UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA Facultad de Ciencias y Humanidades Manejo integral de desechos sólidos del complejo de parques del Instituto de Recreación de los Trabajadores de la Empresa Privada de Guatemala (IRTRA): Acuático Xocomil, Vacacional Tzapotitlán y de Diversiones Xetulul, ubicados en San Martín Tzapotitlán, Retalhuleu. FASE II Diseño de las unidades de tratamiento y aspectos de operación y mantenimiento Por Elbia Elizabeth Marroquín y Marroquín Guatemala 2003 Manejo integral de desechos sólidos del complejo de parques del Instituto de Recreación de los Trabajadores de la Empresa Privada de Guatemala (IRTRA): Acuático Xocomil, Vacacional Tzapotitlán y de Diversiones Xetulul, ubicados en San Martín Tzapotitlán, Retalhuleu. FASE II Diseño de las unidades de tratamiento y aspectos de operación y mantenimiento UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA Facultad de Ciencias y Humanidades Manejo integral de desechos sólidos del complejo de parques del Instituto de Recreación de los Trabajadores de la Empresa Privada de Guatemala (IRTRA): Acuático Xocomil, Vacacional Tzapotitlán y de Diversiones Xetulul, ubicados en San Martín Tzapotitlán, Retalhuleu. FASE II Diseño de las unidades de tratamiento y aspectos de operación y mantenimiento Por Elbia Elizabeth Marroquín y Marroquín Trabajo de investigación presentado para optar el grado académico Maestría en Estudios Ambientales Guatemala 2003 81 2 =.1 r.3 -r- E CA D E L A UNIVERSIIAD DEL VALE DE 69ATEILILÁ (O octor Cesar Augusto Barrientos (O Nancy Girón Vo. Bo. : octor Cesar Augusto Barrientos Tribunal : (O )4---(5& Doctora Margaret Dix Fecha de aprobación : Guatemala, 27 de noviembre de 2003. CONTENIDO Página PREFACIO......... ...... ........ ......... ............... ..... vi DEDICATORIA vii LISTA DE CUADROS xiii LISTA DE GRÁFICAS ix LISTA DE PLANOS DE DISEÑO......... ....................... ix RESUMEN Capítulos I. INTRODUCCIÓN 1 II. JUSTIFICACIÓN 3 III. MARCO CONCEPTUAL 4 IV. ANTECEDENTES 9 V. OBJETIVOS 11 VI. DESCRIPCIÓN DEL MEDIO FÍSICO NATURAL 12 VII. MÉTODOS 15 A. Proyecciones de producción de desechos sólidos 15 B. Selección de ubicación del proyecto ............... 21 C. Recolección y análisis de información topográfica del terreno 21 D. Determinación del tipo de unidades de tratamiento de acuerdo a caracterización 21 E. Determinación del sistema de operación de la planta....... ........ ..... ........•••• ••• • ............. • 22 iv Página F. Criterios para el diseño de la planta de tratamiento 24 G. Planos de diseño ...... ............ ............... ....... 32 H. Aspectos de operación y mantenimiento 32 VIII. RESULTADOS ......... ........ ...... ...... ...... 34 A. Proyecciones de la producción de desechos sólidos 34 B. Ubicación del proyecto 48 C. Información topográfica del predio........ .......... 48 D. Diseño de la planta de tratamiento 50 E. Planos de diseño......... ................... 60 F. Aspectos de operación y mantenimiento. . 67 IX. DISCUSIÓN DE RESULTADOS 75 X. CONCLUSIONES 79 XI. RECOMENDACIONES .......................... .............. ..... 81 XII. BIBLIOGRAFÍA.. 83 XIII. APÉNDICE.. ............... .................... ................. ....... 84 A. Monografía del complejo de parques recreativos del Instituto de Recreación de los Trabajadores de la Empresa Privada de Guatemala (IRTRA): Acuático Xocomil, Vacacional Tzapotitlán y de Diversiones Xetulul 85 B. Glosario ...... ......... ..... ......... ...... .......... 88 PREFACIO Agradezco al Señor Ricardo Castillo Sinibaldi, Presidente del IRTRA y al Señor Manuel Valdez Berthet, Gerente General, por las facilidades proporcionadas para la elaboración del presente proyecto que espero recompensar al proveerles un documento que les sea útil. A mis asesores, el Ingeniero César Barrientos, y a la Doctora Margaret Dix quienes aportaron de su preciado tiempo y conocimientos. Así mismo agradezco al Ingeniero Ervin Rivera por sus comentarios que ayudaron a dar forma al documento y a la Licenciada Nadia Mijangos, mi gran colaboradora. También deseo agradecer a mis hermanos Víctor y Miriam por su apoyo y cariño de siempre y a toda mi familia Marroquín que durante generaciones han sido ejemplo de esfuerzo en la búsqueda de un futuro mejor. vi DEDICATORIA A quienes a través de sus relatos, de sus vivencias de su niñez en el campo, en una pequeña aldea del departamento de Chimaltenango, me enseñaron a amar la naturaleza. Mis padres: Félix y Amaba Marroquín. A Dios Por el tiempo que me brindó la oportunidad de compartir con ellos todas esas vivencias. vii LISTA DE CUADROS Página Cuadro 1. Promedio de visitantes mensual de los parques Vacacional y Acuático, durante los años 1999, 200, 2001 36 2. Descripción de los proyectos futuros a desarrollarse en el complejo recreativo del IRTRA 37 3. Producción diaria de desechos sólidos del parque Acuático, proyectada al año 2023 según la disposición final propuesta...... 40 4. Producción diaria de desechos sólidos del parque Vacacional, proyectada al año 2023 según la disposición final propuesta 41 5. Producción diaria de desechos sólidos del parque de Diversiones, proyectada al año 2023 según la disposición final propuesta 42 6. Producción diaria de desechos sólidos de los proyectos futuros, proyectada al año 2023 según la disposición final propuesta 43 7. Producción diaria de desechos sólidos del complejo recreativo, proyectada al año 2023 según la disposición final propuesta 44 8. Producción anual de material no recuperable del complejo recreativo proyectada al año 2023 46 9. Lista de los planos de diseño de las instalaciones de la planta de tratamiento de los desechos sólidos del complejo recreativo..... 60 viii LISTA DE GRÁFICAS Página GRÁFICA 1. Producción diaria de material biodegradable del complejo recreativo proyectada al año 2023 45 2. Producción anual acumulada de material no recuperable del complejo recreativo proyectada año 2023 47 3. Fotografías del predio para la construcción de la planta de tratamiento de los desechos sólidos del complejo recreativo IRTRA 49 LISTA DE PLANOS DE DISEÑO Página PLANO 1. Localización del predio ...... ....... ....... ............. .......... . ..... 61 2. Localización de instalaciones en plano altimétrico y fachadas 62 3. Secciones de planta de terreno, relleno sanitario y celdas 63 4. Planta acotada, oficina y garita, caseta de selección y almacenaje, cámaras de compostaje, cortes y detalles varios 64 5. Laguna de estabilización de lixiviados y detalles...... ...... 65 6. Planta de instalación de drenajes y detalles 66 ix RESUMEN Este trabajo de tesis es la segunda fase del proyecto de manejo integral de desechos sólidos para el complejo de parques del Instituto de Recreación de los Trabajadores de la Empresa Privada de Guatemala (IRTRA): Acuático Xocomil, Vacacional Tzapotitlán y de Diversiones Xetulul, ubicados en San Martín Tzapotitlán, Retalhuleu. Su finalidad incluye el diseño de las unidades de tratamiento y aspectos de operación y mantenimiento, adecuados a las necesidades del lugar, en términos técnicos y ambientales, para evitar la contaminación del ecosistema, ocasionada por las actividades de recreación en el área. Entre los métodos utilizados para establecer las directrices para el diseño de las instalaciones se encuentran: proyecciones de producción de desechos sólidos, de acuerdo a estadísticas actuales de los parques existentes y de proyectos futuros; recolección y análisis de información topográfica del terreno; determinación del tipo de unidades de tratamiento de acuerdo a la caracterización de desechos sólidos de los parques; diseño de las unidades de tratamiento con base en criterios de diseño establecidos y determinación del sistema de operación y mantenimiento de la planta. Como resultado final se entregó el presente informe del estudio que incluye un juego de planos de diseño en donde se definen las especificaciones técnicas de ingeniería que describen la infraestructura de las diferentes unidades de tratamiento, conformado por las siguientes unidades: área administrativa (oficina y garita), caseta de selección y almacenaje, cámaras de compostaje, relleno sanitario, laguna de estabilización de lixiviados y la obra exterior para el funcionamiento eficiente de la misma. Se concluyó que el tratamiento de los desechos sólidos propuesto para el complejo recreativo del IRTRA, corresponde con el tipo de desechos generados en los parques y que la ubicación de las unidades de tratamiento es acorde con el orden de operación de la planta. Además, el tratamiento del material orgánico propuesto representa un sistema novedoso en el mundo, por cuanto se realiza por oxigenación por medio de canales provistos con rejilla en el fondo de las xi cámaras, que permiten el paso de aire proveniente del piso y la extracción del aire caliente mediante extractores rotatorios en el techo. Entre las ventajas del sistema propuesto se puede mencionar que evita la excesiva manipulación por volteos sucesivos y la mecanización sofisticada, y no causa malos olores por tratarse de una descomposición aerobia. En el caso del relleno sanitario, éste no presenta problemas respecto a la formación de gas bioquímico, porque la materia orgánica putrescible, al menos en un 80.00% se extraerá del material inerte. La infraestructura propuesta es sencilla, se emplean procedimientos y materiales de bajo costo, frecuentemente utilizados en Guatemala. El diseño de los procesos de tratamiento y disposición final provee un mantenimiento y una operación relativamente sencillos (menos manipulación y mecanización modesta). Como aspectos significativos se recomienda la realización de un estudio de evaluación de impacto ambiental previo a la construcción a las instalaciones, así como seguir los siguientes directrices durante la operación de la planta: en cada cámara, realizar pruebas utilizando diferentes cantidades de hojarasca, para mejorar la relación C/N del compost; mantener una humedad del 40.00% en la etapa inicial del compostaje y de 60.00% a 70.00% durante las siguientes fases; conservar la temperatura superficial del compost entre los 38°C y 45°C y a 1.00 m de profundidad entre 65°C y 70°C. Además, se propone que el área de relleno sanitario sea recuperada para fines de jardinización o de un parque recreativo adicional, mediante la reforestación de la misma. En el caso de los desechos recuperables las empresas que los recolectan no deben tardarse mucho tiempo en recogerlos para evitar la proliferación de plagas. Finalmente, se recomienda la construcción de la planta de tratamiento de desechos sólidos bajo las especificaciones