo toxicidad, sustancias venenosas)
c. Todos los residuos con un potencial calórico se envían a Hidronor Santiago para su uso como combustible alternativo.
3. IMPERMEABILIZACIÓN DEL DEPÓSITO DE SEGURIDAD
La impermeabilización de un relleno de almacenamiento de residuos tiene como objetivo primordial el establecer una barrera artificial entre los residuos que se depositarán y el medio natural en el cual se inserta el Depósito de Seguridad. En la siguiente figura se presenta el esquema de impermeabilización que se pretende implementar en la celda que se desea adecuar para disponer residuos industriales.
Esquema de Impermeabilización del Relleno de Seguridad
Figura 2.
La impermeabilización del relleno de seguridad se realiza siguiendo el siguiente esquema:
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3.1. Carpeta geosintética de bentonita (GCL).
Corresponde a la barrera terciaria de impermeabilización, que va directamente en contacto con el suelo natural perfilado; está constituida por un geosintético compuesto por bentonita sódica encapsulada por dos geotextiles, que la hacen equivalente a una capa de arcilla compactada de más de 50 cm de espesor.
3.2.Geomembrana secundaria.
Se colocará una geomembrana de PVC de 0,75 mm de espesor. Este tipo de geomembrana posee una gran flexibilidad y resistencia al punzonamiento, además de presentar un coeficiente de fricción mayor que otras geomembranas, puede ser desplegada en un lapso muy breve.
3.3.Geonet. Se colocará un geonet (geomalla) de HDPE de 5 mm de espesor como capa de recolección y drenaje de lixiviados. Su capacidad de conducción hidráulica en su plano (transmisividad) equivalente a una capa de más 30 cm de grava arenosa.
3.4.Geotextil de protección y filtración.
Corresponde a un geotextil no tejido, punzonado, de 200 gr/cm2, para evitar la obstrucción de la capa de drenaje con material particulado y proteger del punzonamiento a ambas geomembranas.
3.5.Geomembrana primaria.
Se colocará una geomembrana de HDPE de 1.5 mm de espesor, que corresponde a la barrera primaria de impermeabilización.
3.6.Geotextil de protección.
Corresponde a un geotextil no tejido, punzonado, de 400 gr/cm2, diseñado para proteger del punzonamiento a la geomembrana primaria, especialmente en taludes, donde no se puede colocar capa de protección de grava arenosa.
3.7.Capa protectora o carpeta de tránsito.
Se empleará una mezcla de materiales (grava arenosa) para formar una capa de un espesor mínimo de 50 cm que permita el tránsito de vehículos y maquinaria pesada sin comprometer la integridad del sistema de impermeabilización, a la vez que permita la infiltración de lixiviados hasta la capa de drenaje.
Dos tubos de HDPE de 500 mm para captación primaria del agua y para el sistema secundario de seguridad.
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4. CONTROL Y MANEJO DE LIXIVIADOS O PERCOLADOS
4.1.Sistema de extracción de lixiviados
En la parte central de la celda se localiza una zanja y en su interior se han colocado dos tubos perforados de HDPE, de diámetro 160 mm., los cuales desembocan en dos cámaras, también de HDPE, de 1 m. de diámetro, en el interior de éstas están colocadas las bombas sumergibles (caudal: 35 m3/h), las que envían los líquidos recogidos hasta la piscina de almacenamiento de lixiviados generados en el relleno de seguridad.
4.2.Piscina de Lixiviados
Considerando que los residuos a disponer en la celda del relleno de seguridad son sólidos inertizados y sin inertizar, se asume que los "lixiviados" que se producen por la percolación de las aguas lluvias que entraran en contacto con los sólidos sin inertizar.
Con el objetivo de evitar la contaminación eventual del agua lluvia debido al escurrimiento de está por el relleno, se ha considerado la utilización de la piscina de almacenamiento existente de 3000 m3, lo que permite enviar en forma paulatina esta agua a las Plantas de Tratamiento. Dicha capacidad permitirá recoger el agua lluvia caída sobre el relleno durante más de 4 meses.
Cabe destacar, que el tamaño de la piscina obedece a la necesidad de minimizar la permanencia del agua lluvia en el relleno. Por último, los flujos de lixiviado que se manejan actualmente no representan problema de ser gestionados en la piscina existente.
5. DISPOSICIÓN FINAL EN DEPÓSITO DE SEGURIDAD
El Depósito de Seguridad está orientado al confinamiento de todos los residuos sólidos inertes que el Recepcionista envía a disposición directa.
El Recepcionista en Terreno en conjunto con los Operadores en Terreno asignados a la operación del Depósito de Seguridad realizan la tarea de acondicionar los distintos sectores de acuerdo a la sectorización establecida. Posteriormente realizan las operaciones para el confinamiento definitivo y cobertura de los residuos.
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Reactivos utilizados en los procesos de la Empresa
Tabla 5.
