UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA Facultad de Ingeniería Megaproyecto Tratamiento de desechos sólidos municipales en Zaragoza, Chimaltenango Trabajo de investigación presentado para optar al grado académico de Licenciado en Ingeniería Civil por parte de Edgar Samuel Ruano Donis Trabajo de investigación presentado para optar al grado académico de Licenciado en Ingeniería Química por parte de Alejandro Lau Muñoz Trabajo de investigación presentado para optar al grado académico de Licenciado en Ingeniería Industrial por parte de Juan Carlos Uriel Gómez Gómez Trabajo de investigación presentado para optar al grado académico de Licenciado en Ingeniería Industrial por parte de Flor de María Martínez Gorrochategui Guatemala 2011 Megaproyecto Tratamiento de desechos sólidos municipales en Zaragoza, Chimaltenango UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA Facultad de Ingeniería Megaproyecto Tratamiento de desechos sólidos municipales en Zaragoza, Chimaltenango Trabajo de investigación presentado para optar al grado académico de Licenciado en Ingeniería Civil por parte de Edgar Samuel Ruano Donis Trabajo de investigación presentado para optar al grado académico de Licenciado en Ingeniería Química por parte de Alejandro Lau Muñoz Trabajo de investigación presentado para optar al grado académico de Licenciado en Ingeniería Industrial por parte de Juan Carlos Uriel Gómez Gómez Trabajo de investigación presentado para optar al grado académico de Licenciado en Ingeniería Industrial por parte de Flor de María Martínez Gorrochategui Guatemala 2011 Vo. Bo. : (f.) _________________________________________________ Ing. (Cristian Rossi) Tribunal: (f.) _________________________________________________ Ing. (Cristian Rossi) (f.) _________________________________________________ Ing. (Roberto Godo) (f.) _________________________________________________ Ing. (Estuardo Sierra) Fecha de aprobación del examen de graduación: Guatemala, 3 de febrero de 2012 v PREFACIO En muchas comunidades se ha hecho evidente que no existe un manejo adecuado de los desechos sólidos que éstas producen, ya sea porque no se tienen los recursos necesarios para invertir en un manejo responsable, la asesoría técnica para implementar un proyecto que permita manejar de la forma correcta y adecuada los desechos, o el conocimiento de la importancia de este proceso y la forma en que la existencia del mismo les podría ayudar como comunidad. Sin embargo, sin que importe cuál sea la razón, el resultado final ha sido el mismo en muchos lugares de Guatemala; provocando daños en el medio ambiente, en la salud de los habitantes que viven en las cercanías de los botaderos, y en los recursos naturales que son parte importante de cada pueblo; la comunidad de Zaragoza, Chimaltenango, no es la excepción. Debido a que este problema va volviéndose poco a poco mayor, las personas toman medidas evasivas, tales como alejar los basureros del lugar en donde viven, reubicarlos en barrancos o ríos, quemar los desechos sólidos, o enterrarlos. Estas soluciones sólo son superficiales y en ocasiones generan problemas aún mayores. Tratando de buscar nuevas soluciones para este problema y considerando que Guatemala cuenta con personal especializado en el tema, ayuda técnica, propuestas nuevas y entusiasmo de las personas por resolver este problema que nos afecta a todos, se consideró la posibilidad de la construcción de una planta de tratamiento de desechos sólidos - en este caso, específicamente para la comunidad de Zaragoza - para poder mejorar el manejo de estos y crear la propuesta de una solución viable basada en estudios técnicos y datos reales. vi CONTENIDO PREFACIO ...................................................................................................................... v CONTENIDO .................................................................................................................. vi LISTA DE ILUSTRACIONES ........................................................................................ xiii LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................... xv LISTA DE TABLAS ...................................................................................................... xvii RESUMEN .................................................................................................................. xxii I. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1 II. OBJETIVOS ............................................................................................................ 3 A. Generales ............................................................................................................ 3 B. Específicos .......................................................................................................... 3 III. ANTECEDENTES ................................................................................................... 4 A. Definición de desechos sólidos ............................................................................ 4 1. Desechos sólidos municipales. ......................................................................... 4 B. Manejo integral de desechos sólidos municipales ................................................ 5 1. Reducción de la fuente. .................................................................................... 6 2. Reciclaje y compostaje. .................................................................................... 7 vii 3. Combustión. ..................................................................................................... 8 4. Rellenos sanitarios. .......................................................................................... 9 C. El manejo de los desechos sólidos municipales ..................................................10 1. Introducción. ....................................................................................................10 2. Principios del manejo de desechos sólidos municipales. .................................12 3. Jerarquía de métodos de manejo de desechos. ..............................................15 4. Minimización de desechos. .............................................................................16 5. Recuperación de recursos mediante reciclaje de materiales.. .........................16 6. Recuperación de recursos mediante procesamiento de desechos ..................17 7. Disposición de recursos. .................................................................................18 8. Componentes de un sistema de manejo de desechos sólidos municipales.. ...18 9. Vínculos entre el sistema de manejo de desechos sólidos municipales y otros tipos de desechos generados en un centro urbano. ......................................22 10. Desarrollo de un sistema de manejo de desechos sólidos municipales. ..........23 IV. JUSTIFICACIÓN ....................................................................................................25 V. RAZONAMIENTO ..................................................................................................27 A. Propuesta de solución al problema .....................................................................27 1. Línea de compostaje. ......................................................................................27 2. Línea de papel. ...............................................................................................27 3. Línea de PET.. ................................................................................................28 4. Línea de desechos sobrantes..........................................................................28 viii B. Resultados esperados ........................................................................................28 1. Ingeniería Química ..........................................................................................28 2. Ingeniería Industrial .........................................................................................29 3. Ingeniería Civil ................................................................................................30 VI. METODOLOGÍA .....................................................................................................33 A. Participantes .......................................................................................................33 B. Población y muestra ...........................................................................................33 C. Evaluación de herramientas de análisis ..............................................................33 D. Construcción de la herramienta de medición ......................................................33 E. Diseño de la investigación ..................................................................................34 F. Materiales y recursos ..........................................................................................34 1. Materiales para el análisis topográfico .............................................................34 2. Materiales para el estudio estadístico de la basura in situ ...............................35 3. Materiales para el pre-diseño estructural .........................................................35 4. Materiales para pre-diseño de líneas de procesos ..........................................36 G. Procedimiento .....................................................................................................36 1. Propuesta del megaproyecto. ..........................................................................36 2. Evaluación por parte de las autoridades de la Universidad. ............................36 3. Contacto con la Municipalidad de Zaragoza, Chimaltenango. .........................37 4. Exposición de la propuesta a la Municipalidad. ...............................................38 5. Aprobación para hacer estudios en la comunidad. ..........................................38 ix 6. Visita al basurero actual para evaluar el problema. .........................................38 7. Visita al lugar propuesto para la nueva solución de desechos. ........................39 8. Estudio topográfico en la posible área de construcción. ..................................40 9. Estudio de los desechos sólidos municipales. .................................................40 10. Interpretación de los volúmenes obtenidos. .....................................................42 11. Definición de áreas necesarias en la nueva planta. .........................................43 12. Pre-diseño de planta de tratamiento. ...............................................................43 13. Análisis de costos para la construcción de la planta de tratamiento. ...............43 14. Factibilidad. .....................................................................................................43 15. Comercialización.. ...........................................................................................44 16. Presentación de resultados. ............................................................................44 VII. RESULTADOS .......................................................................................................45 A. Análisis estadístico .............................................................................................45 B. Bases de diseño .................................................................................................51 C. Diagrama de flujo línea de reciclaje de PET........................................................54 D. Diagrama de flujo línea de papel .........................................................................55 E. Diagrama de flujo línea de compostaje ...............................................................56 F. Equipo ................................................................................................................56 G. Topografía del sitio .............................................................................................58 