Universidad de Manizales

Maestría en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente

Módulo: Manejo Integrado del Agua

Profesor: Dr. Nelson Rodríguez Valencia

Maestrante: Gustavo Adolfo Herrera Arango.

Tratamiento de aguas residuales: El caso de lixiviados en el Relleno Sanitario

La Pradera, Donmatías Antioquia.

1. Resumen

La generación de caudales de lixiviados en rellenos sanitarios es una problemática

vigente del tratamiento de aguas residuales en Colombia, por lo que en este trabajo

se desarrolla una aproximación a los principales aspectos que explican esta

situación. Y en segunda instancia se expone el caso del Relleno Sanitario La

Pradera ubicado en el municipio de Don Matías, Antioquia, y se esbozan algunas

posibilidades de tratamiento del lixiviado generado en él.

2. Introducción

Este escrito tiene la pretensión de acercarse, con un lenguaje sencillo, al tema de

la generación de lixiviados por disposición final de residuos sólidos en rellenos

sanitarios, que prestan su servicio al área metropolitana del Valle de Aburrá y

municipios circundantes, y de una forma muy preliminar, indagar sobre algunas

posibilidades de tratamiento que ayuden a atenuar, la contaminación del agua y del

suelo.

Concretamente, se comienza abordando el concepto de residuos sólidos y la

situación de los rellenos sanitarios en el país, pues estos constituyen la fuente

primaria de los lixiviados y para comprender adecuadamente las condiciones de

generación de estos últimos, se hace necesario tener claro qué conforma los

residuos y cuál es el procedimiento de disposición de los mismos.

Se orienta el trabajo en su parte final en la descripción de las condiciones de

funcionamiento del Relleno Sanitario La Pradera que presta sus servicios a 22

municipios antioqueños, se muestran las características específicas del lixiviado

que se produce en él, y se enuncian algunas opciones viables de su tratamiento en

función del cumplimiento de la normatividad vigente en materia de vertimiento en el

país.

3. Objetivos

- Indagar sobre la generación de lixiviados por disposición final de residuos

sólidos en rellenos sanitarios en Colombia.

- Consultar las condiciones de generación de lixiviados en el Relleno Sanitario

La Pradera y algunas posibilidades de tratamiento.

4. Marco teórico y Discusión

Los caudales de lixiviados generados en la operación de los rellenos sanitarios,

siendo estos últimos una de las formas más usadas para la disposición de residuos

sólidos provenientes de las actividades económicas, sociales y culturales de las

áreas urbanas en el país, representan un problema crítico por los niveles de

contaminación que estos provocan a las fuentes de agua.

Los rellenos sanitarios que consisten simplemente en depositar en sitios

preestablecidos por las autoridades locales los residuos sólidos para manejarlos y

compactarlos y que de esta manera ocupen la menor área posible, representan el

espacio en el que se producen los lixiviados definidos como un “líquido residual

generado por la descomposición biológica de la parte orgánica o biodegradable de

los residuos sólidos bajo condiciones aeróbicas y anaeróbicas y/o como resultado

de la percolación de agua a través de los residuos en proceso de degradación”1.

De acuerdo al decreto 838 de 2005, los residuos sólidos son todos aquellos

materiales o sustancias originadas en el consumo o uso de bienes en actividades

residenciales, industriales, de comercio, por instituciones de diversa índole o

1 Decreto número 838 de 2005 (marzo 23) por el cual se modifica el Decreto 1713 de 2002 sobre

disposición final de residuos sólidos y se dictan otras disposiciones.

prestadoras de servicios, que deciden abandonar, rechazar o entregar para su

aprovechamiento en otros bienes o en su disposición final.

Por su importancia para la comprensión de la composición de los lixiviados, su grado

de contaminación y las posibles alternativas de tratamiento, se debe tener claro sus

diferentes tipos de clasificación, pues esto permite a los ciudadanos y a las

autoridades públicas saber cuáles podrían ser los puntos de intervención más

eficaces para prevenir y revertir los impactos negativos de la práctica de disposición

de los residuos sólidos que se está analizando.

Con base en el Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento

Básico y Ambiental - RAS sección II título F del 2009, que define los sistemas de

aseo urbano en Colombia, los residuos sólidos se pueden clasificar según:

1. La composición física: Residuos de comida y de jardín, productos de papel y

de cartón, plásticos, textiles, latas de hojalata, aluminio, otros metales, vidrio,

madera, caucho, cuero, ceniza, rocas y escombros, huesos y otros.

2. La procedencia de los residuos sólidos: Residenciales, industriales,

comerciales, institucionales, hospitalarios, de barrido y de escombros.

