RELLENOS SANITARIOS

En primer lugar hay que distinguir entre los distintos tipos de Rellenos, siempre atendiendo a la composición y naturaleza de los residuos que van a ser depositados:

• Rellenos para residuos peligrosos.
• Rellenos para residuos no peligrosos.
• Rellenos para residuos inertes.

En cada caso se deberá considerar las disposiciones legales locales (Municipales y o Estatales).

En cuanto al sellado del Relleno, se ha llegado a ver en Europa que lo que realmente se ha llevado a cabo ha sido un tapado de estos, con la finalidad de ocultarlos y en la creencia de que llevando a cabo estas operaciones, se han acabado los problemas.

Por lo tanto en la fase del estudio del emplazamiento de un depósito controlado para residuos, son varios los factores que hay que considerar, entre uno de ellos la permeabilidad o impermeabilidad natural de los terrenos.

De las características geológicas e hidrogeológicas de un terreno, potencial receptor de un relleno, se puede disponer de una primera información en base a los mapas de orientación al vertido, donde los expertos reconocen que es necesario realizar los correspondientes sondeos y reconocimientos del terreno, para obtener un mejor grado de seguridad.

En la práctica, se dan algunos de los siguientes casos:

• Impermeabilidad natural del terreno, de escasa potencia.
• Impermeabilidad natural del terreno, de elevada potencia.

Relleno Sanitario (HDPE)

• Riesgo de permeabilidad.
• Permeabilidad.

También habrá que considerar las posibles “urgencias” que aportan al vaso de vertido, caudales importantes que incrementarán a su vez al caudal de lixiviados, si el drenaje y conducción de los mismos, han sido convenientemente dispuestos.

Se entiende con respecto a los aportes de agua, que además, se han previsto las correspondientes obras de intercepción de aguas pluviales que puedan incorporarse al lecho de vertido por escorrentía de las cuencas vertientes.

Como causas de graves deterioros y a tener en cuenta, en el momento de la elección de la ubicación, los riesgos pueden ser:

• Inundación
• Hundimiento
• Corrimiento de tierras o aludes

Cuando se está en la fase del estudio previo, aquellos terrenos que en una primera información resultan con riesgo de permeabilidad o permeables, son desestimados automáticamente.

Es aconsejable por tanto, tener en cuenta las denominadas “barreras artificiales” y la correspondiente estratigrafía de impermeabilización, asociada a las mismas. Como componentes de las estratigrafías, disponemos de las denominadas “geomembranas” y de los materiales “geosintéticos” que complementan y protegen a estas. Si se dispone de varios emplazamientos, con un estudio comparativo de costos de impermeabilización, para terrenos clasificados en diferentes
categorías, deberá considerarse, los estudios y análisis inherentes al transporte-distintas poblaciones, centros generadores y otros costos asociados a la gestión.

En general, al hablar de impermeabilización de un relleno hay que matizar si se trata de la infraestructura del vaso o terreno que albergará el residuo, o a un sellado (nunca se debe confundir un sellado con un tapado).

El concepto de estratigrafía hace referencia a la disposición de una serie de materiales naturales y artificiales, que en su conjunto cumplen una determinada función, impermeabilizadora. La experiencia demuestra que los mejores resultados en servicio, de una determinada estratigrafía, se obtienen combinando las geomembranas con determinados materiales naturales.

El papel económico juega un rol importante dentro del protagonismo de estos materiales naturales, como componentes básicos de una estratigrafía. Siempre habrá que valorar y estudiar, si se consideran los materiales naturales como componentes básicos de una estratigrafía para la impermeabilización de un relleno:

• Materiales naturales que se encuentren en el propio lecho de vertido y que sean adecuados, dispuestos en la forma que permitan ser simplemente compactados. Habrá que considerar su naturaleza, espesor y la potencia de los mismos.
• Algunos de los componentes de determinados tipos de arcillas, son descompuestos por acción de la agresión química de los lixiviados, si además se prevé un bajo espesor de la capa de arcillas (inferior a un metro), no habrá garantía alguna de estanqueidad y por tanto no debe constituir el componente básico de la estratigrafía para la impermeabilización.
• Materiales naturales adecuados que encontrándose en el propio lecho de vertido, no estén dispuestos de forma adecuada, o bien, se encuentren próximos al mismo. Por consiguiente en cada caso será necesario proceder a una manipulación mecánica: extracción, carga, transporte y descarga, seguidos del extendido y compactado.

