vida útil de un vertedero
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vida útil de un vertedero
DETERMINACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE UN VERTEDERO Y CÁLCULOS PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS DRENES DE LIXIVIADO LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES CÁLCULO DE LA VIDA ÚTIL DE UN VERTEDERO Los parámetros básicos son los siguientes: - Población atendida: 100.000 habitantes - Generación de residuos: 1,035 kg por habitante y día - Método de explotación: vertido en área sobre topografía vaguada o depresión (si se utiliza el método de vertido en zanja, debería tenerse en cuenta el espacio entre zanjas). - Vertedero de media densidad: 700 kg/m3. - Área disponible para el vertido: 2,5 hectáreas (250 metros de largo x 100 metros de ancho), - Altura de la celda: 4 metros. - Altura máxima del vertedero: 35 metros - Espesor del material de cobertura: 1,2 tn/m3. - Configuración del recubrimiento: arcilla. - Generación de lixiviados: 0,5 l/s/hc de vertedero cubierto Utilizando estos datos de partida, a continuación se presentan los cálculos necesarios para la determinación de la vida útil de este vertedero: 1.- Determinación de las toneladas de residuos vertidas diariamente. Generación diario = [(100.000 habitantes)(1,035 kg/hab/día)?/(1000 kg/tn) = 103,50 tn/día = 103500 kg/día 2.- Determinación del área de vertido requerida anualmente. Volumen de vertedero requerido diariamente = (103,50 tn/día)(700 kg/ m3) = 147,90 m3/día Volumen de vertedero requerido anualmente = (147,90 m3/día)(365 día/año) = 53983,50 m3/año Área requerida anualmente = (53983,50 m3/año)(4 m) = 13496 m2/año (1,35 hc/año) 3.- Determinación de las necesidades de material de cobertura. Volumen de material de cobertura requerido anualmente = 13496 m2/año x 0,20 m = 2699 m3/año Volumen de material de cobertura requerido diariamente = 2699 m3/año/365 días/año = 7,39 m3/día Toneladas de material de cobertura requeridas diariamente = 7,39 m3/día x 1,2 tn/m3 = 8,86 tn/día 4.- Número de capas Puesto que cada capa utiliza 4,2 metros de altura, el vertedero podrá contar con 8 capas más la cobertura final de 1 metro. Nº de capas = (35 m – 1 m)/(4 m + 0,2 m) = 8 capas 5.- Vida útil de cada una de las capas: - 1ª capa € Capacidad = 25.000 m2 x 4 m x 0,7 tn/m3 = 70.000 tn € Duración = 70.000 tn/(103,5 tn/día x 365 días/año) = 1,85 años A partir de la segunda capa se consideran retranqueos de 2 metros respecto a la capa anterior y caballones de cierre frontal de 5 metros en coronación, pendiente exterior 3:1 a anterior 1:1. - 2ª capa € Superficie disponible: 25.000 m2 – [100 m x (2 + 8) m?= 24.000 m2. € Capacidad = 24.000 m2 x 4 m x 0,7 tn/m3 = 67.200 tn € Duración = 67.200 tn/(103,5 tn/día x 365 días/año) = 1,77 años - 3ª capa € Superficie disponible: 24.000 m2 – [100 m x (2 + 8) m?= 23.000 m2. € Capacidad = 23.000 m2 x 4 m x 0,7 tn/m3 = 64.400 tn € Duración = 64.400 tn/(103,5 tn/día x 365 días/año) = 1,70 años - 4ª capa € Superficie disponible: 23.000 m2 – [100 m x (2 + 8) m?= 22.000 m2. € Capacidad = 22.000 m2 x 4 m x 0,7 tn/m3 = 61.600 tn € Duración = 61.600 tn/(103,5 tn/día x 365 días/año) = 1,63 años - 5ª capa € Superficie disponible: 22.000 m2 – [100 m x (2 + 8) m?= 21.000 m2. € Capacidad = 21.000 m2 x 4 m x 0,7 tn/m3 = 58.800 tn € Duración = 58.800 tn/(103,5 tn/día x 365 días/año) = 1,56 años - 6ª capa: € Superficie disponible: 21.000 m2 – [100 m x (2 + 8) m?= 20.000 m2. € Capacidad = 20.000 m2 x 4 m x 0,7 tn/m3 = 56.000 tn € Duración = 56.000 tn/(103,5 tn/día x 365 días/año) = 1,48 años - 7ª capa € Superficie disponible: 20.000 m2 – [100 m x (2 + 8) m?