y directrices propuestas en el presente documento. I. INTRODUCCIÓN El presente trabajo es la segunda fase del estudio del manejo integral de desechos sólidos realizado para el complejo de parques del Instituto de Recreación de los Trabajadores de la Empresa Privada de Guatemala (IRTRA): Acuático Xocomil, Vacacional Tzapotitlán y de Diversiones Xetulul, ubicados en San Martín Tzapotitlán, Retalhuleu. El trabajo incluye el diseño técnico de las unidades de tratamiento de los desechos sólidos generados y está basado en los resultados del estudio de la caracterización de los mismos, realizada en la primera fase del proyecto (Mijangos, 2002). La primera parte de este estudio consistió en el desarrollo de las proyecciones de población y producción de desechos para un período de diseño de 13 años, seis meses. Esta proyección incluye, además de los tres parques mencionados, los proyectos que la junta directiva del IRTRA tiene programado construir en los próximos siete años. Entre estos proyectos destaca mencionar las ampliaciones en el área de los hostales, un complejo residencial para trabajadores y sus familias, Camping Place, parque de Aventuras, área deportiva y centro de convenciones. La segunda parte incluye el diseño de una planta de tratamiento de desechos sólidos y un relleno sanitario acoplado para material no recuperable. El conjunto consiste en: oficina y garita; caseta de selección y almacenaje; cámaras de compostaje; relleno sanitario y laguna de estabilización de lixiviados. Para la presente propuesta se decidió utilizar como modelo el sistema de Alameda Norte, ubicado en la colonia Alameda Norte, zona 18 de la Ciudad de Guatemala. Este proyecto es considerado como la primera experiencia en el campo de tratamiento integral alternativo de desechos sólidos en Guatemala. Este ha funcionado ininterrumpidamente durante 18 años de manera autosostenible, debido a que cuenta con instalaciones fáciles de operar y mantener. La concepción y diseño de las instalaciones propuestas, enfatiza la reutilización limitada del material inorgánico (43.00%, en peso) y el reciclaje de la porción mayoritaria que es materia orgánica putrescible (57.00%, en peso). Una porción mayoritaria de este último se procesa por medio del compostaje, que consiste en un proceso de biodegradación aerobia o estabilización de la materia orgánica por medio de bacterias termofílicas y la micro y macrobiota presente. Este permite la obtención del así llamado abono orgánico, que es necesario para reacondicionar suelos degradados. 1 2 Al eliminarse el 57.00% en peso del material orgánico a través de proceso de descomposición aerobia, se eliminan las molestias de malos olores y problemas de contaminación de fuentes de agua que producen los lixiviados (líquidos que percolan a través de la basura) en el relleno sanitario y a su vez, prolongando su vida útil. Asimismo, se eliminan patógenos, nemátodos y vectores como las moscas, dado el carácter exotérmico del proceso, pues la temperatura se mantiene entre 60°C y 70°C, por más de 30 días. En relación a la parte de infraestructura, se mantuvo la sencillez, mediante la utilización de procedimientos y materiales de bajo costo utilizados con frecuencia en Guatemala (cimentaciones y plataformas de concreto armado, muros de block reforzado y armaduras de hierro y lámina, techo de lámina, instalaciones convencionales, etc.). El diseño de los procesos de tratamiento y disposición final (por cámaras de compostaje y relleno de rechazos inertes) provee un mantenimiento y operación relativamente sencillos (menos manipulación y mecanización modesta). De esta cuenta, se minimizan los riesgos de parar la operación, como sucede en proyectos de alta inversión en este campo. Todo, traducido en el aseguramiento de la continuidad y sostenibilidad del proyecto. Con estas y otras características novedosas aplicadas en el presente diseño y en las prácticas consecuentes, caso del sistema de manejo de desechos sólidos propuesto, el proyecto resultante constituirá un ejemplo, a la manera de un proyecto demostrativo, adecuado a las condiciones propias de Guatemala, tal como el proyecto de Alameda Norte en áreas análogas del litoral Pacífico. Se conjugan en este caso, elementos de prácticas tecnológicas apropiadas y de gestión ambiental municipal, gubernamental, comunitario y privado, al alcance de todos, acorde con las características biofísicas y socioculturales que le son propias. Es muy importante que éstos y otros puntos novedosos del sistema de manejo de desechos sólidos aquí propuesto, dentro de su conjunto, sea tomado en cuenta a la hora de emitir juicios sobre costos y viabilidad económica e impactos ambientales. Con la presente contribución se espera que el complejo de parques recreativos del IRTRA en Retalhuleu pueda contar con un manejo integral de los desechos sólidos y que el mismo sirva de base para otros parques tanto del IRTRA, como de cualquier otro proyecto recreativo en el país. Esto, sin desestimar que el sistema propuesto por sus características, sirva de modelo también para los poblados circunvecinos en calidad de proyectos municipales de aseo urbano. II. JUSTIFICACIÓN El manejo de los desechos sólidos generados en el complejo de parques recreativos del IRTRA, se ha realizado de manera empírica, mediante un vertedero para el material no recuperable y montículos de poca altura de descomposición anaerobia para el material biodegradable. Los principales problemas que ha presentado este tipo de manejo es la contaminación en el área en mención, la cual se extiende a las demás instalaciones, principalmente del parque Vacacional. Esta contaminación incluye la proliferación de moscas y malos olores ocasionados por la descomposición anaerobia de la materia putrescible. Así mismo, el espacio para la colocación de los montículos de materia biodegradable es reducido, mientras que la generación de los mismos ha ido aumentando conforme han aumentado los servicios que el complejo recreativo presta. Esta situación se complica aún más, si se toma en cuenta que los montículos, por ser de poca altura, necesitan más tiempo para la descomposición. Otro de los grandes problemas es que el espacio para el vertedero se encuentra casi saturado debido a que los desechos generados en aproximadamente 15 años se han ido enterrando de manera desordenada. Por otro lado en los próximos siete años, con el funcionamiento de los nuevos proyectos que el IRTRA tiene ya planificados, va a aumentar considerablemente la producción de desechos sólidos. De no darle una solución adecuada al problema del manejo deficiente de los mismos, no existirá espacio disponible en el área, con lo cual se espera un vertedero a cielo abierto, en cuyo caso los efectos sobre el medio ambiente podrían ser graves repercutiendo en las comunidades vecinas. El tratamiento y la disposición final propuesta, se encuentran sustentados en los resultados obtenidos en la primera fase del proyecto y basados en la caracterización de los desechos sólidos (Mijangos, 2002), así como en el terreno disponible. Con la debida puesta en marcha del proyecto se espera no solamente contar con un manejo adecuado de los desechos sólidos que evite los impactos ambientales indeseables, sino también suplir la demanda de compost que actualmente es deficiente para el mantenimiento de los jardines de los parques. 3 111. MARCO CONCEPTUAL A. Manejo integral de los residuos sólidos Manejo integral de residuos sólidos se le denomina al conjunto de operaciones encaminadas a dar a los residuos producidos en una zona un destino más adecuado desde el punto de vista ambiental y a través de tomar en cuenta las características, como el volumen, y procedencia de los desechos, su costo de tratamiento, posibilidades de recuperación y de comercialización y directrices administrativas (Szantó, 1996). B. Tratamiento Estas son operaciones destinadas a realizar la transformación de los residuos en las mejores condiciones de higiene y de protección del medio ambiente. Los sistemas actualmente más utilizados son el vertedero controlado, el reciclado y el compostaje. Si bien aún es muy utilizado el vertido incontrolado para eliminar las basuras, éste no puede ser considerado un sistema de tratamiento, sino un simple abandono de las mismas (Szantó, 1996). C. Recuperación Este es un proceso que tiene por objeto la recuperación de forma directa o indirecta de los componentes que contienen los residuos sólidos. Este sistema de tratamiento está fundamentado sobre el nuevo concepto de gestión de los residuos sólidos que debe tender a lograr los objetivos siguientes (Szantó, 1996): - Conservación o ahorro de energía - Conservación de recursos naturales Disminución del volumen de residuos que hay que eliminar - Protección del medio ambiente. La recuperación puede dividirse en tres categorías que se describen a continuación: 1. La reutlización es el reuso directo de un producto o material que se ha limpiado (botellas y envases, cajas de cartón), reparado o vuelto a armar (motores). 2. El reciclaje es el proceso mediante el cual los desechos se incorporan al proceso industrial como materia prima para su transformación en un nuevo producto de composición similar (vidrios rotos, papel y cartón, metales, plásticos, etc.). 4 5 3. Finalmente, la última categoría es el uso constructivo y transformación de desechos en diferentes productos (recuperación de tierras por relleno sanitario, conversión de desechos orgánicos en compost) o en fuente de energía (gas bioquímico producido por la digestión anaerobia de los desechos orgánicos y recuperación de calor proveniente de la incineración de las basuras) (Szantó, 1996). D. Relleno sanitario o vertedero controlado El relleno sanitario es una técnica de eliminación final de los desechos sólidos en el suelo, que no causa molestia ni peligro para la salud y seguridad pública, tampoco perjudica el ambiente durante su operación ni después de terminado el mismo. Esta técnica utiliza principios de ingeniería para confinar la basura en un área lo más pequeña posible, compactándola para reducir su volumen y cubriéndola con capas de tierra diariamente para separar adecuadamente los desechos del ambiente exterior. Además, prevé los problemas que puedan causar los líquidos y gases producidos en el relleno por efecto de la descomposición de la materia orgánica (Jaramillo, 1991). Las ventajas de un relleno sanitario son las siguientes: Los procesos de operación y mantenimiento son de bajo costo. - La operación de la planta genera empleo para mano de obra no calificada. - Puede estar tan cerca del área urbana como lo permita la existencia de lugares disponibles, reduciéndose así los costos de transporte. - Una vez finalizado, se puede utilizar para la construcción de un área recreativa, campo deportivo, etc. Las desventajas son las siguientes: - La adquisición del terreno representa un alto costo inicial del proyecto. - Los asentamiento más fuertes se presentan en los primeros dos años después de terminado. Existen tres maneras distintas para construir un relleno sanitario: 1. Método de zanja o trinchera. Este método se utiliza en regiones planas y consiste en excavar periódicamente zanjas de 2.00 m o 3.00 m de profundidad, con el apoyo de una retroexcavadora o tractor de oruga. La tierra que se extrae, se coloca a un lado de la zanja para utilizarla como material de cobertura. Los desechos sólidos se depositan y acomodan dentro de la trinchera para luego compactarlos y cubrirlos con tierra. 