Energía Undimotriz

La energía undimotriz, a veces llamada energía olamotriz, es la energía producida por el movimiento de las olas. Es menos conocida y extendida que la mareomotriz, pero cada vez se aplica más.

Algunos sistemas pueden ser:

Un aparato anclado al fondo y con una boya unida a él con un cable. El movimiento de la boya se utiliza para mover un generador. Otra variante sería tener la maquinaria en tierra y las boyas metidas en un pozo comunicado con el mar.

• Un aparato flotante de partes articuladas que obtiene energía del movimiento relativo entre sus partes. Como la "serpiente marina" Pelamis.
• Un pozo con la parte superior hermética y la berruga comunicada con el mar. En la parte superior hay una pequeña abertura por la que sale el aire expulsado por las olas. Este aire mueve una turbina que es la que genera la electricidad.

Calentador Solar

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Energías Renovables

Cuando hablamos de energía hablamos de actividad, de transformación y de progreso, su consumo esta incluido en nuestra vida diaria, consumimos todo tipo de energía, en todos los niveles, desde las necesidades mas básicas y primitivas de nuestro cuerpo (calentarse en una hoguera o cocinar nuestros alimentos), a otras más modernas y sofisticadas (el uso de aparatos electrodomésticos) y las grandes necesidades productivas (Industria). Por tal razón, las decisiones sobre el manejo de la energía, relativas a su generación, transmisión, uso y abasto, influyen directamente sobre el desarrollo del país, pues tienen impacto, sobre la calidad de vida de la población e inciden en el grado de competitividad de las plantas productivas. Refiriéndonos particularmente a la energía eléctrica, su demanda por lo general es solventada, con generadores a base de combustibles y la red convencional de energía eléctrica.

El alza en el precio de los productos energéticos tradicionales y los derivados de los combustibles fósiles (gas, carbón, petróleo), han elevado los gastos diarios en hogares y empresas, mas aún, representa uno de los detonantes de la crisis económica que afecta a los mercados mundiales; aunado a este golpe monetario, se presenta otra preocupante, el aumento en el uso de este tipo de fuentes de energía, a provocado un incremento en las temperaturas medias de todo el mundo detonando una segunda crisis, la climatológica. Por estas razones, una buena alternativa de inversión a largo plazo con resultados traducidos a calidad de vida, son las energías renovables, denominadas así, por ser obtenidas de elementos naturales renovables como el sol y el aire.

La energía solar, es la fuente de energía renovable más abundante en la tierra, además de ser una de las fuentes de abastecimiento energético más respetuosa con el medio ambiente.

Por medio de sistemas fotovoltaicos la luz solar es captada y convertida en energía eléctrica directa, ésta posteriormente es convertida en energía alterna, la que a su vez es vertida a la red y consumida por todos. La energía fotovoltaica es inagotable y altamente rentable en una gran variedad de aplicaciones, lo que la hace 100% autosustentable, hemos convivido con algunas de esas aplicaciones sin darnos cuenta, la maravilla de las comunicaciones no sería posible sin la ayuda de los satélites, los cuales se encuentran en órbita con la energía del sol. En la actualidad, las aplicaciones de las energías renovables han dejado de ser sólo de uso tecnológico y de alto costo, para sumarse a los usos comunes de la sociedad, energía eléctrica, de calefacción, hasta sistemas de filtración de agua y demás, dando una solución al alto costo sobre el consumo de energía eléctrica y combustibles, y lo que es aun mejor, de manera totalmente limpia y segura, interactuando con los recursos naturales sin dañar el medio ambiente.

Los sistemas fotovoltaicos, aun representando una inversión inicial mayor a un sistema de energía convencional, puede llegar a representar el ahorro de hasta ¾ partes de los costos normales por el suministro de energía eléctrica de una manera 100% respetuosa con el medio ambiente.

En referencia a la energía térmica que nos brinda el sol, se estima que, en un año, el Sol es capaz de suministrar a la Tierra 4000 veces más energía de la que se consume. Gran parte incide sobre nuestro planeta en forma de calor (radiación infrarroja), que puede ser aprovechada mediante las denominadas instalaciones solares térmicas. Su misión es captar esta energía para calentar un determinado fluido que será empleado para producir agua caliente sanitaria, calefacción o climatizar piscinas, entre otros usos, siendo estos los principales, con ventajas enormes, de fácil instalación, cuidado y lo mas importante 100% seguros para los usuarios y el ambiente, suficientes sobre el método ordinario en el que las instalaciones además de utilizar consumibles contaminantes y costosos, representan a veces riesgos para las personas en mantenimiento y por supuesto la naturaleza.

En primera instancia, el desarrollo de un proyecto solar, consiste en evaluar su factibilidad técnico-económica a fin de determinar si el proyecto es susceptible de ser desarrollado y si efectivamente dicho proyecto puede representar una opción viable de abastecimiento de energía tanto fotovoltaica como térmica.

Sin lugar a dudas un tema que revolucionará el abasto energético. Infórmese más en www.imapv.com.

LA ECONOMÍA VERDE AYUDARÁ EN LA LUCHA CONTRA EL CAMBIO CLIMÁTICO

Nuevas estadísticas que fueron dadas a conocer en semanas pasadas muestran que la economía global “verde” no sólo podría proteger el planeta de los peores efectos del cambio climático, sino que a la vez es algo sorprendentemente asequible.
Vías hacia una Economía baja en Carbono -un estudio nuevo de McKinsey and Co– muestra que el calentamiento global puede mantenerse por debajo del incremento crítico de 2°C y, que además está dentro de nuestras posibilidades lograrlo. El estudio detalla los costos de reducir los daños causados por las emisiones de carbono, pero al mismo tiempo aclara que, sólo si actuamos de inmediato, será posible evitar los peores impactos del cambio climático. De acuerdo a WWF, una de las organizaciones que auspició el informe, los líderes mundiales ahora cuentan con toda la información necesaria para estructurar un acuerdo global climático para los países desarrollados y los que están en vías de desarrollo.
El estudio –uno de las más grandes y detallados que existen a la fecha– lista más de 200 oportunidades distribuidas en 10 sectores y 21 regiones geográficas, que podrían reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero en aproximadamente un 40% por debajo de los niveles de 1990 hasta el año 2030.
En el año 2030, la energía solar, eólica y otros tipos de energía renovable sostenible podrían abastecer casi un tercio de la demanda global de energía; la eficiencia energética podría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en más de un cuarto, además de que la deforestación en los países en vías de desarrollo podría ser completamente detenida –uno de los principales factores causantes del cambio climático y una amenaza importante para el desarrollo sostenible. Y todo esto a un costo de menos de medio por ciento del PIB global.
“El estudio McKinsey muestra que de una vez por todas es urgente y asequible tomar acción para con el cambio climático”, señaló el Director General de WWF, James Leape. “Las estadísticas claramente muestran que no solamente podemos avanzar hacia una economía con bajas emisiones de carbono, sino que los costos son razonables. Adoptar estas medidas será un gran paso en evitar los peores efectos del cambio climático.”

En la conferencia de lanzamiento del informe en Bruselas, Leape añadió que “a medida que los gobiernos invierten en reconstruir la economía global, tienen una oportunidad única, y es imperativo construir una economía con bajas emisiones de carbono que cree empleos y estabilice el clima. Las tecnologías de baja intensidad de carbono y los modelos de producción ya existen y tienen sentido económica y ambientalmente.”
“Cuando los líderes mundiales se reúnan en Copenhague en diciembre de este año para decidir sobre un acuerdo global para el cambio climático, no tendrán excusas para ser pasivos o no tomar acción. El mundo estará mirando y espera que los líderes adopten medidas que lleven a una economía de bajas emisiones de carbono, dándole buenas posibilidades de mantener el cambio climático por debajo del nivel crucial de 2°C”, indicó Leape.
El estudio McKinsey ha sido evaluado ampliamente por científicos, economistas y entidades expertas, incluyendo a WWF. El estudio presenta sus hallazgos en forma de una “reducción en la curva de costos”, que gráficamente ilustra los sectores en los que se podría lograr la mayor reducción de carbono en términos de eficacia en función de los costos, incluyendo un ahorro de 14 mil millones de toneladas de CO2 al reemplazar la generación de energía en base a carbono con –entre otras cosas– energía renovable ya existente, comprobada y limpia. También incluye el ahorro de otras 14 mil millones de toneladas a través de un uso más sostenible de la tierra en los sectores agrícola y forestal, así como un ahorro adicional de 11 mil millones mediante la eficiencia energética. McKinsey identifica otros 9 mil millones de toneladas de potenciales reducciones de emisiones que son ya sea más costosas o representan cambios en prácticas que son difíciles de cuantificar.
En Vías hacia una Economía baja en Carbono, McKinsey analiza el potencial, en base a las emisiones y costos, hacia una disminución en todos los sectores, incluyendo el de la energía nuclear. WWF cree que los costos de la energía nuclear han sido subestimados. Aun más importante es que la energía nuclear no es una opción viable cuando tomamos en cuenta los riesgos de proliferación, los residuos altamente radioactivos y el escape de plutonio. Creemos que es posible lograr reducciones importantes adicionales a través de la cogeneración de biomasa, mayor eficiencia energética y productos bajos en carbono, que protegerán el clima sin necesidad de usar energía nuclear.
WWF aplaude los principales hallazgos del estudio, que muestra que si todas las opciones de la tecnología fuesen puestas en práctica, sería posible lograr una reducción de aproximadamente 40% de las emisiones de los gases de efecto invernadero hasta el año 2030, en comparación con los niveles de 1990 –lo cual equivale a una reducción del 70% de los niveles habituales. Eso sería suficiente para reencauzar al mundo por el camino correcto para poder mantener los incrementos en la temperatura promedio por debajo del nivel de 2°C, nivel que WWF y otros han identificado como el máximo permisible para evitar daños ambientales irreversibles y de amplio alcance.

El Auge de la Ecotecnología

En la World Mobile Congress se presentó el prototipo de Nokia Remade, un móvil aún no comercializado que tiene la particularidad de estar fabricado a partir de latas de conserva y otros materiales de reciclados. Sus componentes electrónicos proceden de otros inalámbricos desechados. La oleada verde se abre paso entre los fabricantes de tecnología, y la blogsfera no podía permanecer al margen.

La noticia de ese móvil futuro y sostenible de Nokia procede de Ecoinformación, una de las bitácoras que se dedican a difundir información sobre tecnologías verdes. Nacida en octubre de 2007, su enfoque se centra en dar a conocer productos, proyectos y tendencias cuyo destino es contribuir a la expansión del consumo ecotecnológico. Aquí nos informan tanto de un centro de reciclaje casero, que compacta cada envase desechado para que ocupe el menor espacio posible, como de un cargador eólico de pequeño tamaño para móviles y reproductores mp3.

Ecolosfera es un blog que recopila informaciones aparecidas en la Web. Gracias a él nos enteramos de que en EE UU han lanzado al mercado paneles solares destinados a alimentar energéticamente estaciones Wi-Fi en lugares aislados, incluso en días nublados o de noche debido a sus baterías de almacenamiento. También nos informa de que se encuentra en desarrollo una aplicación informática para iPhone que permite conocer en todo momento el gasto energético que llevamos acumulado en nuestra vivienda, además de activar o desactivar distintos temporizadores y sensores desde el inalámbrico.

Energía solar fotovoltaica.

Se dice que la energía solar fotovoltaica es la energía del futuro. Su despegue se produjo en el contexto de programas espaciales, en los cuales se ha permitido hacer funcionar satélites artificiales por energía solar, aprovechando directamente la radiación del sol.

Como características positivas podemos mencionar que, en este tipo de energía, la energía solar se transforma en energía eléctrica sin partes móviles, sin ciclos termodinámicos y sin reacciones químicas.

Esta generación eléctrica es de duración prácticamente ilimitada, no requiere mantenimiento, no produce contaminación ni hace ruido.