H. Curvas de nivel del terreno ................................................................................58 I. Representación gráfica de la curva de nivel ........................................................59 x J. Áreas necesarias en la planta de tratamiento .....................................................59 K. Representación grafica del uso de las áreas.......................................................60 L. Pre-diseño de la planta de tratamiento ................................................................61 1. Tipología estructural. .......................................................................................61 2. Cargas vivas de diseño. ..................................................................................62 3. Cargas muertas superpuestas. ........................................................................62 4. Cargas por viento. ...........................................................................................62 5. Aspectos sísmicos. ..........................................................................................63 6. Esfuerzos de diseño. .......................................................................................66 7. Planta de tratamiento de desechos sólidos. ....................................................67 M. Inversión Inicial ...................................................................................................78 N. Costos operativos ...............................................................................................82 O. Factibilidad .........................................................................................................86 P. Comercialización ................................................................................................97 VIII. DISCUSIÓN ......................................................................................................... 102 A. Análisis estadístico ........................................................................................... 102 B. Pre-diseño de planta de tratamiento ................................................................. 106 C. Bases de diseño ............................................................................................... 111 1. Objetivo general del diseño. .......................................................................... 111 2. Metas y deseos del Municipio de Zaragoza, Chimaltenango. ........................ 111 3. Productos de la planta. .................................................................................. 112 xi 4. Especificaciones compost. .......................................................................... 112 5. Especificaciones de las hojuelas de PET. ..................................................... 113 6. Especificaciones del papel reciclado. ............................................................ 113 7. Procesamiento de materia diario para el 2021. ............................................. 113 8. Servicios básicos y accesibilidad a la planta. ................................................ 114 9. Tecnología. ................................................................................................... 115 10. Filosofía de operación de la planta. ............................................................... 115 11. Reportes de trabajo. ...................................................................................... 116 12. Meta a corto plazo. ........................................................................................ 116 13. Meta a mediano plazo. .................................................................................. 117 14. Meta a largo plazo. ........................................................................................ 117 15. Localización de la planta. .............................................................................. 118 16. Infraestructura. .............................................................................................. 118 17. Tiempo de operación de la planta. ................................................................ 119 18. Tipo de operación de la planta. ..................................................................... 119 D. Balance de masa y diagrama de flujo ............................................................... 119 1. Balance de masa línea de papel. .................................................................. 120 2. Balance de masa línea de PET. .................................................................... 121 3. Balance de masa línea de compost. .............................................................. 122 E. Análisis de costos ............................................................................................. 123 F. Análisis de factibilidad ....................................................................................... 128 xii G. Análisis mercadológico de los subproductos ..................................................... 133 IX. CONCLUSIONES ................................................................................................. 139 X. RECOMENDACIONES ........................................................................................ 145 XI. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 149 XII. APÉNDICES ........................................................................................................ 151 A. Características y especificaciones de las herramientas e instrumentos utilizados .................................................................................................................. 151 1. Odómetro utilizado ........................................................................................ 151 2. GPS utilizado ................................................................................................ 152 3. Balanza de resorte ........................................................................................ 153 4. Guantes ........................................................................................................ 153 5. Mascarillas .................................................................................................... 154 B. Información del lugar y datos topográficos obtenidos ........................................ 154 C. Documentos utilizados para la encuesta realizada............................................ 159 1. Carta de autorización del estudio .................................................................. 159 2. Muestra de la encuesta realizada .................................................................. 160 D. Crecimiento poblacional estimado .................................................................... 161 E. Volúmenes de diseño ....................................................................................... 161 F. Fotografías e ilustraciones ................................................................................ 164 xiii LISTA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Reunión en la Municipalidad de Zaragoza, de izquierda a derecha: Alcalde de Zaragoza, Flor Martínez(estudiante), Juan Gómez(Estudiante), Oscar Maldonado(Asesor), Alejandro Lau(estudiante), Integrante ONG, Edgar Ruano(Estudiante), Integrante ONG ..............................................................................37 Ilustración 2. Desechos encontrados en el basurero de Zaragoza .................................38 Ilustración 3. Ubicación del lugar en donde se podría construir la planta .......................39 Ilustración 4. Personal contratado para realizar la investigación con su equipo de seguridad ......................................................................................................................41 Ilustración 5. Distribución de momentos en una viga típica de la nave industrial ...........75 Ilustración 6. Distribución de momentos en una columna típica de la nave industrial ....76 Ilustración 7: Forma general de la curva en valor en libros para diferentes modelos de depreciación ........................................................................................................... 163 Ilustración 8: Precios de venta de pasta de papel en Europa ...................................... 163 Ilustración 9: Geografía del terreno propuesto para la construcción de la planta de tratamiento .................................................................................................................. 164 Ilustración 10: Otro punto de vista de la geografía del terreno propuesto para la nueva planta ................................................................................................................ 164 Ilustración 11: Vista de la forma topográfica del terreno a trabajar .............................. 165 Ilustración 12: Situación actual del botadero en el pueblo de Zaragoza....................... 165 xiv Ilustración 13: Basurero actual en el pueblo de Zaragoza, Chimaltenango .................. 166 Ilustración 14: Vista de algunos tipos de desechos dispuestos en el basurero actual .. 166 Ilustración 15: Algunos de los desechos en el basurero actual .................................... 167 Ilustración 16: Vista del basurero actual extendiéndose hacia el río que corre al final del barranco ................................................................................................................ 167 Ilustración 17: Personal contratado para la realización de la encuesta, utilizando el equipo de seguridad proveído ..................................................................................... 168 Ilustración18: Fotografía durante la capacitación del personal para llevar a cabo la encuesta ...................................................................................................................... 168 Ilustración 19: Carta de autorización de la municipalidad de Zaragoza, Chimaltenango que autoriza la realización de los estudios .......................................... 169 xv LISTA DE FIGURAS Figura 1. Generación de desechos sólidos domiciliares urbanos y rurales en toneladas métricas (t), Guatemala 2002 ........................................................................10 Figura 2. La jerarquía de desechos ...............................................................................15 Figura 3. Elementos de un Sistema Integrado de Manejo de Desechos ........................19 Figura 4. Fronteras del sistema para el inventario del ciclo de vida ambiental de los desechos sólidos ...........................................................................................................19 Figura 5. Cobertura del servicio de recolección de basura y destino final de la misma por departamento (en t=toneladas métricas), 2002 .......................................................20 Figura 6. Formas de disposición de la basura en los hogares rurales de Guatemala en el período 1994 y 2002 (% de hogares) ....................................................................21 Figura 7. Puntos topográficos y perímetro del terreno ...................................................58 Figura 8. Curvas de nivel a cada 2m de altura ...............................................................58 Figura 9. Unión entre curvas de nivel y superficie real ...................................................59 Figura 10. Uso de áreas y dimensiones .........................................................................61 Figura 11. Vista en perspectiva de la nave industrial diseñada ......................................67 Figura 12. Vista en isométrico de la nave industrial diseñada ........................................68 Figura 13. Vista en planta de la nave industrial diseñada ..............................................68 xvi Figura 14. Vista en elevación de la nave industrial diseñada .........................................69 Figura 15. Deformación con la envolvente de cargas y un factor de aumento de escala de 20 ..................................................................................................................73 Figura 16. Chequeo de elementos estructurales a cargas muertas, vivas, de sismo y viento ............................................................................................................................73 Figura 17. Distribución de esfuerzos axiales por carga muerta y muerta superpuesta ...74 Figura 18. Distribución de momentos en elementos estructurales .................................75 xvii LISTA DE TABLAS Tabla 1: Especificaciones del transporte que recoge los residuos .................................31 Tabla 2: Resumen estadístico desechos sólidos orgánicos en libras .............................45 Tabla 3: Resumen estadístico desechos sólidos papel en libras ...................................46 Tabla 4: Resumen estadístico desechos sólidos plástico en libras ................................46 Tabla 5: Resumen estadístico desechos sólidos vidrio en libras....................................47 Tabla 6: Resumen estadístico desechos sólidos inorgánicos en libras ..........................47 Tabla 7: Resumen estadístico otros desechos sólidos en libras ....................................48 Tabla 8: Resumen estadístico total de desechos sólidos en libras ................................48 Tabla 9: Proyección de crecimiento poblacional municipio de Zaragoza, Chimaltenango ..............................................................................................................49 Tabla 10: Resumen y proyección de crecimiento de desechos sólidos en libras ...........49 Tabla 11: Resumen y proyección de desechos sólidos en kilogramos...........................50 Tabla 12: Cálculo de intervalos de confianza o de error muestral del estudio ................50 Tabla 13: Equipos y capacidades de equipos para la línea de compostaje ...................56 Tabla 14: Equipos y capacidades de equipos para la línea de papel .............................57 Tabla 15: Equipos y capacidades de equipos para la línea de PET ...............................57 xviii Tabla 16. Áreas requeridas ...........................................................................................60 Tabla 17. Factores de tipología estructural ....................................................................61 Tabla 18. Integración de carga viva ...............................................................................62 Tabla 19. Integración de cargas muertas superpuestas ................................................62 Tabla 20. Carga producida por viento ............................................................................63 Tabla 21. Ubicación de la obra y parámetros espectrales .............................................63 Tabla 22. Coeficientes del sitio ......................................................................................64 Tabla 23. Factores para calibración del espectro de diseño ..........................................64 Tabla 24. Coordenadas espectrales Sa(t) .....................................................................65 Tabla 25. Resistencia de materiales que se usaron para pre-diseño de la nave industrial ........................................................................................................................66 Tabla 26. Porcentaje de esfuerzos representados en colores .......................................74 Tabla 27. Porcentaje de uso de secciones ....................................................................74 Tabla 28. Secciones para pre-diseño ............................................................................77 Tabla 29. Costo de materiales .......................................................................................78 Tabla 30. Costo de mano de obra .................................................................................78 Tabla 31. Costo de movimiento de tierra .......................................................................78 xix Tabla 32. Costo total, incluyendo materiales y mano de obra ........................................79 Tabla 33: Costo de equipo línea de papel .....................................................................79 Tabla 34: Costo de equipo línea de PET .......................................................................80 Tabla 35: Costo de equipo línea de compost .................................................................80 Tabla 36: Costo de inversión inicial total de la planta de tratamiento .............................81 Tabla 37: Consumo energético y costo de los equipos de producción ...........................82 Tabla 38: Consumo energético y costo equipo de oficina ..............................................82 Tabla 39: Costo total de energía eléctrica mensual .......................................................83 Tabla 40: Consumo y costo mensual de agua producción y administrativa ...................83 Tabla 41: Resumen de costos de personal anual ..........................................................83 Tabla 42: Costos fijos anuales de la planta ...................................................................84 Tabla 43: Costos variables anuales de la planta ............................................................84 Tabla 44: Costos fijos y semi variables totales anuales y porcentajes del total ..............84 Tabla 45: Costos directos anuales de la planta .............................................................84 Tabla 46: Costos indirectos anuales de la planta ...........................................................85 Tabla 47: Costos directos e indirectos anuales y porcentajes del total ..........................85 Tabla 48: Cantidad de desechos que se pueden comercializar en un año ....................86 xx Tabla 49: Préstamo necesario para financiar la inversión ..............................................86 Tabla 50: Pagos anuales, de intereses y amortización del préstamo .............................87 Tabla 51: Precio de venta de los distintos productos por unidad ...................................87 Tabla 52: Estado de resultados y flujo de efectivo del proyecto con depreciación SMARC .........................................................................................................................88 Tabla 53: Estado de resultados y flujo de efecto del proyecto con depreciación lineal ..89 Tabla 54: Tasas anuales de depreciación SMARC ........................................................90 Tabla 55: Depreciación anual usando tasas SMARC ....................................................90 Tabla 56: Depreciación lineal anual ...............................................................................92 Tabla 57: Valor Anual Neto y TIR del proyecto con depreciación SMARC .....................92 Tabla 58: Valor Anual Neto y TIR del proyecto con depreciación SMARC .....................92 Tabla 59: Parámetros a variar en el análisis de sensibilidad ..........................................93 Tabla 60: Variación en la TIR y Valor Presente Neto ante una variación en los precios de la pasta de papel. .........................................................................................93 Tabla 61: Variación de la TIR y Valor Presente Neto ante una variación en el precio del PET molido. .............................................................................................................94 Tabla 62: Variación en la TIR y Valor Presente Neto ante una variación en el precio del compost. ..................................................................................................................94 xxi Tabla 63: Variación en la TIR y Valor Presente Neto ante una variación en el precio del vidrio sin procesar. ...................................................................................................95 Tabla 64: Variación en la TIR y Valor Presente Neto ante un cambio en el costo de la energía eléctrica. .......................................................................................................95 Tabla 65: Variación en la TIR y Valor Presente Neto ante un cambio en el costo del agua. .............................................................................................................................96 Tabla 66: Variación en la TIR y Valor Presente Neto ante un cambio en el costo de la mano de obra a partir del primer año de operación. ...................................................96 Tabla 67: Puntos de topografía medidos con el GPS en Zaragoza, Chimaltenango .... 155 Tabla 68: Estimación de crecimiento poblacional, con una tasa de crecimiento del 2.80% anual ........................................................................................................... 161 Tabla 69: Estimación de producción de desechos para el año 2021, en kilogramos.... 162 Tabla 70: Tasas de recuperación aplicadas al precio inicial método SMARC .............. 162 Tabla 71: Costo personal administrativo ...................................................................... 170 Tabla 72: Costo personal de planta ............................................................................. 171 Tabla 72: Costo personal de planta (continuación) ...................................................... 172 xxii RESUMEN El manejo de desechos sólidos es un tema al que generalmente no se da la importancia adecuada. El pueblo de Zaragoza, Chimaltenango, no es la excepción; actualmente disponen de sus residuos en un basurero al aire libre que implica una gran cantidad de riesgos. En vista de esta necesidad, se propuso el diseño de un sistema integral de manejo de los residuos sólidos municipales, y este proyecto propone que el mismo es factible siempre y cuando se realice un estudio adecuado y se busque la manera adecuada de aprovechar los desechos. Durante este proyecto se propuso una solución que involucra una planta de tratamiento de desechos en la que cada tipo de desecho es manipulado de la forma más eficiente; se realizaron estudios de la situación actual de generación de basura en Zaragoza y estimaciones de la forma en que el problema va a escalar. Con base en estos datos y los recursos disponibles por parte de la Municipalidad de Zaragoza, se hizo un pre-diseño de la planta de tratamiento que incluye el diseño de líneas de reciclaje de papel, PET y el de compostaje. En este trabajo se presenta los criterios utilizados y la forma en que se debería expandir este proyecto si se quisiera ir más allá de una fase de pre-diseño. 