Estabilidad

Cuando se habla de la estabilidad en los rellenos, se refiere a los que reciben residuos sólidos urbanos, por ser los más voluminosos.

La estabilidad vendrá reflejada entre la seguridad y la permanencia, y esto para los aspectos concretos de la estabilidad mecánica de la masa de los vertidos como para la permanencia de la superficie de sellado, son aspectos no del todo independientes.

Al considerar al relleno como un volumen de materia artificial depositado en un área del territorio, su estabilidad va unida por una parte al terreno confinante y por otra depende de la del propio material depositado, pero al finalizar la explotación, deberá permanecer estable bajo las condiciones climatológicas.

La estabilidad del relleno no sólo viene dado por el material acumulado sino también por el terreno que lo soporta. La masa de basuras que se va acumulando durante la fase de explotación no acostumbra a dar problemas de estabilidad, sobre todo en rellenos de residuos sólidos urbanos, dado que los mismos aguantan taludes de ángulos muy empinados superiores en todos los casos a las inclinaciones dadas a los depósitos del material en su gestión diaria, el terreno que soporta estos vertidos puede plantear problemas en esta fase, más o menos duraderos.

Los terrenos arcillosos son los más adecuados para ubicar rellenos, debido a su baja conductividad hidráulica. También no es una práctica extraña el excavar el terreno natural, encajando con el mismo terreno la formación de taludes.

Estas condiciones del terreno con una elevada proporción de arcillas y de un considerable espesor en el sustrato de suelos, se plantean problemas derivados de la heterogeneidad de los materiales y de las grandes diferencias del tamaño del grano de sus componentes y de las dimensiones absolutas de estos tamaños.

Por consiguiente los resultados del estudio en los parámetros mecánicos a partir de la aplicación de los métodos tradicionales, como pueden ser la comprensión triaxial o las pruebas de rotura simple, no resultan satisfactorias y no explican las estabilidades que presentan altos taludes con fuerte pendiente de estos materiales.

Con respecto a la estabilidad de la “capa” final del relleno, y principalmente a los vertederos de RSU, tienen que cumplir funciones primordiales, que de una manera u otra se relacionan con la estabilidad en el sentido antes eludido de seguridad y de permanencia de las condiciones del relleno.

Esto se consigue mediante un sellado, consistente en aislar el relleno de su entorno, pero esto en sentido mutuo y en dos direcciones: impedir la salida de flujos no controlados desde el relleno hacia su exterior, así como evitar las posibles agresiones al relleno y sobre todo las posibles entradas de agua hacia su interior.

La cobertera debe impedir la migración o salida exterior de posibles lixiviados; A su vez debe permitir el control y la gestión de la producción de gases mientras estos sigan generándose en el relleno.

También debe actuar como barrera ante la posible acción de plantas y animales, pero por otro lado debe impedir la infiltración hacia el cuerpo de basuras de las incidencias pluviométricas. Por tanto debe expulsar estas incidencias en forma de escurrimiento superficial, sin que se produzcan encharcamientos ni retenciones de agua, por pendientes demasiados suaves; y a la vez sin que se produzcan por otro lado surcos ni canales de erosión, por pendientes demasiado elevadas o por concentraciones del escurrimiento, y ello recubriendo un medio sometido a asentamientos diferidos en el tiempo y por tanto con muy probables deformaciones en la morfología exterior impuesta.

Por poco extensa que sea la superficie de cobertera, se establece una dialéctica entre su morfología, que debe dispersar la escorrentía, y el efecto derivado del lixiviado, con su tendencia a concentrarse y por tanto a producir surcos erosivos con el establecimiento de una red de drenaje jerarquizada, la cual escurre rápidamente puede degradar la superficie de cobertera, sobre todo con regímenes pluviométricos de fuertes intensidades.

