I. Introducción a los desechos sólidos

Dra. Vanessa V. Valdés S.Universidad Tecnológica de Panamá

Centro Regional de Bocas del Toro

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Los desechos sólidos son todos los desechos que proceden de actividades humanas y de animales que son normalmente sólidos y que se desechan como inútiles o indeseados.

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Evolución de la gestión de residuos sólidos.

El término “Residuo Sólido” es general, y comprende tanto la masa heterogénea de los desechos de la comunidad urbana como la acumulación más homogénea de los residuos agrícolas, industriales y minerales.

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En tiempos remotos, la evacuación de los residuos humanos y otros planteaban un problema significativo debido a que la población era pequeña y la cantidad de terreno disponible para la asimilación de los residuos grande.

Actualmente el énfasis se pone en la recuperación de los contenidos energéticos.

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La relación entre la salud pública, almacenamiento, recogida y evacuación inapropiada de los residuos sólidos es muy clara, dando lugar esto a la cría de ratas, moscas y otros transmisores de enfermedades se reproducen en vertederos incontrolados.

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Fenómenos ecológicos, tales como la contaminación del aire y agua, han sido atribuidos también a la gestión inapropiada de los residuos sólidos.

Aunque la naturaleza tiene la capacidad reducir el impacto de los residuos se ha excedido la capacidad de asimilación natural.

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Una de las mejores maneras de reducir la cantidad deresiduos sólidos que tienen que ser evacuados es limitar elconsumo de materias primas e incrementar la tasa derecuperación y reutilización de materias residuales.

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Gestión de residuos sólidos

La disciplina asociada al control de lageneración, almacenamiento, recogida, transferencia y transporte, procesamiento yevacuación de residuos.

Sigue los principios de la salud pública, dela economía, de la ingeniería, de laconservación y que también responde alas expectativas públicas

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Gestión de

residuos sólidos

Funciones administr

ativas

Funciones legales

Funciones de

planificación

Funciones financieras

Funciones de

ingeniería

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Jerarquía en gestión de residuos sólidos

1

•Reducción de origen

• implica reducir la cantidad y/o toxicidad de los residuos sólidos que son generados en la actualidad

2

•Reciclaje

• la separación, recogida de materiales residuales, la preparación de estos materiales para la reutilización, reprocesamiento y la transformación en nuevos productos.

3•Transformación de vertidos

• Implicando la alteración física, química o biológica de los residuos

4•Vertido

•Generar ideas para hacer algo con la materia residual

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Fuentes, Origen, Composición y Propiedades de los desechos

sólidos

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Fuentes El conocimiento de los orígenes y los tipos de residuos sólidos, su composición y las tasas de generación, es básico para el diseño y la operación de los elementos funcionales asociados con la gestión de residuos sólidos.

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El residuo se puede clasificar de varias formas, tanto por

estado, origen y tipo de manejo.

Clasificación por estado

Existe por lo tanto tres tipos de residuos desde este punto de vista sólidos, líquidos y gaseosos

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Clasificación por origen

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

Residuos municipales

Residuos industriales

Residuos Mineros

Residuos hospitalarios

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Residuos municipales

Hábitos de consumo

Desarrollo tecnológico

Calidad de vida de la población

Años 60= 0.2 a 0.5 Kg/hab/día

Hoy día=0.8 a 1.4 Kg/hab/día

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Residuos industriales

Tecnología del proceso productivo

Calidad de las materias primas

Propiedades físicas y químicas de los materiales

Combustibles utilizados

Envases

Embalajes

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Residuos mineros

Materiales removidos para accesar a los minerales

Residuos provenientes de procesos mineros

Pueden ser

sólidos o líquidos

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Residuos hospitalarios

Son generalmente esterilizados

Tipo residencial y comercial

Tipo médico conteniendo sustancias peligrosas

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Residuo peligroso

(Peligro para la salud y el

medio ambiente)

Ejemplos:

Desechos hospitalarios, de la

industria química, del

petróleo, textil, militar, del

plástico, energética.

Residuo inerte (No produce efectos en el

ambiente, es estable) No experimenta

transformaciones físicas, químicas o

biológicas.

Ejemplos: Escombros, tierra, chatarra.

Residuo no peligroso (Ninguna de las

anteriores)·

Ejemplos:

Papel, cartón y derivados· Vidrio

· Aluminio· Metales ferrosos

· Plásticos· Llantas

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Composición de los Residuos Sólidos

Importante porque:

Sirve para una serie de fines, entre los que se pueden destacar estudios de factibilidad de reciclaje, factibilidad de tratamiento, investigación, identificación de residuos, estudio de políticas de gestión de manejo.