1 I. INTRODUCCIÓN El pueblo de Zaragoza, Chimaltenango, tiene actualmente un basurero localizado en las afueras del pueblo en el que se desechan los residuos al aire libre, creando situaciones no higiénicas que podrían generar riesgos de plagas, infecciones, contaminación, etc. Un análisis de este problema motivó la idea de proponer una solución a este problema; y surgió la hipótesis de cómo una planta de tratamiento de desechos sólidos municipales – en el pueblo de Zaragoza – es un proyecto posible y económicamente viable, que se puede lograr mediante un estudio adecuado del lugar y la oportunidad, y el manejo adecuado de los recursos disponibles. Para la resolución de este problema, se propuso la construcción de una planta de tratamiento en un lugar más adecuado que el presente, i.e., más cerca del centro de producción de desechos. Esta planta de tratamiento contaría con varias líneas de proceso: una línea de residuos orgánicos para generar composta, una línea de papel para producir papel reciclado, una línea de plástico y una línea de vidrio en la que se obtendría la materia triturada para poder venderla como materia prima, y por último una línea de desechos sobrantes que los procesaría de la forma adecuada. Esta planta debería ser diseñada tomando en cuenta cualquier factor que la haría lo más eficiente posible, tales como medios de acceso y ventilación. La metodología de resolución de este problema involucró primeramente una toma de una muestra de la población de Zaragoza para hacer los estudios de la situación actual de los desechos en el pueblo, la realización de una encuesta a esta muestra para permitir crear un cuadro de la generación de basura y un modelo de crecimiento de población y aumento de la generación de basura; con base en estos datos, la estimación de los volúmenes de basura que es necesario manejar en un sistema integral de manejo de desechos sólidos, y el diseño de una planta de tratamiento que tome en cuenta todos estos factores para implementar las líneas de procesamiento previamente mencionadas. El proyecto consistió entonces en realizar el pre-diseño para construir la planta de tratamiento de desechos sólidos; se concluyó acerca de los riesgos que presenta la nueva área de construcción, dada la probabilidad de cambios en su topología y el 2 barranco que se encuentra en las cercanías. Además, este diseño se realizó teniendo en mente una vida útil de diez años dado el escalamiento considerado. Una vez el pre- diseño estuvo completo, se propuso un presupuesto que, a pesar de no tomar en cuenta todos los factores inherentes al diseño, es bajo en comparación a proyectos similares, lo cual aumenta su posibilidad de construcción. Desde el punto de vista de ingeniería civil, se concluyó que la construcción de esta planta de tratamiento es factible. Sin embargo, en caso de que este proyecto se quiera mover fuera de la fase de pre-diseño y llevarse a cabo, es recomendable realizar tanto un estudio adecuado de suelos como un estudio de ingeniería sanitaria e impacto ambiental de la planta. Además, sería adecuado intentar realizar un estudio sobre la factibilidad de expandir este proyecto, de forma que pueda ser de utilidad no sólo para Zaragoza sino también para comunidades vecinas. 3 II. OBJETIVOS A. Generales Proporcionar un lugar apto para poder tratar los desechos de la comunidad de Zaragoza y en base a este, realizar el diseño preliminar de una planta de tratamiento de residuos sólidos que sea funcional, eficaz, de bajo costo y económicamente factible. B. Específicos  Determinar las herramientas necesarias para el Análisis de Factibilidad y poder implementarlo de una manera adecuada para su evaluación de inversión.  Establecer las opciones confiables y seguras de la transformación de los desechos para su mejor uso, los principales problemas y destino final de los residuos que se presenten mediante el Análisis Mercadológico de los subproductos.  Diseñar los procesos de las líneas de Pastificación del Papel, Reciclaje de PET y Compostaje.  Cuantificar la cantidad de desechos sólidos del municipio de Zaragoza en Chimaltenango y realizar una proyección del crecimiento de los desechos sólidos del municipio en base a los datos obtenidos.  Establecer el costo de una planta de tratamiento de desechos sólidos de acuerdo a la necesidad de procesamiento diario que debe tener la misma y realizar un análisis de costos tomando en cuenta las variaciones que existen en ciertos materiales, productos y sub productos que puedan formar parte de la construcción de la planta. 4 III. ANTECEDENTES A. Definición de desechos sólidos Desecho se define como “lo que queda después de escoger lo más útil”, “cosa que no sirve”. Sólido se define como “firme, macizo”. Para términos de este trabajo, los desechos sólidos se definen como “todos aquellos cuerpos firmes no útiles después de una actividad o proceso humano” (IARNA, 2006). El término desecho sólido se refiere a cualquier basura, desperdicio, sedimento de planta de tratamiento de aguas residuales, planta de tratamiento de generación de agua o facilidad de control de contaminación del aire, y otros materiales desechados – incluyendo material sólido, líquido, semi-sólido o gaseoso contenido que resulta de operaciones industriales, comerciales, mineras, agrícolas y comunales; pero no incluye materiales que resulten de aguas residuales o desechos especiales (NYSDEC, 2011). En otras palabras, los desechos sólidos se pueden entender como cualquier material descartado (abandonado o considerado basura). Los desechos sólidos pueden ser sólidos, líquidos, semi-sólidos o materiales gaseosos contenidos. Ejemplos de desechos sólidos incluyen llantas inútiles, basura doméstica, muebles y juguetes desechados, etc. 1. Desechos sólidos municipales. Los desechos sólidos municipales – más comúnmente conocidos como basura o desperdicios – consisten de artículos de uso diario que se utilizan y se desechan luego; tales como empaques de productos, recortes de plantas, muebles, ropa, botellas, restos de comida, periódicos viejos, etc. Esto proviene de hogares, escuelas, hospitales, y pequeñas empresas (EPA, 2011). Existen dos grandes fuentes de desechos sólidos determinados por el tipo de actividades humanas: las actividades de producción y de consumo. En principio, las actividades de mayor generación de desechos sólidos en el campo de la producción son las industriales y las mismas poseen diferentes grados de riesgo para el ser humano; en cuanto al consumo, la mayor parte de la generación se da en centros poblados. 5 B. Manejo integral de desechos sólidos municipales El manejo integrado de desechos se puede definir como la selección y aplicación de técnicas adecuadas, tecnologías y programas de administración para lograr objetivos y metas específicos del manejo de desechos. Según la Agencia de Protección al Medio Ambiente de Estados Unidos existen tres opciones para el manejo de los desechos sólidos: Reducción de la fuente, reciclaje y compostaje, combustión (quema para convertirlo en energía) y rellenos sanitarios. (Tchobanoglous, 2002) Manejo integrado de desechos sólidos municipales Reducción de la fuente Reciclaje y compostaje Relleno sanitario Combustión 6 1. Reducción de la fuente. Esta técnica se dedica a la reducción del volumen o bien a la reducción de la toxicidad de los desechos generados. Esta técnica incluye el cambio a productos y empacado reusables. El ejemplo más familiar de este caso son las botellas retornables. El tiempo para considerar la reducción de la fuente es en la fase del diseño del producto. (Tchobanoglous, 2002) Reducción de la fuente puede ser practicada por todo el mundo. Los consumidores pueden participar comprando menos o usando productos más eficientemente. El sector público (entidades del gobierno a cualquier nivel) y el sector privado pueden volverse consumidores más eficientes. Pueden reevaluar procedimientos que no necesiten utilizar tanta distribución de papel, iniciar procesos que requieran de la compra de productos con una larga vida de anaquel, y disminuir la compra de productos desechables. El sector privado puede rediseñar sus procesos de manufactura para reducir al cantidad de desecho generado en la fabricación. Reducir la cantidad de desecho puede requerir el uso de circuitos serrados de procesos de fabricación. También, este sector puede rediseñar los productos para incrementar su durabilidad, utilizando materiales menos tóxicos y aumentando su efectividad. (Tchobanoglous, 2002) Reducción de la fuente Reciclaje y compostaje Combustión Rellenos sanitarios 7 La reducción de la fuente se debe fomentar asegurándose que el costo del manejo de los desechos sea completamente internalizado. Internalización del costo significa cobrar el servicio con el propósito de que los costos sean reflejados. Para el manejo de desechos, el costo debe ser internalizado incluyendo recolección, transporte, lugar y construcción, factores administrativos y salarios, y controles ambientales. Es importante notar que estos costos deben de ser considerados ya sea si el producto es manejado en un relleno sanitario, en la quema, reciclaje o compostaje. La regulación de los procesos puede ayudar a la internalización del costo mediante el requisito a los fabricantes de proveer cuentas públicas de los costos asociados con los aspectos de desarrollo y producción de sus productos. (Tchobanoglous, 2002) 2. Reciclaje y compostaje. El reciclaje es probablemente la práctica de manejo de desechos más positivamente vista por la sociedad. Reciclar regresará al mercado toda la materia prima separando los productos reusables del resto de los desechos municipales. Los beneficios del reciclaje son muchos. El reciclaje ahorra recursos finitos invaluables, disminuye la necesidad de minerías, materiales vírgenes, lo que a su vez minimiza el impacto ambiental por minería y fabricación. También reduce la cantidad de energía consumida. Además de esto, el reciclaje es capaz de aumentar la capacidad del relleno sanitario. El reciclaje puede aumentar la eficiencia y la calidad de las cenizas de incineradores y fábricas de compostaje removiendo materiales no combustibles como el metal y el vidrio. (Tchobanoglous, 2002) El reciclaje también puede causar problemas si éste no es manejado adecuadamente. Debe ser manejado en una manera ambientalmente responsable. El compostaje, también es otra área del reciclaje que puede causar problemas si no se realiza un control adecuado. Por ejemplo, el agua subterránea puede ser contaminada si mucho del material del compostaje contiene excesivos fertilizantes. (Tchobanoglous, 2002) El reciclaje, por lo general, florece en los lugares en donde las condiciones económicas no lo inhiben. Es decir, que el reciclaje es más fructuoso cuando las condiciones económicas lo apoyan y no lo ordenan. Programas exitosos de reciclaje también requieren de mercados estables a los cuales puedan vender los productos reciclados. (Tchobanoglous, 2002) 8 Los mercados estables también requieren que exista una oferta estable de materias primas. Este suministro de materias primas puede y ha sido muy problemático en algunas áreas de reciclaje, incluyendo metales y plásticos. Es importante que los programas de reciclaje no se alejen mucho de los que los mercados pueden ofrecer. (Tchobanoglous, 2002) Inclusive con una buena situación de los mercados, el reciclaje y el compostaje van a florecer únicamente si se realizan convenientemente. Ejemplos de esto son centros de acopio cercanos a las casa de las personas o horarios de recolección de desechos adecuados y a buen precio para todas las personas. (Tchobanoglous, 2002) Otro aspecto crucial para el éxito y fomento de estos programas es la educación pública. El reciclaje representa la siguiente oportunidad para un cambio cultural. Esto requiere moverse más allá de la voluntad de recolectar materiales descartados para reciclaje. El cambio cultural va a requerir a los consumidores a comprar productos reciclables hechos con materiales reciclables. Requerirá a los negocios utilizar materiales secundarios en la fabricación de sus productos y a diseñar nuevos productos con facilidad de desensamblaje y seperación de los componentes del material. (Tchobanoglous, 2002) 3. Combustión. Las instalaciones de combustión son atractivas por que hacen una cosa muy bien, reducir el volumen de desechos dramáticamente. Estas instalaciones también pueden recuperar energía útil. Ya sea en la forma de vapor o en la forma de electricidad. Dependiendo de la economía del mercado energético de la región, esto puede ser rentable como injustificado. La reducción del volumen de los desechos en sí puede rentabilizar el alto costo de los incineradores cuando el espacio en un relleno sanitario es muy reducido. Para muchas áreas metropolitanas, los rellenos sanitarios deben de permanecer distantes del centro de la población. Adicional a esto, la ceniza producida en los incineradores promete ser una buena materia prima para materiales de construcción. Aquellos que fabrican productos como el cemento o el concreto pueden utilizar la cenia producida en el incinerador. (Tchobanoglous, 2002) El principal problema con los incineradores es su costo. El relativo grado de sofisticación necesario para operar los incineradores de una forma segura y económica, y el hecho de que el público es escéptico respecto a su seguridad. El público se 9 preocupa acerca de las emisiones de los incineradores como de la toxicidad