3. La factibilidad de manejo y disposición: Ordinarios y especiales.

4. El grado de peligrosidad: Ordinarios y peligrosos.

Y de acuerdo al decreto 1713 de 2002 en su artículo 1, se pueden clasificar como:

Residuo sólido aprovechable: Es cualquier material, objeto, sustancia o elemento sólido que no tiene valor de uso directo o indirecto para quien lo genere, pero que es susceptible de incorporación a un proceso productivo.

Residuo sólido no aprovechable: Es todo material o sustancia sólida o semisólida de origen orgánico e inorgánico, putrescible o no, proveniente de actividades domésticas, industriales, comerciales, institucionales, de servicios, que no ofrece ninguna posibilidad de aprovechamiento, reutilización o reincorporación en un proceso productivo. Son residuos sólidos que no tienen ningún valor comercial, requieren tratamiento y disposición final y por lo tanto generan costos de disposición2.

En la mayoría de países existe una relación entre el número de la población y la

cantidad de residuos generados, en forma proporcional a los niveles de ingreso, de

2 Decreto 1713 de 2002.

consumo y las costumbres culturales, por lo que en un mundo consumista como el

de hoy, el volumen producido es inmenso. Según el Banco Mundial la producción

actual de residuos es de 1.300 millones de toneladas/año y podría ser de 2.200

millones para el año 2025, marcando la tendencia a duplicarse por la dinámica del

alto crecimiento poblacional, los niveles de consumo en los países desarrollados y

la adopción de los patrones de consumo global por parte de los habitantes de los

países subdesarrollados. De acuerdo a esta misma entidad multilateral, en América

Latina y el Caribe se pasará de una producción promedio de residuos sólidos de

1,09 Kg/habitante/día en el año 2012 a una producción de 1,56 Kg/habitante/día en

el año 2025, con un incremento de la población total en la región de 66 millones de

habitantes (400 millones en 2012 a 466 millones de personas en 2025).

En Colombia, de los sistemas de disposición final de residuos sólidos los

considerados autorizados son los rellenos sanitarios, las plantas integrales y las

celdas de contingencia, mientras que se consideran como inadecuados la

denominada Celda Transitoria, los botaderos, las prácticas de enterramiento, los

vertimiento a cuerpos de agua, la quema de los residuos sólidos y todo aquel

procedimiento o método que no cumpla con las disposiciones legales establecidas

en la normatividad vigente (Decreto 838 de 2005 , Decreto 2820 de 2010,

Resolución 1890 de 2011)3.

En Colombia para el año 2013, según la Superintendencia de Servicios Públicos

Domiciliarios (SSPD), hay 1.102 municipios que disponen 25.054 toneladas/día de

residuos sólidos en 400 sitios de disposición final. Del total de municipios el 75.2%

(829) disponen sus residuos en rellenos sanitarios, el 12.1% en botaderos (133) y

el 1.2% desafortunadamente lo efectúan todavía directamente en los cuerpos de

agua. La proporción por tipo de sitio de disposición final de los residuos muestra

que aproximadamente el 90% de toneladas/día se realiza en rellenos sanitarios.

3 Cit. Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios (2014). Disposición final de residuos

sólidos. Disponible en: http://www.superservicios.gov.co/content/download/8253/70121/version/1/file/Disposici%C3%B3n+final+de+residuos+s%C3%B3lidos.pdf

Para el caso del Municipio de Medellín, el área metropolitana del Valle de Aburrá y

algunas localidades vecinas, la disposición final se realiza en su gran mayoría en El

Relleno Sanitario La Pradera, que comenzó operaciones en junio del año 2003 –

con una vida útil de 25 años-, y que para el año 2013 atendió la disposición de

residuos de 22 municipios, recibiendo alrededor de 2.114 toneladas/día.

MUNICIPIOS QUE DISPONEN

Medellín y corregimientos Guadalupe

Barbosa Heliconia

Bello Itagüí

Caldas La Estrella

Cisneros El Retiro

Carolina Rionegro

Copacabana Sabaneta

Fredonia Salgar

Girardota Titiribí

Gómez Plata Venecia

Guarne Yolombo

Fuente: http://www.emvarias.com.co/SitePages/pradera.aspx#sthash.CoKzn3z7.dpuf

Puesto que el Relleno Sanitario es el método más utilizado en el país para la

disposición final de residuos sólidos no aprovechables, que generalmente por su

procedencia urbana de origen residencial, están conformados como mínimo por un

50% de compuestos orgánicos, que al estar dispuestos en estas condiciones

comienzan a degradarse por variados procesos biológicos, empezando por

procesos aerobios, donde la oxidación de los componentes orgánicos estimula la

presencia de procesos anaerobios los que predominaran en las condiciones físico-

químicas de funcionamiento del Relleno. Haciendo que estas degradaciones

biológicas creen diferentes tipos de subproductos de carácter gaseoso y líquido,

que conformaran el biogás y los lixiviados respectivamente.