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Un estudio presentado en 1995 dentro del contexto de la presentación de política para el manejo de los residuos sólidos domiciliarios (CONAMA), realizado en lo Errázuriz presenta los siguientes valores de composición Dra. Vanessa V. Valdés S. 21

Propiedades de los residuos sólidos

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Propiedades de los RSU

Físicas

QuímicasBiológicas

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PROPIEDADES DE LOS RSU

Las propiedades de los RSU influyen en el desarrollo y diseño de los Sistemas de GRS.

Propiedades FísicasLas más importantes son las siguientes:

Peso Específico: Se define como el peso de un material por unidad

de volumen. Las unidades que más se utilizan son: gf/cm3 y Kgf/m3.

Numéricamente, el peso específico es igual que la densidad

El peso específico de los RSU debe ser indicado si está referido a residuossueltos, compactados o semicompactados

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Tipos de residuosPeso específico, Kg/cm3

Rango Típico Domésticos (no compactados)

Residuos de comida (mezclados) 13 – 481 291

Papel 42-131 89

Cartón 42-80 50

Plásticos 42-131 65

Textiles 42-101 65

Goma 101-202 131

Cuero 10-261 160

Residuos de jarín 59-225 101

Madera 131-320 237

Vidrio 160-481 196

Latas de hojalata 50-160 89

Aluminio 65-240 160

Otros metales 131-1.151 320

Suciedad, cenizas, etc. 320-1.000 481

Cenizas 650-831 745

Basuras 89-181 131

Datos típicos sobre peso específico de residuos domésticos

Fuente: Tchobanoglous George. et. al., 1998 Dra. Vanessa V. Valdés S. 25

Contenido de Humedad

Este se puede expresar de 2 formas:

• Como Peso – Húmedo, donde la humedad de una muestra seexpresa como el porcentaje del material húmedo,

• Como Peso-Seco, se expresa como un porcentaje del peso secode material.

El método que más se utiliza es el primero, para ello se considera lasiguiente fórmula:

M = w – d . 100

w

Donde:

M= Contenido de humedad, porcentaje.

W = Peso inicial de la muestra según se entrega (Kg).

D = Peso de la muestra después de secarse a 105°C (Kg) Dra. Vanessa V. Valdés S. 26

Humedad, densidad y poder calorífico de los residuos sólidos en algunas ciudades del Perú

Ciudad Humedad

(%)

Densidad

(Kg/m3)

Poder calorífico (kcal/Kg)

Superior Inferior

Lima (1) 50,0 300 1 641 1351

Trujillo (2) 39,6 268 1 825 1 587

Ica (3) 39,8 248 1 893 1 692

Chiclayo (3) 27,1 446 1 279 1 116

Cuzco (4) Nd 456 Nd Nd

Iquitos (5) Nd 268 Nd Nd

Chimbote (6) 31,4 354 2 088 1 900

Tacna (7) 30,5 232 2 620 2 437

Arequipa (8) 40,1 279 1 217 976

Nd: No disponible

Fuente: Análisis Sectorial de Residuos Sólidos en el Perú. 1998

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Tamaño de partícula y distribución del tamañoAmbas propiedades son importantes dentro de la recuperación demateriales; especialmente con medios mecánicos comocribas, tromel y separadores magnéticos. El tamaño de uncomponente se puede determinar mediante las siguientesfórmulas:

Sc= 1

Sc= 1 + w

2

Sc = 1 + w + h

3

Sc= (1.w)1/2

Sc = (l.w. H) 1/3

Donde:Sc = Tamaño del componente (mm).L = Largo (mm).w = Ancho (mm)h = Altura (mm)

El tamaño medio encontrado de los componentes individuales encontrados en los residuos sólidos domésticos está entre 178 y 203 mm. Dra. Vanessa V. Valdés S. 28

Permeabilidad de los residuos compactadosEs la conductividad hidrológica de los residuos compactados. Estapropiedad influye en el movimiento de líquidos y gases dentro de unvertedero. El coeficiente de permeabilidad normalmente se escribecomo:

μ

γk=

μ

γCd=k 2

Donde:

K = coeficiente de permeabilidad

C= Constante sin dimensiones o factor de forma.

d = Tamaño medio de los poros.

y = Peso específico del agua

u = Viscosidad dinámica del agua.

k = Permeabilidad intrínseca Dra. Vanessa V. Valdés S. 29

Cd2 se conoce como permeabilidad intrínseca o especifica

PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS RSU

Las propiedades químicas son importantes paraevaluar las opciones de procesamiento y recuperaciónde los RSU.

Dentro de ellas, los más importantes son los siguientes:

1) Análisis físico

2) Punto de fusión de las cenizas

3) Análisis elemental

4) Contenido energéticoDra. Vanessa V. Valdés S. 30

ANÁLISIS FÍSICO:

Incluye los siguientes ensayos:

• Humedad: Es la perdida de agua de la muestra cuando se calienta a

105°C durante una hora.