de la ceniza producida por estos. (Tchobanoglous, 2002) 4. Rellenos sanitarios. Los rellenos sanitarios son una forma del manejo de desechos que nadie quiere pero que en realidad todos necesitan. No existe ninguna combinación de técnicas de manejo de desechos sólidos capaces de no utilizar los rellenos sanitarios. De las cuatro formas básicas de manejo de desechos sólidos el de rellenos sanitarios es la única forma que es ambas, necesaria y suficiente. Algunos desechos simplemente son no reciclables, ya que llega un punto en el cuál su valor intrínseco es disipado completamente, así que ya no pueden ser recuperados, y el reciclaje en sí produce residuos. (Tchobanoglous, 2002) La tecnología y la operación de un relleno sanitario moderno puede asegurar la protección la salud humana y ambiental. El reto consiste en asegurar que todos los rellenos sanitarios en operación sean diseñados adecuadamente y sean monitoreados una vez sean cerrados. Es crucial el reconocer que los rellenos sanitarios de hoy no se asemejan a los rellenos sanitarios del pasado. Los rellenos sanitarios del presente ya no aceptan desechos peligrosos. Adicional, tampoco reciben líquidos por lotes. Tienen sistemas de control de gases, sistemas de recolección de lixiviados, amplios sistemas de monitoreo de agua subterránea y probablemente lo mejor, se encuentran ubicados en el lugar ideal para tomar ventaja de las condiciones geológicas del lugar. (Tchobanoglous, 2002) Los rellenos sanitarios también pueden convertirse en un recurso. La recuperación del gas metano es una realidad en muchos rellenos sanitarios. En la actualidad también se está considerando la recuperación del dióxido de carbono. Después de su cierre, los rellenos sanitarios pueden convertirse en áreas recreacionales como parques, campos de golf, o áreas para ski. Algunas agencias y emprendedores miran los rellenos sanitarios como una mina de recursos en el futuro cuando las condiciones económicas lo establezcan. Esto puede ser particularmente verdadero para los rellenos sanitarios individuales que se enfocan en el almacenamiento de solo un tipo de materiales de desecho. (Tchobanoglous, 2002) 10 C. El manejo de los desechos sólidos municipales 1. Introducción. El manejo de los desechos sólidos municipales involucra (a) el desarrollo de una introspectiva del impacto de la generación de desechos, recolección, transporte y métodos de desecho adoptados por la sociedad en el ambiente y (b) la adopción de nuevos métodos para reducir este impacto. a. Generación de desechos sólidos en Guatemala. El Perfil Ambiental de Guatemala, publicado en el 2004, presentó estimaciones sobre la generación de desechos sólidos domiciliares utilizando las proyecciones de población por municipio y departamentos. Los datos del XI Censo de Población y VI de Habitación del 2002 permiten afinar los resultados presentados y establecer con mayor exactitud la generación urbana y rural de desechos domiciliares. En la Figura 1 se revela cómo el departamento de Guatemala genera una tercera parte de la basura del país; en el ámbito rural, la generación es relativamente mayor en los departamentos de Huehuetenango, Alta Verapaz, San Marcos y Guatemala. Figura 1. Generación de desechos sólidos domiciliares urbanos y rurales en toneladas métricas (t), Guatemala 2002 Fuente: IARNA, 2006 11 La generación diaria de desechos sólidos se estima alrededor de las 4,242 toneladas; de las cuales, 54% se producen en las zonas urbanas y el restante 46% en las zonas rurales (IARNA, 2006). La urbanización y sus evidentes efectos sobre el medio ambiente conllevan hábitos de consumo y actividades que a su vez implican una creciente generación de desechos sólidos; por lo que la proporción de población urbana y el índice de urbanización son variables relacionadas con la cantidad de desechos sólidos generados. b. Impacto ambiental de los desechos sólidos. Cuando los residuos sólidos se desechan en espacios abiertos o rellenos sanitarios que no fueron diseñados de la forma adecuada, se tienen varios efectos adversos sobre el medio ambiente, entre ellos:  Contaminación del suelo acuífero por los lixiviados generados por la basura.  Contaminación del agua en la superficie de ríos o lagos cercanos al basurero o centro de desecho.  Malos olores, pestes, plagas y restos de basura tanto en el lugar de desecho como en las cercanías.  Generación de gases inflamables, e.g. metano, en el área de desecho.  Riesgo de incendios en el basurero.  Erosión y problemas de estabilidad en el terreno vecino al basurero. c. Objetivo del manejo de desechos sólidos. El objetivo del manejo de desechos sólidos es reducir la cantidad de residuos sólidos desechados en el área mediante recuperación de materiales y energía de los mismos. Técnicas y programas de manejo se deben aplicar a todos y cada uno de los desechos sólidos generados por la sociedad para lograr una minimización general de los residuos sólidos. 12 2. Principios del manejo de desechos sólidos municipales. El manejo de desechos sólidos municipales involucra la aplicación de los principios de Manejo Integrado de Desechos Sólidos (MIDS) a los desechos municipales. MIDS es la aplicación de técnicas, tecnologías y programas de manejo adecuados que cubren todos los tipos de desechos sólidos de todas las fuentes, para lograr los objetivos equivalentes de (a) reducción de desechos y (b) manejo efectivo de los desechos que se obtienen aún después de la reducción de los mismos (Ministerio de Desarrollo Urbano de India, 2010). a. Reducción de desechos. Hoy en día es reconocido que un desarrollo sostenible puede ser alcanzado solamente si la sociedad en general, y en particular la industria, produce “más con menos”; i.e., más bienes y servicios con un menor uso de los recursos disponibles (materia prima y energía), y menos contaminación y desechos. Cambios tanto en la producción como en los productos han sido introducidos en muchas ciudades, usando reciclaje interno de materiales o recuperación de energía in situ, como parte de un esquema sólido de minimización de residuos. b. Manejo efectivo de los desechos sólidos. Es necesario tener sistemas efectivos de manejo de desechos sólidos que aseguren mejores condiciones de seguridad y salud para la comunidad. Además de estos requisitos, un sistema efectivo de manejo de desechos sólidos debe ser tanto ambientalmente sostenible, dado que debe reducir tanto como sea posible el impacto ambiental del manejo de desechos, como económicamente sostenible, pues debe operar a un costo aceptable para la comunidad. Un sistema de manejo de desechos sólidos sostenible es efectivo si sigue un alcance integrado, i.e. trata con todos los tipos de materiales de desecho sólido y fuentes de desechos sólidos - este alcance, multi-materiales y multi-fuentes suele ser más efectivo que un alcance de materiales y fuentes específicos. Este incluye una o más de las siguientes opciones:  Recolección y transporte de desechos. 13  Recuperación de recursos mediante clasificación y reciclaje (recuperación de materiales a través de separación).  Recuperación de recursos mediante procesamiento de desechos: i.e., recuperación de materiales o energía a través de procesos biológicos, térmicos, etc.  Transformación de desechos: reducción de volumen, toxicidad, u otras propiedades para prepararlo para la disposición final.  Desecho ambientalmente seguro y sostenible. c. Elementos funcionales del manejo de desechos sólidos municipales. Las actividades asociadas con el manejo de desechos sólidos municipales se pueden agrupar en seis (Ministerio de Desarrollo Urbano de India, 2010) elementos funcionales: (a) generación de desechos, (b) manejo y clasificación, almacenamiento y procesamiento en la fuente; (c) recolección, (d) clasificación, procesamiento y transformación; (e) transferencia y transporte y (f) desecho. 1) Generación de desechos. La generación de desechos abarca todas las actividades en las que ciertos materiales son identificados como inservibles (en su forma actual) y son desechados o recolectados para futura disposición. La generación de desechos es, actualmente, una actividad que no tiene mucho control; pero se espera que en un futuro se ejerza un mayor control sobre la misma. La reducción de los desechos desde la fuente, aunque no es controlada por los dirigentes del sistema de manejo de desechos, es ahora parte de las evaluaciones de estos sistemas. 2) Manejo, clasificación, almacenamiento y procesamiento de desechos en la fuente. El segundo de los seis elementos funcionales en el sistema de manejo de desechos es el manejo, clasificación, almacenamiento y procesamiento en la fuente. Esto involucra todas las actividades asociadas con el manejo de residuos desde que se generan hasta que terminan en contenedores para su recolección; el manejo también es la movilización de los desechos hasta el punto de recolección de basura. Se toman en cuenta en este elemento los procesos de clasificación de residuos en los hogares – el mejor lugar para separar los materiales de desecho es aquel en que se 14 generan; el almacenamiento en los sitios de generación, que es de gran importancia no solo para la salud sino además estéticamente; y procesos como compostas de jardín. 3) Recolección. El elemento funcional de recolección incluye no sólo recolectar los desechos sólidos y materiales reciclables, sino también el transporte de estos materiales, una vez recolectados, a la localización en la que se van a tratar, procesar o abandonar. 4) Clasificación, procesamiento y transformación de desechos sólidos. La recuperación de materiales clasificados, procesamiento y transformación ocurre primariamente en localidades alejadas de la fuente de generación de desechos, e incluye la separación de elementos demasiado grandes y separación manual de los componentes desechados. Este proceso permite recuperar materia prima para la reconversión de productos y producción de energía, y permite reducir el volumen de basura que no puede ser tratado, involucrando procesos de transformación como trituración para obtención de materia prima o procesos biológicos o termales que permiten recuperar energía. 5) Transferencia y transporte. Este elemento involucra dos pasos: (i) la transferencia de desechos de un vehículo de recolección pequeño a un mayor equipo de transporte y (ii) el transporte subsecuente de desechos a un sitio de procesamiento o disposición. 6) Desecho. El último elemento funcional de un sistema de manejo de desechos sólidos es la disposición. Hoy en día, este punto es generalmente un relleno sanitario o disposición controlada, sin importar la fuente de los desechos. Una planta municipal de un relleno sanitario es una facilidad diseñada para disponer de los desechos sólidos sin crear un peligro o fuente de riesgo para la comunidad, tal como fuente de plagas o contaminación del subsuelo. 15 3. Jerarquía de métodos de manejo de desechos. La producción y manejo de desechos sólidos son comúnmente descritos por una “jerarquía de desechos” (Figura 2). La jerarquía contiene cinco diferentes categorías: prevención de desechos, reutilización, reciclaje, recuperación de energía y eliminación o disposición; a grandes rasgos, esta categorización ubica las diferentes fases del manejo de desechos en cierto orden de importancia, que significa las ganancias ambientales relativas que se pueden hacer en cada una. En términos generales, esta jerarquía argumenta que la mayor parte de desechos puede y debe ser prevenida, de forma que las otras opciones - tales como reutilización, reciclaje y recuperación de energía - sean reducidas. Se concluiría por lo tanto que, de ser aplicada efectivamente, esta jerarquía permitiría disminuir la cantidad de desechos que se deben tratar. Figura 2. La jerarquía de desechos Fuente: House of Lords Science and Technology Commitee, 2007 La prevención de desechos se refiere a cualquier actividad que evita la creación de desechos. Esto puede ser logrado mediante mejores diseños de procesos de fabricación o influenciando patrones de consumo; la prevención de desechos está en la cima de la jerarquía, dado que equivale a una mayor ganancia ambiental. En el Prevención Reutilización Reciclaje Recuperación Desecho 16 siguiente nivel, los materiales ya utilizados se convierten en materia prima para otros propósitos. En el tercer nivel de la jerarquía está el reciclaje, que implica poder utilizar de nuevo materiales de un producto. Luego se encuentra la recuperación; el valor también puede ser recuperado generando energía a partir de la materia desechada. Finalmente, si ninguno de los anteriores niveles pudo manejar cierto desecho, la basura se debe disponer. 