La generación de lixiviados está directamente vinculada con las condiciones

hidrológicas de su ubicación geográfica, siendo la precipitación una de las más

importantes, es decir la cantidad de lluvia que cae en la celda de disposición de los

residuos, parte de dicha lluvia se queda a nivel superficial pues no alcanza a

infiltrarse en la masa de residuos y circula como escorrentía; igualmente esta sujeta

a procesos de evapotranspiración y de saturación que dependen de la capacidad

del terreno para almacenar humedad y del volumen de humedad existente; por

supuesto hay una parte de la precipitación que se infiltra en el manto de residuos

dispuestos, que después de saturado el suelo, todo exceso de infiltración se percola

a través de los residuos arrastrando los diversos componentes de éstos,

configurando así los lixiviados. Figura 1: Balance de agua en un Relleno Sanitario

Fuente: Guía Ambiental para Rellenos Sanitarios. (Pérez Aristizabal, 2010: 8)

Siendo los lixiviados un líquido que se constituye por la descomposición de los

materiales que conforman los residuos sólidos, ya sea por las propias

características físico-químicas de los residuos y/o por la mezcla de estos con el

agua que se logra infiltrar en el relleno, se tiene como resultado una sustancia con

altas cargas de compuestos orgánicos, metales pesados, ácidos, sales y

microorganismos, que los convierten en un contaminante muy agresivo para el

ambiente, principalmente el suelo y las fuentes de agua.

La composición media de los lixiviados cambia según la ubicación geográfica, la

edad del Relleno Sanitario y, claro está, por el tipo de residuo dispuesto en el

vertedero; pero independientemente de estas consideraciones, todos los lixiviados

presentan una gran carga contaminante.

Por este hecho, cualquier Relleno Sanitario debe tener un diseño y una construcción

que envuelvan los residuos y prevengan el escape de los lixiviados al

medioambiente. Generalmente, la construcción de un Relleno Sanitario está

conformada esencialmente de una cobertura superior, que consta de capas de

suelos, una geomembrana y una cubierta superior de suelo con vegetación. Su

interior lo constituyen las celdas de residuos. Debajo de estas últimas, debe

construirse un sistema de drenajes o filtros; bajo las que se hallen capas de suelos

con baja permeabilidad, que sirvan como barreras y capas de geomembranas que

protejan de las aguas subterráneas y contribuyan al control de fugas de lixiviados.

Como complemento necesario al diseño descrito de un Relleno Sanitario, este debe

contar con un sistema para la evacuación de gases que se producen en su interior.

Figura 2. Diagrama esquemático del sistema de componentes de un Relleno Sanitario. Fuente: (Vargas Guerrero, 2009).

El Relleno Sanitario La Pradera, se ubica en la zona rural del municipio de

Donmatías a unos 56 Km de la ciudad de Medellín, a 1.100 metros sobre el nivel

del mar, con una temperatura ambiente promedio de 22° C y una precipitación

media por mes de 18 mm/día. Ocupa un área de 382 hectáreas distribuidas en tres

zonas, la primera denominada, La Carrilera (Hoy cerrada) ocupa un espacio de 7

hectáreas con una profundidad media para la disposición de los residuos de 12

metros, la segunda, conocida como La Música (en operación) tiene un área de 17

hectáreas con una profundidad promedio de disposición de residuos de 35 metros,

y la tercera con el nombre de Altaír 1 y 2 (en apertura) con un área de 22 hectáreas.

El área circundante corresponde a un relieve de montaña y de cobertura boscosa que hace las veces de zona de amortiguación, igualmente el río Medellín es uno de sus colindantes. Después de la adecuación del sitio (impermeabilización con geomembrana, construcción de vías de acceso, y plataformas entre otros) se disponen los residuos… Se riegan para conformar la celda, se compacta en capas

promedio de 30 cms y se cubren una vez terminada la celda. Se conforman las celdas dando las pendientes para facilitar el flujo de agua y se conforman los sistemas de drenaje dentro del vaso. Adicionalmente se construyen cada cinco metros de alturas filtros para drenaje de lixiviados y cada cuarenta metros chimeneas de desfogue de gases, formando un sistema interconectado que facilite la evacuación de lixiviados y gases (SCS ENGINEERS, 2007: 3).