• Funcionamiento

El efecto fotoeléctrico permite transformar directamente energía solar (ya sea directa o difusa) en energía eléctrica continua.Para ello, se suelen utilizar semiconductores, y en especial el silicio (el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre que se obtiene de la arena).

El elemento base es la célula solar. Suelen ser de silicio monocristalino, policristalino o amorfo. Las conjuntos de células se orientan hacia el Sur para aprovechar más la radiación solar, y son conectadas a un sistema de almacenamiento (baterías) y de conversión de la corriente.

Se trata pues de una fuente de energía que puede aprovecharse en cualquier aplicación: red eléctrica, consumo en lugares aislados de zonas rurales, …

• Ventajas

La energía solar fotovoltaica tiene la particularidad de ser la única fuente de energía renovable que puede instalarse de forma masiva en el centro de zonas urbanas. De hecho, son muchos los paneles fotovoltaicos que se integran en edificios, proporcionando energía eléctrica de manera segura, ecológica y autónoma.

Es interesante notar que cualquier usuario puede obtener su propia energía de forma independiente, con el apoyo para la generación en las horas sin sol de otro sistema complementario (diesel, eólico), o acumulando la energía sobrante en baterías.

Podría también intercambiar energía con la red eléctrica.

También son ventajas muy interesantes la limpieza, la seguridad, el silencio, la sencillez, el mínimo mantenimiento…

• Aplicaciones domésticas

Sin duda alguna, el hecho de que sea una energía de fácil instalación, de ocupación mínima, de que no sea antiestética se ha confirmado en la instalación de los llamados “tejados solares“. En éstos, se ahorra la batería como elemento almacenador de energía y se ahorran ciertos materiales de construcción substituídos total o parcialmente por los tejados fotovoltaicos.

Los paneles fotovoltaicos instalados en techos, fachadas, etc., cubren las necesidades eléctricas de la vivienda o edificio, y el exceso lo inyecta en la red mediante un sistema de inversores, conmutadores y contadores. El sistema permite que en el caso que no fuera esta generación suficiente para cubrir las necesidades (o bien no existiera generación solar fotovoltaica en un momento por ser hora nocturna o sin insolación), la alimentación se haga directamente de la red.

La aplicación de la energía solar fotovoltaica en edificios es la principal razón por la que se está ocupando la capacidad de producción de células y módulos fotovoltaicos que ahora mismo existe y se esté propiciando una expansión de las instalaciones de los más importantes productores mundiales.

Actualmente, algunas estimaciones prevén que en España se podría llegar a producir 180000 millones de kWh por año.

• Aplicaciones industriales

La principal aplicación de la energía solar fotovoltaica es la llamada “economía del hidrógeno“. En efecto, por electrólisis del agua, se obtiene fácilmente hidrógeno. Se podría almacenarlo y transportarlo, permitiendo que la energía producida en los lugares más soleados pueda ser empleada en cualquier otro sitio.

• Futuro de la energía solar fotovoltaica

La evolución tecnológica está mejorando progresivamente los rendimientos de las células. Pero también es sorprendente el abaratamiento de los costes de inversión (de 1980 a 1997, el kWh generado a pasado de costar 339 pesetas a 30).

Este tipo de energía se utiliza para abastecer de electricidad a numerosos poblados y fábricas en Senegal, Jordania, Brasil, Filipinas, Indonesia y Chile. La producción mundial asciende a 60 megavatioshora al año. En España son 25000 las viviendas que benefician de este tipo de energía.

Vistas las ventajas incomparables de este tipo de energía, tanto a nivel ecológico, como económico o puramente práctico, se puede pensar que ésta será una de las grandes energías del futuro. Es de esperar, pues, que su parte en la producción mundial aumente en los próximos años.

• Células solares

- Célula solar convencional: lleva una capa de silicio positiva y otra negativa que forman un campo eléctrico. La energía de la luz incidente activa los portadores de carga positiva y también los de carga negativa. La corriente fluye al unir los dos polos desde el exterior y se descarga a través de unos dedos metálicos.

- Célula electroquímica: En ella, la luz estimula los portadores de carga en una película de colorante. El dióxido de titanio facilita que la carga negativa fluya a la capa conductora de una capa de vidrio. El colorante compensa la falta de carga con una solución de yodo y así se crea la corriente.

- Alfombra solar enrollable: Permite cubrir con ella casas enteras. La luz activa ciertas moléculas que se encuentran sobre la superficie plástica, y la corriente se produce cuando los portadores de carga positiva y de carga negativa se separan entre sí.

1.1.- Historia de la energía solar fotovoltaica.

1839 Edmund Bacquerel, físico francés, descubre el efecto FV: en una celda electrolítica compuesta de 2 electrodos metálicos sumergidos en una solución conductora, la generación de energía aumentaba el exponer la solución a la luz.

1873 Willoughby Smith descubre la fotoconductividad de selenio.

1877 W.G. Adams y R.E. Day observan el efecto fotovoltaico en selenio sólido. Construyen la primera celda de selenio.

1904 Albert Einstein publica su trabajo acerca del efecto fotovoltaico.

1921 Albert Einstein gana el Premio Nobel por sus teorías explicativas del efecto fotovoltaico.

1951 El desarrollo de la unión p-n crecida posibilita la producción de una celda de germanio monocristalino.

1954 Los investigadores de los Laboratorios Bell (Murray Hill, NJ) D.M. Chapin, C.S. Fuller, y G.L. Pearson publican los resultados de su descubrimiento celdas solares de silicio con una eficiencia del 4,5%.

1955 Se comercializa el primer producto fotovoltaico, con una eficiencia del 2% al precio de $25 cada celda de 14 mW.

1958 El 17 de marzo se lanza el Vanguard I, el primer satélite artificial alimentado parcialmente con energía fotovoltaica. El sistema FV de 0,1 W duró 8 años.

1963 En Japón se instala un sistema fotovoltaico de 242 W en un faro.

1973 La Universidad de Delaware construye “Solar One”, una de las primeras viviendas con EFV. Las placas fotovoltaicas instaladas en el techo tienen un doble efecto: generar energía eléctrica y actuar de colector solar (calentado el aire bajo ellas, el aire era llevado a un intercambiador de calor para acumularlo).

1974-1977 Se fundan las primeras compañías de energía solar. El Lewis Research Center (LeRC) de la NASA coloca los primeras aplicaciones en lugares aislados. La potencia instalada de EFV supera los 500 kW.

1978 El NASA LeRC instala un sistema FV de 3.5-kWp en la reserva india Papago (Arizona). Es utilizado para bombear agua y abastecer 15 casas (iluminación, bombeo de agua, refrigeración, lavadora, …). Es utilizado hasta la llegada de las líneas eléctricas en 1983, y partir de entonces se dedica exclusivamente al bombeo de agua.

1980 La empresa ARCO Solar es la primera en producir más de 1 MW en módulos FV en un año.

1981 “Solar Challenger”, un avión abastecido por EFV, vuela. Se instala en Jeddah, Arabia Saudita, una planta desalinizadora por ósmosis-inversa abastecida por un sistema FV de 8-kW.

1982 La producción mundial de EFV supera los 9.3 MW. Entra en funcionamiento la planta ARCO Solar Hisperia en California de 1-MW.

1983 La producción mundial de EFV supera los 21.3 MW, y las ventas superan los 250 millones de $. El Solar Trek, un vehículo alimentado por EFV con 1 kW atraviesa Australia; 4000 km en menos de 27 días. La velocidad máx es 72 km/h, y la media 24 km/h. ARCO Solar construye una planta de EFV de 6-MW en California, en una extensión de 120 acres; conectado a la red eléctrica general suministra energía para 2000-2500 casas.

1992 Instalado un sistema FV de 0.5-kW en Lago Hoare, Antártida, con baterías de 2.4-kWh. Se utiliza para abastecer a equipamiento de laboratorio, iluminación, PCS e impresoras y un pequeño horno microondas.

1996 El “Ícaro”, un avión movido por EFV sobrevuela Alemania. Las alas y la zona de cola están recubiertas de 3000 células supereficientes con una superficie de 21 m2

VIDEO : ¿COMO FUNCIONA LA ENERGIA SOLAR TERMICA?

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2.- Energía solar térmica.

Este tipo de energía solar utiliza directamente la energía que recibimos del sol, que la aprovecha en forma de calor. Se puede usar para producir electricidad o para recuperar directamente el calor de la radiación solar. En este sentido, se puede aprovechar de forma activa o pasiva. Nosotros trataremos la activa.

• Producción de electricidad con energía solar térmica.

Existen dos modos de producir electricidad por energía solar térmica: de alta o de baja concentración.

Los dispositivos de alta concentración son las llamadas centrales de torre. En éstas, la radiación solar se capta por un campo de heliostatos (espejos que siguen el movimiento solar durante el día gracias a un control por ordenador). Los espejos son curvos, reflejan la luz del sol concentrándola en un único punto llamado foco en la torre. El foco es en realidad un receptor (formado por un conjunto de tubos metálicos o cerámicos, en el cual circula un fluido (agua, vapor, aire, sales, …). El fluido es el encargado de transmitir el calor. Un circuito de agua es el receptor de ese calor, ya que cuando ésta se evapora hace mover una turbina, que produce electricidad gracias a un alternador. De aquí comprendemos el nombre que recibe esta energía, ya que su funcionamiento en su segunda parte es similar al de cualquier central térmica o nuclear, con la diferencia que el calor se recibe directamente del sol.

La inversión de este tipo de centrales es muy elevada, pero es de esperar que las investigaciones las reduzcan (desarrollo de heliostatos más baratos, de receptores volumétricos, …).

Otra variedad de centrales solares térmicas de alta concentración son los llamados discos parabólicos: son espejos con forma de parábola que también se mueven con el sol y concentran la energía solar en foco solidario al disco donde está situado el receptor.

Los dispositivos de baja concentración son algo diferentes: esta vez, se trata de un conjunto de colectores cilindro parabólicos que también se mueven con el sol concentrando la radiación en un foco donde circula un fluido, que se calienta y hace mover una turbina que por medio de un alternador, produce electricidad. Este tipo de centrales solares térmicas se presentan mucho más eficaces que las de torre: son menos complicadas, requieren una inversión menor al ser las distancias espejo-foco menores y al ser más fáciles de operar. Son centrales que ocupan un espacio más pequeño y que presentan ventajas frente a los discos parabólicos.

En ambos casos (alta o baja concentración), la energía calorífica solar se transforma generalmente en el energía eléctrica, aunque existe la posibilidad de almacenar calor en tanques de sales fundidas para ser utilizado posteriormente.

• Aplicaciones industriales

Una de las aplicaciones industriales más espectacular de la energía solar térmica son los hornos solares. Se trata de un conjunto de heliostatos que se mueven con el sol y reflejan las radiaciones en un foco. En este último se pueden alcanzar temperaturas increíbles, del orden de los 3000ºC. Esto tiene su utilidad en campos tan variados como en la medición de la resistencia de materiales, sobre todo metálicos y cerámicas, en la obtención de fibras de alta dureza, en la prueba de reacciones químicas, en la simulación de los efectos de una explosión nuclear, en la aerospacial… por citar algunos ejemplos. Este tipo de energía solar ha permitido un gran avance en el campo de la termomecánica.

También la llamada química solar tiene un interés muy importante a nivel industrial. Muchas reacciones químicas se desarrollan a altas temperaturas (en general, suelen ser superiores a los 800ºC): obtención de hidrógeno, detoxificación de residuos orgánicos tóxicos…

Otra aplicación industrial interesante de la energía solar es la desalinización del agua de mar para la obtención de agua potable. Normalmente, este tipo de plantas utilizan la energía solar para calentar el fluido necesario para desalinizar: hasta ahora se utilizaban para esta operación combustibles fósiles.