6 2. Método de área. Este método se utiliza en áreas relativamente planas donde no sea factible excavar fosas o trincheras para enterrar las basuras. Estas pueden depositarse directamente sobre el suelo original, elevando el nivel algunos metros. En estos casos, el material de cobertura deberá ser importado de otros sitios o, de ser posible, extraído de la capa superficial. Se construyen estableciendo una pendiente suave para evitar deslizamientos y lograr una mayor estabilidad a medida que se eleva el relleno. Se adapta también para rellenar depresiones naturales o canteras abandonadas de algunos metros de profundidad. La operación de descarga y construcción de las celdas debe iniciarse desde el fondo hacia arriba. 3. Método de rechazos inertes. Siguiendo indicaciones constructivas análogas a las dos anteriores, se puede conformar un relleno seco por estar constituido de material no putrescible (rechazos inertes), en capas similares a las descritas con aplicaciones de material de cobertura. Esta modalidad de relleno de rechazos inertes constituye el adecuado complemento de una planta de tratamiento: compostaje de la materia orgánica y enterramiento adecuado del material de rechazo no putrescible ni reciclable de los residuos sólidos. Ya libre el material que se debe enterrar, de la porción biodegradable, el relleno requiere de menores intervenciones constructivas como impermeabilización estricta del fondo del relleno, respiraderos para la extracción del gas bioquímico, así como menor área y volumen (terrenos menores o mayor vida útil). El relleno se construye apoyando las celdas en la pendiente natural del terreno, es decir, la basura se vacía en la base del talud, se extiende y apisona contra él y se recubre diariamente con una capa de tierra de 0.05 m a 0.10 m de espesor. Se continúa la operación avanzando sobre el terreno, conservando una pendiente suave de unos 30°C en el talud y de 1°C a 2°C en la superficie. Luego se procede a la conformación de celdas de aproximadamente 1.00 m de alto, con una capa final de cobertura de 0.20 m a 0.30 m. Dado que estos métodos de construcción de un relleno sanitario tienen técnicas similares de operación, pueden combinarse lográndose un mejor aprovechamiento del terreno y del material de cobertura. 7 E. Compostaje Es un proceso de descomposición biológica, por vía aerobia, de la materia orgánica contenida en los residuos sólidos en condiciones controladas. Las bacterias actuantes son termofílicas, desarrollándose el proceso a temperaturas comprendidas entre 50°C y 70°C lo que produce la eliminación de los gérmenes patógenos y la inocuidad del producto (Szantó, 1996). El material resultante del proceso, llamado compost, no es enteramente un abono, aunque contiene nutrientes y oligoelementos, es mejor como un regenerador orgánico del terreno, razón por la que se le ha denominado abono orgánico. Sus efectos positivos sobre el suelo son: - Suelta los terrenos compactados y sostiene los demasiado sueltos. - Favorece el abonado químico al evitar la percolación. - Aumenta la capacidad de retención de agua por el suelo. Es fuente de elementos nutritivos (nutrientes más oligoelementos). - Aumenta el contenido de materia orgánica del suelo. Es aséptico, libre de bacterias patógenas, semillas, huevos de ácaros, larvas, nemátodos, etc., pero con intensa vida bacteriana que activa los procesos bioquímicos del suelo. - Sus elementos nutritivos están en forma de humus, fácilmente asimilable. - Mejora química, física y biológicamente el suelo, ahorrando fertilizantes, aunque no sustituyéndolos. E Lagunas de estabilización Las lagunas de estabilización son construidas comúnmente de tierra, diseñadas para el tratamiento de aguas residuales por medio de la interacción de la biomasa, principalmente bacterias y algas. La función real del proceso es estabilizar la materia orgánica y remover los patógenos de las aguas de desecho realizando una descomposición biológica natural. Normalmente se diseña el proceso para la remoción de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), sólidos suspendidos y coliformes fecales. A continuación se describen tres tipos de lagunas, de acuerdo a la manera como funcionan (Oakley, 1997). 8 1. Lagunas facultativas. Estas se caracterizan por tener una zona aerobia en el estrato superior, donde existe la simbiosis entre algas y bacterias y una zona anaerobia en el fondo inferior. Existen dos mecanismos de adición de oxígeno al estrato superior: la fotosíntesis llevada a cabo por las algas, y la aireación a través de la acción del viento de la superficie. Las bacterias aerobias realizan un tratamiento de los desechos, particularmente la materia orgánica disuelta, mediante asimilación y oxidación de la materia orgánica con la producción de bióxido de carbono y productos secundarios de nutrientes como amoníaco y nitrato, las algas utilizan el bióxido de carbono y los nutrientes para producir oxígeno a través de la fotosíntesis. En los niveles más profundos existen condiciones anaerobias donde la descomposición ocurre como en una laguna anaerobia. 2. Lagunas de maduración. Estas se caracterizan como lagunas aerobias, donde se mantiene un ambiente aerobio en todo su estrato. El propósito principal de las lagunas de maduración es proveer un período de retención hidráulica adicional para la remoción de los patógenos; también el de mejorar la calidad del afluente en términos de DBO. 3. Lagunas anaerobias. El propósito de la laguna anaerobia es remover un porcentaje de la carga orgánica (DBO) y la mayoría de los sólidos suspendidos bajo condiciones anaerobias por la acción de bacterias anaerobias y por lo tanto, disminuir el área requerida para el sistema total de lagunas. Como consecuencia de la elevada carga orgánica, la profundidad de la laguna con mínima área y el corto período de retención hidráulica, la concentración de oxígeno disuelto se mantiene muy bajo o ausente. Las bacterias anaerobias realizan un tratamiento de los desechos mediante una asimilación anaerobia con la descomposición de materia orgánica y la producción de bióxido de carbono, metano y otros productos secundarios. iV. ANTECEDENTES A. Proyecto piloto Alameda Norte El Proyecto piloto de manejo de desechos sólidos de Alameda Norte constituye la primera experiencia en el campo del tratamiento integral alternativo de desechos sólidos y líquidos en Guatemala, que durante 18 años ha presentado resultados trascendentales para el saneamiento ambiental. El proceso consiste, primero, en la selección manual de objetos recuperables o reciclables y almacenaje de los mismos. Posterior a esto, se pasa la fracción biodegradable a cámaras de compostaje y los rechazos inertes resultantes de la clasificación, de la parte no biodegradable, se envían al relleno sanitario manual. La clasificación de los desechos ocupa una área de 43.00 m2 y consta de una mesa de concreto de 2.20 m de ancho y 4.00 m de largo con un canal al centro para deslizar los residuos. Cuenta además con una bodega de tratamiento y reclasificación. La clasificación de desechos la realizan manualmente cuatro personas que se ubican alrededor de la mesa y los separan por clase. El volumen promedio de materia orgánica fresca que es clasificado por día en la planta es de 1,500.00 kg a 2,000.00 kg. Las 12 cámaras de compostaje, colocadas en forma escalonada, seis en primera y seis en la segunda, pendiente abajo, permiten el volteo manual de las basuras en dos etapas y proveen una aireación no mecanizada por convección del aire introducido por debajo en canales con rejillas. El material sufre un calentamiento debido a la exotermia del proceso y sale por extractores giratorios colocados en el techo. Cada cámara fue diseñada para una capacidad de 64.00 m3, con dimensiones de 8.00 m de largo, 4.00 m de ancho y 2.00 m de profundidad. Sirve a aproximadamente 5,000 habitantes (800 familias), que producen 470.00 tm/año de basura. Con el proceso de descomposición del material biodegradable se consigue una producción anual de compost de 150.00 tm/año. El patio de maduración está techado, tiene una área de 200.00 m2, con dimensiones de 50.00 m de largo y 4.00 m de ancho, sirve para airear el compost durante ocho días para que baje su temperatura a la del ambiente y pierda el exceso de humedad (lo recomendable es que no contenga más del 12.00%.). Posteriormente, se realiza el tamizado del compost dentro de una máquina tamizadota (trómel), la cual es accionada por un pequeño motor eléctrico (al estar en 9 10 desuso, se tamiza a mano, con armeros convencionales). Esta máquina consta de una malla de 25.00 mm y otra de 6.00 mm dispuestas juntas con la máquina. Dos personas pueden tamizar aproximadamente 700.00 kg/día. En este proceso se recolecta como materia de rechazo el 18.00% en peso del total del producto que cae al patio de compost, el otro 82.00% es aprovechado y, luego de este paso, se procede a pesarlo y empacarlo en saco de polipropileno con capacidad para 45.00 kg, para lo cual se utilizan dos personas con pala y una báscula. Luego de llenado el saco es cosido a máquina y trasladado a la bodega (Domínguez, 2001). Actualmente, el proyecto se utiliza también para investigaciones de optimización de los procesos de biodegradación, cuyo objetivo es mejorar la eficiencia de la realización de biodigestión, a través del método de aireación inducida, utilizando diferentes inóculos bacterianos. De esta investigación se espera obtener los siguientes resultados: - Ahorro de aproximadamente un tercio del tiempo o más de proceso al utilizar bacterias industriales, con el consecuente ahorro en infraestructura en la construcción de este tipo de plantas. - La posibilidad de combinar los lodos de plantas de tratamiento de desechos líquidos con el proceso de compostaje de la materia orgánica, para la eliminación de los patógenos provenientes de los lodos digeridos, enriqueciendo los nutrientes del compost en el proceso de descomposición. Esto implicaría la posibilidad de construcción de plantas de tratamiento combinado para desechos sólidos y líquidos. V. OBJETIVOS A. Objetivo general Desarrollar el programa de manejo integral de los desechos sólidos en el complejo recreativo del IRTRA: Vacacional Tzapotitlán, Acuático Xocomil y de Diversiones Xetulul, adecuado a las necesidades del lugar, en términos técnicos y ambientales, para evitar la contaminación del ecosistema, ocasionada por las actividades de recreación en el área. B. Objetivos específicos 1. Definir las dimensiones de las diferentes unidades de tratamiento, de acuerdo al volumen de los desechos sólidos generados en el complejo recreativo, para un período de 20 años. 2. Definir las especificaciones técnicas de ingeniería necesarias, que describan la infraestructura de la planta de tratamiento de los desechos sólidos, conformado por las siguientes unidades: área administrativa (oficina y garita), área de selección y almacenaje, cámaras de compostaje, relleno sanitario, laguna de estabilización de lixiviados y la obra exterior para el funcionamiento eficiente de la misma. 