4. Minimización de desechos. La minimización de desechos o reducción en la fuente de origen es la actividad más deseable, dado que la comunidad no tiene que incurrir en gastos de manejo, reciclaje y disposición de desechos que nunca fueron creados. Sin embargo, es una actividad que no ha sido incluida en sistemas anteriores; por lo que se encuentra con una barrera cultural cuando se intenta implementarla. Para reducir la cantidad de desechos que se generan en la fuente, los métodos más prácticos y prometedores parecen ser (i) la adopción de estándares industriales para el empaque de productos que utilicen menos material; (ii) la creación de leyes que minimicen el uso de materiales nuevos no necesarios en productos para el consumidor, y (iii) la recaudación, por parte de las comunidades, de multas que penalicen a los generadores de demasiados desechos. Clasificar, reciclar y procesar los desechos desde el origen permite minimizar la generación de desechos, pero se debe de implementar una cultura de concientización en la comunidad para que cada miembro de la misma capte la importancia de este proceso y el beneficio que presenta para todos. 5. Recuperación de recursos mediante reciclaje de materiales. El reciclaje de materiales se puede llevar a cabo mediante una clasificación de los desechos de acuerdo a su origen, ya sea en la fuente o en una facilidad de centralización – que podría ser parte de una planta de tratamiento. La clasificación en la fuente es la solución más práctica y económica; cada persona puede desechar su basura de acuerdo a distintas categorías, tales como papel, plásticos, vidrios, desechos orgánicos y desechos tóxicos. Una clasificación centralizada 17 consiste en intentar recuperar los materiales reciclables una vez se ha recolectado la basura – en muchas localidades, se adopta un proceso manual, que debe ser debidamente monitoreado para evitar daños en las personas que se involucran en el proceso. Aunque la mayor parte de los desechos reciclables se apartan con los procesos anteriores, siempre es necesario realizar una última clasificación justo antes de procesar los desechos. Este proceso se lleva a cabo generalmente por personas de escasos recursos en los puntos de rellenos sanitarios o centros de transformación. 6. Recuperación de recursos mediante procesamiento de desechos a. Procesos biológicos. Un tratamiento biológico involucra el uso de microorganismos para descomponer los componentes biodegradables de los desechos. Existen dos tipos de procesos:  Procesos aeróbicos: Utilizados para producción de composta, incluye procesos de hilera de compostaje, compostaje estático aireado, y vermi-culturas.  Procesos anaeróbicos: Procesos de digestión anaeróbica seca o húmeda mediante los cuales se obtiene gas metano. b. Procesos térmicos. Este tipo de tratamientos se refieren a la conversión de los desechos a productos convertidos gaseosos, líquidos y sólidos con una subsecuente obtención de energía calorífica. Se pueden adoptar sistemas de combustión (incineradores), pirolisis o gasificación; el más utilizado es el sistema de combustión, dado que es el que actualmente presenta la mejor vialidad económica y de implementación. 18 c. Otros procesos. Se siguen probando y desarrollando nuevos procesos biológicos y químicos para recuperar recursos de desechos sólidos; estos incluyen procesos de hidrólisis para recuperación de ácidos orgánicos, reactores biológicos para la producción de celulosa y etanol, y procesos químicos que recuperan gas, aceite y celulosa, entre otros. 7. Disposición de recursos. La basura se desecha en unidades llamadas rellenos sanitarios, que son puntos diseñados para minimizar el impacto de los desechos en el ambiente mediante una contención controlada de los mismos. El método de relleno sanitario consiste en depositar en el suelo los desechos sólidos, los cuales se esparcen y compactan reduciéndolos al menor posible – para ocupar la menor área posible. Luego se cubren con una capa de tierra y se compactan de nuevo, de acuerdo al método utilizado. Un relleno sanitario es construido en un terreno que reúne condiciones técnicas adecuadas tales como topografía, nivel freático y disponibilidad de tierra (Ministerio de Salud de Costa Rica). 8. Componentes de un sistema de manejo de desechos sólidos municipales. En la Figura 3 se muestran los componentes de un sistema integrado de manejo de desechos (MIDS). El modelo MIDS toma en cuenta el ciclo de vida de los desechos sólidos municipales, desde el momento en que se generan (pierden valor) hasta que dejan de ser desechos y se convierten en productos útiles, emisiones o parte de rellenos sanitarios. Las entradas de este sistema (como se puede ver en la figura 4) son desechos, energía y otra materia prima; las salidas, productos utilizables en la forma de materiales reclamables, composta, emisiones de aire o agua y parte de rellenos sanitarios – con un modelo paralelo que calcula los costos totales de un sistema de manejo integrado basado en costos locales. 19 Figura 3. Elementos de un sistema integrado de manejo de desechos Fuente: Procter & Gamble, 2005 Figura 4. Fronteras del sistema para el inventario del ciclo de vida ambiental de los desechos sólidos Fuente: Procter & Gamble, 2005 20 En Guatemala, la basura no recolectada constituye uno de los grandes factores que ejercen presión al ambiente. La misma suele alimentar los basureros clandestinos tanto del área rural como urbana, aunque una buena proporción de los hogares posee el hábito de quemarla o enterrarla. Estos dos últimos fenómenos suceden con mayor frecuencia en el ámbito rural, en donde mayores extensiones de superficie y la dispersión de las viviendas son propiciadoras de estas prácticas. Figura 5. Cobertura del servicio de recolección de basura y destino final de la misma por departamento (en t=toneladas métricas), 2002 Fuente: IARNA, 2006 En la figura anterior se puede observar el contraste que existe entre las zonas urbanas y rurales, en especial con respecto a los volúmenes de basura que se disponen en los basureros municipales – en el área rural, el 5.2% de los desechos generados se disponen en los mismos. Aproximadamente el 65% de los desechos generados en el 21 país no son recolectados y se desechan en basureros clandestinos, o son quemados y/o enterrados. La forma en que se dispone la basura en el área rural de Guatemala se puede ver en la Figura 6. Figura 6. Formas de disposición de la basura en los hogares rurales de Guatemala en el período 1994 y 2002 (% de hogares) Fuente: IARNA, 2006 En Guatemala, a nivel nacional el tipo de desecho que más se genera, es agrícola y domiciliar, siendo éste en su mayoría materia orgánica. Los residuos de las actividades agrícolas son principalmente el tallo del racimo del banano, la pulpa del café, el rastrojo, bagazo y cachaza de la caña de azúcar y el desperdicio del destace de carne. En lo que respecta a la composición de los desechos sólidos domiciliares en el área metropolitana, el referente sigue siendo el estudio realizado por JICA (1995), en donde se concluye que del total de desechos el 63.3% es materia orgánica, el 14% es papel y cartón, el 8.1% es plástico, el 3.6% es textil, 3.2% es vidrio, el 3.0% es tierra y cenizas y el 5% restante se compone de madera, hojas, goma, metales, piedra, cerámica y pieles. Es importante destacar que un gran porcentaje de los desechos tienen potencial para 22 ser reutilizados y reciclados pero no existe en el país una categorización adecuada que lo permita (IARNA, 2006). El procesamiento biológico se vuelve viable una vez se han logrado aislar los desechos orgánicos. Un procesamiento térmico se puede llevar a cabo solamente si existen suficientes componentes con alto valor calorífico (tales como papel o plástico) en la basura. Generalmente, la transformación de residuos no es un componente muy importante en un sistema integrado de manejo de desechos municipales; pero se puede llevar a cabo cierta clasificación y trituración en algunos casos. 9. Vínculos entre el sistema de manejo de desechos sólidos municipales y otros tipos de desechos generados en un centro urbano. Además de los desechos sólidos municipales, en los centros urbanos se generan otros tipos de desechos, tales como los siguientes:  Desechos industriales: Basura peligrosa y no peligrosa de las áreas industriales dentro de los límites municipales.  Desechos biomédicos: Basura de hospitales, mataderos, etc.  Desechos de plantas de tratamiento de aguas: Sedimentos de plantas de tratamiento de desagües y aguas negras.  Otros desechos: Desechos especiales de unidades especiales o áreas no conformadas. Los distintos desechos deben de ser manejados de acuerdo a su propio sistema de manejo de desechos; sin embargo, existen ciertos vínculos entre ellos que se deben de tomar en cuenta: Sistemas de manejo de desechos diferentes no deben funcionar aislados; vinculaciones entre los distintos sistemas deben de ser promovidos si esto llevará a una recuperación más eficiente y económica de materia y energía. Por ejemplo, algunas veces se mezclan los desechos biodegradables y aguas residuales para mejorar el procesamiento biológico de los desechos sólidos. 23 Distintos tipos de desechos sólidos eventualmente alcanzan uno de los tres sistemas de relleno sanitario: rellenos DSM, rellenos de desechos peligrosos o rellenos para desechos designados. Algunas observaciones que se deben tomar en cuenta son:  Todos los desechos peligrosos, sin importar cuál sea su fuente, deben ser desechados en rellenos de desechos peligrosos.  Grandes cantidades de desechos no dañinos (e.g., desechos de construcción o demolición) deberían disponerse en rellenos para desechos designados.  Los desechos que sean compatibles con los desechos sólidos municipales, incluso si no vienen necesariamente de fuentes municipales, pueden agregarse al sistema de manejo municipal. 10. Desarrollo de un sistema de manejo de desechos sólidos municipales. Para desarrollar un sistema de manejo de desechos sólidos municipales completo, se ponen en práctica los cinco pasos que se indican a continuación (Ministerio de Desarrollo Urbano de India, 2010):  Definir el problema y establecer objetivos  Realizar un inventario y recolección de datos  Desarrollar las alternativas  Seleccionar el sistema a implementar  Crear una metodología de implementación El primer paso conlleva redactar una declaración del problema actual y los objetivos correspondientes que llevarán a la toma de una decisión. Luego se hace un inventario y recolección de datos pertinentes tanto al sistema ya existente como para el nuevo sistema: datos de generación de desechos, características de los desechos, rutas de transporte, sistemas de recolección, sitios de disposición, etc. En el tercer paso, los datos recolectados se evalúan y se examina la factibilidad de distintas tecnologías, desarrollando diferentes soluciones alternativas para resolver el 24 problema. Estas alternativas son revisadas y se selecciona el conjunto final de tecnologías o programas que constituirán el sistema de manejo final. El paso final es el desarrollo de una metodología de implementación para convertir el sistema existente al nuevo sistema. Para lograr esto se crean calendarios y sistemas de monitoreo de la implementación por parte de organizaciones administrativas, supervisando cada etapa de implementación hasta el momento en el que se ha logrado una transición completa y exitosa al nuevo sistema. 