Pero por otro lado la estabilidad de la cobertera, la cual incide sobre la estabilidad del relleno si no cumple su función de aislamiento, puede verse comprometida a menudo por el comportamiento disfuncional de las capas que la constituyen y el de sus superficies de contacto (como geotextiles, drenes de gravas, geomembranas, capas de arcilla, etc.).

Estas pueden sufrir ciertos deslizamientos según superficies paralelas a las pendientes finales, o bien por asentamientos del cuerpo de basuras subyacentes, y pueden sufrir roturas o cicatrices de discontinuidad por donde penetren las aguas que incidan o circulen por la cobertera.

La estabilidad y la continuidad de la cobertera pueden verse comprometidas tanto por la adición de defectos actuando sobre las distintas capas que la constituyen, como por la acción erosiva sobre la superficie topográfica final.

Supuesto ya un relleno estable, la construcción de su cobertera constituye una fase delicada de la gestión del mismo, en la que la solución a adoptar, sus perfiles y la morfología resultante, ni pueden generalizarse ni pueden partir de concepciones apriorísticas, más allá de los motivos de ser la cobertera y de las circunstancias particulares de cada relleno.

Proyectando un relleno sanitario

La función de un relleno es la evacuación, recogida y depósito de los residuos sólidos, proyectado y explotado para minimizar los impactos medioambientales.

En la realización de un relleno sanitario debe existir un documento con estudio del impacto ambiental.

Entre las definiciones más corrientes que encontramos dentro de un relleno sanitario, enumeraremos las más características:

• Geomembrana: material de baja permeabilidad en forma de lámina prefabricada usada en Ingeniería Civil, que cumple con el propósito de reducir y prevenir el flujo de líquidos y vapores a través de la obra.
• Celda: volumen de material y espacio que ocupa durante un periodo de explotación,
  normalmente un día.
• Lixiviado: producto percolado procedente de la precipitación, los escurrimientos incontrolados y el agua de irrigación que entra en el vertedero.
• Biogás: es el gas producido dentro del vertedero, por las reacciones que se producen en los residuos.
• Clausura del Relleno: es el conjunto de operaciones que se realizan para cerrar, sellar y asegurar la zona del relleno una vez completado, controlando las emisiones del mismo (lixiviado y gas).

Los requisitos indispensables para la puesta en obra de la impermeabilización de un relleno serán:

1. En la determinación del emplazamiento de un Relleno, las características de la zona influirán en la puesta en obra del sistema de impermeabilización, ya que para emplazarlo se deberá tener en cuenta los siguientes aspectos:- Acceso al lugar
   – Distancia a los núcleos urbanos
   – Disponibilidad del terreno
   – Facilidad para el manejo de los residuos
   – Uso potencial después de clausurado.

1. Se deberá realizar siempre un estudio geológico y geotécnico que determine la naturaleza y potencia de los estratos, por lo general se evitaran zonas húmedas, zonas de fallas o inestables, terrenos aluviales y zonas de recarga de aguas subterráneas. Los terrenos impermeables en zonas semisecas con topografía suave, son los más adecuados.

1. Las condiciones climáticas afectaran tanto al diseño y la ejecución del sistema de impermeabilización, como a la geometría del relleno, por lo tanto se deberá tener en cuenta:- La precipitación de la zona que influirá en la cantidad y calidad del lixiviado, que por otro lado dificultará la instalación de los diferentes componentes del sistema de impermeabilización.- Será necesario conocer la intensidad y dirección de los vientos para poder evitar que se vuelen los residuos más ligeros y se propaguen los olores.
   – Por último será necesario conocer la radiación solar y el gradiente de temperaturas con el fin de minimizar los daños sobre el sistema de impermeabilización.