3. Definir los requerimientos administrativos para la operación y mantenimiento de las instalaciones diseñadas, a fin de obtener la más adecuada coordinación y planificación para el seguimiento y operación del proyecto. 11 VI. DESCRIPCIÓN DEL MEDIO FÍSICO NATURAL A. Localización geográfica El proyecto se encuentra ubicado en el municipio de San Martín Tzapotitlán, departamento de Retalhuleu, entre los municipios de San Felipe, Santa Cruz Mulúa, San Sebastián y Cuyotenango, en la latitud 14°32"07" y longitud 91° 40"42". B. H ipsometría De acuerdo al mapa hipsométrico del Instituto Geográfico Nacional (IGN), la hipsometría del área en estudio se encuentra a 500.00 m sobre el nivel del mar (msnm). C. Recursos naturales 1. Clima. Según la clasificación de Thornthwaite, el clima es cálido, sin estación fría bien definida, muy húmedo, sin estación seca bien definida. 2. Temperatura. De acuerdo con el mapa de isotermas medias anuales del Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología, Meteorología e Hidrología (INSIVUMEH), la temperatura de la región en estudio varía entre 22°C y 25°C, siendo el promedio de 23.5°C. 3. Precipitación. De acuerdo al mapa de isoyetas anuales del INSIVUMEH, la precipitación de la región varía entre 2,500.00 mm y 3,000.00 mm. 4. Porcentaje de humedad. De acuerdo con el mapa de isohigras medias del INSIVUMEH, la humedad relativa de la región en estudio varía entre 75.00% y 80.00%. 5. Vientos. Los vientos predominantes sobre el territorio nacional son del Noreste al Suroeste; es decir, siguen las características normales de los alisios. Dada la configuración topográfica del país, en regiones del mismo se registran vientos de direcciones diferentes a lo indicado, lo que se debe atribuir únicamente a condiciones exclusivamente locales. 12 13 6. Insolación. De acuerdo con el mapa de isohelias medias mensuales del INSIVUMEH, el brillo solar de la región en estudio varía entre 200.00 horas/sol y 220 00 horas/sol. D. Suelos 1. Geología. El complejo recreativo del IRTRA se encuentra ubicado en la cuenca del río Samalá, en la región norte de la planicie costera del Pacífico. Esta región ha sido formada a lo largo del litoral del Pacífico por los productos de erosión de las tierras altas volcánicas. arenas, gravas, pómez y depósitos laháricos de espesor desconocido, se asientan gradualmente hacia las rocas volcánicas de las tierras altas. Debido al tremendo volumen de detritus en abanicos fluviales coalescentes, y quizá a un posible hundimiento, el drenaje de las áreas costeras es deficiente (IGN, 1970) 2. Fisiografía. La región en estudio se encuentra ubicada en la pendiente volcánica reciente, región que incluye los volcanes de más reciente formación en Guatemala, así como el material asociado que ha sido drenado o depositado hacia la costa sur. Dicho material es principalmente de edad cuaternaria y la actividad que lo produjo está asociada con una zona fallada paralela a la costa (IGN, 1970). 3. Clasificación genética de los suelos. La región en estudio presenta suelos desarrollados sobre material fluviovolcánico reciente en elevaciones medias. Esta área esta formada por abanicos aluviales traslapados, de material arrojado por los volcanes en época relativamente reciente. La pendiente en la región se encuentra entre el 30.00% al pie de los volcanes. Los suelos son jóvenes, profundos y fértiles. La textura del suelo superficial es franca y francoarcillosa, ligeramente ácidos, color oscuro y de un espesor que varía de 0.30 m hasta 0.50m. Los subsuelos son de textura francoarcillosa a franca, ligeramente ácidos, color café amarillento, de profundidad variable de 1.00 m a 2.00 m (IGN, 1970). E. Recurso agua 1. Hidrología. La precipitación pluvial en la zona en estudio varía entre 2,100.00 mm/año y 4,300.00 mm/año. 14 2. Hidrografía. El área de estudio se encuentra ubicada dentro de la cuenca del río Samalá, la cual a su vez se ubica en la vertiente del Pacífico. El río que colinda con el terreno propuesto para la construcción de la planta de tratamiento de los desechos sólidos es el río Cangrejo, tributario del río Samalá. F. Zona de vida El piso basal es tropical y se encuentra dentro del bosque tropical húmedo. Este tiene una estación seca de dos a cuatro meses. La vegetación original presentaba 100 o más especies de árboles, tres a cuatro pisos arborescentes, perennifolios. Las lluvias son de mayor duración, van desde 2,136.00 mm/año a 4,327.00 mm/año. La biotemperatura va de 22°C a 25°C, la evapotranspiración es de 0.45%. En el área específica de estudio, los terrenos son de topografía relativamente plana. La elevación es de 500.00 msnm. La vegetación existente es Orbignya Cohume, Enterolobium Cyclocarpum, Triplaris Sp, Cybistax Donnell Smithii, Lonchocarpus Salvadorensis, Sikingia Salvadorensis. Los parques cuentan con grandes áreas jardinizadas en donde se pueden apreciar una gran variedad de plantas precisamente provenientes de la región identificada como Bosque Tropical Húmedo, entre éstas se pueden mencionar variedades de: Syngonium, Aglaonema, Anthurium, Calathea, Dieffenbachia y Hericonias. Enredaderas como Philodendron y Monstera que trepan hacia el dosel de los árboles. Las ramas de los árboles, a menudo recubiertas de musgo y helechos, suelen albergar gran número de epífitas, entre éstas se pueden encontrar una gran variedad de orquideas y Bromeliáceas. Entre éstas últimas se aprecian una gran variedad de Tillandsias. Así mismo se observan gran variedad de arbustos de la región tales como: Beloperone Guttata, Spathiphyllum y Schefflera. VII. MÉTODOS Los métodos utilizados para establecer las directrices para el diseño de las instalaciones se detallan a continuación: A. Proyecciones de producción de desechos sólidos Esta fase consistió en determinar la producción de desechos sólidos en el complejo recreativo, proyectada para el período de diseño establecido. Las proyecciones se realizaron con los datos de la caracterización realizada en la primera fase del proyecto, para los parques Acuático, Vacacional y de Diversiones (Mijangos, 2002). Debido a que existen otros proyectos recreativos que se desarrollen en el futuro, fue necesario considerar las proyecciones sobre la producción de desechos que los mismos generarán. Estos proyectos no cuentan con datos de caracterización propios, por lo que se les adaptaron los datos de los parques ya estudiados, con base en la similitud en cuanto al funcionamiento y prestación de servicios. El desarrollo de las proyecciones se describe a continuación: 1. Variables utilizadas para determinar las proyecciones a. Población beneficiada. Se consideró como población beneficiada, a las personas que visitan los diferentes parques, los huéspedes y los empleados que laboran en los mismos, por ser los que generan los desechos sólidos. b. Características de los desechos sólidos. Consistió en recolectar los resultados del estudio de la caracterización de los desechos sólidos, obtenidos en la primera fase del proyecto (Mijangos, 2002). Para efectos de cálculo de cada parque estudiado, se recolectó la siguiente información: producción per cápita, porcentaje en peso y volumen de materia biodegradable y no recuperable; densidad de la materia biodegradable y del material no recuperable_ En el caso del complejo residencial, por tratarse de viviendas para los trabajadores, se utilizaron los datos de caracterización del municipio de San Lucas Sacatepéquez, ya que éstos se adaptaban a las condiciones de producción de desechos de una población habitacional en un municipio. 15 16 c. Período de diseño. En todo proyecto de ingeniería, se establece una vida útil del proyecto y con base en eso se diseñan las instalaciones. En el presente caso, se determinó que el factor limitante está en el relleno sanitario considerando que el terreno disponible es pequeño, por lo que para calcular la vida útil del proyecto. se realizó el siguiente procedimiento: 1) Se ubicó en el plano el relleno sanitario. 2) Se establecieron las cotas del fondo del relleno. 3) Se midió el área que ocupará el relleno 4) Se calculó el volumen disponible para el relleno, multiplicando el área del relleno por 15.00 m, que será la altura máxima que alcance el mismo. 5) Se calculó la proyección en volumen acumulado de material no recuperable durante un período no menor de 20 años ( período especificado en este tipo de proyectos). 6) Se realizó una comparación entre el volumen disponible para el relleno sanitario y el volumen acumulado proyectado durante el período de diseño. 7) En el año en que ambos volúmenes coincidieron en cantidad, ese fue el número de años de diseño del proyecto. Considerando que a excepción del relleno sanitario, el resto de las instalaciones tendrán una vida útil de 20 años o más, en el futuro habrá que considerar transferir el material de rechazo a otro relleno sanitario alejado del terreno actual. 