25 IV. JUSTIFICACIÓN El manejo integrado de desechos sólidos parte del punto de generación de los mismos. Una vez cierto material deja de ser uso para el ser humano, generalmente es desechado y luego recolectado para llevar a un basurero; esta generación de desechos, en una municipalidad, tiene cierta relación tanto con el tamaño de una población como con los hábitos de consumo en la misma. La urbanización actual ha provocado que se diversifiquen los bienes de consumo, pero a su vez aumente la cantidad de bienes generados industrialmente – y esto usualmente implica empaques más desarrollados y un aumento de desechos, dados los avances en preservación de alimentos y los requisitos de envasado que estos implican. Éste y otros factores, como la cultura de consumismo de la misma urbanización, han provocado un aumento en la generación de desechos sólidos en las comunidades y por lo tanto aumentado la necesidad de un sistema integral de manejo de los mismos. Zaragoza es un pequeño municipio del departamento de Chimaltenango en el país de Guatemala; con un área urbana de aproximadamente 6.76 km². Zaragoza es una zona rural, donde el principal ingreso económico para los habitantes es la agricultura; dadas estas características, es también un área que produce principalmente desechos orgánicos – en contraste con una gran ciudad. Sin embargo, el rápido aumento en volumen de residuos sólidos como resultado del continuo crecimiento económico, urbano, industrial y poblacional de la comunidad de Zaragoza, se está convirtiendo en un problema, tanto para las autoridades correspondientes, como para los habitantes del lugar. Estos hechos y un simple estudio de la situación del basurero actual y la falta de un sistema de manejo de residuos en Zaragoza llevaron a este proyecto, que propone una solución para garantizar una gestión eficaz y sostenible para el tratamiento de los residuos sólidos. A pesar de considerables esfuerzos realizados por muchas administraciones de la municipalidad anteriores y algunas otras entidades, abordar el problema relacionado con los residuos es polémico y no ha dado resultados; por lo que se enfrentan retos pendientes: gestionar adecuadamente los residuos concentrando los 26 esfuerzos para reducir los daños que causan estos y mejorar así una parte importante de esta comunidad. En el momento en el que se planificó inicialmente la creación y ubicación del botadero que se utiliza actualmente en el pueblo de Zaragoza, se tomó en cuenta un único factor: la recomendación de que la ubicación del mismo estuviera en las afueras del pueblo. No tomar en cuenta los muchos factores que un diseño de este tipo involucra ha generado, hasta ahora, complicaciones como dificultad de acceso al vertedero actual y consecuente creación de basureros clandestinos para evitar tener que llegar al basurero municipal, y contaminación de ríos y áreas aledañas al mismo. Uno de los mayores problemas del basurero municipal de la ciudad de Zaragoza es que éste está al aire abierto; no se les da ningún tratamiento a los desechos antes de solamente abandonarlos en un punto. Esto está provocando un foco de contaminación en crecimiento, que pone en peligro al ambiente y a la salud de los habitantes que residen en las cercanías de este. El problema que este presenta para el medio ambiente se puede extender y causar no solo contaminación en el aire, sino también proliferación de fauna nociva; además del riesgo de que la contaminación alcance el manto freático, contaminando las fuentes de agua de la comunidad. Se tiene entonces, en la comunidad de Zaragoza, un botadero a cielo abierto, que causa daños ambientales, culturales, y económicos, entre otros. La forma adecuada de resolver un problema de basura es mediante la implementación de un sistema integral de manejo de desechos sólidos municipales; este proyecto presenta, como parte de una solución de este tipo para Zaragoza, el diseño de una planta de tratamiento de residuos sólidos que evite la existencia del problema presente de la comunidad. 27 V. RAZONAMIENTO A. Propuesta de solución al problema Una planta de tratamiento de desechos sólidos es una solución viable, económicamente sostenible, ambientalmente amigable y culturalmente aceptada. En este caso, se propone una planta que cuente con cuatro líneas de procesamiento de residuos y una línea para los desechos que no se pueden procesar; estas líneas enfocadas en los residuos con mayor presencia específica en la población. Ésta es una solución viable, ya que toma en cuenta desechos orgánicos, papel, vidrio y plástico. La solución propuesta incluye un área de descarga de desechos, cuatro líneas de producción, un área de almacenamiento y un área de carga para los productos ya procesados. A continuación se muestra cada una de las cuatro líneas de producción y los procesos que involucran. 1. Línea de compostaje. Este proceso incluye el manejo adecuado de todos los desechos de origen orgánico, tales como restos alimenticios, desechos de jardinería, vegetales, restos agrícolas, etc. El proceso propuesto es el compostaje aeróbico, el cual tiene como necesidades básicas una buena oxigenación de la mezcla, una relación agua-compost específica, la temperatura correcta y una buena relación de nutrientes. Una vez se cubran estos aspectos, se tiene como objetivo principal la producción de compost, sin químicos que alteren el equilibrio del medio ambiente y que produzcan daños colaterales. 2. Línea de papel. Con este proceso lo que se busca es dar un buen manejo a los desechos de papel, para lo cual es necesario clasificar únicamente el papel en buen estado, lo cual incluye sobres, cartas, hojas de impresión y otros derivados del papel. Se busca en esta línea lograr una clasificación de papel que dar un tratamiento correcto a la celulosa y poder así obtener un producto de calidad, en este caso pasta de papel, al finalizar el proceso. 28 3. Línea de PET. El proceso en esta línea se encuentra conformado por la clasificación del PET en las bandas transportadoras. Es en este proceso en el cual se le retiran las etiquetas y las tapaderas a las botellas para luego ser procesadas. El proceso de selección del PET debe de ser muy estricto y riguroso para asegurar que únicamente las botellas de PET ingresen al proceso. Este proceso contempla la trituración de la materia prima hasta hojuelas de PET. 4. Línea de desechos sobrantes. Ésta es una de las líneas más importantes de la línea de tratamiento, ya que hay desechos que no aplican para procesarse en cualquiera otra sección, tales como vidrio y metales. La solución propuesta para estos residuos es clasificar los desechos y comercializarlos como materia prima (en caso de metales y vidrio) para que sean utilizados por plantas especializadas en el tema. Para el caso de los desechos que no aplican a ninguna de las anteriores, el procedimiento es transportarlos al incinerador más cercano – que se encuentra en la en la cabecera departamental de Chimaltenango. B. Resultados esperados El resultado esperado de este megaproyecto es lograr completar el pre-diseño integral de una nave industrial que cumpla con las necesidades de los estudios químicos e industrial, así como con las especificaciones geométricas, estructurales, ambientales y económicas. La estructura deseada debe cumplir entonces con los criterios que se describen en los siguientes incisos; cada uno debe ser tomado en cuenta para lograr el diseño deseado. 1. Ingeniería Química a. Diseño de la línea de PET. Los resultados esperados en esta sección es obtener el diagrama de flujo perteneciente al proceso. El proceso contempla la clasificación de las botellas de PET que ingresen a la planta, luego la trituración de la materia prima y su posterior lavado y secado para poder ser comercializado. 29 b. Diseño de la línea de plastificación de papel. La línea de papel de la planta es una de las líneas más complejas de la planta. Debido a la gran complejidad de manufacturar papel en blanco y el alto costo asociado con el mismo, únicamente se planea realizar la plastificación del papel y comercializarlo de esa manera. El papel que ingrese a la planta será clasificado para asegurarse que se encuentre en buen estado para convertirse en pasta. Se espera que la planta sea capaz de producir una pasta de papel. c. Diseño de la línea de compostaje. La línea de compostaje tiene como objetivo ser la línea de mayor tamaño en la planta de manejo de desechos sólidos municipales. Esta línea será la línea principal de la planta ocupando la mayor parte de la misma como también poseerá la mayor producción de las tres líneas. Se espera obtener un compost de alta calidad de una forma barata y apta para el uso en la agricultura o jardines. 2. Ingeniería Industrial a. Cuantificación del volumen de de desechos sólidos. Para determinar la capacidad adecuada de una planta de tratamiento de desechos, la cual debe tener un tiempo de vida adecuado y sobre todo para determinar un horizonte de tiempo en el cual esta pueda operar en base a la cantidad de desechos de la población. Se espera obtener información, de una fuente primaria, que permita determinar la cantidad de desechos sólidos a procesar, basándose en las categorías adecuadas para dividir los desechos. b. Costos de una planta de procesamiento. Es necesario determinar la cantidad de capital y recursos a invertir en una solución de este tipo, ya que se trabaja en un proyecto de impacto social, que permita cumplir con la implementación de todas las soluciones planteadas. Se espera determinar un costo de inversión, a nivel de pre factibilidad, así como los costos de operación, tomando en cuenta los factores adecuados de personal y consumo de recursos. 30 c. Estudio de factibilidad económica. Mediante el estudio de factibilidad económica se espera determinar si la planta de tratamiento es rentable, si se necesita un préstamo y si la inversión es elevada. Además, conocer mediante un estudio de sensibilidad que tanto afecta el aumento de sueldos, costos, entre otros factores la rentabilidad de esta. d. Análisis mercadológico de los subproductos. Efectuar el análisis mercadológico de los subproductos de la planta para poder desarrollar de una manera factible su comercialización para su posterior re-uso y reciclaje, brindando a la planta una ventaja competitiva y atractiva para los inversionistas. 3. Ingeniería Civil a. Ingreso adecuado para la basura. La planta de tratamiento debe tener un acceso adecuado para que ingresen los camiones encargados de recoger los residuos en la comunidad; como estos pueden ser de grandes dimensiones, se espera que la entrada sea por lo menos lo suficientemente espaciosa como para poder ser ocupada por dos camiones simultáneamente – permitiendo así agilizar el proceso de descarga de los mismos. En la Tabla 1 se muestran las características de los camiones generalmente utilizados para hacer la recolección de basura. 