Fuente: Informe de evaluación Relleno Sanitario La Pradera. Medellín, Colombia. (SCS ENGINEERS, 2007).

El control de aguas lluvias se realiza mediante un sistema de canales de recolección tanto revestidos en concreto (áreas clausuradas) como provisionales en los puntos de contacto entre las vías temporales y los residuos (SCS ENGINEERS, 2007: 3).

Fuente: Informe de evaluación Relleno Sanitario La Pradera. Medellín, Colombia. (SCS ENGINEERS, 2007).

Un manejo correcto del lixiviado utilizando sistemas de tratamiento eficaces

reduciría ostensiblemente la contaminación de las fuentes de agua superficiales y

subterráneas, y evitaría o disminuiría que el uso posterior de estos cuerpos de agua,

Impermeabilización del fondo Cobertura de residuos e inicio de la

cobertura final

Sistema de recolección y conducción de aguas lluvias

para el riego y el consumo humano y de animales, genere contaminación del suelo

y efectos negativos en la salud de personas y animales. Y de esta forma también

cumplir con los estándares establecidos en materia de vertimientos, en el decreto

3930 de 2010.

En el caso colombiano, se han aplicado sistemas de recolección y tratamiento de

lixiviados, que han sido muy deficientes para evitar que estos líquidos sigan

contaminando el suelo y las fuentes de agua. “De todos los rellenos existentes en

el país sólo se han reportado 38 instalaciones para tratamiento de lixiviados, de los

cuales apenas aproximadamente la mitad son tratamientos eficaces” (Pérez

Aristizábal, 2010).

El manejo de lixiviados en el Relleno Sanitario La Pradera, tenía la intención de

recolectar y trasladar a unas lagunas de almacenamiento este líquido, para luego

conducirlo a la Planta de Tratamiento de San Fernando. La recolección en las

lagunas se viene realizando adecuadamente, pero el ingreso para su tratamiento en

la Planta de San Fernando ha sido restringido, por la alta carga de compuestos

orgánicos y metales pesados de este lixiviado.

Esta situación ha conllevado a que los lixiviados sean almacenados en las piscinas, tengan un tratamiento parcial y luego sean dirigidos a quebradas en el área de influencia o directamente al Río Medellín, de acuerdo a los informes técnicos realizados por la Autoridad Ambiental Corantioquia. A pesar de realizarse un tratamiento a los lixiviados mediante las lagunas llegan al río todavía con varios contaminantes en concentraciones altas, aun sin cumplirse el 80% de remoción en DBO y SST. Esto se agrava si se tiene en cuenta que esta fuente luego se convierte en el Río Porce que es represado para la generación de energía, por lo tanto las acciones tendientes a tratar este líquido contribuye a disminuir la contaminación del río, mitigar el grado de eutrofización y evitar los procesos de anaerobiosis por altas cargas de nutrientes y orgánicas dentro de los sistemas de embalse de Porce (Pérez Aristizábal, 2010).

Este tratamiento usado en el Relleno Sanitario La Pradera es considerado como un

tratamiento convencional por transferencia de lixiviado, en el que se recolectan los

lixiviados en un sistema de lagunaje, para luego ser transportados por carrotanques

hacia una planta de tratamiento, en este caso, la de de San Fernando en el

municipio de Itagüí, y allí ser combinada con aguas residuales domésticas (ARD),

buscando aprovechar la carga de nitrógeno del lixiviado, y el fosforo aportado por el

ARD, para hacer eficaz su tratamiento por vía biológica. El lixiviado de este Relleno

Sanitario presenta altos contenidos de elementos tóxicos, que inhiben la actividad

microbiológica reduciendo de esta manera la eficiencia de la Planta de Tratamiento.

Por lo que las Empresas Públicas de Medellín, responsable de dicha Planta,

limitaron la cantidad de lixiviado tratado a sólo 50 m3/día –del total de 300 m3/día

generados en el Relleno-, lo que causo que se vertieran 250 m3/día al rio Medellín,

incumpliendo la normatividad vigente al respecto.

Lagunas existentes para el tratamiento de lixiviado en el Relleno Sanitario La Pradera.