2. Procedimientos para determinar las proyecciones a. Proyección de los visitantes. La proyección de los visitantes no se calculó por los métodos estadísticos convencionales de crecimiento de población, debido a que no se trata de una población que vive en el lugar, sino que se trata de personas que visitan los parques por uno o varios días, ya sea por negocios, vacaciones, etc. Es importante también considerar que estos parques fueron creados fundamentalmente para la recreación de los trabajadores de la iniciativa privada y sus familias (aunque de acuerdo a las políticas del IRTRA se permite el ingreso gratis de estudiantes al parque Acuático, así como el ingreso de cualquier persona mediante el pago de las tarifas establecidas). Por tal razón, para realizar las proyecciones se tomaron en cuenta los criterios que se describen mas adelante para cada parque, los cuales fueron concertados de común acuerdo con la gerencia general del IRTRA, ya que se ajustan a la experiencia de los tres últimos años y a las políticas de mercadeo y publicidad que la institución emprenderá a corto plazo. 17 Con base en lo anterior, el número promedio diario de visitantes a cada parque en funcionamiento, se estableció de la siguiente manera: 1) Parque Acuático. Al promedio diario de visitantes durante los años 1999 a 2001, se le incrementó el 15.00%. 2) Parque Vacacional. Al promedio diario de visitantes durante los años 1999 a 2001, se le incrementó el 30.00%. 3) Parque de Diversiones. Se estableció el número promedio diario de visitantes durante el primer año de proyección con base en el 50.00% de la capacidad del parque (debido a que el mismo fue recientemente inaugurado). Considerando que el parque funciona cuatro días de la semana (de jueves a domingo) y que lo que se necesita conocer es la población de visitantes diaria, el resultado se multiplicó por cuatro (representa los cuatro días que funciona el parque a la semana) y se dividió entre siete (representa los siete días de la semana), con lo cual se obtuvo el número de visitantes diario. 4) Proyectos futuros. La proyección de visitantes a los parques futuros, se realizó con base en los porcentajes de ocupación de los parques Acuático, Vacacional y salón de convenciones El Torreon, de los reportes de visitantes de los años 1999, 2000 y 2001, adaptándolos, en cada caso, de acuerdo a las similitudes en cuanto a los servicios prestados y el calendario de servicio. Con base en lo anterior, el número promedio diario de visitantes a cada parque a construirse en el futuro, se describe a continuación: a) Hotel Polinesio y La Ranchería (segunda fase). El número promedio diario de visitantes durante el primer año de proyección en estos hoteles se calculó considerando el porcentaje de ocupación del parque vacacional. Los resultados se incluyen en la proyección a partir del año de inauguración del mismo. La fórmula aplicada fue la siguiente: Visitantes diarios = capacidad (Polinesio y La Ranchería) X porcentaje de ocupación promedio (parque Vacad onal). 18 b) Complejo residencial. El número promedio diario de visitantes durante el primer año de proyección del complejo residencial, se calculó con base al 90.00% de su capacidad (por tratarse de viviendas para los trabajadores del IRTRA, se considera que tendrán un alto porcentaje de ocupación). La producción per cápita que se utilizará, por tratarse de residencias, fue la de la población de San Lucas Sacatepéquez, (de Franco, 1996). Los resultados se incluyeron en la proyección, a partir del año de inauguración. La fórmula aplicada fue la siguiente: Ocupación diaria = capacidad (complejo residencial) x porcentaje de ocupación establecido. c) Camping Place. El número promedio diario de visitantes durante el primer año de proyección al Camping Place, se calculó con base al porcentaje promedio de ocupación del parque Vacacional. Considerando que este parque funcionará cuatro días de la semana. Este resultado se multiplicó por cuatro y se dividió entre siete. Los resultados se incluyeron en la proyección, a partir del año de inauguración. La fórmula aplicada fue la siguiente: Ocupación diaria=capacidad (Camping Place)xporcentaie ocupación (parque Vacacional)x4 días 7 días d) Centro de convenciones. El número promedio diario de visitantes durante el primer año de proyección al centro de convenciones, se calculó considerando el porcentaje de ocupación del salón de convenciones El Torreón. Los resultados se incluyeron en la proyección a partir del año de inauguración. La fórmula aplicada fue la siguiente: Ocupación diaria = capacidad (centro de convenciones) x porcentaje ocupación (galón de convenciones El Torreón). e) Parque de Aventuras. El número promedio diario de visitantes durante el primer año de proyección de este parque se calculó con base al porcentaje de ocupación del parque Acuático. Debido a que este parque funcionará cuatro días de la semana, el resultado anterior se multiplicó por cuatro y se dividió entre siete. Los resultados se incluyeron en la proyección a partir del año de inauguración. La fórmula aplicada fue la siguiente: 19 Ocupación diaria=capacidad (parque Aventuras)xporcentale ocupación (parque Acuático)x4 días 7 días f) Área deportiva. El número promedio diario de visitantes durante el primer año de proyección del área deportiva se calculó con base al porcentaje de ocupación del parque Acuático. Considerando que este parque funcionará cuatro días de la semana, el resultado anterior se multiplicó por cuatro y se dividió entre siete. Los resultados se incluyeron en la proyección a partir del año de inauguración. La fórmula aplicada fue la siguiente: Ocupación diaria=capacidad (área deportiva)xporcentaie ocupación (parque Acuático) x 4 días 7 días b. Proyección en peso de la producción total de desechos sólidos. Consistió en calcular la producción diaria de desechos sólidos de cada parque, proyectada para el período de diseño establecido. La fórmula aplicada, según Jaramillo (1991), fue la siguiente: P = PPC " Pob /1000 (tm) Donde, P = producción total de desechos sólidos (tm) PPC = producción per cápita (kg/habxdía) Pob = número de visitantes Para este caso específico, no se le aplicó ningún porcentaje de incremento anual a la producción per cápita, por considerarse que la misma no debe aumentar, si se toman en cuenta las recomendaciones de manejo más limpio recomendadas en la primera fase del proyecto (Mijangos, 2002). c. Proyección en peso de la materia biodegradable. Consistió en calcular el peso de la materia biodegradable que se generará cada día, durante el período de diseño. La fórmula aplicada, según de Franco (1996), fue la siguiente: Pivia = % MB x Pob/1000 (tm) Donde, PMB = Peso de la materia biodegradable (tm) % MB = porcentaje de la materia biodegradable Pob = número de visitantes 20 d. Proyección en volumen de la materia biodegradable. Consistió en calcular el volumen del material no recuperable que se generará cada día, durante el período de diseño. La fórmula aplicada, según de Franco (1996), fue la siguiente: VMB = PMB/DMS (m3) Donde, VMB = volumen de la materia biodegradable (m3) PMB = peso de la materia biodegradable (tm) DMS = densidad de la materia biodegradable (tm/m3) e. Proyección en peso del material no recuperable. Consistió en calcular el peso del material no recuperable que se generará cada día, durante todo el período de diseño. La fórmula aplicada, según de Franco (1996), fue la siguiente: PMNR = %MNR x Pob/1,000 (tm) Donde, PMNR = peso del material no recuperable (tm) %MNR = porcentaje del material no recuperable Pob = número de visitantes f. Proyección en volumen del material no recuperable. Consistió en calcular el peso del material no recuperable que se generará cada día, durante todo el período de diseño. La fórmula aplicada, según de Franco (1991), fue la siguiente: VMNR = PMNR/DMNR + 25% (m3) Donde, VMNR = volumen del material no recuperable (m3) PMNR = peso del material no recuperable (tm) DMNR = densidad del material no recuperable (tm/m3) 25% = corresponde al incremento por el material de cobertura para las celdas del relleno sanitario. g. Proyección anual acumulada de material no recuperable (en volumen). Para calcular el volumen anual requerido y las dimensiones del relleno resultante, se multiplicó el volumen total diario de material no recuperable por 365 días. El volumen total de material no recuperable durante la vida útil del proyecto se calculó aplicando la siguiente relación (Jaramillo, 1991): 21 n VMNR = >1 VMNR =1 donde, VMNR = volumen del material no recuperable durante la vida útil (m3) n = número de años de vida útil B. Selección de ubicación del proyecto En este caso, la única opción disponible que el IRTRA planteó fue un predio que se ubica en la misma finca del complejo recreativo. Se trata de un sector aledaño al río Cangrejo, colinda al Norte con el caserío el Zapote, al Sur con la finca Mariland y el río Cangrejo, al Este con el río Cangrejo y al Oeste con el mismo predio. C. Recolección y análisis de información topográfica del terreno Antes del desarrollo del diseño de la planta se solicitó al departamento de construcción del IRTRA el levantamiento planimétrico y altimétrico del predio. Los planos se elaboraron a escala 1:1,000. Con la información disponible se efectúo un análisis de las cotas del terreno para determinar la mejor ubicación de las unidades de tratamiento. Se desarrollaron dos opciones alternativas, escogiéndose, por indicaciones de la dirección del IRTRA, la que ocupara menor área (restringiéndose la vida útil del relleno sanitario de 18 a 13 años). D. Determinación del tipo de unidades de tratamiento de acuerdo a la caracterización de desechos sólidos de los parques Se diseñó un sistema centrado en el tratamiento de la porción orgánica putrescible, por ser ésta mayoritaria (57.00% del peso) y la reutilización del material inorgánico (43.00% del peso), hasta donde sea posible. Así, los desechos transportados, serán descargados en la planta de tratamiento, en donde se separarán hacia los diferentes destinos, siendo ellos el reciclaje ola reutilización, o bien el compostaje de la materia orgánica. Los desechos restantes (rechazos), todavía voluminosos, serán llevados al relleno sanitario para su disposición final. 22 E. Determinación del sistema de operación de la planta El diseño de las unidades de tratamiento se realizó tomando en cuenta los aspectos técnicos de construcción del proyecto de Alameda Norte, basados en la misma tecnología, esto es, en lo referente a las características de funcionamiento específicas para cada unidad de tratamiento. A continuación se describirán únicamente los aspectos más relevantes en cuanto al funcionamiento de cada unidad que conformará el sistema, las cuales fueron la base para el diseño de las unidades. Los aspectos de construcción se describirán en los planos de diseño correspondientes. 