31 Tabla 1: Especificaciones del transporte que recoge los residuos Tipo de transporte Camión C2 Descripción del transporte Consiste en un camión con eje simple direccional y un eje de rueda doble para tracción Peso autorizado 15,500 Kilogramos Altura del transporte 3.7 metros Largo del transporte 10.5 metros Ancho del transporte 2.6 metros Largo del reservorio 7 metros Representación fotográfica Fuente: Ministerio de Comunicaciones, Transporte y Obras Públicas, 1992 32 b. Localización específica para el depósito de residuos. Los resultados esperados en esta sección son que se tenga un área específica dentro de las instalaciones de la planta de tratamiento, para depositar los desechos que se obtengan en la salida del tren de aseo. Éste es un paso importante para agilizar el proceso y por ello tiene un área específica designada; una vez los desechos se dispongan en esta sección, se podrá continuar con los procesos de clasificación. c. Cumplimiento de áreas mínimas. Con base en los estudios realizados por parte de estudiantes de ingeniería química e ingeniería industrial (ver apéndices), se determinaron las dimensiones mínimas de la planta de tratamiento: el ancho y largo mínimos para su funcionamiento adecuado. Estas dimensiones también deben tomar en cuenta el área de maniobra de los vehículos y las separaciones mínimas entre las máquinas utilizadas para permitir la limpieza y mantenimiento de las mismas. d. Ventilación. Éste es un aspecto de suma importancia, ya que al trabajar con desechos es inevitable que se produzcan gases tóxicos que pueden perjudicar la salud de las personas que trabajan en la planta. Viendo la importancia de este aspecto, se espera que el pre-diseño de la planta de tratamiento cuente con ventilación adecuada, mejorando así también la ventilación de los materiales orgánicos y aumentando su velocidad de descomposición. e. Iluminación. Algunos de los procesos que se tendrán en la planta de tratamiento necesitan de luz solar, por lo que es necesario que la estructura tome en cuenta iluminación natural; no sólo para mejorar los procesos químicos, sino también para evitar gastos innecesarios en energía eléctrica. f. Área para el almacenamiento de los productos obtenidos. El objetivo principal de la planta de tratamiento es que en la misma ingresen los desechos de la comunidad y, luego de que estos sean procesados, se obtenga abono orgánico, papel de reciclaje, plástico granulado y vidrio triturado; todos productos listos para vender y comercializar. Esto implica que la planta de tratamiento debe de tener un área específica para su correcto almacenamiento; un área lo suficientemente grande y que además cuente con facilidades como accesos para la extracción del producto y seguridad para los mismos. 33 VI. METODOLOGÍA Para la realización de este megaproyecto se utilizaron las bases de la investigación mostradas a continuación: A. Participantes En el estudio participó un grupo de 4 estudiantes y 8 profesionales graduados, conformado por 10 hombres y 2 mujeres, en diferentes rangos de edades. Los profesionales tienen formación en ingeniería química, civil, industrial y arquitectura, con grado de licenciatura o maestría. Del equipo, 11 integrantes son de nacionalidad guatemalteca y uno de ellos tiene nacionalidad noruega. B. Población y muestra El universo de este trabajo lo constituyeron los residentes de la comunidad de Zaragoza, Chimaltenango. La muestra fue de 182 casas de la comunidad, lo cual presenta un error del 7.1% con respecto al valor real en los análisis estadísticos desarrollados a partir de la encuesta. C. Evaluación de herramientas de análisis Este trabajo se inició con una investigación in situ para conocer el problema y poder proponer así la mejor solución. También se investigó y se hizo un muestreo de las características de consumo y producción de desechos en la población, para garantizar un mejor resultado. D. Construcción de la herramienta de medición La primera parte del estudio consistió en establecer las vías de comunicación con la alcaldía de la comunidad, para obtener los permisos necesarios para hacer los estudios en el pueblo. Luego se diseñó y construyó una herramienta para la medición de variables y atributos relacionados con los desechos que generan los habitantes de 34 Zaragoza por medio de un estudio estadístico cuantitativo realizado con la muestra escogida inicialmente. E. Diseño de la investigación Se realizó una investigación descriptiva, caracterizando el fenómeno del estado actual del manejo de desechos sólidos en la población de Zaragoza, Chimaltenango. La población total y la muestra utilizadas para la recolección de datos se mencionaron anteriormente. Los datos descriptivos del análisis y resultados de la investigación tomaron forma tanto cuantitativa – en calidad de la cantidad de desechos generados – como cualitativa – por las características de los residuos evaluados y su composición. Se llevaron a cabo estudios tipo encuesta para la evaluación de los desechos de la población y un bosquejo de estudio causal comparativo para el análisis de reducción de desechos desde la fuente de los mismos; además, estudios descriptivos en relación a la localización y cualidades de la misma. Dada la fuente de los datos, los estudios fueron totalmente exploratorios y descriptivos como parte de investigación de campo. La metodología fue cuantitativa y cualitativa, de acuerdo al resultado deseado, mediante investigación aplicada para resolver el problema de los desechos en Zaragoza, y un método deductivo en base a los estudios realizados. F. Materiales y recursos 1. Materiales para el análisis topográfico a. Odómetro. El odómetro se utilizó para medir la distancia entre la municipalidad de Zaragoza y la ubicación del basurero actual (ver las especificaciones del odómetro utilizado en el Apéndice A.1). b. GPS. Para obtener la información topográfica del lugar propuesto para la construcción de la planta de tratamiento, fue necesario utilizar un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) (ver especificaciones en el apéndice A.2). 35 c. AutoCAD Civil 3D 2010. Se utilizó este software para hacer la interpretación de los datos topográficos que se recolectaron con el GPS. El uso de esta herramienta permitió generar un bosquejo de la situación topográfica del sitio y la presentación de los resultados medidos. 2. Materiales para el estudio estadístico de la basura in situ a. Balanza de resorte. Este equipo se utilizó para poder realizar los pesajes de los residuos después de la clasificación de los mismos. Las especificaciones de la balanza utilizada se encuentran en el apéndice A.3. b. Guantes. Para la seguridad y protección de los encuestadores, se utilizaron guantes de látex que evitaban el contacto con residuos peligrosos o dañinos para la piel. Las características de los guantes utilizados están en el apéndice A.4. c. Mascarillas. Fueron utilizadas como equipo de seguridad, ya que al hacer la clasificación, podría haber exposición a gases tóxicos por la descomposición de los desechos. Ver las especificaciones en el apéndice A.5. d. Hojas de encuestas. Éste fue el instrumento base para el estudio estadístico, mediante el cual se evaluó la opinión de la población y se registraron los resultados del pesaje (ver apéndice A.6). 3. Materiales para el pre-diseño estructural a. Microsoft Excel. Este programa computacional, parte del paquete de Microsoft Office 2007®, fue usado para hacer los cálculos de integración de cargas, estimación de parámetros sísmicos y propuestas de secciones de columnas y vigas que se podrían utilizar para el pre-dimensionamiento de la planta de tratamiento, entro otros usos varios. 36 b. Sap2000 V15.0.0 .Ésta fue la herramienta principal de diseño; el programa se utilizó para ingresar todos los datos que se tenían con anterioridad, como por ejemplo: áreas con las que debe de cumplir, magnitudes y tipos de cargas, secciones de vigas y columnas, muros de cerramiento, tipo de cimiento y otros aspectos. El software se utilizó para realizar análisis de estructuras y obtener el pre- diseño estructural deseado. 4. Materiales para pre-diseño de líneas de procesos a. Microsoft Excel 2007. Se utilizó la plataforma de Microsoft Excel 2007 para el pre-diseño de las líneas de proceso utilizando como base para el balance de masa y el diagrama de flujo. Ésta fue la herramienta principal del diseño donde quedaron plasmados todos los cálculos de las tres líneas propuestas. G. Procedimiento 1. Propuesta del megaproyecto. La idea del megaproyecto fue presentada por la Organización no gubernamental (ONG) “AMIGOS”, quienes vieron el problema que existe en la comunidad de Zaragoza, se abocaron con las autoridades encargadas del pueblo y llegaron al acuerdo de hacer el estudio para construir una planta de tratamiento. Una vez se llegó a un acuerdo con la municipalidad local, los integrantes de la ONG se abocaron al departamento de Ingeniería Química de la Universidad del Valle de Guatemala para solicitar la ayuda técnica necesaria para realizar el estudio de este trabajo. 2. Evaluación por parte de las autoridades de la Universidad. Luego que la ONG presentó la idea al Departamento de Química de la Universidad, las autoridades de éste decidieron que sí era viable hacer los estudios para el diseño de esta planta de tratamiento; consecuentemente se abrió la oportunidad de trabajar la idea como un megaproyecto en el que se reunieran diferentes disciplinas para poder lograr un estudio integral y completo que permitiera presentar una solución al problema. 37 3. Contacto con la Municipalidad de Zaragoza, Chimaltenango. Se estableció un grupo de estudiantes para realizar el estudio deseado; que a su vez dialogó directamente con las autoridades municipales sobre el proyecto. Los integrantes del megaproyecto, el asesor del proyecto y la Directiva de la ONG “AMIGOS” se reunieron con el actual alcalde de Zaragoza, a quien se le explicó que los estudiantes estarían haciendo los estudios correspondientes para la construcción del sistema de manejo de desechos sólidos municipales propuesto inicialmente. Ilustración 1. Reunión en la Municipalidad de Zaragoza, de izquierda a derecha: Alcalde de Zaragoza, Flor Martínez(estudiante), Juan Gómez(Estudiante), Oscar Maldonado(Asesor), Alejandro Lau(estudiante), Integrante ONG, Edgar Ruano(Estudiante), Integrante ONG 38 4. Exposición de la propuesta a la Municipalidad. Los niveles de contaminación municipal debido a los residuos sólidos en la comunidad de Zaragoza han aumentando a un ritmo alarmante; es necesario atender el problema de los desechos antes de que este se vuelva mucho más difícil de resolver y genere consecuencias catastróficas tales como contaminación del manto freático, generación de enfermedades en los habitantes que viven en las cercanías del basurero, ser fuente generación de plagas y pestes, entre otras. Estas razones se expusieron a las autoridades de Zaragoza para que ellos tomaran la decisión de permitir el estudio en la comunidad. 5. Aprobación para hacer estudios en la comunidad. Después de mostrar la necesidad de la construcción de la planta de tratamiento y obtener la aprobación del alcalde, se comunicó a la población que se estarían realizando los estudios correspondientes por parte del comité de vecinos. Cuando se obtuvo la autorización por parte de los vecinos de la comunidad, la alcaldía extendió una carta al equipo de megaproyecto que los autorizaba a realizar la investigación propuesta (ver apéndice C.1). 6. Visita al basurero actual para evaluar el problema. Una vez se tenían las cartas de autorización y los permisos concedidos para hacer el estudio, se procedió a realizar una visita al actual basurero de Zaragoza. Esta visita permitiría evaluar la generación de desechos municipales y mediante un estudio descriptivo generar una solución cualitativa. Ilustración 2. Desechos encontrados en el basurero de Zaragoza 39 7. Visita al lugar propuesto para la nueva solución de desechos. Un análisis previo del problema llevó a presentar la alternativa de construir la nueva planta de tratamiento en un lugar que no presentara las complicaciones del lugar actual, a lo que la municipalidad respondió ofreciendo uno de los terrenos de su propiedad. Se visitó entonces el terreno ofrecido, un punto con coordenadas según el GPS de latitud 14°39'44.61"N y longitud 90°52'37.78"W, utilizando como punto de referencia la municipalidad de Zaragoza, que se encuentra en el punto con coordenadas latitud 14°39'1.88"N y longitud 90°53'23.85"W. Ilustración 3. Ubicación del lugar en donde se podría construir la planta Fuente: Google™ Earth 40 8. Estudio topográfico en la posible área de construcción. En esta sección del proceso, se hizo el estudio topográfico en el lugar propuesto por la municipalidad de Zaragoza, con ayuda del GPS Garmin eTrex Vista; el objetivo fue tomar puntos aleatoriamente para poder generar una malla de puntos topográficos que se