Con la finalidad de realizar los cálculos necesarios que nos brinde los datos de la cantidad de residuos sólidos que se dispondrían en el relleno sanitario tipo manual para el Distrito de Otuzco necesitamos tener como datos bases la información demográfica de la población para la cual está dirigida el presente proyecto, la cantidad exacta de habitantes y la tasa de crecimiento poblacional, así como también de la generación per cápita de residuos sólidos diaria (habitante / día).
2.1.10.1. Densidad de los Residuos Sólidos
Para realizar los cálculos correspondientes y saber que dimensión tendría cada una de las celdas para disponer diariamente los residuos sólidos y del mismo modo tener la cantidad o volumen del relleno sanitario podemos proceder a estimar las densidades de la siguiente manera:
- Para una celda diaria, la densidad de los residuos sólidos recién compactados está en el rango de 400 a 500 kg/m3.
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- Para el volumen del relleno sanitario, la densidad de los residuos sólidos estabilizados está en el rango de 500 a 600 kg/m3.
Las densidades ya antes mencionadas y descritas serán logradas realizando una compactación homogénea de los residuos sólidos que lleguen a disponerse finalmente en el relleno sanitario con la finalidad de lograr su estabilización del mismo así como la del suelo incidiendo en la vida útil del sitio. El aumento de la densidad de los residuos sólidos en el relleno sanitario va logrando mediante:
- El libre tránsito del vehículo recolector sobre las celdas ya conformadas.
- El apisonamiento manual, mediante el uso periódico de la hoja compactadora y pisones de mano.
- La separación, recuperación y recolección de materiales como: papel, plástico, vidrio, cartón, chatarra y otros, debido a su difícil compactación y con la práctica del reciclaje trae además del beneficio económico, una menor cantidad de residuos sólidos a disponer finalmente, aumentando la vida útil del relleno.
- Otros de los factores que podrían poner en aumento la densidad de los residuos sólidos son: la descomposición de la materia orgánica, el propio peso de las capas o celdas superiores ya que al generar y tener un mayor peso de carga sobre las celdas ya antes instaladas disminuirían su volumen.
2.1.10.2. Cálculo del Volumen Necesario
El espacio que se necesita para la instalación del relleno sanitario tipo manual está en función de:
- La generación diaria de residuos sólidos o en todo caso la cantidad total de los residuos sólidos que se recolectarían diariamente.
- La densidad que puedan tener los residuos sólidos estabilizados en el relleno sanitario.
- El material para cubrir los residuos sólidos ya dispuestos en las respectivas celdas debe estar en el rango de 20 al 25% del volumen estabilizado de los mismos.
2.1.10.3. Volumen de Residuos Sólidos
Con la finalidad de obtener el dato de volumen diario realizamos una operación de división entre el volumen de residuos sólidos a disponer en un día (m³/día) y la densidad de los residuos sólidos recién compactados los cuales se encuentran en un rango de 400 al 500 kg/m³ y estabilizados (600 kg/m³). Y para tener el cálculo del volumen anual de residuos sólidos que se requieren disponer lo obtenemos a partir de la relación entre el volumen de residuos sólidos a disponer en un día (m³/día) entre 365, lo que equivale a la cantidad de días en un año. 𝑽𝒅𝒊𝒂𝒓𝒊𝒐 = 𝑪𝑹𝑫 𝑫𝒔𝒓𝒄
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𝑽𝒂𝒏𝒖𝒂𝒍 = 𝑽𝒅𝒊𝒂𝒓𝒊𝒐 × 𝟑𝟔𝟓
Dónde:
𝑽𝒅𝒊𝒂𝒓𝒊𝒐 = Volumen de residuos sólidos a disponer en un día (m³/día) 𝑽𝒂𝒏𝒖𝒂𝒍 = Volumen de residuos sólidos en un año (m³/año)
CRD = Cantidad de residuos sólidos producidos (kg/día) 365 = Equivalente a un año (días)
Drsc = Densidad de los residuos sólidos recién compactados, (400-500 kg/m³) y estabilizados (600 kg/m³).
2.1.10.4. Volumen del Relleno Sanitario
Mediante la siguiente fórmula, se puede determinar el volumen del relleno sanitario para un primer año, tomando el volumen de residuos sólidos en un año (m³/año) previamente calculado multiplicado por el material de cobertura, utilizando un factor de material de cobertura, el cual se encuentra entre 1.2 a 1.25.
VRS = 𝑽𝒂𝒏𝒖𝒂𝒍 x MC
Dónde:
VRS = Volumen del relleno sanitario manual (m³/año)
MC = Factor de material de cobertura, el cual se encuentra entre 1.2 a 1.25. Los resultados obtenidos mediante la fórmula, son tabulados con el fin de conocer el volumen total ocupado durante toda la vida útil del relleno, es decir los valores acumulados anualmente, por lo tanto se tiene que:
𝑉𝑅𝑆𝑣𝑢 = ∑ 𝑉𝑅𝑆 𝑛
𝑖=1
Dónde:
VRSvu = Volumen relleno sanitario durante la vida útil (m3)
n = Número de años.
2.1.10.5. Cálculo del Área Requerida
Con el volumen del relleno ya calculado, se puede estimar el área necesaria para la construcción del relleno sanitario manual solo si es que puede estimar en forma aproximada la profundidad o altura del relleno. Esta se conocerá si se
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tiene una idea de la topografía de los alrededores. El área necesaria para la construcción y operación de un relleno sanitario está en función de factores como:
- Cantidad de residuos sólidos a disponer y cantidad de material de cobertura.
- Densidad de compactación de los residuos sólidos.
- Profundidad o altura del relleno sanitario manual.
- Capacidad volumétrica del terreno.
- Áreas adicionales para obras complementarias.
El área a rellenar de residuos sólidos se calcula relacionando el volumen necesario del relleno sanitario (m³/año) sobre la altura o profundidad media del relleno sanitario (m).
𝑨𝑹𝑺= 𝑽𝑹𝑺
𝒉
Dónde:
VRS = Volumen necesario del relleno sanitario (m³/año) ARS = Área a rellenar sucesivamente (m²)
h = Altura o profundidad media del relleno sanitario (m)
El área total necesaria se obtendrá de la multiplicación entre el área total requerida previamente calculada, por el factor de aumento del área adicional requerida para las vías de penetración, áreas de aislamiento, caseta para portería e instalaciones sanitarias, patio de maniobras, entre otras. Este es considerada entre un 20 al 40% del área a rellenar.
A total = F x ARS
Dónde:
A total = Área total requerida (m²).
F = Factor de aumento del área adicional requerida para las vías de penetración, áreas de aislamiento, caseta para portería e instalaciones sanitarias, patio de maniobras, etc. Esta es considerada entre un 20 al 40% del área a rellenar.
2.1.10.6. Cálculo de la Vida Útil
Para poder calcular teóricamente el periodo o tiempo de vida útil que tendrá el relleno sanitario tipo manual para el Distrito de Otuzco y obtener el volumen del mismo o el volumen comprendido entre la configuración inicial y final del terreno, utilizaremos los métodos ya antes mencionados los cuales nos serán de utilidad para obtener un volumen total disponible, el mismo que será comparado con los volúmenes acumulados previamente ya calculados del relleno, hasta encontrar un valor que sea equivalente o ligeramente mayor al número de años que equivalen a la vida útil del relleno.