1. La proyección de un Relleno comprenderá los siguientes puntos:- Localización de la obra
   – Capacidad de almacenamiento para el periodo de uso tanto del vaso como de la balsa de lixiviados
   – Sistema de impermeabilización del vaso y balsa de lixiviados
   – Sistema de drenaje y recogida de lixiviados
   – Sistema de explotación del relleno
   – Utilización del lixiviado
   – Sistema de clausura y posibilidades de uso del mismo clausurado.

1. La capacidad de un Relleno se calculará a partir de:
   – El numero de habitantes de los núcleos urbanos de la zona de influencia (N)
   – La producción de residuos (p), (kg/hab/día).
   – El crecimiento anual (C).
   – La densidad del residuo compactado (d).
   – El numero de años de utilización del vertedero (A).

Producción anual de residuos P= N.p.365
Volumen anual de vertido V= P.d
Capacidad Cap= V.A.C

Geometría del vaso y reparación del soporte

La geometría del vaso será tal que:

• No favorezca las corrientes de aire
• Facilite el acceso y trabajo dentro de él
• Minimice los desperdicios de los materiales de impermeabilización.
• Compense los movimientos de tierras, si bien a veces el exceso de excavación es utilizable como material de cubrición diaria.

El emplazamiento del relleno podrá ser:

• Construyendo terraplenes que acotan la zona de vertido
• Mediante excavación del vaso en el terreno natural
• Aprovechando la vaguada o valle natural

El relleno estará dividido en celdas separadas, de forma que faciliten la explotación y minimicen la producción de lixiviados, facilitando la separación de los mismos de las aguas limpias de precipitación en zonas en las que todavía no existe vertido. Esta división permite la clausura escalonada del relleno por celdas rellenas.

El acceso al mismo será mediante una rampa con un sistema de impermeabilización idéntico al resto del relleno y con una capacidad portante como para soportar el tráfico pesado.

Con el soporte se determinará el sistema de impermeabilización que se va a emplear, de la preparación del mismo dependerá directamente la vida del sistema de impermeabilización.

Para una adecuada impermeabilización el soporte deberá ser:

• Regular y uniforme: el material del mismo deberá ser uniforme, y con ausencia de tamaños grandes que puedan ocasionar punzonamientos. Si el terreno soporte no cumpliese con esta característica se colocará un geotextil de protección que asegure la integridad del sistema de impermeabilización.
• Compacto: se deberá conseguir mediante la compactación al 95% Proctor del suelo utilizado, tanto en el fondo del vaso como en los taludes del relleno. El material de soporte podrá ser del propio terreno o de aportación. En cuanto al tipo de material del soporte y dependiendo del tipo de vertido se atenderá en todo momento a la directiva existente en cuanto a construcción de rellenos de residuos.

Taludes y Bermas

Ambos cumplirán los requerimientos del terreno soporte y se tendrá especial atención a su geometría. Los taludes se procurarán que sean lo más tendidos posible, no recomendándose taludes de pendientes mayores a 2:1.

En caso que no sea posible llegar a esta pendiente se dispondrá de bermas, el ancho mínimo de las bermas será de 2.5 m. en excavación y de 4 m. En terraplén para poder facilitar los trabajos de impermeabilización y el transito de la maquinaria, en cualquier caso será necesario estudiar la estabilidad del talud.

Preliminares de puesta en obras

Las barreras geológica y sintética son las encargadas de evitar que el lixiviado pueda evacuar libremente llegando a contaminar.

La primera no suele ser suficiente garantía de impermeabilización, debiéndose ser reforzada por una barrera impermeable de materiales geosintéticos. En estos casos la impermeabilización secundaria estará representada por la barrera geológica que además actuará de soporte de la impermeabilización principal sintética.

Antes de la puesta en obra de la geomembrana, se deberá tener en cuenta:

• La excavación del anclaje alrededor de la obra deberá estar terminado.
• El suelo que está en contacto con la geomembrana, deberá cumplir las condiciones básicas.
• No deberá tener agua estancada en el fondo.