• Aplicaciones domésticas

La energía solar térmica está cobrando cada día más importancia para usos domésticos. Se utiliza sobre todo para obtener agua caliente y como combustible de la calefacción.

La energía la recoge un colector plano(caja negra orientada al sur) que recibe la energía solar a través de una cubierta transparente. El calor se retiene por efecto invernadero. El colector plano contiene un tubo negro en zig zag que contiene el fluido que se calienta. Este colector recibe energía solar directa y difusa.

El agua caliente que se obtiene sale a temperaturas de menos de 70ºC. Este agua caliente es útil no sólo para viviendas, sino también para hospitales, hoteles, piscinas, fábricas…

Los colectores planos son usados también para calefacción de edificios, aunque en este sentido es más usual la energía solar pasiva.

Calentar agua por energía solar térmica es un proceso económico, tiene alto rendimiento, escaso mantenimiento y muy limpio(comparándolo con sistemas más convencionales como el petróleo o el gas natural).

Otros ejemplos curioso de aplicación doméstica de energía solar son las cocinas térmicas, los encendedores térmicos…

• Ventajas y desventajas de la energía solar

La energía solar térmica tiene como gran ventaja la de reemplazar a otras fuentes de energía como combustibles fósiles o nucleares. También es una energía autónoma y descentralizada, que procede de una fuente gratuita e inagotable. Se trata de una energía limpia y segura, absolutamente inocua para el medio ambiente local y mundial.

Sin embargo, lo que verdaderamente frena el desarrollo de la energía solar es la técnica aún insuficiente (almacenamiento de la energía, calidad y eficiencia de materiales…). También los altos costes de instalación, la insuficiente financiación para la investigación, o los bajos precios del petróleo influyen en el hecho de que la energía solar no tenga más importancia de la que tiene.

• Actualidad sobre la energía solar térmica.

Actualmente, y aunque ya se ha señalado que la investigación en este tipo de energías es escasa, se están obteniendo grandes avances en el campo. Los países punteros son: Estados Unidos, Israel, Francia, Alemania, Japón, Grecia, Suecia, Chipre. En España es interesante mencionar la Plataforma Solar de Almería,importante centro de investigación en energía solar.

Gran parte del territorio español tiene condiciones buenas para amortizar fácilmente una planta solar térmica ya que las condiciones climáticas son idóneas: 4kWh/m2 de energía solar de media por año.

Una visión realista del sector solar español nos llevaría a una efectiva utilización de este tipo de instalaciones, y en la actualidad ya hay 40000 m2 instalados.

3.- Energía solar pasiva.

Se trata de un caso particular de energía solar térmica.

Los grandes edificios actuales, construidos ignorando las condiciones ambientales del entorno, causan daños al medio ambiente y son poco económicos, sin llegar a conseguir el nivel de comodidad que se requiere: en efecto, por las ventanas se escapa tanta energía como la que fluye (por ejemplo, en forma de petróleo).

Este terrible gasto lo soluciona un tipo de energía muy particular:la energía solar pasiva.

• Funcionamiento

El calor que recibimos del sol es muy útil para evitar producir energía por otros medios.

Con la energía solar pasiva, se consigue producir energía sin necesidad de movimiento de ningún fluido, todos los procesos son naturales.

Ésto es lo que distingue la energía solar pasiva de la solar térmica convencional.

La energía solar pasiva se aplica a la arquitectura:se trata de la arquitectura solar pasiva o bioclimática. Ésta tiene en cuenta el clima del lugar (energía solar recibida, temperatura, dirección del viento, …), la vegetación del medio y la orientación para que el edificio reciba el máximo de energía solar posible. El objetivo es conseguir, con el mínimo consumo de energía convencional, el máximo confort, logrando que las temperaturas en este tipo de edificios sea constante aunque la temperatura exterior sufra grandes oscilaciones.

La arquitectura solar pasiva no es una invención de las nuevas tecnologías, ya que en general se respetan las formas arquitectónicas locales (casas blancas en climas cálidos, grandes ventanales en climas fríos…).

Cuando queremos diseñar una casa solar, se tienen en cuenta los siguientes factores: ganancia solar, almacenamiento de la energía, distribución del calor y la iluminación natural. Se suelen instalar métodos de calefacción, refrigeración e iluminación.

La calefacción consiste en invernaderos adosados, galerías acristaladas, ventanas y muros colectores para captar el calor solar, normalmente orientados hacia el sur , y aislando las paredes norte. Los muros y techos están fabricados con materiales que acumulan calor que se transfiere al interior de la casa.

La refrigeración se obtiene evitando la ganancia de calor, con protectores o bien aleros, toldos, persianas, o bien por sistemas enterrados. Se extrae también calor de noche (radiación hacia el cielo con una cubierta térmica movil, enfriamiento evaporativo o ventilación inducida).

La iluminación se consigue por reflejos:la luz indirecta es dirigida hacia paneles reflectantes. En el interior, la luz difusa se aprovecha con pinturas blancas o claras.

• Situación actual de la energía solar pasiva

Este tipo de edificios existen por todas partes del mundo, pero su desarrollo no es demasiado importante. Muchos de los existentes sirven para la experimentación más que para su uso. En España caben citar el Centro Educativo Medioambiental “Los Molinillos” de Crevillente (Alicante), que es un edificio autosuficiente durante todo el año (las temperaturas interiores se mantienen prácticamente constantes), o el caso del pueblo abandonado de Navapalos (Soria), que se ha reconstruido totalmente incorporando la energía solar pasiva.

Ya se ha dicho que la mayoría de estas instalaciones están realizadas para la investigación, aunque no son raros los casos de viviendas adosadas o aisladas que utilizan energía solar pasiva.

• Ventajas

Se trata de una energía que supone un coste no muy elevado, por lo general alrededor del 10% de sobrecoste. Pero el ahorro energético es sin duda espectacular: es del orden del 70-80% durante el tiempo de utilización. Sin duda alguna, desde un punto de vista económico, la amortización se realiza en muy poco tiempo. En el futuro se prevee que este coste se reduzca aún más.

También desde un punto de vista ecológico, todo son ventajas: no habrá ningún otro tipo de energía que tenga tan poco impacto en el medio ambiente que la energía solar pasiva. También es de notar que este tipo de energía ayuda notablemente a reducir el uso de otras energías fuertemente contaminantes.

Sin duda alguna, es difícil señalar algún inconveniente a la energía solar pasiva.

• La energía solar pasiva como energía del futuro

Se proyecta que para el año 2010 se podrá duplicar el aprovechamiento de la energía solar pasiva, y por lo tanto podrá suponer una reducción de 50% de las emisiones de CO2 y ahorrar mucho dinero. Aunque aún quede mucho por investigar, se están estudiando nuevos materiales, características ópticas de superficies, ventanas, tipologías constructivas, modelos de simulación, manuales de cálculo para constructores y validación experimental de las edificaciones.

Quizás dentro de unos años muchos de nuestros hogares serán casas solares.

Tratamiento del vidrio.

Los envases de vidrio se pueden reciclar sin que el material pierda ninguna de sus propiedades. Una vez recogidos son triturados formando un polvo grueso denominado calcín, que sometido a altas temperaturas en un horno, se funde para ser moldeado nuevamentee en forma de botellas, frascos, tarros, etc. que tienen exactamente las mismas cualidades que los objetos de que proceden. El proceso supone un ahorro de materias primas y de energía muy considerable.

Tratamiento del papel y cartón.

Consiste en la recuperación de las fibras de celulosa mediante separación en soluciones acuosas a las que se incorporan sustancias tensioactivas con el fin de eliminar la tinta. La tinta queda en la superficie del baño y se puede separar con facilidad. Una vez retirada la tinta, se somete la suspensión de las fibras a un secado sobre una superficie plana, para recuperarlas. Después se las hace pasar por unos rodillos que las aplanan y compactan, saliendo finalmente la lámina de papel reciclado.

Tratamiento de los metales.

Los envases de acero estañado, más conocidos como hojalata, son perfectamente reciclables, se emplean en la fabricación de otros envases o como chatarra en las fundiciones siderúrgicas después de haber sido desestañada la hojalata. Todo el acero recuperado se recicla por las necesidades de las acerías. El proceso de reciclado de la hojalata reduce el consumo energético de forma muy notable.

Los envases de aluminio se consideran materia prima en los mercados internacionales. Su reciclado supone un elevado ahorro energético y los materiales obtenidos mantienen sus propiedades al fundirse repetidas veces. Para separarlos del resto se utiliza un mecanismo denominado de corrientes inducidas de Foucault que proyecta hacia fuera de la cinta transportadora los envases de aluminio, pega a ésta los férricos y deja igual a los demás. En combinación con sistemas de electroimanes sirve para completar la separación de los metales.

Tratamienio de los tetrabrik.

Se reciclan de dos maneras :

• Reciclado conjunto. Dando lugar a un material aglomerado denominado Tectán®.
• Reciclado por separado. Los componentes se aprovechan de modo independiente. En éste último se separan las fibras de celulosa del polietileno y del aluminio en un hidropulper por frotamiento. Tras finalizar el proceso se vacía el hidropulper por su parte inferior através de un filtro que deja pasar el agua y la fibra de celulosa. Con la recuperación de ésta se ha reciclado un 80% en peso del envase. Para aprovechar el resto se puede recuperar de forma conjunta obteníéndose una granza de polietileno reforzada por el aluminio. Este resto también se usa como combustible en las cementeras, ya que el polietileno es buen combustible y el aluminio oxidado suple a la bauxita, ingrediente del cemento.

Por último para separar el polietileno del aluminio se pueden usar disolventes, recuperando de la disolución el polietileno. También se puede recuperar el aluminio por combustión.

Otros residuos.

Los neumáticos pueden sufrir diferentes procesos:

• Recauchutado.Con lo que puede volver a utilizarse. Consiste en volver a realizar el dibujo gastado.
• Corte. Para que mediante un fundido a presión se puedan fabricar felpudos, zapatillas, etc.Trituración. Con dos variantes:
  • Trituración a temperatura ambiente.
  • Trituración criogénica.
    Ésta última utiliza bajas temperaturas por debajo de su temperatura de transición vítrea convirtiéndolo en un material frágil y quebradizo. Se obtiene así un grano fino y homogéneo.
• Triturado se emplea en :
  • Como caucho asfáltico. Mejora el drenaje de la capa asfáltica así como prolonga la duración del pavimento y reduce su fragilidad.
  • Como hormigón de asfalto modificado.
  • Como combustible en grano. El caucho compuesto por un 83% de carbono en peso tiene una capacidad calorífica de 35MJ/kg. La combustión debe estar muy controlada porque los neumáticos contienen azufre.
  • Pirólisis.
  • Utilización en el compostaje de fangos. El neumático triturado se utiliza para favorecer la oxigenación y el compostaje.

Las pilas presentan diversos grados de potencial contaminante. Según su composición y tipo tendrán como destino el reciclado o el depósito controlado en un depósito de seguridad.

Son reciclables las pilas botón de óxido de mercurio, óxido de plata y las de níquel-cadmio. El mercurio se recupera mediante un proceso de destilación.

Los aceites de automoción usados son residuos peligrosos. Contienen productos de la degradación de los aditivos que se les añaden como fenoles, compuestos de cloro, hidrocarburos polinucleares aromáticos clorados (PCB), compuestos de plomo, etc. Son procesados por destilación que permiten obtener nuevamente aceites de una calidad comparable a los obtenidos del crudo petrolífero.

Por último los residuos voluminosos como muebles, electrodomésticos son recuperados por particulares y asociaciones que los reparan y revenden o utilizan. Hay que hacer la salvedad de que ciertos electrodomésticos de línea blanca como frigoríficos deben tratarse para su desguace por personal especializado por contener CFC, PCB, etc. Igualmente el material electrónico debe ser tratado de forma especial para evitar que dañe el medio ambiente.

Tratamiento de los plásticos.