• Materia Volatil combustible: es la pérdida de peso adicional a 950°C

en un crisol cubierto.

• Carbono fijo: Es el rechazo combustible dejado después de retirar la

materia vólátil.

• Ceniza: Es el peso del rechazo después de la incineración en un crisol

abierto.

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Punto De Fusión De Las Cenizas:

Es la temperatura en la que la ceniza resultante de la incineración

de residuos se transforma en sólido (escoria) por la fusión y la

aglomeración. Las temperaturas oscilan entre 1 100 °C y 1 200°C.

Análisis elemental de los componentes de residuos sólidos

Implica la determinación del porcentaje de C, H, O, N, S, y ceniza. Sepuede incluir la determinación de halógenos en el AE. Este análisis seutiliza para caracterizar la composición química de la materia orgánicade los RSU.

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Componentes

Porcentaje en peso (base seca)

Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Azufre Cenizas

Orgánicos

Residuos de comida 48,0 6,4 37,6 2,6 0,4 5,0

Papel 43,5 6,0 44,0 0,3 0,2 6,0

Cartón 44,0 5,9 44,6 0,3 0,2 5,0

Plásticos 60,0 7,2 22,8 - - 10,0

Textiles 55,0 6,6 31,2 4,6 0,15 2,5

Goma 78,0 10,0 - 2,0 - 10,0

Cuero 60,0 8,0 11,6 10,0 0,4 10,0

Residuos de jardín 47,8 6,0 38, 3,4 0,3 4,5

Madera 49,5 6,0 42,7 0,2 0,1 1,5

Inorgánicos

Vidrio 0,5 0,1 0,4 <0,1 - 98,9

Metales 4,5 0,6 4,3 <0,1 - 90,5

Suciedad, cenizas, etc 26,3 3,0 2,0 0,5 0,2 68,0

Fuente: Tchobanoglous George. et. al., 1998

DATOS TÍPICOS DEL ANÁLISIS ELEMENTAL DE LOS

COMPONENTES COMBUSTIBLES EN LOS RSU DOMÉSTICOS

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Contenido energético de los componentes de los Residuos Sólidos

El contenido energético se puede determinar de 3 formas.

1) Utilizando una caldera a escala real como calorímetro.

2) Utilizando una bomba calorimétrica de laboratorio.

3) Por cálculo, si se conoce la composición elemental.

Nutrientes esenciales y otros elementos

Este análisis es importante cuando la fracción orgánica de los RSU se va autilizar como alimentación para la elaboración de productos biológicos deconversión como por ejemplo, compost, metano y etanol.

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PROPIEDADES BIOLOGICAS DE LOS RSU

La fracción orgánica de la mayoría de residuos de los RSU se puedecalificar de la siguiente forma:

1) Constituyente soluble en agua, tales como:azúcares, féculas, aminoácidos, y diversos ácidos orgánicos.

2) Hemicelulosa, un producto de condensación de azúcares con cincoy seis carbonos.

3) Celulosa, un producto de condensación de glucosa de azúcar conseis carbonos.

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6) Lignocelulosa, una combinación de lignina y celulosa.

7) Proteínas, que están formadas por la condensación deaminoácidos.

4) Grasas, aceites y ceras, que son ésteres de alcoholes y ácidosgrasos de cadena larga.

5) Lignina, un material polímerico que contiene anillos aromáticoscon grupos metoxi (-OCH3), (presente en algunos productosde papel como periódicos y en tablas de aglomerado).

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Biodegradabilidad de los Componentes de Residuos Orgánicos

La biodegradabilidad se determina en función al contenido de ligninade un residuo. La ecuación utilizada es la siguiente:

Donde:

BF = Fracción biodegradable expresada en base a los sólidosvolátiles (SV).

0,83 = Constante empírica

0,028= Constante empírica

LC = Contenido de lignina de los SV expresado como unporcentaje en peso seco.

BF = 0,83 – 0,028LC

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Datos sobre la fracción biodegradable de componentes seleccionados de residuos orgánicos basándose en el contenido de lignina

Componente

Sólidos volátiles (SV) porcentaje

de sólidos totales (ST)

Contenido de lignina (CL)

porcentaje de SV

Fracción biodegradable

(FV)a

Residuos de comida

7-15 0,4 0,82

Papel

Papel de periódico 94,0 21,9 ?

Papel de oficina 96,4 0,4 ?

Cartón 94,0 12,9 ?

Residuos de jardín 50-90 4,1 ?

a Calculado utilizando Ecuación

Fuente: Tchobanoglous George. et. al., 1998 Dra. Vanessa V. Valdés S. 38

Adquisición inteligente de costumbres

Reciclaje de materiales Reutilización de materiales

MANEJO RESPONSABLE DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS

Minimización de residuos

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Continuamos con el marco legal…

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