1. Caseta de selección y almacenaje. Sean separados los desechos sólidos en el origen o no, el sistema contempla una selección de objetos recuperables, previo tratamiento, sobre mesas de concreto receptoras directas de las basuras frescas. La selección se efectuará a mano, separando plásticos, metales, vidrios, papel y cartón y materia orgánica principalmente. La porción orgánica, todavía con cierta cantidad de material inorgánico no recuperable, pasará a las cámaras de compostaje por medio de carretillas de mano. En el caso de los parques en estudio, este proceso se dará para los desechos provenientes de los hostales, servicios sanitarios, caminos y áreas recreativas. Los desechos provenientes de restaurantes y cocinas, en donde el personal ya está capacitado para realizar la selección en dos recipientes identificados por los colores verde y amarillo para desechos orgánicos e inorgánicos respectivamente, la selección se realizará únicamente para los recipientes identificados con color amarillo (material inorgánico). El material orgánico será descargado directamente en las cámaras de compostaje. El material recuperable será procesado (prensado, quebrado etc.) para almacenarlo en bodegas mientras llegan los camiones que lo retirarán de la planta. Los recipientes de basura, después de ser vaciados serán lavados para ser retornados a los parques. 2. Cámaras de compostaje. El tratamiento del material putrescible, que representa el mayor peso (57.00%) se desarrollará en dos fases para asegurar suficiente homogeneidad en la biodegradación. Para la primera fase se diseñaron una serie de cámaras con dimensiones adecuadas para cubrir el volumen de desechos que se generarán durante los 45 días de residencia necesarios. Cumplido el tiempo de residencia, mediante un volteo manual «mecanizado (con minitractor), se pasarán a una segunda serie de cámaras, que serán construidas, en igual número, a la par de las primeras, para completar el proceso de tratamiento (segunda fase), en donde se almacenarán durante otros 45 días. Así, antes de 23 terminar de llenar la serie de cámaras de la primera fase, las segundas se irán vaciando después de cubrir ese período de tiempo (90 días mínimo), dejando espacio para las nuevas remesas. Una vez completada la segunda fase con períodos de tiempo similares, estas cámaras se vaciarán, descargando el compost a la galera para su maduración y almacenaje, para su ulterior tamizado, ensacado y utilización o venta. El material remanente del tamizado, todavía voluminoso (aunque de poco peso), se trasladará mediante carretilla de mano, al relleno sanitario aledaño, para su disposición final. A la distribución de las cámaras entre las etapas, se le diseñaron pasillos techados de 3.00 m de ancho a todo lo largo de las cámaras, que permitirán el paso de carretas y minitractores y la distribución cruzada de la materia en proceso de descomposición de la primera a la segunda fase. La galera de maduración y almacenaje, tamizado y ensacado del compost, consistirá en un área techada para evitar el agua de lluvia, sin paredes para permitir la ventilación. Esta estará ubicada a continuación de la serie de cámaras de la segunda etapa. El proceso de descomposición de la materia biodegradable dentro de las cámaras deberá realizarse siguiendo un proceso de biodegradación aerobia, que por sus características de termofilia (60°C a 70°C), elimina agentes patógenos y produce un acondicionador de suelos degradados, con cierta demanda comprobada. 3. Relleno sanitario. La disposición final del material no recuperable (aproximadamente 43.00% del peso), libre de materiales malolientes y disminuida disminuida en su volumen, se dispondrá en un relleno sanitario de rechazos inertes, manual o semimecanizado (por no necesitar maquinaria motorizada pesada para la conformación correspondiente de celdas), bastando la compactación con rodillos accionados a mano o con un pequeño tractor (preferiblemente de oruga). 4. Laguna de estabilización de lixiviados. No se considera que los lixiviados puedan ser altamente contaminantes, puesto que la mayor parte del material contaminante será material biodegradable, que será dispuesto en las cámaras de compostaje. No obstante, considerando que la mayor parte de los desechos llega sin seleccionar, el material no recuperable que se destinará al relleno sanitario podría contener una mínima cantidad de material putrescible. La descomposición de este material putrescible, en la época de invierno, por la infiltración, podría producir lixiviados con cierto grado de contaminación por lo que, en el presente estudio, se consideró el diseño de una laguna de estabilización de lixiviados, la cual 24 deberá ser construida siempre y cuando se realice un análisis químico que demuestre altas concentraciones de DBO F. Criterios para el diseño de la planta de tratamiento 1. Unidades de tratamiento a. Caseta de selección y almacenaje 1) La caseta de selección estará próxima a las cámaras de compostaje y al relleno sanitario, para facilidad de acceso, puesto que es en ésta en donde los desechos que no vienen clasificados se seleccionarán y distribuirán a las diferentes unidades de tratamiento mencionadas. 2) La descarga de los desechos para selección se hará parcialmente por gravedad, dejando un desnivel de 2 .00 m a través de una rampa por donde se deslizan hasta llegar a la mesa de selección. 3) El área de selección tendrá dos mesas para clasificación, un área para lavar los recipientes de basura que posteriormente regresarán a los parques y un área de procesamiento de objetos recuperados (prensado, quebrado, sobreselección, etc.). 4) Las bodegas para almacenaje de los objetos recuperables (metales ferrosos y no ferrosos, plásticos, vidrios, papel y cartón) tendrán acceso a la calle de circulación interna para facilitar la carga de los camiones que retirarán estos materiales. 5) Será conveniente que exista un desnivel de 1.00 m entre la calle de acceso y las bodegas, para facilitar la carga de los camiones. b. Cámaras de compostaje 1) Para establecer el número de cámaras en la primera fase de tratamiento se definieron previamente las dimensiones de cada cámara y se aplicó la siguiente fórmula: 25 Número de Cámaras = 45 x VMa ( ) Vc ( m3) Donde, 45 = número de días de residencia en la cámara VMB = volumen diario del material biodegradable en el primer año de proyección (m3) Vc = capacidad de la cámara : alto x ancho x largo (m3) 2) Será recomendable, si la topografía del terreno disponible lo permite, que exista un desnivel entre la calle de acceso y las cámaras de la primera fase de 2.50 m de alto y de 2.00 m entre las cámaras de la primera y la segunda fase. Esto, con la finalidad de que la descarga de los desechos de la primera fase como el volteo de la segunda fase se realice parcialmente por gravedad, lo que además evitará la acumulación de desechos en las puertas de acceso a las cámaras. 3) El área destinada para maduración y ensacado del compost quedará anexa a las cámaras de la segunda fase, puesto que el compost deberá ser descargado de estas últimas. Un desnivel de 2.00 m de alto entre la puerta de salida de las cámaras de la segunda fase y la galera de maduración es recomendable y facilitará la descarga del compost hacia el trómel (tamizador rotatorio) ubicado en la galera. 4) La galera de maduración deberá tener acceso con la calle de circulación interna con un desnivel entre ambas de 1.00 m, para facilitar cargar los camiones con los sacos de compost y con los rechazos destinados al relleno. 5) Se construirán cuatro canales en el fondo de cada cámara, dotados de rejillas, que permitirán el paso del aire proveniente del extremo libre del piso, para provocar la aireación no mecanizada por convección del aire introducido, con lo cual el material en descomposición sufrirá un calentamiento debido a la exotemia del proceso. Estos canales servirán además para la recolección de lixiviados, por lo que deberán conectarse a la red de drenaje exterior. 6) En el techo se colocarán extractores rotatorios, fabricados de piezas de lámina galvanizada de 625 mm de diámetro, tecnología muy común en Guatemala, para la extracción del aire caliente, lo que asegurará el proceso convectivo que provee la oxigenación requerida. Se utilizarán dos unidades de estos aparatos por cada cámara. BEL' ALLE DE 6LIATEMALA 26 c. Relleno sanitario 1) La base del relleno sanitario deberá estar por lo menos 1.00 m más bajo que el nivel de la calle que circunda el área, con el objeto de evitar que el relleno con material no recuperable sufra desprendimientos en la base. 2) Considerando lo anteriormente expuesto, será necesario realizar cortes en la preparación de la plataforma para el relleno, debiendo conformar los taludes con una relación 1:1. El material cortado se trasladará y almacenará en el sitio adyacente al relleno, fuera de la plataforma del mismo, y se irá utilizando como material de cobertura diaria. 3) En la base del relleno, se deberán diseñar desniveles, a la manera de pañuelos que se acoplen a drenajes de tipo francés , en espina de pez (uno principal y otros secundarios que lo interceptan) para recoger los lixiviados remanentes que proceden del percolado del agua de lluvia, que pasa a través de los rechazos inertes de la basura que conforman el relleno. Este drenaje estará conectado mediante pozos de visita, los cuales deberán ir aumentando de altura, conforme crece hacia arriba el relleno sanitario. Es importante resaltar que los desechos provenientes de los parques no contienen contaminantes peligrosos en cantidades apreciables, según lo demuestran los resultados de los análisis del muestreo realizado en la primera fase del proyecto (Mijangos, 2002). Esto implica menores riesgos de lixiviados contaminantes. 4) En los casos donde se evidencien problemas con el nivel freático, ya sea por su proximidad a la superficie del relleno o bien por problemas de contaminación sobre la plataforma del relleno, se preverá la utilización de una capa de arcilla para impermeabilización de 0.25 m a 0.50 m de espesor, en el fondo del relleno, previo acondicionamiento, siguiendo la forma de los pañuelos cuya pendiente será hacia los puntos más bajos. El índice de infiltración o permeabilidad de la arcilla deberá ser de 1x10-7 y se colocarán al menos en dos capas para un volumen aproximado de 1,900.00 m3. 5) El tratamiento de fondo constituye una película impermeable que conduce las aguas infiltradas en la basura (lixiviados) hacia el drenaje francés, de donde se trasladan a la laguna de estabilización de lixiviados. 27 6) No se ha considerado la construcción de chimeneas para la expulsión de gas bioquímico por haberse eliminado la mayor parte de la porción putrescible o biodegradable de los desechos. 