Los envases de plástico pueden someterse a tres tipos de procesos.

Reciclado mecánico.
Reciclado químico.
Valorización energética.
El primero consiste en trocear el material para introducirlo posteriormente en una máquina extrusora-granceadora para moldearse después por los métodos tradicionales. Solamente puede aplicarse a los termoplásticos, que son aquellos que funden por la acción de la temperatura. Presenta dos problemas fundamentalmente. El primero es que el plástico ya utilizado pierde parte de sus propiedades lo que obliga a emplearlos en la fabricación de otro tipo de productos con menos exigencias. El segundo es la dificultad para separar los distintos tipos de plásticos. Para ello se han desarrollado diversos sistemas.

El segundo, reciclado químico se utiliza cuando el plástico está muy degradado o es imposible aislarlo de la mezcla en que se encuentra. Se define como la reacción reversible de la polimerización hacia la recuperación de las materias primas. Según el tipo de polímeros se distinguen dos clases de procesos :

Polímeros de adición. Por dos procedimientos diferentes :
Vía térmica. Se usan los siguientes sistemas :

• Pirólisis.
• Gasificación.
• Cracking.
• Vía catalítica. Con los siguientes :
• Hidrogenación.
• Hidrocracking.
• Cracking.
• Polímeros de condensación. Se aplican los siguientes :
• Hidrólisis.
• Metanólisis.
• Glicólisis.
• Otros.

Por último la valorización energética es un tratamiento adecuado para plásticos muy degradados. Es una variante de la incineración en la que la energía asociada con el proceso de combustión es recuperada para generar energía. Las plantas en las que se realiza se asemejan a una central térmica pero difieren en el combustible que en este caso son residuos plásticos.

Filtros de partículas para motores diesel (DPF)

Los filtros de partículas para motores diesel (DPF) reducen eficazmente el material particulado, el monóxido de carbono y los hidrocarburos. La reducción de los contaminantes es del orden de 90% a 95% en masa y superior al 99% en número de partículas.

En países desarrollados el uso de estos filtros es obligatorio para todos los motores diesel (buses, camiones, vehículos, maquinaria de construcción, locomotoras, entre otros).

Estos filtros permiten que el motor continúe operando en forma normal, pero con un nivel de emisiones contaminantes muy bajo y requerimientos de mantenimiento simples y de bajo costo.

¿Cómo funcionan?

Estos filtros están construidos en un material cerámico especial recubierto con metales preciosos y semipreciosos con una serie de perforaciones, a través del cual pasa la corriente de gases de escape del motor.

Producto de la temperatura de los gases de escape y la circulación de éstos a través del filtro, se producen reacciones químicas de post-combustión en forma continua que eliminan los contaminantes que no se combustionaron apropiadamente en el motor.

RESIDUOS SOLIDOS Y CLASIFICACION

Material que no representa una utilidad o un valor económico para el dueño, el dueño se convierte por ende en generador de residuos. Desde el punto de vista legislativo lo mas complicado respecto a la gestión de residuos, es que se trata intrínsicamente de un termino subjetivo, que depende del punto de vista de los actores involucrados (esencialmente generador y fiscalizador)

El residuo se puede clasificar de varias formas, tanto por estado, origen o característica

Clasificación por estado

Un residuo es definido por estado según el estado físico en que se encuentre. Existe por lo tanto tres tipos de residuos desde este punto de vista sólidos, líquidos y gaseosos, es importante notar que el alcance real de esta clasificación puede fijarse en términos puramente descriptivos o, como es realizado en la practica, según la forma de manejo asociado : por ejemplo un tambor con aceite usado y que es considerado residuo, es intrínsicamente un liquido, pero su manejo va a ser como un sólido pues es transportado en camiones y no por un sistema de conducción hidráulica.

En general un residuo también puede ser caracterizado por sus características de composición y generación.


Clasificación por origen

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

Esta definición no tiene en la practica limites en cuanto al nivel de detalle en que se puede llegar en ella.

Tipos de residuos más importantes :

Residuos municipales:
La generación de residuos municipales varia en función de factores culturales asociados a los niveles de ingreso, hábitos de consumo, desarrollo tecnológico y estándares de calidad de vida de la población. El creciente desarrollo de la economía chilena ha traído consigo un considerable aumento en la generación de estos residuos. En la década de los 60, la generación de residuos domiciliarios alcanzaba los 0,2 a 0,5 Kg/habitante/día ; hoy en cambio, esta cifra se sitúa entre los 0,8 y 1,4 Kg/habitante/día.

Los sectores de más altos ingresos generan mayores volúmenes per cápita de los residuos, y estos residuos tiene un mayor valor incorporado que los provenientes de sectores más pobres de la población.

Residuos industriales :
La cantidad de residuos que genera una industria es función de la tecnología del proceso productivo, calidad de las materias primas o productos intermedios, propiedades físicas y químicas de las materias auxiliares empleadas, combustibles utilizados y los envases y embalajes del proceso.

Residuos mineros :
Los residuos mineros incluyen los materiales que son removidos para ganar acceso a los minerales y todos los residuos provenientes de los procesos mineros. En Chile y en el mundo las estadísticas de producción son bastante limitados. Actualmente la industria del cobre se encuentra empeñada en la implementación de un manejo apropiado de estos residuos, por lo cual se espera en un futuro próximo contar con estadísticas apropiadas.

Residuos hospitalarios :
Actualmente el manejo de los residuos hospitalarios no es el mas apropiado, al no existir un reglamento claro al respecto. El manejo de estos residuos es realizado a nivel de generador y no bajo un sistema descentralizado. A nivel de hospital los residuos son generalmente esterilizados.

La composición de los residuos hospitalarios varia desde el residuo tipo residencial y comercial a residuos de tipo medico conteniendo substancias peligrosas.

Según el Integrated Waste Management Board de California USA se entiende por residuo medico como aquel que esta compuesto por residuos que es generado como resultado de :

a) Tratamiento, diagnostico o inmunización de humanos o animales

b) Investigación conducente a la producción o prueba de preparaciones medicas hechas de organismos vivos y sus productos



Clasificación por tipo de manejo

Se puede clasificar un residuo por presentar alguna características asociada a manejo que debe ser realizado :

Desde este punto de vista se pueden definir tres grandes grupos:

a) Residuo peligroso : Son residuos que por su naturaleza son inherentemente peligrosos de manejar y/o disponer y pueden causar muerte, enfermedad; o que son peligrosos para la salud o el medio ambiente cuando son manejados en forma inapropiada.

b) Residuo inerte : Residuo estable en el tiempo, el cual no producirá efectos ambientales apreciables al interactuar en el medio ambiente.

c) Residuo no peligroso : Ninguno de los anteriores



MANEJO DE RESIDUOS SOLIDOS


Es el conjunto de procedimientos y políticas que conforman el sistema de manejo de los residuos sólidos. La meta es realizar una gestión que sea ambiental y económicamente adecuada.

Antecentes históricos de manejo

Desde el inicio del primer relleno sanitario en el área metropolitana de Santiago, Pozo la feria, han pasado mas de veinte años en los cuales esta actividad ha tenido un significativo progreso, en especial, en aquellos aspectos vinculados al medio ambiente y que tienen relación con el manejo de los líquidos percolados y el biogás.

Aun cuando los resultados obtenidos son satisfactorios, desde el punto de vista sanitario, ambiental y económico, esto no ha sido suficiente como para evitar que esta actividad encuentre oposición en la comunidad.

La forma en que se ha manejado la disposición final de residuos sólidos urbanos en el área metropolitana de Santiago de Chile, ha sido la resultante de un proceso lógico en el cual se han tratado de concentrar dentro del marco legal vigente, los recursos económicos y la tecnología disponible.

Es así como el primer paso dado fue pasar de basurales ubicados al interior o en las inmediaciones del radio urbano a rellenos sanitarios. Este logro puede considerarse importante si se tiene en cuenta que a la fecha de estos cambios (1977 - 1979) las municipalidades no tenían dentro de su presupuesto un ítem para la disposición final adecuada a sus residuos sólidos.

Durante la década de los 80 los rellenos sanitarios experimentan substanciales mejoras en relación con la protección del medio ambiente. Se realizan estudios que permiten un manejo técnico de los líquidos percolados y el biogás y se comienzan a desarrollar programas de uso de los suelos ya recuperados, que dan inicio a la creación de áreas verdes para el sector urbano.



Sistema de manejo de residuos sólidos

Básicamente el sistema de manejo de los residuos se compone de cuatro sub sistemas:

a) Generación : Cualquier persona u organización cuya acción cause la transformación de un material en un residuo. Una organización usualmente se vuelve generadora cuando su proceso genera un residuo, o cuando lo derrama o cuando no utiliza mas un material.

b) Transporte : Es aquel que lleva el residuo. El transportista puede transformarse en generador si el vehículo que transporta derrama su carga, o si cruza los limites internacionales (en el caso de residuos peligrosos), o si acumula lodos u otros residuos del material transportado.

c) Tratamiento y disposición : El tratamiento incluye la selección y aplicación de tecnologías apropiadas para el control y tratamiento de los residuos peligrosos o de sus constituyentes. Respecto a la disposición la alternativa comúnmente más utilizada es el relleno sanitario.

d) Control y supervisión : Este sub sistema se relaciona fundamentalmente con el control efectivo de los otros tres sub sistemas.

Riesgo asociado al manejo de los residuos sólidos

Gestión negativa:

a) Enfermedades provocadas por vectores sanitarios : Existen varios vectores sanitarios de gran importancia epidemiológica cuya aparición y permanencia pueden estar relacionados en forma directa con la ejecución inadecuada de alguna de las etapas en el manejo de los residuos sólidos.

b) Contaminación de aguas : La disposición no apropiada de residuos puede provocar la contaminación de los cursos superficiales y subterráneos de agua, además de contaminar la población que habita en estos medios.

c) Contaminación atmosférica : El material particulado, el ruido y el olor representan las principales causas de contaminación atmosférica

d) Contaminación de suelos : Los suelos pueden ser alterados en su estructura debido a la acción de los líquidos percolados dejándolos inutilizados por largos periodos de tiempo

e) Problemas paisajísticos y riesgo : La acumulación en lugares no aptos de residuos trae consigo un impacto paisajístico negativo, además de tener en algunos caso asociado un importante riesgo ambiental, pudiéndose producir accidentes, tales como explosiones o derrumbes.

f) Salud mental : Existen numerosos estudios que confirman el deterioro anímico y mental de las personas directamente afectadas.

Relleno Sanitario con manejo inadecuado


Gestión positiva:

a) Conservación de recursos : El manejo apropiado de las materias primas, la minimización de residuos, las políticas de reciclaje y el manejo apropiado de residuos traen como uno de sus beneficios principales la conservación y en algunos casos la recuperación de los recursos naturales. Por ejemplo puede recuperarse el material orgánico a través del compostaje.

b) Reciclaje : Un beneficio directo de una buena gestión lo constituye la recuperación de recursos a través del reciclaje o reutilización de residuos que pueden ser convertidos en materia prima o ser utilizados nuevamente.

c) Recuperación de áreas : Otros de los beneficios de disponer los residuos en forma apropiada un relleno sanitario es la opción de recuperar áreas de escaso valor y convertirlas en parques y áreas de esparcimiento, acompañado de una posibilidad real de obtención de beneficios energéticos (biogás)


GENERACION DE RESIDUOS


Producción Per cápita (PPC)

La producción de residuos sólidos domésticos es una variable que depende básicamente del tamaño de la población y de sus características socioeconómicas.

Una variable necesaria para dimensionar el sitio de disposición final es la llamada Producción per cápita (PPC). Este parámetro asocia el tamaño de la población, la cantidad de residuos y el tiempo; siendo la unidad de expresión el kilogramo por habitante por día (Kg/hab/día).