Las láminas empleadas en la impermeabilización con Polietileno de Alta Densidad, se presentan en rollos de determinados espesores y dimensiones. Para su comportamiento en servicio influirá además de las materias primas empleadas en su fabricación, el propio sistema de fabricación, ya que es importante para conseguir la uniformidad del espesor en toda la superficie.

Los temas que nos influirán para la elección de las láminas de HDPE serán los siguientes:

Tolerancias Máximas en espesores, según

• Sistemas de fabricación: extrusión mínimo porcentaje de tolerancia. (>5%)
• Soplado: porcentaje máximo de tolerancia (+/-10%)

Condiciones Técnicas según ensayos

Colocación

• Especialización y experiencia del personal.
• Sistema de soldadura.
• Ancho de rollo.

Los vertederos de desechos deberán comportar:

• Un sistema de estanqueidad
• Drenaje de fondo.
• Un sistema de estanqueidad
• Drenaje para los taludes

Estos sistemas deberán recoger y evacuar los lixiviados engendrados por los desechos y las aguas de chorreo.

• Un sistema de estanqueidad
• Drenaje cobertura a fin de evitar la penetración dentro de las aguas de chorreo y realizar la
  recolección, el drenaje y la evacuación.

La norma a seguir para la estanqueidad de los rellenos de desechos será:

• La estanqueidad del fondo y de los taludes deberán ser máximas
• La estanqueidad del suelo debajo la geomembrana deberá ser muy débil: K > 10-9 m/sec
• La carga hidráulica sobre la estanqueidad deberá ser mínimo: < 0.40 m
• Las capas drenantes deberán tener una permeabilidad del orden de 10-4 m/sec o ser particularmente espesas (0,50 a 0.60 m)
• La estanqueidad debe asegurar su condición de forma duradera

La estanqueidad debe resistir a:

• La acción química de los lixiviados
• Las solicitaciones mecánicas desde la puesta en obra
• Las solicitaciones físicas (circulación de las máquinas de explotación, apisonamiento del soporte, apisonamiento de los desechos) antes y después de la explotación.

En conclusión el lixiviado se recogerá por encima del sistema de impermeabilización mediante tubos drenantes colocados en zanjas recubiertas por gravas. Además debemos prever unas capas de gravas drenantes de no menos de 50 cm entre el sistema de impermeabilización y los residuos.

Geomembrana de Polietileno de alta densidad

Las geomembranas son la base del sistema de impermeabilización y por lo tanto su elección y
puesta en obra será cuidada rigurosamente.

En este tipo de obras las más aconsejables son las geomembranas de polietileno de alta densidad
(HDPE)

Su espesor dependerá de:

• Preparación del soporte.
• Tipo de residuo.
• Protección de la geomembrana.
• Altura total del relleno del vertedero.
• Maquinaria de compactación.
• Tamaño y forma de la grava de drenaje.
• Espesor de la capa de drenaje.

No se permitirá utilizar espesores inferiores a 1.0mm en rellenos de residuos urbanos, y 1.50mm en rellenos de residuos tóxicos y peligrosos.

Será recomendable utilizar membranas de anchos considerables, para poder suprimir las soldaduras intermedias con el fin de minimizar el número de las mismas en obra.

Colocación y soldaduras

La colocación y extensión de las mismas se realizará de forma continua.

Las membranas una vez presentadas se soldarán teniendo en cuenta que la temperatura sea la misma, y así poder evitar las tensiones en las soldaduras.

Las operaciones de cierres, detalles y anclajes a obras se deberán realizar a las horas más frías del día. Por consiguiente se deberán seguir los siguientes procesos:

• Extensión de los paños
• Anclaje provisional de los mismos
• Soldaduras
• Comprobación de soldaduras
• Anclaje definitivo

El proceso a seguir para las soldaduras es el de termofusión, que presenta una serie de ventajas como la resistencia a la agresión química, consecuencia de las reacciones entre determinados componentes y bajo determinadas condiciones, además de los lixiviados.

Las membranas de HDPE serán unidas única y exclusivamente por alguno de los siguientes métodos, quedando prohibidas las uniones de tipo adhesivo, químicos, etc.