7) Se deben dejar 6.00 m de ancho de calle alrededor del área del relleno y 4.00 m más que servirán para ubicar los andenes, cunetas y contracunetas. 8) Según Jaramillo (1991), para la confección de las celdas que conformarán el relleno sanitario, lo recomendable es hacer coberturas con tierra o compost de desecho cada tres o cinco días, dependiendo del volumen de material de rechazo que se genere. Para calcular las dimensiones de cada celda, previamente se estableció el alto y el ancho de la misma, para luego calcular el largo mediante la siguiente fórmula: Lcelda = VMNR diario X 7 X 0.5 (m) Hcelda X Acelda Donde, Lcelda = largo de la celda VMNR diario = volumen diario del material no recuperable (m3) 7 = número de días de la semana 0.5 = factor aplicado por concepto de compactación, ya que el volumen de material no recuperable deberá ser compactado para reducir su volumen. Hcelda = alto de la celda (previamente establecido) Acelda = ancho de la celda (previamente establecido) 9) Para calcular el área de terreno a cubrir durante el primer año de funcionamiento, se aplicó la misma fórmula con las siguientes modificaciones: Lrelleno = VMNR diario X 365 X 0.5 (m) Hcelda X Arelleno Donde, Lrelleno = largo del relleno Arelleno = ancho del relleno, se establece tomando en cuenta el ancho de las celdas 365 = número de días del año 28 d. Laguna de estabilización de lixiviados. Se diseñó una laguna de estabilización facultativa con el propósito de alcanzar los siguientes objetivos: - la remoción de la DBO - promover condiciones aerobias Para establecer las dimensiones de la laguna es realizó el siguiente procedimiento: 1) Se estimó el caudal de lixiviados, el cual se infiltra a través del relleno sanitario en el drenaje francés. 2) Se determinó la temperatura en el mes más frío del año. 3) Se calculó la carga de retención hidráulica, mediante la siguiente fórmula (Oskley, 1997): CSm = 357.4(1.085) T-20 (kg/ha-día) Donde, CSm = carga superficial máxima de DBO T = temperatura media del aire en el mes más frío (°C) 4) Se calculó el área requerida para la laguna de estabilización, mediante la siguiente fórmula (Oskley, 1997): Af = 10 La Q (m2) CSmx (FS) Donde, Af = área de la laguna (m2) La = concentración del afuente DBO (mg/1) = caudal promedio (m3/día) FS = factor de seguridad (0.8 a 0.9) 5) Se definieron las dimensiones de la laguna. Según Oskley (1997), se recomienda una relación de largo/ancho de 2/1. Se recomienda una profundidad útil de 1.50 m a 2.00 m (no incluye el metro estimado para acumulación de lodos), para mantener condiciones aerobias en el primer metro de profundidad. 6) Se calculó el volumen de la laguna, aplicando la siguiente fórmula (Oskley, 1997) : Vf = (P / 6) x [(I x a) + (I — 2iP) (a-2iP) + 4 (I-iP) (a-iP)] = (m3) Donde, 29 Vf = volumen de la laguna (m3) P = profundidad útil de la laguna (m) I = largo superficial de la laguna (m) a = ancho superficial de la laguna (m) i = relación horizontal / vertical del talud interior (3, recomendado) 7) Se calculó el período de retención hidráulica, aplicando la siguiente fórmula (Oskley, 1997) : Of = Vf / O (días) Donde, Vf = volumen de la laguna (m3) O = caudal promedio (m3 / día ) Si el período de retención (Of) es menor de 10 días, será necesario recalcular las dimensiones de la laguna, hasta que el período de retención sea mayor o igual a 10 días. 8) Considerando que la acumulación de lodos en el fondo de la laguna facultativa puede afectar su funcionamiento disminuyendo el volumen y por lo tanto el período de retención hidráulica, en el diseño se debe calcular la acumulación de lodos o bien se puede maximizar la frecuencia de limpieza diseñando la laguna con una profundidad que tome en cuenta un volumen para almacenaje de lodos. No obstante en el presente caso no se cuenta con valores teóricos ni experimentales de acumulación de lodos provenientes de lixiviados (en la literatura se encuentran valores sólo para aguas negras), por lo que no se pueden aplicar fórmulas establecidas. 2. Obras complementarias a. Oficina y garita de control. Consistirá en una pequeña edificación, ubicada al ingreso del predio, que cuente con área de vestidores con casilleros para ropa, servicio sanitario, ducha y comedor para los trabajadores. Así mismo, deberá contar con una bodega (para guardar las herramientas de trabajo), oficina y una sala pequeña de sesiones. b. Vías de acceso a la planta. Deberá considerarse que el camino de acceso a la planta de tratamiento se encuentre en buenas condiciones, de lo contrario, será necesario rehabilitarlo, dándole mantenimiento a la capa de rodadura y colocándole drenajes pluviales. 30 c. Vías internas de circulación de vehículos. El área deberá tener un camino permanente para vehículos, de preferencia de doble vía, que conecte con las siguientes áreas: 1) Oficina y garita de control. 2) Área de selección y almacenaje, para la descarga de los desechos para selección. 3) Bodegas de material recuperable para el retiro de los mismos. 4) Cámaras de compostaje (primera fase), del lado donde se ubiquen las puertas de ingreso para la descarga del material putrescible. 5) Patio de maduración para cargar los camiones con el compost y el remanente de rechazos post-tamizado. 6) Relleno sanitario, dependiendo de la extensión y forma del mismo, se deberá proveer, además del camino de circulación, uno o más caminos interiores que permitan que los vehículos lleguen al sitio de descarga del material no recuperable, sin necesidad de desplazarse por largos tramos sobre la superficie del relleno y que, además, puedan ser usados en cualquier época del año. d. Vías internas de circulación peatonal. Se deberán contemplar caminos peatonales, necesarios para trasladar, mediante carretilla de mano, los diferentes tipos de desecho de un lugar a otro, como se especifica a continuación: 1) Del área de selección, hacia el corredor entre las cámaras de la primera fase y la calle de circulación. Este acceso permitirá trasladar el desecho putrescible después de que ha sido seleccionado, así mismo dará facilidad de acceso a los trabajadores, cuando se necesite abrir las puertas de ingreso a las cámaras para efectuar el volteo del material en descomposición. 2) Del área de selección, hacia el corredor entre las cámaras de la primera y segunda fase. Este acceso permitirá a los trabajadores acceder fácilmente cuando se necesite realizar el volteo de la primera a la segunda fase del tratamiento. 31 3) Del área de selección al corredor entre las cámaras de la segunda fase y el patio de maduración. Este acceso permitirá a los trabajadores desplazarse fácilmente cuando se necesite descargar el compost de las cámaras hacia el patio de maduración. 4) De la galera de maduración, hacia el relleno sanitario. Este acceso permitirá trasladar los desechos no recuperables que quedan después del tamizado del compost, hacia el relleno sanitario, para su disposición final. 5) En todo el perímetro que ocupe el relleno sanitario, paralelo a la calle de paso de vehículos. Este acceso dará seguridad a los trabajadores del relleno sanitario, quienes para realizar su trabajo deberán moverse hacia los diferentes puntos del relleno. 6) Del relleno sanitario hacia la laguna de estabilización de lixiviados. Este paso es necesario para cuando se necesite darle mantenimiento a la laguna y extraer los lodos de la misma. Dependiendo de las pendientes del terreno y de los niveles en que se construyan las diferentes unidades de tratamiento. Estas vías deberán tener una pendiente no mayor del 10.00%. e. Cercado y aislamiento visual. El área perimetral del predio donde se ubique la planta de tratamiento deberá estar cercada para evitar el ingreso de personas ajenas al lugar, así como para que los objetos que puedan volar, por la acción del aire, encuentren un obstáculo y no ocasionen problemas a terceras personas. También es importante considerar, si las condiciones lo permiten, que el área aledaña al predio pueda ser reforestada para obstruir la vista hacia la planta de tratamiento. f. Drenajes. A continuación se describen los tipos de drenaje necesarios: 1) Cunetas para la evacuación de las aguas pluviales del área donde se ubique el relleno sanitario. 2) Canales con rejillas para la evacuación de los lixiviados de las cámaras de compostaje y aireación de las mismas. 3) Drenaje francés para la evacuación de los lixiviados del relleno sanitario. 32 4) Tubería de drenaje pluvial, para la evacuación de las aguas pluviales de las calles de circulación dentro del predio. G. Planos de diseño El proyecto final es un juego de planos de diseño que describen las especificaciones técnicas de la infraestructura de la planta de tratamiento de los desechos sólidos, los cuales fueron elaborados por medio de computadora, a través del programa AutoCad 2002. H. Aspectos de operación y mantenimiento Considerando que el sistema estará centrado en el tratamiento de la porción orgánica putrescible, la reutilización de la porción de material inorgánico recuperable, previa selección y la disposición final de los rechazos, el proceso conllevará diferentes tipos de actividades, que necesitarán la organización del personal para realizarlas. Esta sección tratará todos esos aspectos referentes a las tareas para la operación de la planta de tratamiento, en lo que se refiere a la recolección, distribución, manejo y disposición final de los desechos sólidos. Así también, todas las operaciones, con la finalidad de darle mantenimiento a las instalaciones. Todo lo anterior, con el objeto de que la planta funcione de manera apropiada, en función del diseño. Para calcular la cantidad de mano de obra necesaria para cada tarea, no existen formulas ya establecidas debido a que este tipo de tratamiento que conlleva selección, proceso de descomposición y relleno sanitario no es común en la literatura ni en la práctica en Guatemala, por lo que el cálculo se realizará con base en la experiencia en Alameda Norte. Todas las tareas a realizar se derivarán del mismo proceso descrito para el diseño de las unidades de tratamiento, puesto que en el mismo se describe el porqué de cada unidad o complemento del diseño. El resultado será una guía con la descripción de las actividades en los diferentes módulos diseñados. Para tal efecto, a continuación se enumeran todas las tareas a realizar para la operación adecuada de la planta de tratamiento: El traslado de los desechos de las diferentes estaciones de transferencia ubicadas en los diferentes parques (Mijangos, 2002) hacia la planta de tratamiento. 