Estimación teórica de Producción per cápita (PPC)

La PPC es un parámetro que evoluciona en la medida que los elementos que la definen varían. En términos gruesos, la PPC varia de una población a otra, de acuerdo principalmente a su grado de urbanización, su densidad poblacional y su nivel de consumo o nivel socioeconómico. Otros elementos, como los periodos estaciónales y las actividades predominantes también afectan la PPC.


Otra alternativa de estimación es comparar con comunas de situación similar de la cual se disponga información fidedigna.



COMPOSICION DE LOS RESIDUOS


Basicamente trata de identificar en una base másica o volumétrica los distintos componentes de los residuos.

Usualmente los valores de composición de residuos sólidos municipales o domésticos se describen en términos de porcentaje en masa, también usualmente en base húmeda y contenidos items como materia orgánica, papales y cartones, escombros, plásticos, textiles, metales, vidrios, huesos, etc.

La utilidad de conocer la composición de residuos 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.


Variaciones estaciónales en la generación de residuos

La cantidad y calidad de los residuos sólidos puede variar en forma significativa a través del año. comúnmente en climas temperados, la cantidad media diaria, semanal y mensual de residuos esta sobre la media anual durante los meses de veranos. Esto es atribuible en parte al aumento de la basura orgánica (por hábitos y disponibilidad para consumo), además de las probables actividades de mejoramiento urbano comúnmente realizadas en esta época.

En lugares donde la actividad de mejoramiento durante los meses de temporada de vacaciones puede aumentar en varias veces la media anual, aumentando la proporción de residuos domésticos y comerciales.

En lugares donde la generación de residuos industriales representa un porcentaje importante del total, el patrón de generación queda determinado por el tipo de industrias presentes.


Residuos sólidos generados a partir de aguas servidas municipales e industriales

En países desarrollados, el agua servida, comercial e industrial es colectada y tratada previo a regresarla a los cursos de aguas. El material removido durante el tratamiento es lodo, un material sólido que contiene típicamente un alto porcentaje de humedad. Los sólidos deshidratados pueden ser dispuestos en rellenos, aplicados a tierra como un mejorador de suelos o incinerado.

Los procesos industriales consumen una gran cantidad de agua para sus procesos. Las características de las aguas descargadas de las fuentes industriales son bastantes diferentes a las características de las aguas servidas domesticas en concentración, incluido los patógenos que generalmente están muy bajos o casi inexistente.


Características de los residuos

Humedad

Es una característica importante para los procesos a que puede ser sometida la basura. Se determina generalmente de la siguiente forma: Tomar una muestra representativa, de 1 a 2 Kg , se calienta a 80ºC durante 24 horas, se pesa y se expresa en base seca o húmeda.



Densidad

La densidad de los sólidos rellenados depende de su constitución y humedad, por que este valor se debe medir para tener un valor más real. Se deben distinguir valores en distintas etapas del manejo.

Densidad suelta : Generalmente se asocia con la densidad en el origen. Depende de la composición de los residuos. En Chile fluctúa entre 0.2 a 0.4 Kg/l o Ton/m3.

Densidad transporte : Depende de si el camión es compactador o no y del tipo de residuos transportados. El valor típico es del orden de 0.6 Kg/l.

Densidad residuo dispuesto en relleno : Se debe distinguir entre la densidad recién dispuesta la basura y la densidad después de asentado y estabilizado el sitio. En Chile la densidad recién dispuesta fluctúa entre 0.5 a 0.7 Kg/l y la densidad de la basura estabilizada fluctúa entre 0.7 a 0.9 Kg/l

Poder calorífico

Se define como la cantidad de calor que puede entregar un cuerpo. Se debe diferenciar entre poder calorífico inferior y superior. El Poder Calorífico Superior (PCS) no considera corrección por humedad y el inferior (PCI) en cambio si. Se mide en unidades de energía por masa, [cal/gr], [Kcal/kg], [BTU/lb]. Se mide utilizando un calorímetro.

También se puede conocer a través de un calculo teórico, el cual busca en la bibliografía valores típicos de PC por componentes y se combina con el conocimiento de la composición de los residuos:



RECOLECCION Y TRANSPORTE


Sistemas de recolección y tratamiento

Existen básicamente dos sistemas:

Sistema vertical (Ductos verticales)

Para diseñar, existe una normativa : Resolución ministerio de salud 7328. normas sobre eliminación de basuras en edificios elevados.

Pueden ser cilíndricos o rectangulares. Estos ductos están a la vista o no. Es usual agregar sistemas de compactación. No se aconseja su uso en el caso de hospitales (residuos biopeligrosos). Area transversal mínima de ductos es de 0.2 m2

Sistema horizontal

Existen una infinidad de variaciones sobre este procedimiento. Por ejemplo sistemas de carros a nivel municipal, o a menor escala, como recintos industriales, campos deportivos, etc.

Sistemas neumáticos :

Unifica los sistemas anteriores. Consiste en hacer pasar una corriente de aire aproximadamente a 90 km/h por el ducto para llevar residuos a una central de almacenamiento. Eventualmente se combina con sistemas de tratamiento.

En Latinoamérica se a implementado en hospitales del Brasil, no se usa para los residuos biopeligrosos (bio hazards)

En Chile este sistema se utiliza para el transporte de material, como los chips en la celulosa.



Almacenamiento de los residuos

Almacenamiento en sitio de generación

Para el diseño de los receptáculos debe separarse entre domiciliarios e industriales.

Domiciliarios : Dato básico producto PPC, contenedor más común 240 litros

Industria : Dato básico es la razón cantidad de producto / cantidad de residuo. A nivel industrial se usan contenedores que son receptáculos de gran volúmenes entre los más comunes se tienen los de 240, 1000, 1700 litros

Ejemplo practico :

Calcular el numero de contenedores de 240 litros necesarios para una junta vecinal, de 50 familias, con una media de 4 personas por familia. Ubicado en la comuna de Melipilla.

Datos :

Frecuencia de recolección = 3 veces por semana = Acumulación de basura por 3 días

Población = 50 familias x 4 personas = 200 habitantes

PPC = Se considera el valor medio de las situaciones socioeconómicas (este caso)

PPC = 0.7 Kg/hab/día

Densidad de la basura = 0.3 Kg/l



Disposición temporal de residuos industriales

En Chile no existen normas que regulen el almacenamiento de residuos sólidos industriales, en particular en los propios predios industriales. No obstante, el articulo 17 del reglamento sobre condiciones sanitarias y ambientales básicas en los lugares de trabajo prescribe que dicho almacenamiento requiere de autorización sanitaria, la cual debe ser expresa tratándose de residuos peligrosos, conforme lo estipula el DFL Nº1 de 1989 del ministerio de salud.

Tiempo de almacenamiento : El almacenamiento de residuos peligrosos, definido en términos generales, corresponde a la acción de retener temporalmente en condiciones controladas residuos, en tanto se procesen para su aprovechamiento, tratamiento o disposición final. Específicamente, en USA se considera como recinto para almacenar residuos peligrosos, aquel en el que un generador acumula residuos peligrosos por mas de 90 días. Actividad para la cual es mandatario la obtención de un permiso. Pero, de acuerdo al volumen de residuos generados el tiempo limite de acumulación de los mismos puede ser extendido hasta 180 o 270 días.


Recolección

La recolección es la etapa más importante en términos de costos dentro de la gestión de los residuos (por sobre el 60% en Santiago y aun más en otras comunidades).

La recolección la realizan en general cuadrillas de hombres con equipos de recolección consistente en camiones de diversas características.

El sistema de recolección más satisfactorio que pueda proporcionarse a la población resultará después de un estudio cuidadoso en donde inciden numerosos factores como:

Tipo de residuo producido y cantidad
Característica topográfica de la ciudad
Clima
Zonificación urbana
Frecuencia de recolección
Tipo de equipo
Extensión del recorrido
Localización de la basura
Organización de las cuadrillas
Rendimiento de las cuadrillas
Responsabilidades
El punto de recolección mas adecuado es la recogida en la acera, porque reduce el tiempo necesario para cada servicio. La recolección de basuras se realiza generalmente de día en las zonas residenciales y durante la noche en las zonas comerciales de las grandes ciudades, para evitar problemas con el trafico.



ESTACIONES DE TRANSFERENCIA

El transporte de los residuos se vuelve antieconómico si los residuos son trasladados a distancias muy grandes. Esto se hace más apreciable cuando la cuadrilla es mayor.

El uso de estaciones de transferencia se ha constituido en una alternativa económica para áreas urbanas donde se generan grandes cantidades de residuos y en que las distancias a los centros de procesos de residuos son importantes. En una estación de transferencia, el residuo es transferido desde camiones recolectores a unidades de transporte de mayor capacidad (transfers). Se puede utilizar vehículos por carreteras, barco o tren.

El análisis económico simplificado queda expresado por la siguiente grafica:



Ventajes de una estación de transferencia : Economía, el vehículo de recolección prolonga su vida útil, utilización de menos personal.

Desventajas : Oposición para la localización, difícil ampliación y menos flexibilidad para peak de generación.


Componentes mínimos de una estación de transferencia :

Entrada con zona buffer
Balanza
Plataforma de recepción
Pozo de almacenamiento
Equipo para mover residuos a los transfers
Equipos de compactación, generalmente compactadores estacionarios
Sistema de captación y tratamiento de aguas
Oficinas, etc.


RECICLAJE DE RESIDUOS SOLIDOS


El mundo entero moderno se enfrenta a un problema cada vez más importante y grave: como deshacerse del volumen creciente de los residuos que genera.

La mayoría de los residuos terminan convirtiéndose en basura cuyo destino final es el vertedero o los rellenos sanitarios. Los vertederos y rellenos sanitarios son cada vez más escasos y plantean una serie de desventajas y problemas. En ello el reciclaje se convierte en una buena alternativa, ya que reduce los residuos, ahorra energía y protege el medio ambiente.

La meta de cualquier proceso se reciclaje es el uso o re uso de materiales provenientes de residuos De importancia en el proceso de reciclaje es que el procedimiento comienza con una separación. Desde un punto de vista de eficiencia del rendimiento de estos sistemas de separación favorece que se haga una separación en el origen.

Existen tres actividades principales en el proceso del reciclaje:

· Recolección : Se deben de juntar cantidades considerables de materiales reciclables, separar elementos contaminantes o no reciclables y clasificar los materiales de acuerdo a su tipo especifico.

· Manufactura : los materiales clasificados se utilizan como nuevos productos o como materias primas para algún proceso.

· Consumo : Los materiales de desperdicio deben ser consumidos. Los compradores deben demandar productos con el mayor porcentaje de materiales reciclados en ellos. Sin demanda, el proceso de reciclaje se detiene.



Reciclaje de materia orgánica

La fracción orgánica puede ser reciclada mediante el compostaje. El compos es un abono y una excelente herramienta orgánica del suelo, útil en la agricultura, jardinería y obra publica.

Mejora las propiedades químicas y biológicas de los suelos.

Hace mas suelto y porosos los terrenos compactados y enmienda los arenosos.

Hace que el suelo retenga mas agua.


Reciclaje de papel

El consumo de papel ( núcleos administrativos, editoriales de prensa, revistas, libros, etc.) y de cartón (envases y embalajes de los productos manufacturados) ha crecido también exponencialmente por el incremento de la población y de la cultura en todo el mundo desarrollado.

Cada uno de nosotros tira al año a aproximadamente 120 kg/año de papel

Beneficios ambientales del reciclaje de papel :

Disminución de la necesidad de fibras vegetales y vírgenes
Disminución del volumen de residuos municipales (el 25% de nuestros desperdicios esta compuesto de papel y cartón
Disminución de la contaminación atmosférica y de la contaminación del agua
Disminución de las exportaciones de madera y de la importación de papel, representadas en miles de toneladas al año
Papel reciclable

El papel reciclable se elabora sin utilizar cloro en el proceso de blanqueo de la pasta. Puede obtenerse papel ecológico a partir de papel reciclado, garantizando la mínima utilización de productos químicos y la depuración de las aguas residuales.