Las modalidades a seguir para la realización de soldaduras son las siguientes:

• Cuña caliente.
• Aire caliente.

También existen dos tipos de soldaduras, a determinar según el PNE – UNE 104-425:

• Soldadura doble, con cámara de comprobación
• Soldadura por extrusión, con aporte de material

La soldadura por extrusión sólo debe utilizarse cuando la zona de trabajo y la accesibilidad a los medios que precisa la soldadura doble, presente dificultades insalvables.

En cuanto al empleo de una u otra modalidad, según la experiencia aportada, demuestran que la soldadura por cuña caliente, es la que ocasiona el mínimo de perturbación en la estructura molecular y por consiguiente la más recomendable.

Anclajes

En todo relleno podemos encontrar diferentes tipos de anclajes, entre ellos:

• Anclaje en zanja. Las membranas se anclarán en la coronación de los taludes en una zanja de dimensiones mínimas. La zanja se separará del borde del talud mínimo 1.00 metro, para poder facilitar la unión con fases futuras. Una vez soldada y comprobada la membrana, se rellenará la zanja con el propio producto de la excavación, y se compactará.
• Anclaje en bermas. En el momento en el que a un talud se hayan colocado bermas debido a su pendiente, el anclaje de los sistemas de impermeabilización se realizará mediante sobrepesos, los cuales pueden ser de prefabricados de hormigón apoyados sobre geotextil para así no dañar la geomembrana.
• Anclaje a chimeneas, arquetas, tuberías y puntos singulares. Para poder obtener una total estanqueidad en el vaso, siempre que exista un elemento singular se procederá de la siguiente forma:
  • Cuando se trate de un elemento de hormigón se embutirá sobre este cuando este fresco un perfil de polietileno de alta densidad. Fraguado el hormigón se procederá a soldar la geomembrana al perfil mediante extrusión.
  • Cuando el elemento singular fuera una chimenea o una tubería se podrá fabricar un elemento tipo bota con la geomembrana el cual se sujetará a la tubería o chimenea mediante una abrazadera.
  • También podemos utilizar el sistema de uniones de brida y contrabrida

Elementos auxiliares

Geotextiles

Las funciones a cumplir dentro de un relleno serán de protección y de filtro. La primera evitará que las geomembranas sean punzonadas durante la instalación o durante su vida por los materiales que están en contacto con ellas, ya sea el soporte, las gravas de drenaje, o el propio vertido.

La segunda función o sea la de filtro, se utilizarán para poder evitar la colmatación de los drenes de recolección de lixiviado y las gravas de drenaje.

Los geotextiles que se deberán utilizar a estos efectos serán geotextiles no-tejidos de 100% polímeros sintéticos y cuya materia prima sea químicamente resistente a los lixiviados.

La instalación de los geotextiles se hará de forma continua, cuidando prioritariamente el lastrado eventual de los mismos para así evitar los posibles movimientos por el viento.

Los geotextiles deberán ser unidos mediante termofusión o cosido con un traslape mínimo de 50 cm; en todo caso.

Geocompuestos drenantes

Se utilizarán como sustitutos de capas de drenaje de material granular, sus ventajas son su fácil instalación, su menor peso y la adaptabilidad en taludes escarpados.

Las georredes a utilizar serán productos extrusionados cuya materia prima sea 100% polietileno de alta densidad sin agentes espumantes. Dado que la función primordial va a ser desaguar líquidos o gases el parámetro que se utilizará para su dimensionamiento será la transmisividad bajo carga de un gradiente determinado que casi siempre será 1.

En su instalación se tendrá mucho cuidado en el sentido para aquellas georredes cuyo drenaje en el plano varíe según su posición. Las georredes se unirán mediante puntos de soldadura por termofusión que asegure su unión mediante bridas de plástico.

Geomallas

Su función será reforzar los terrenos de poca capacidad portante, aumentar el coeficiente de Rozamiento entre capas y soportar materiales granulares en taludes.

Información relacionada

Información Rellenos Sanitarios (PDF)