= 19.000 m2. € Capacidad = 19.000 m2 x 4 m x 0,7 tn/m3 = 53.200 tn € Duración = 53.200 tn/(103,5 tn/día x 365 días/año) = 1,41 años - 8ª capa € Superficie disponible: 19.000 m2 – [100 m x (2 + 8) m?= 18.000 m2. € Capacidad = 18.000 m2 x 4 m x 0,7 tn/m3 = 50.400 tn € Duración = 50.400 tn/(103,5 tn/día x 365 días/año) = 1,33 años 6.- Vida útil de vertedero Por tanto la vida útil del vertedero considerando estable la generación de residuos será de 12,7 años. CÁLCULO PARA DETERMINAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS DRENES DE LIXIVIADO LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES DRENES TRANSVERSALES Generación de lixiviados: 0,15 l/s por hectárea de residuos cubierta Consideración del área entre drenes transversales: 50 m por 5 metros Cantidad de lixiviados a drenar por dren: L = 0,15 l/s/hc x 3600 s/h x 24 h/día x 0,025 hc x 10-3 m3/l = 0,325 m3/día La cantidad de lixiviados que pueden transportar los drenes (se calcula por la Ley de Darcy) Q = - AKI A= sección de los drenes. Se considera inicialmente para el primer tanteo 40 cm x 50 cm = 0,20 m2 K = coeficiente de permeabilidad de los drenes. En arena gruesa K = 400 m/d I = Pendiente. Se comprobará en el primer tanteo si el 1 % es suficiente Q = -AKI = - [0,20 m2 x 400 m/d x (-0,01)?= 0,80 m3/d En éste y en todos los casos, la pendiente de los drenes debe permitir que la capacidad de transporte de lixiviados por día sea mayor que los lixiviados diarios que puedan generarse, comparando L y Q se observa que una pendiente de un 1 % es suficiente, para drenes transversales de sección 0,20 m2 y K = 400 m/d Características de los drenes transversales: - Distancia entre drenes: 5 metros - Sección transversal: 40 x 50 cm - Características: arena gruesa - Pendiente: 1 % DRENES LONGITUDINALES En este caso se considerará un único dren longitudinal, ubicado en el centro de cada capa del vertedero. Área de servicio del dren longitudinal: 100 m x 250 m Generación de lixiviados: 0,15 l/s por hectárea de residuos cubierta Cantidad de lixiviados a drenar: * L = 0,15 l/s/hc x 3600 s/h x 24 h/día x 2,5 hc x 10-3 m3/l = 32,40 m3/día Las instalaciones de tratamiento de lixiviados estarán dimensionadas también para este caudal medio. La cantidad de lixiviados que pueden transportar los drenes (se calcula por la ley de Darcy): Q = - AKI A= sección de los drenes. Se considera inicialmente para el primer tanteo 2 m x 1 m = 2 m2 K = coeficiente de permeabilidad de los drenes. En guijarro K = 800 m/d I = Pendiente. Se comprobará en el primer tanteo si el 3,0 % es suficiente Q = -AKI = - [2 m2 x 800 m/d x (-0,03)?= 48 m3/d Se comprueba que una pendiente de un 3 % es suficiente para permitir el drenaje de los lixiviados diarios que se puedan generar. Características del dren longitudinal: - Área de servicio: 2,50 hc - Sección transversal: 2 x 1 m - Características: guijarro (64 a 256 mm) - Pendiente: 3,0 % RECURSOS HUMANOS Y MATERIALES PARA LA EXPLOTACIÓN DE ESTE VERTEDERO Teniendo en cuenta las características del mismo, los cálculos realizados y los rendimientos de la maquinaria y los equipos, se presenta, de manera orientativa, una tabla resumen en la que se recogen los recursos humanos y materiales necesarios para la explotación de estas instalaciones de vertido: Recursos humanos - 1 Jefe de explotación - 1 operario para báscula y tareas auxiliares - 2 palistas para extensión, compactación y extracción de material de cobertura Recursos materiales - 1 tractor oruga con placa de empuje y potencia mínima 120 HP - 1 retroexcavadora de neumáticos (el material de cobertura de extraerá excavando el vaso de vertido) - 1 camión volquete