Obtenido, mayoritariamente, a partir de papel usado o residual. Se considera que cumple las condiciones de papel reciclado para la impresión y escritura, el que contiene, como mínimo, un 90% en peso de fibras de recuperación.

El papel reciclable no se debe mezclar con papel sucio, pañuelos desechables, papel de aluminio, papel de fax, papel engomado, plastificado, encerado, etc.

La separación de la tinta se lleva acabo mediante la adición de un jabón biodegradable y la inyección de aire, para crear burbujas a las que se adhiere la tinta. La tinta se concentra y se transporta a un centro de tratamiento

El rendimiento del papel viejo es alto, un 90% aproximadamente, frente al 50% del rendimiento celulósico de la madera.

Aproximados de recuperación (antecedentes de España Cataluña)

Papel de diario se recupera aproximadamente el 27 %

Papel de revistas y libros se recupera aproximadamente el 7.5 %

Papel de embalar se recupera aproximadamente el 30.7 %

Cartón se recupera aproximadamente el 81.3 %


Reciclaje de plásticos


Tanto en los residuos totales como en los de precedencia urbana, las poliofelinas son el componente mayoritario. Le siguen de cerca en importancia el policloruro de vinilo y el poliestireno, en orden diferente según su origen el poliestireno reftalato.

Dentro de los residuos urbanos los plásticos representan aproximadamente el 10% en peso.

Factores que afectan al reciclado de los plásticos

La vida de un plástico no es infinita. Por mucho que se alargue la existencia mediante el reciclado su destino final es la incineración o el relleno sanitario. En algunos casos, únicamente el reciclado químico permite una Pseudo inmortalidad, especialmente en aquellos en los que es aplicable la depolimerización con generación de los monómeros de partida.

El tipo de tratamiento que se da a los residuos plásticos viene determinado por una serie de factores de muy distinta naturaleza, en pocos casos tecnológicos, y entre los que habría que destacar la disponibilidad de terreno aptos para su uso como rellenos sanitarios, legislación ambiental apoyos y subvenciones de autoridades gubernamentales regionales y locales, etc. Así, mientras en América y Europa la mayor parte de los residuos municipales son enterrados, en Japón, donde cada metro cuadrado es oro puro, se favorece su incineración.

El reciclado químico, hoy casi inexistente, se desarrollara en los próximos años de una forma importante. Las unidades de incineración de residuos con generación de calor o electricidad son un valioso medio de explorar el alto contenido energético de los plásticos, con poder calorífico intermedio entre el petróleo y el carbón.

Reciclaje de vidrio

Cada persona produce aproximadamente 37 kg de vidrio al año

Los beneficios ambientales del reciclaje de vidrios se traduce en una disminución de los residuos municipales, disminución de la contaminación del medio ambiente, y un notable ahorro de los recursos naturales. Cada kg de vidrio recogido sustituye 1.2 kg de materia virgen.

Reutilizar : Existen envases de vidrio retornable que, después de un proceso adecuado de lavado, pueden ser utilizados nuevamente con el mismo fin. Una botella de vidrio puede ser reutilizada entre 40 y 60 veces, con un gasto energético del 5% respecto al reciclaje. Esta es la mejor opción.

Reciclar : El vidrio es 100% reciclable y mantiene el 100% de sus cualidades: 1 kg de vidrio usado produce 1 kg de vidrio reciclado. El reciclaje consiste en fundir vidrio para hacer vidrio nuevo. La energía que ahorra el reciclaje de una botella mantendrá encendida una ampolleta de 100 watt durante 4 horas.

En la fabricación del vidrio se utiliza:

· Sílico, que da resistencia al vidrio

· Carbonato de calcio, que le proporciona durabilidad

· En el reciclaje del vidrio se utiliza como materia prima la calcina o vidrio desecho. Su fusión se consigue a temperaturas mucho más reducidas que las de fusión de minerales, por tanto, se ahorra energía.



Envases

Diariamente, utilizamos una cantidad considerable de envases de los llamados ligeros

· Envases de plásticos (poliestireno blanco, de color, PET, PVC, otros)

· Latas de hierro y aluminio

· Brics

Cada persona bota el aproximado a 48 kg de envases anualmente (antecedentes Cataluña España)

Los envases de plásticos se pueden reciclar para la fabricación de bolsas de plástico, mobiliario urbano, señalización, o bien para la obtención de nuevos envases de uso no alimentario.

Los Brics se pueden reciclar aprovechando conjuntamente sus componentes (fabricación de aglomerados), o bien con el aprovechamiento separado de cada material (reciclable del papel y valorización energética del poliestireno y el aluminio.



Pilas y baterías

Las pilas usadas no son un residuo cualquiera, son un residuo especial, toxico y peligroso.

Pilas Botón : Se utilizan en relojes, calculadoras, censores remotos, etc. A pesar de su reducido tamaño son las más contaminantes.

Pilas grandes : Pilas cilíndricas o de pequeñas baterías, que contienen menos metales pesados, pero se producen muchas más.

Cuando, incorrectamente, se tiran las pilas con los restos de los desechos, estas pilas van a parar a algún vertedero o al incinerador. Entonces el mercurio y otros metales pesados tóxicos pueden llegar al medio y perjudicar a los seres vivos.

Siguiendo la cadena alimentaria, el mercurio puede afectar al hombre.

Previo a la recolección o almacenamiento de pilas en cualquiera de sus variedades, se debe tener siempre presente, si existen plantas que traten este tipo de residuo, ya que al verse con una gran cantidad de pilas sin tener un destino, podemos provocar mucho mas daño al ecosistema al botarlas concentradamente.
Con el reciclaje de las pilas, se recupera el mercurio (de elevado riesgo ambiental) y valorizamos el plástico, el vidrio y los otros metales pesados contenidos en las pilas.
Las pilas botón pueden ser introducidas en un destilador sin necesidad de triturarlas previamente. La condensación posterior permite la obtención de un mercurio con un grado de pureza superior al 96%
Las pilas normales pueden ser almacenadas en previsión de poner en marcha de forma inmediata un sistema por el cual serán trituradas mecánicamente, y de la que se obtendría escoria férrica y no férrica, papel, plástico y polvo de pila. Las tres primeras fracciones que se valorizan directamente
El polvo de pila sigue diferentes procesos para recuperar los metales que contiene


Aceites usados

Eliminar aceites usados sin ningún tipo de control contamina gravemente el medio ambiente.

Si se vierten al suelo, estamos contaminando y las aguas (ríos y acuíferos)
Si se vierten en la alcantarilla, contaminamos los ríos y dificultamos el buen funcionamiento de las plantas depuradoras.
Si se queman en forma inadecuada, contaminan la atmósfera.


Una alternativa de reciclaje es que los aceites usados de los talleres de reparación de automóviles, estaciones de servicio e industrias se transportaran a la planta de tratamiento. A partir de un proceso secuencial de destilación, se recupera separadamente agua que se aprovecha en el mismo proceso, gasóleo que se utiliza como combustible y aceite regenerado que se puede comercializar; a partir de 3 litros de aceite usado, se obtienen 2 litros de aceite regenerado



Los refrigeradores y el CFC

Los refrigeradores utilizan clorofluorocarburos, tanto en el sistema de refrigeración como en las espumas aislantes, unas substancias con un elevado riesgo ambiental y por sus efectos nocivos para la capa de ozono. Por ello se necesita una gestión adecuada de estos electrodomésticos cuando dejen de ser útiles.

En varias legislaciones se menciona que los residuos especiales son aquellos que requieren de un tratamiento especifico, de manera que no se debe mezclar con los residuos ordinarios porque podrían afectar muy negativamente al medio ambiente. Los clorofluorocarburos, mas bien conocidos como CFC, son los responsables de que los refrigeradores y otros aparatos de refrigeración que también los contienen deban considerarse como residuos especiales.

Si los CFC se liberan a la atmósfera, favorecen la destrucción de la capa de ozono, esta capa filtra la radiación solar, de manera de que una parte importante de los rayos ultra violetas son absorbidos y no llegan a la superficie terrestre. Cuando el grueso de la capa de ozono diminuye, se produce un aumento de la radiación ultra violeta que la atraviesa.

Los efectos de este fenómeno son negativos para la humanidad. por una parte, porque la radiación ultravioleta es nociva para la mayoría de los seres vivos y por otra parte contribuye a la alteración del clima.

Todos los refrigeradores y aparatos de refrigeración producidos antes de 1995 contienen CFC y los contienen de la siguiente manera:

El CFC R-12 se encuentra en el sistema de refrigeración
El CFC R-11 esta presente en las espumas aislantes de poliuretano, donde actúan como agente expansores.
El contenido de un refrigerado promedio es de aproximadamente de 1kg. de CFC.


DISPOSICION FINAL

Después que el residuo a sido tratado este se encuentra listo para su disposición. La forma y tipo del residuo determina en gran parte donde la disposición será permitida. Un limitado grupo de residuos puede ser dispuesto por inyección a pozos profundos y en descargas submarinas a océanos, muchos residuos gaseosos y particulados son dispuestos en la atmósfera.

Los residuos sólidos comúnmente son depositados en :

Basural
Botaderos
Botaderos controlados
Vertederos
Rellenos sanitarios
Depósitos de seguridad
Cuadro comparativo de las diferentes alternativas de deposito


RELLENOS SANITARIOS


Un relleno sanitario es una obra de ingeniería destinada a la disposición final de los residuos sólidos domésticos, los cuales se disponen en el suelo, en condiciones controladas que minimizan los efectos adversos sobre el medio ambiente y el riesgo para la salud de la población.

La obra de ingeniería consiste en preparar un terreno, colocar los residuos extenderlos en capas delgadas, compactarlos para reducir su volumen y cubrirlos al final de cada día de trabajo con una capa de tierra de espesor adecuado.

Un relleno sanitario planificado y ambiental de las basuras domesticas ofrece, una vez terminada su vida útil, excelentes perspectivas de una nueva puesta en valor del sitio gracias a su eventual utilización en usos distintos al relleno sanitario; como ser actividades silvoagropecuarias en el largo plazo.

El relleno sanitario es un sistema de tratamiento y, a la vez disposición final de residuos sólidos en donde se establecen condiciones para que la actividad microbiana sea de tipo anaeróbico (ausencia de oxigeno). Este tipo de método es el más recomendado para realizar la disposición final en países como el nuestro, pues se adapta muy bien a la composición y cantidad de residuos sólidos urbanos producidos; aseveración que, por lo demás, se encuentra muy bien documentada en la bibliografía.

La definición mas aceptada de relleno sanitario es la dada por la sociedad de ingenieros civiles (ASCE) ; Relleno sanitario es una técnica para la disposición de residuos sólidos en el suelo sin causar perjuicio al medio ambiente y sin causar molestias o peligro para la salud y seguridad publica, método este, que utiliza principios de ingeniería para confinar la basura en un área lo menor posible, reduciendo su volumen al mínimo practicable, para cubrir los residuos así depositados con una capa de tierra con la frecuencia necesaria, por lo menos al final de cada jornada.

Requerimientos generales de los rellenos sanitarios

El sitio debe tener espacio necesario para almacenar los residuos generados por el área en el plazo definido por el diseño.
El sitio es diseñado, localizado y propuesto para ser operado de forma que la salud, las condiciones ambientales y el bienestar sea garantizado.
El sitio es localizado de manera de minimizar la incompatibilidad con las características de los alrededores y de minimizar el efecto en los avalúos de estos terrenos.
El plan de operación del sitio se diseña para minimizar el riesgo de fuego, derrames y otros accidentes operacionales en los alrededores.
El diseño del plan de acceso al sitio se debe hacer de forma de minimizar el impacto en los flujos.