5.1. Procedimientos de Aceptación de Residuos
El procedimiento que seguirán los residuos que se ingresen a esta nueva celda del relleno de seguridad, será el siguiente:
Los residuos serán trasladados a la celda de seguridad mediante camiones que accederán a través del camino de acceso y la rampa especialmente concebidos para un traslado seguro de dichos materiales. El procedimiento a seguir incluye el análisis previo de todos los productos que se pretende recibir, con el objeto de corroborar las características previamente establecidas por contrato con el cliente. De este modo, con el control rutinario de los subproductos llegados a la Planta, se garantizará la conformidad con los análisis previos que sirvieron para aceptar el producto. Este proceso garantiza que los subproductos aceptados tendrán las condiciones necesarias para ser admitidos, quedando anulada toda posibilidad de introducción de subproductos no permitidos. Posteriormente, serán dispuestos en su interior mediante maquinaria adecuada y compactados a fin de minimizar su volumen y lograr mayor estabilidad volumétrica.
5.2. Recepción de Residuos
Los camiones que traen los residuos, una vez realizado el control obligado en la báscula, llegarán al punto de descarga por el acceso previsto. Posteriormente, una vez que su composición química sea chequeada, se procederá al envío al relleno de seguridad.
En el interior de cada celda los camiones circularán sobre residuos compactados. De esta forma, los vehículos se mantendrán limpios. Asimismo, se asegura la circulación
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de los vehículos, sobre todo en época de lluvias. Una vez descargados los camiones, se volverá a realizar una inspección visual de los residuos. Las pilas de residuos a granel que se vayan descargando en los distintos puntos del borde de la plataforma serán extendidas y compactadas por medio de la máquina compactadora, ayudada por la pala de cadenas. La extensión de los residuos a granel se hará en capas de 0,5 m. de grosor, que se compactarán mediante pasadas de la máquina, hasta conseguir capas de aproximadamente 2,5 m. de espesor, las cuales se recubrirán con una capa de material de cubrición del propio relleno de seguridad, de 0,25 m. de espesor (una vez compactada). Junto con el empleo de maquinaria adecuada o especialmente concebida para este tipo de aplicaciones, se la deberá operar cuidadosamente, para no producir deterioro en los sistemas de impermeabilización. Se evitará acopiar elementos punzantes, o aquellos no tan obviamente punzantes, como neumáticos radiales, en contacto directo con los taludes del depósito.
Finalmente, los lixiviados generados en la nueva celda del relleno de seguridad serán tratados en la Planta de Tratamiento autorizada.
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CONCLUSIONES
Las celdas de seguridad son instalaciones de disposición que permiten el almacenamiento de los residuos en el suelo, aislados del ambiente. El diseño debe tener como meta principal reducir al máximo la generación del lixiviado, así como prevenir su ingreso, sin tratamiento, al ambiente.
El sistema de impermeabilización para el depósito de residuos industriales, tiene la finalidad de impedir el flujo de lixiviados desde el interior del depósito hacia las capas de suelo o subsuelo, es decir, actuar como una barrera artificial entre los residuos y el medio natural.
Para las empresas, comunidades y autoridades es muy importante que existan empresas que se dediquen a este rubro ya que cada año aumenta el porcentaje de residuos sólidos industriales producidos por las industrias. Aunque el rubro es cada vez más complejo ya que actualmente el medioambiente es la principal preocupación de los Gobiernos y organizaciones
RECOMENDACIONES
Diseño de un banco de seguridad para evitar el ingreso de aguas lluvia dentro del depósito, evitando así incrementar innecesariamente la generación de lixiviados.
El depósito de residuos industriales, tiene una superficie aproximada de 15.768m2, la cual alojaran 136.900 m3 de residuo por un período estimado de 4 años. Corresponde al área limitada por una cuenca de 86.381 m2, y de acuerdo a la topografía existente, es necesario la construcción de un muro de contención para cerrar la cuenca y contener el residuo depositado.
Es importante generar cambios de actitudes y conductas a través de un proceso de concientización masiva que le permita a las comunidades asumir su responsabilidad en la generación y gestión de residuos.
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BIBLIOGRAFÍA
PROYECTO
Optimización del Manejo de Residuos Industriales en el Relleno Sanitario de Copiulemu S.A. (2006). [fecha de consulta: 03 Octubre 2011]Disponible en:http://www.e-seia.cl/archivos/Anexo_H__Informacion_Complementaria___Relleno_Sanitario.pdf
TESIS
PÉREZ Aguayo, Carolina. Diseño y Desarrollo de un Sistema de Gestión Ambiental de Residuos Sólidos Industriales en la Planta de Tratamientos de Residuos Copiulemu S.A. Tesis (Titulación en Ingeniería Civil Industrial). Concepción, Chile: Universidad del Bío- Bío, Facultad de Ingeniería, 2006. 86 p. [fecha de consulta: 01 Octubre 2011].Disponible en:http://cybertesis.ubiobio.cl/tesis/2006/perez_c/doc/perez_c.pdf
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ANEXOS
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ANEXO 1: TRAYECTORIA DE LOS RESIDUOS AL INGRESAR A LA PLANTA Y TODOSLOS PROCESOS INVOLUCRADOS EN SU GESTIÓN Y DISPOSICIÓN FINAL.
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ANEXO 2: DIAGRAMA DE PROCESOS DE COPIULEMU S.A.
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ANEXO 3: POLÍTICA DE SEGURIDAD, SALUD E HIGIENE
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ANEXO 4: POLÍTICA DE CONDUCTA RESPONSABLE
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ANEXO 5: POLÍTICA AMBIENTAL
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ANEXO 6: CERTIFICACIÓN ISO 14001 DE LA EMPRESA
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