Fuente: Cit. Pérez Aristizábal, 2010: 17

Frente a esta situación, identificar las características del lixiviado es un factor

primordial para realizar una propuesta de tratamiento eficaz, especialmente conocer

su carga en Demanda Biológica de Oxigeno (DBO), en Demanda Química de

Oxigeno (DQO) y en Carbono Orgánico Total (CTO), pues estos configuran su carga

orgánica total que es la que provee de nutrientes a los microorganismos. El lixiviado

generado en El Relleno Sanitario La Pradera, con base en 5 muestras analizadas

por Corantioquia de noviembre del 2006 a Julio del 2007, “poseía una DQO

promedio de 9328 ± 2720 mg/L y una –Demanda Bioquímica de Oxigeno a 5 días-

DBO5 promedio de 4997 ± 1838 mg/L lo que resulta una proporción DBO5/DQO

cercana a 0,5, lo cual evidenciaba la biodegradabilidad del lixiviado y viabiliza la

implementación de un tratamiento biológico” (Pérez Aristizábal, 2010).

Igualmente se muestra en la siguiente tabla los análisis de elementos de

preocupación para la salubridad, realizados al lixiviado del Relleno Sanitario La

pradera, por SANEAR S.A en octubre de 2008.

Fuente: (Pérez Aristizábal, 2010)

De acuerdo al artículo 72 -Decreto 1594 de 1984-, la Carga Máxima Permisible para todo

vertimiento a un cuerpo de agua deberá cumplir los siguientes parámetros:

Referencia Usuario existente Usuario nuevo

pH 5 a 9 unidades 5 a 9 unidades

Temperatura 40°C 40°C

Material flotante Ausente Ausente

Grasas y aceites Remoción 80% en carga Remoción 80% en carga

Sólidos suspendidos, domésticos o industriales Remoción 50% en carga Remoción 80% en carga

Demanda bioquímica de oxígeno:

Para desechos domésticos Remoción 30% en carga Remoción 80% en carga

Para desechos industriales Remoción 20% en carga Remoción 80% en carga

Fuente: Decreto 1594 de 1984 de la República de Colombia.

Teniendo como referencia las características específicas del lixiviado del Relleno

Sanitario La Pradera descritas arriba, y la recomendación realizada por el ingeniero

Juan David Pérez Aristizábal en el análisis de su investigación, es factible la

implementación de un tratamiento biológico, por lo menos para cumplir con los

parámetros exigidos en la legislación ambiental colombiana sobre el vertimiento.

Fuente: Construcción propia con base en clasificación propuesta por Pérez Aristizábal, 2010

5. Conclusiones

En el tratamiento de aguas residuales en el país, la problemática de los lixiviados

es muy importante, puesto que su fuente de origen principal que es la disposición

de residuos sólidos en los rellenos sanitarios -sistema más utilizado por los

municipios en Colombia con un 90%- no se vislumbra que vaya a ser sustituido por

otro que sea ecológicamente más eficiente. Y es mucho más difícil pensar en que

cambien las prácticas culturales, en la producción y el consumo de bienes y

servicios, que contribuyese positivamente a disminuir la cantidad de dichos

residuos.

Este líquido residual altamente contaminante, que por lo menos en el mediano

plazo, va a seguir siendo generado por la dinámica de la sociedad contemporánea

en mayor cantidad, es bastante complejo para la comprensión de todas las variables

que inciden no solo en la explicación de su composición (características de los

residuos, la temperatura ambiente, el contenido de humedad, la edad del relleno, la

disposición de las capas para remover contaminantes y las propiedades del agua

que entra al sitio de disposición), sino también, en el conocimiento necesario para

elegir el sistema adecuado para su tratamiento (depende de las características

específicas del lixiviado, disposición de recursos económicos, trabajo

interdisciplinario de profesionales, nivel de descontaminación buscado, entre otros).

A pesar que los diferentes sistemas de tratamiento de lixiviados (Combinado con

agua residual, recirculación, natural, biológico, fisicoquímico, avanzados con

membranas, biorreactores de membrana y Biodiscos) presentan altas eficiencias en

las remociones requeridas, hay que reconocer que los efluentes tratados de todas

formas, conservan altas concentraciones de compuestos contaminantes, inclusive

cumpliendo con la normatividad en materia de vertimientos dispuesta por el Estado

Colombiano.

Por esta razón, es imprescindible trabajar en pos de evitar la producción de residuos

y mejorar su gestión desde el punto de generación, para disminuir ostensiblemente

la cantidad de todo tipo de residuos y especialmente aquellos con componentes

peligrosos, y aprovechar por intermedio de diferentes métodos la reutilización de los

residuos orgánicos, que son los que en mayor proporción se producen en las

ciudades. No obsta el mejoramiento continuo de la investigación, el uso de

tecnologías, las buenas prácticas y los sistemas implementados tanto en los

procesos de disposición de residuos como en los de tratamiento de lixiviados.

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