Tipos de rellenos

El parámetro básico de diseño de un relleno es el volumen. Este depende del área cubierta, la profundidad a la cual los residuos son depositados, y el radio de material de cobertura y residuo. Debido a que la tasa de generación de residuos es usualmente definida en unidades másicas un parámetro adicional que influencia la capacidad del relleno es la densidad in situ de la basura y el material de cobertura.

Generalmente todo diseño de relleno incluye algunas obras comunes. Zonas buffer y pantallas perimetrales son necesarias para aislar el relleno de los vecinos y el sitio. Son necesarios cercos perimetrales para evitar el acceso no autorizado al sitio, se requiere un cuidadoso mantenimiento del frente de trabajo. Durante tiempos inclementes podría ser necesario contar con tractores para asistir a los camiones. El barro y suciedad que se adhieren al camión por su operación en el sitio debe ser retirado del mismo antes que abandone el recinto del relleno.

Método de trinchera o zanja

Este método se utiliza en regiones planas y consiste en excavar periódicamente zanjas de dos a tres metros de profundidad, con el apoyo de una retroexcavadora o tractor oruga. Incluso existen experiencias de excavación de trincheras de hasta 7 metros de profundidad para relleno sanitario. La tierra se extrae se coloca a un lado de la zanja para utilizarla como material de cobertura. Los desechos sólidos se depositan y acomodan dentro de la trinchera para luego compactarlos y cubrirlos con tierra.

La excavación de zanjas exige condiciones favorables tanto en lo que respecta a la profundidad del nivel freático como al tipo de suelo. Los terrenos con nivel freático alto o muy próximo a la superficie no son apropiados por el riesgo de contaminar el acuífero. Los terrenos rocosos tampoco lo son debido a las dificultades de excavación.

Método de área

En áreas relativamente planas, donde no sea posible excavar fosas o trincheras para enterrar las basuras, estas pueden depositarse directamente sobre el suelo original, elevando el nivel algunos metros. En estos casos, el material de cobertura deberá ser importado de otros sitios o, de ser posible, extraído de la capa superficial. En ambas condiciones, las primeras celdas se construyen estableciendo una pendiente suave para evitar deslizamientos y lograr una mayor estabilidad a medida que se eleva el terreno.

Se adapta también para rellenar depresiones naturales o canteras abandonadas de algunos metros de profundidad. El material de cobertura se excava en las laderas del terreno, o en su defecto se debe procurar lo mas cerca posible para evitar el encarecimiento de los costos de transporte. La operación de descarga y construcción de las celdas debe iniciarse desde el fondo hacia arriba.


Clasificación de rellenos sanitarios

Clasificación según clase de residuo depositado

Tradicional con residuos sólidos urbanos seleccionados : No acepta ningún tipo de residuo de origen industrial, ni tampoco lodos.
Tradicional con residuos sólidos urbanos no seleccionados: Acepta además de los residuos típicos urbanos, industriales no peligrosos y lodos previamente acondicionados
Rellenos para residuos triturados: Recibe exclusivamente residuos triturados, aumenta vida útil del relleno y disminuye el material de cobertura.
Rellenos de seguridad: Recibe residuos que por sus características deben ser confinados con estrictas medidas de seguridad.
Relleno para residuos específicos: Son rellenos que se construyen para recibir residuos específicos (cenizas, escoria, borras, etc.)
Rellenos para residuos de construcción: Son rellenos que se hacen con materiales inertes y que son residuos de la construcción de viviendas u otra
Clasificación según las características del terreno utilizado

En áreas planas o llanuras : Mas que rellenamiento es una depositación en una superficie. Las celdas no tienen una pared o una ladera donde apoyarse, es conveniente construir pendientes adecuadas utilizando pretiles de apoyo para evitar deslizamientos. No es conveniente hacer este tipo de relleno en zonas con alto riesgo de inundación.
En quebrada : Se debe acondicionar el terreno estableciendo niveles aterrazados, de manera de brindar una base adecuada que sustente las celdas. Se deben realizar las obras necesarias para captar las aguas que normalmente escurren por la quebrada y entregarlas a su cause aguas abajo del relleno.
En depresiones : Se debe cuidar el ingreso de aguas a la depresión, tanto provenientes de la superficie o de las paredes por agua infiltrada. La acumulación normal del relleno. La forma de construir el relleno dependerá del manejo que se de al biogás o a los líquidos percolados.
En laderas de cerros : Normalmente se hacen partiendo de la base del cerro y se va ganando altura apoyándose en las laderas del cerro. Es similar al relleno de quebrada. Se deben aterrazar las laderas del cerro aprovechando la tierra sacada para la cobertura y tener cuidado de captar aguas lluvias para que no ingresen al relleno.
En ciénagas, pantanos o marismas : Método muy poco usado por lo difícil de llevar a cabo la operación, sin generar condiciones insalubres. Es necesario aislar un sector, drenar el agua y una vez seco proceder al rellenamiento. Se requiere equipamiento especializado y mano de obra.
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CRITERIOS AMBIENTALES EN RELLENOS SANITARIOS


Los problemas sanitarios causados por la disposición de los residuos sólidos en el suelo se deben a la reacción de las basuras con el agua y a la producción de gases, riesgo de incendios y explosiones.

Los residuos sólidos están compuestos físicamente por un 40 a 50% de agua, vegetales, animales, plásticos, desechos combustibles, vidrios, etc. Químicamente están compuestos por sustancias orgánicas, compuestos minerales y residuos sólidos peligrosos.

Las substancias liquidas y los sólidos disueltos y suspendidos tienden a percolar por la masa de residuos sólidos y posteriormente en el suelo. Este esta constituido por materia sólida, aire y agua. A partir de determinada profundidad se encuentra el nivel freático donde el agua se mueve a baja velocidad de alta a baja presión horizontalmente y en dirección vertical por efecto de la gravedad, por ascensión capilar entre los granos del suelo.

Las substancias contaminantes del lixiviado al percolar a través del suelo, adquieren gran agilidad al llegar al nivel freático y puede contaminar el agua de los manantiales, las subterráneas por las fisuras y otras fallas de las rocas y suelos impermeables, a la vez de causar un efecto negativo en la calidad del suelo.

La percolación de los contaminantes depende de la permeabilidad del suelo y esta dada por el coeficiente K que en arenas es de 10-1 a 10-3 cm/s y en suelos arcillosos es de 10-8 cm/s. El terreno ideal sería con un K de 10-7 cm/s y que tenga un nivel freático de más de 3 metros.

Todo lo anterior lleva a tener en cuenta el microclima dentro del cual tenemos la lluvia que influye en los fenómenos biológicos y químicos, con el transporte de contaminantes, problemas en vías de acceso y del trabajo en si del relleno sanitario, por lo tanto el relleno debe ser drenado superficialmente por la periferia y el fondo del relleno. El viento también causa molestias, llevando los olores y el polvo a las vecindades.



Principales factores involucrados en la selección de sitios para rellenos sanitarios

Zonas de exclusión

Se entenderá zona de exclusión cualquier zona, que por alguna característica, tanto humana, social. Ecológica, política o económica no pueda ser considerada para la habilitación de un relleno sanitario. Los casos más típicos son los siguientes :

Distancias mínimas : La distancia mínima del sitio de disposición a la residencia más cercana, pozo de suministro de agua, fuente de agua potable, hotel, restaurante, procesador de alimentos, colegios, iglesias o parques públicos debe ser a lo mínimo de 300 metros (o el equivalente indicado por la regulación).
Distancias a aeropuertos : La distancia entre el aeropuerto comercial y el punto seleccionado es importante si en el relleno sanitario van a recibirse residuos de alimentos (tanto domiciliarios como de algún proceso industrial), pues estos pueden atraer pájaros en un radio de varios km. Si la operación del residuo es apropiada el problema puede ser aminorado. Se recomiendan distancias de 8 km., sin embargo, este valor puede ser reducido si es justificado.
Distancias a cursos de agua superficial : La distancia entre la carga de los residuos y el curso de agua superficial más cercano debe ser a lo mínimo de 100m (o el equivalente a la regulación correspondiente). Este parámetro dependerá fundamentalmente de las condiciones hidrogeológicas del sitio.
Distancias a áreas inestables : El sitio seleccionado debe estar a un mínimo de 100m de áreas inestables (por ejemplo área de derrumbes) para asegurar la estabilidad estructurar del sitio.
Distancias a áreas de exclusión : El sitio debe estar localizado fuera de los limites de cualquiera área de exclusión delimitada por la autoridad correspondiente.


ACTIVIDAD BIOLOGICA DENTRO DEL RELLENO SANITARIO


La actividad biológica dentro de un relleno sanitario se presenta en dos etapas relativamente bien definidas :

· Fase aeróbica : Inicialmente, parte del material orgánico presente en las basuras es metabolizado aeróbicamente (mientras exista disponible oxigeno libre), produciéndose un fuerte aumento en la temperatura. Los productos que caracterizan esta etapa son el dióxido de carbono, agua, nitritos y nitratos

· Fase anaeróbica : A medida que el oxigeno disponible se va agotando, los organismos facultativos y anaeróbicos empiezan a predominar y proceden con la descomposición de la materia orgánica, pero más lentamente que la primera etapa. Los productos que caracterizan esta etapa son el dióxido de carbono, ácidos orgánicos, nitrógeno, amoniaco, hidrógeno, metano, compuestos sulfurados (responsables del mal olor) y sulfitos de fierro, manganeso e hidrógeno.



Además, algunos de estos productos producen reacciones químicas dentro y fuera del relleno. En consecuencia, otras reacciones similares se llevan a cabo, como resultado de la interacción de algunos subproductos de descomposición, entre ellos mismos o con las basuras con que entran en contactos. Muchos de estos productos, en la eventualidad de emerger libremente del relleno, como gases o líquidos, podrían provocar serios trastornos ambientales.


Lixiviados o líquidos percolados

Los residuos, especialmente los orgánicos, al ser compactados por maquinaria pasada liberan agua y líquidos orgánicos, contenidos en su interior, el que escurre preferencialmente hacia la base de la celda. La basura, que actúa en cierta medida como una esponja, recupera lentamente parte de estos líquidos al cesar la presión de la maquinaria, pero parte de él permanece en la base de la celda. Por otra parte, la descomposición anaeróbica rápidamente comienza actuar en un relleno sanitario, produciendo cambios en la materia orgánica, primero de sólidos a liquido y luego de liquido a gas, pero es la fase de licuefacción la que ayuda a incrementar el contenido de liquido en el relleno, y a la vez su potencial contaminante. En ese momento se puede considerar que las basuras están completamente saturadas y cualquier agua, ya sea subterránea o superficial, que se infiltre en el relleno, lixiviara a través de los desechos arrastrando consigo sólidos en suspensión, y compuestos orgánicos en solución. Esta mezcla heterogénea, de un elevado potencial contaminante, es lo que se denomina lixiviados o líquidos percolados

Composición de líquidos percolados de un relleno sanitario con desechos domésticos :



IMPERMEABILIZACION DEL FONDO DEL RELLENO


Teniendo en consideración las características de los componentes en los líquidos percolados, es indiscutible que estos pueden contaminar las aguas y los suelos con los cuales entran en contacto.

Seria ideal evitar todo tipo de contacto entre líquidos percolados, el agua y suelos subterráneos, pero, para tal efecto, habría que cuidar muchos aspectos que encarecerían la obra en tal forma que seria imposible de realizar. Sin embargo, llevar este contacto a un nivel mínimo de modo que las características de la napa no sufran grandes variaciones y que el uso actual o eventual de ella no sea afectado, es perfectamente posible.

Ahora bien, no hacer nada en base a suponer que los contaminantes serán diluidos en las aguas subterráneas es un error, que puede causar un gran daño, ya que una vez que las aguas y suelos han sido contaminados será muy difícil revertirlas a las condiciones originales. El escurrimiento de las aguas subterráneas, por lo general, es laminar, lo que hace que la dispersión del contaminante sea por difusión y no por dilución, y como las velocidades de las napas y las tasas de difusión son bajas, hacen que configure una zona de contaminación bastante peligrosa.

Los contaminantes de origen orgánico son los más abundantes en los líquidos percolados, pero ellos van perdiendo esa característica en el transcurso del tiempo. Por otra parte, es un hecho comprobado que gran parte de ellos quedan retenidos al tener que pasar por un medio arcilloso, contribuyendo en gran medida a aumentar la impermeabilidad del medio.

El uso de arcilla como medio impermeabilizante es bastante común en América, a continuación se mostrara una forma de poner este material para lograr esta condición impermeabilizante.

Sobre el terreno emparejado se colocaran 0.60 metros de material arcilloso, homogéneo, sin contenido orgánico, con no menos de 40% de su peso seco que pase la malla ASTM Nº200. este material se colocara en capas de 0.20 o 0.30 metros, con una humedad algo mayor a la optima determinada por el ensaye Proctor Modificado compactándose cada capa con rodillo pata de cabra o similar hasta obtener una densidad seca no inferior a 90% de la densidad seca máxima establecidas por el ensaye citado. El coeficiente de permeabilidad en el laboratorio para el material arcilloso no será superior a K=10-6 (cm/s).

La capa de arcilla compactada, deberá mantenerse permanentemente húmeda para evitar su agrietamiento, hasta que se cubra con basura, por lo que se recomienda construir esta impermeabilidad solo con la extensión necesaria para ejecutar con comodidad el relleno sanitario.

Últimamente se a empleado bastante la arcilla en espesores de 20 a 30 cm con polietileno de alta densidad entre medios, el espesor de este polietileno oscila entre 1 y 2 mm.

Otras geomembranas bastante usadas son el polietileno cloro sulfonado (Hypalon) y el polivinil clorado (PVC), en ocasiones las geomembranas son usadas con geotextiles (tejidos esponjosos) con el fin de protegerlas de desgarramientos y/o punzonamientos.


Control de los lixiviados o percolados

Como consecuencia de la impermeabilización del relleno sanitario, se acumulan en este una gran cantidad de líquidos percolados, los cuales deben ser manejados en forma apropiada. Es importante tener en el relleno sanitario los elementos necesarios para mantener un control total de los lixiviados, estos pueden ir desde almacenamientos en lagunas para luego recircularlos con equipos de bombeo, hasta sistemas de drenaje al interior del relleno, depósitos de almacenamiento y tratamiento químico y/o biológico.

Es importante establecer un sistema de monitoreo rutinario que permita detectar y anticipar un eventual paso de líquidos percolados a trabes del terreno y subsecuentemente adoptar las medidas preventivas y correctivas que corresponda para evitar riesgos a la población, por consumo de agua de mala calidad.

Tratamiento del lixiviado

El tipo de instalaciones de tratamiento dependerá de las características del lixiviado, y en segundo lugar, de la localización geográfica y física del relleno sanitario. Las características más preocupantes del lixiviado influyen: DBO, DQO, sólidos totales disueltos (STD), metales pesados y constituyentes tóxicos sin especificar.

El lixiviado contiene concentraciones extremadamente altas de STD, por ejemplo sobre 50.000 (mg/l), puede ser difícil tratar biológicamente. Con valores altos de DBO es preferible emplear procesos de tratamientos anaeróbicos, porque los procesos de tratamientos aeróbicos son caros. Concentraciones altas de sulfato pueden limitar el uso de procesos de tratamientos anaeróbicos, debido a la producción de olores procedentes de la reducción biológica de sulfatos a sulfuros. La toxicidad producida por los metales pesados también es un problema para muchos procesos de tratamiento biológico. Otra cuestión importante es : ¿Cuál debería ser el tamaño de las instalaciones de tratamiento? La capacidad de las instalaciones de tratamiento dependeran del tamaño del relleno sanitario y la vida útil esperada.

Una investigación realizada en la sección de Ingeniería Sanitaria y Ambiental de la Universidad de Chile acerca del tratamiento físico-químico de los lixiviados a fines de la década de los 80 y principios de los 90, entrego las siguientes conclusiones :

· El tratamiento físico-químico de percolados, consistentes en coagulación con Sulfato de Aluminio o Cloruro Férrico a pH elevado o en precipitación con Cal o Hidróxidos de Sodio, produce en los percolados modificaciones de olor y remoción de color, turbiedad, materia orgánica y metales, lo que facilita su manejo y disposición.

Las remociones de materia orgánica alcanzada, esta en el rango de 35% en términos de DQO y en el caso de los metales: 99.3% de Fe. 98.8% Mn y 63.9% de Cu.

· El tratamiento físico-químico de percolados, produce una gran cantidad de lodos y consume una alta cantidad de reactivos. Estos lodos pueden ser depositados en el mismo relleno sanitario. La disposición final de los líquidos tratados debe ser evaluada considerando el impacto ambiental que producirán.

· Para situaciones en las cuales los líquidos percolados generados por un relleno sanitario presenten problemas de manejo solo algunos meses al año, el tratamiento físico-químico aun cuando tiene un alto costo, resulta recomendable porque permite reducir a niveles aceptables los problemas de olor y facilita el manejo de los líquidos.



Producción de biogás

Cuando los residuos se descomponen en condiciones anaeróbicas, se generan gases como subproductos naturales de esta descomposición. En un relleno sanitario, la cantidad de gases producido y su composición depende del tipo de residuo orgánico, de su estado y de las condiciones del medio que pueden favorecer o desfavorecer el proceso de descomposición.

La descomposición de la materia orgánica en los rellenos sanitarios, que se realiza por la actividad microbiana anaeróbica, genera diversos subproductos, entre ellos el biogás. Por lo tanto, condiciones favorables de medio para la supervivencia de los microorganismos anaeróbicos pueden desarrollarse a temperaturas de entre 10 y 60ºC, teniendo un optimo entre 30 y 40ºC (fase mesofílica) y otro entre 50 y 60ºC (fase termofílica). El pH entre 6.5 y 8.5 permite un buen desarrollo de los microorganismos teniendo un optimo entre 7 y 7.2

Por lo general, los componentes principales del biogás son el metano (CH4) y el dióxido de carbono (CO2), en proporciones aproximadamente iguales, constituyendo normalmente mas del 97% del mismo. Ambos gases son incoloros e inodoros, por lo que son otros gases, como el ácido sulfhídrico y el amoniaco los que le otorgan el olor característico al biogás y permiten su detección por medio del olfato.

El gas metano se produce en los rellenos en concentraciones dentro del rango de combustión, lo que confiere al biogás ciertas características de peligrosidad por riesgos de incendio o explosión y por lo mismo, la necesidad de mantener un control sobre él.

Componentes del biogás :



Control del biogás

En los rellenos sanitarios de área, se utilizan varios niveles de celdas para dar disposición a los residuos, por lo que es probable que se tenga una producción continua de biogás después de algunos años, cuando se alcancen unos tres niveles de celdas. Por esta razón resulta conveniente instalar chimeneas de drenaje, distante 20 a 25 metros entre sí, en realidad esta ultima distancia debe ser obtenida a través de estudios en el terreno, lo que permite determinar lo que se denomina radio de influencia (distancia desde el centro de la chimenea que es influenciada por el drenaje).

Cuando los rellenos sanitarios son construidos en depresiones, ya sean naturales o artificiales resulta conveniente hacer un drenaje perimetral con el fin de evitar la migración lateral, este puede ser continuo o constituido por chimeneas colocadas a menores distancias que las ubicadas al interior del relleno. El gas de los drenes puede ser quemado en el mismo relleno o ser extraído para almacenarlo en gasómetros y luego enviarlo al consumo domiciliario o industrial.

Altura de la Celda

La altura de la celda dependerá de la cantidad de residuo llegado al relleno sanitario, como así también la explotación del biogás producido. Pudiendo llegar a los 5m y más

El talud del frente de trabajo será de 1:3, es decir, de 1 metro de altura por 3 metros de base, lo que corresponde a un ángulo de 18º y que es una pendiente que permite el buen desenvolvimiento de los equipos compactadores. Los taludes laterales serán 1:1

Calculo del avance diario



Calculo del material de cobertura

El material de cobertura (tierra), generalmente varia entre 0.10 y 0.30 metros

De acuerdo con la figura de la celda en :



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IMPACTOS AMBIENTALES DE LOS RELLENOS SANITARIOS

Los impactos ambientales que sufre el medio ambiente a través del desarrollo de las tres etapas de un relleno sanitario son de diferentes características y talvez lo más relevante y que trascienden mayormente son aquellas que se producen en la etapa de operación y construcción del relleno. Los efectos de los variados impactos pueden verse incrementado o disminuidos por las condiciones climáticas del lugar y por el tamaño de la obra.

Impactos ambientales en la etapa de habilitación

Remoción capa superficial de suelos (alteración vegetación y fauna)
Movimientos de tierra
Intercepción y desviación de aguas lluvias superficiales
Interferencia al transito (efectos barreras)
Alteración permeabilidad propia del terreno
Alteración paisaje
Fuente de trabajo (corto plazo)
Actividades propias de una faena de obras civiles: ruido, polvo, transito, movimiento de maquinaria pesada.
Impactos ambientales en la etapa de operación y construcción del relleno

Impactos por incremento del movimiento
Contaminación atmosférica; olores, ruidos, material particulado, biogás
Contaminación de aguas; líquidos percolados
Contaminación y alteración del suelo; diseminación de papeles, plástico, y materias livianas, extracción de tierra para ser utilizada como material de cobertura
Impacto paisajístico; cambio en la topografía del terreno, modificación en la actividad normal del área
Impacto social; fuente de trabajo, efecto NIMBY (nadie lo quiere), incremento actividad vial.
Impactos ambientales en la etapa de clausura

Impacto paisajístico; recuperación vegetación, recuperación fauna
Impacto social; integración de áreas a la comunidad, disminuye fuente de trabajo


Medidas de mitigación

Las medidas de mitigación empleadas para reducir los impactos ambientales negativos de un relleno sanitario dependen de una serie de factores, entre los cuales destacan : las características del proyecto, tecnología usada, localización, condiciones de operación (tamaño, clima), etc., no obstante es posible identificar los impactos mas frecuentes generado por este tipo de faena y las medidas que normalmente se emplean para su mitigación.

Olores :

Utilización de pantallas vegetales, (árboles, arbustos)
Tratamiento de los líquidos percolados
Quema del biogás cuando hay metano suficiente
Ruidos :

· Pantallas vegetales

· Utilizar equipos de baja emisión de ruidos

Alteración del suelo :

Adecuada impermeabilización del relleno sanitario, para evitar filtraciones
Vegetación para evitar erosión rellenamiento para evitar nivelar zonas con asentamiento diferencial o pendientes fuertes.
Diseminación de materiales :

Configurar barreras para evitar que el viento incida sobre el frente de trabajo
Utilizar mallas interceptoras
Desprender residuos de camiones antes que abandonen el relleno
Material particulado :

· Riego de camino y de la tierra acumulada para el recubrimiento

· Pantallas vegetales en el perímetro del relleno

Control de vectores :

Mantener aislado sanitariamente el recinto medieante la formación de un cordón sanitario que impida la infestación del relleno por roedores y el paso de especies animales desde y hacia el recinto.
Realizar fumigaciones y desratizaciones como minino, cada 6 meses. Los elementos químicos que se empleen en esta actividad, deben estar acordes con la legislación.
Incremento movimiento vehicular

Tratar de que la recolección se haga en horas diferidas
En caso de vehículos de estaciones de transferencia tratar que estos lleguen en forma secuencial.
Líquidos percolados :

Almacenamiento en depósitos cerrados
Recirculación
Tratamiento físico químico y/o biológico
Biogás :

Extracción con fines de utilización
Quema controlada