2. La selección de los desechos en las mesas de selección y el traslado de los desechos ya clasificados hacia los diferentes destinos: cámaras de compostaje, relleno sanitario y bodegas de almacenaje. 33 3. Lavado de los recipientes de basura, previo a su traslado nuevamente a los parques. 4. Descarga de los desechos putrescibles a las cámaras de compostaje. 5. Volteo del material en proceso de descomposición de las cámaras de la primera a la segunda fase. 6. Extracción del compost de las cámaras de la segunda fase al trómel, para la tamización y el ensacado. 7. El traslado del material no recuperable producto de la tamización, hacia el relleno sanitario para su disposición final. 8. Recepción de los desechos no recuperables, así como la conformación de las celdas del relleno sanitario: compactación y recubrimiento. 9. Limpieza diaria del área de selección. 10. Limpieza de las zanjas en el fondo de las cámaras, para que el paso del aire proveniente del extremo libre del piso no sea obstaculizado por remanentes de material putrescible. 11. Limpieza de los canales de agua pluvial para mantener el buen funcionamiento de los sistemas pluviales. 12. Supervisión de los trabajos y atención a los visitantes. 13. Vigilancia en el ingreso y egreso de camiones y otros vehículos a la planta de tratamiento. VIII. RESULTADOS A. Proyecciones de la producción de desechos sólidos 1. Variables utilizadas para determinar las proyecciones a. Población beneficiada. Para realizar las proyecciones de visitantes, se consideró únicamente el número de visitantes diarios a cada parque. No se tomó en cuenta el número de empleados ya que la producción per cápita ponderada ya incluye la proporción de desechos generada por éstos (Mijangos, 2002). b. Características de los desechos sólidos. A continuación se describen las características físicas de los desechos sólidos generados en los parques Vacacional, Acuático y de Diversiones, obtenidos en la primera fase del estudio (Mijangos, 2002). Así mismo se enumeran las características físicas de los desechos de San Lucas Sacatepéquez (de Franco, 1996). Estos últimos servirán de base para las proyecciones del proyecto habitacional incluido en los proyectos futuros a desarrollarse en el complejo recreativo. 1) Parque Vacacional a) Producción per cápita (ponderada): b) Materia biodegradable: c) Material no recuperable: d) Densidad materia biodegradable: e) Densidad material no recuperable: 2) Parque Acuático a) Producción per cápita (ponderada): b) Materia biodegradable: c) Material no recuperable: d) Densidad materia biodegradable: e) Densidad material no recuperable: 2.13 kg/visitante/día 78.51% 16.32% 493.00 kg/m3 315.00 kg/m3 0.18 kg/visitante/día 12.61% 81.16% 245.00 kg/m3 315.00 kg/m3 3) Parque Temático a) Producción per cápita (ponderada): 0.38 kg/visitante/día b) Materia biodegradable: 39.03% c) Material no recuperable: 55.05% 34 35 d) Densidad materia biodegradable: 250.00 kg/m3 e) Densidad material no recuperable: 315.00 kg/m3 4) Proyecto de San Lucas Sacatepéquez. Según de Franco (1996) los datos de la caracterización son los siguientes: a) Producción per capita: 0.45 kg/visitante/día. b) Materia biodegradable: 86.00% c) Material no recuperable: 10.00% d) Densidad basura suelta: 270.00 kg/m3 c. Período de diseño. 1) De acuerdo al plano de diseño 2, inciso E de este mismo capítulo, el área que ocupa el relleno sanitario, es de 3,200.00 m2 . Multiplicando ésta por el alto que alcanzará el relleno sanitario durante su vida útil, 15.00 m, se obtuvo el volumen disponible para el material no recuperable: 48,000.00 m3. 2) Si se observa el cuadro 8, en diciembre del año 2017 (resaltado con color azul) se alcanzarán 49,690.00 m3, si se considera que el relleno sanitario comience a operar en julio de 2004. 3) De acuerdo con lo anterior, se concluye que la vida útil del relleno sanitario es de 13 años con seis meses. 2. Resultados de las proyecciones a. Proyección de los visitantes. A continuación se describe la información de cada parque. 1) Parque Acuático. De acuerdo con el cuadro uno, el promedio diario de visitantes durante el período 1999 — 2001 fue de 1,400 visitantes. Por lo lo tanto, el promedio diario de visitantes proyectado, para el primer año de proyección será: 1,400 x 15.00% = 1,600 visitantes. Los resultados de la proyección para 20 años se muestran en la segunda columna del cuadro 3. 36 2) Parque Vacacional. De acuerdo con el cuadro uno, el promedio diario de visitantes durante el periodo 1999 — 2001 fue de 532 visitantes. Por lo tanto, el promedio diario de visitantes proyectado, para el primer año de proyección será: 530 x 30.00% = 700 visitantes. Los resultados de la proyección para 20 años se muestran en la segunda columna del cuadro 4. 3) Parque de Diversiones. Como la capacidad total del parque es para albergar 12,000 visitantes, el número promedio diario de visitantes durante el primer año de proyección será: 12,000 x 50.00 % x 4 = 3 500 visitantes. 7 Los resultados de las proyecciones para 20 años se muestran en la segunda columna del cuadro 5. Cuadro 1. Visitantes promedio mensual de los parques Vacacional y Acuático durante los años 1999, 2000, 2001. Mes parque Vacacional parque Acuático Visitantes por año Visitantes por año 1,999 2,000 2,001 1,999 2,000 2,001 Enero 12978 12282 18897 39634 35896 30122 Febrero 8495 7899 13604 19201 24280 21042 Marzo 13614 10211 16951 45839 36284 50743 Abril 12060 16051 26106 57900 80678 67014 Mayo 11512 7585 13650 48710 34183 50240 Junio 13051 12698 23917 45240 38938 51112 Julio 12063 19476 21202 48947 47870 48726 Agosto 9003 17899 17333 43497 37383 42035 Septiembre 8257 14014 13106 29048 36180 38678 Octubre 9984 14421 14816 31557 42413 40480 Noviembre 14610 24402 26047 30170 33710 40016 Diciembre 20052 37742 36620 46348 53084 68472 Total anual 145679 194680 242249 486091 500899 548680 Promedio diario por año 400 533 665 1330 13751 1500 Promedio diario por período 532 1400 37 4) Proyectos futuros. Las características de los parques futuros, de acuerdo a la información verbal proporcionada por don Manuel Valdéz, gerente general del IRTRA, aparecen en el cuadro 2, a continuación: Cuadro 2. Descripción de los proyectos futuros a desarrollarse en el complejo recreativo del IRTRA (Referencia: Sr. Manuel Valdéz, gerente IRTRA). Año de Inauguración Proyecto Capacidad (Visitantes) Calendario Observaciones 2004 Hotel Polinesio 750 lunes a domingo Ampliación capacidad de hospedaje Camping Place 2000 jueves a domingo Parque Ecológico Complejo residencial 50 lunes a domingo Vivienda trabajadores Y sus familias. Hotel La Ranchería 2000 lunes a domingo Ampliación capacidad de hospedaje 2005 Centro de convenciones 800 lunes a domingo Ampliación capacidad de eventos 2006 Parque de Aventuras 8000 jueves a domingo Parque similar al Temático 2010 Área deportiva 2000 jueves a domingo Parque similar al Acuático Estos proyectos no cuentan con datos de caracterización de desechos sólidos propios, por b que para efectos de cálculo de proyecciones, se adaptaron los porcentajes de ocupación de los parques ya estudiados, con base en la similitud en cuanto al funcionamiento y prestación de servicio. Los porcentajes de ocupación de los parques Vacacional y Acuático se describen a continuación: Parque Vacacional 530 (visitantes promedio por día de servicio) * 100.00% = 30.00% 1,875 (capacidad) Parque Acuático : 2,469 (visitantes promedio por día de servicio) * 100.00% = 41.00% 6,000 (capacidad) El porcentaje de ocupación del salón de convenciones El Torreón, se calculó en base a la ocupación promedio de visitantes proporcionada por la gerencia administrativa del IRTRA: 38 Eventos especiales: 110 (visitantes promedio por día de servicio) * 100.00% = 10.00% 1,750 (capacidad) a) Hotel Polinesio y La Ranchería (segunda fase). Para estos proyectos, por similitud de características, se tomó el porcentaje de ocupación del parque Vacacional. Por lo tanto, de acuerdo a la capacidad que se tiene considerada para este parque (cuadro 2), para el primer año de proyección, el número de visitantes diarios será: 2,750 * 30.00% = 850. Los resultados se incluyen en la segunda columna del cuadro 6, a partir del año 2004. b) Complejo residencial. Para este proyecto se consideró el 90.00% de ocupación, por lo que para el primer año de proyección, el número de visitantes (ocupantes del complejo residencial) diarios será: 50 * 90.00% = 45 personas. Los resultados se incluyen en la segunda columna del cuadro 6, a partir del año 2004. c) Camping Place. Para este proyecto, por similitud de características, se tomó el porcentaje de ocupación del parque Vacacional. Por lo tanto, de acuerdo a la capacidad que se tiene considerada para este parque (cuadro 2), para el primer año de proyección, el número de visitantes diarios será: (2,000 * 30.00% * 4)/7 = 400 visitantes. Los resultados se incluyen en la segunda columna del cuadro 6, a partir del año 2004. d) Centro de convenciones. El porcentaje de ocupación del centro de convenciones existente es del 10.00%. Considerando la capacidad proyectada para este proyecto (cuadro 2), para el primer año de proyección, el número de visitantes diarios será: 800 * 10.00% = 80 visitantes. Los resultados se incluyen en la segunda columna del cuadro 6, a partir del año 2005. e) Parque de Aventuras. Para este proyecto, por similitud de características, se tomó el porcentaje de ocupación del parque Acuático. Por lo tanto, de acuerdo ala capacidad que se tiene considerada para este parque (cuadro 2), para el primer año de proyección, el número de visitantes diarios será: 8,000 * 41.00% *4/7 = 1,900 visitantes. Los resultados se incluyen en la segunda columna del cuadro 6, a partir del año 2006. 39 f) Área deportiva. Para este proyecto, por similitud de características, se tomó el porcentaje de ocupación del parque Acuático. Por lo tanto, de acuerdo a la capacidad que se tiene considerada para este parque (cuadro 2), para el primer año de proyección, el número de visitantes será: 2,000 * 41.00% * 4/7 500 visitantes. Los resultados se incluyen en la segunda columna del cuadro 6, a partir del año 2010. b. Proyección en peso de la producción total de desechos sólidos. Los cuadros 3, 4, 5 y 6, en la tercera columna muestran los resultados de la producción total en peso proyectada para 20 años, para los parques Acuático, Vacacional, de Diversiones y para los proyectos futuros respectivamente. c. Proyección en peso de la materia biodegradable. Los cuadros 3, 4, 5 y 6, en la cuarta columna muestran los resultados de la producción en peso proyectada para 20 años de la materia biodegradable para los parques Acuático, Vacacional, de Diversiones y para los proyectos futuros respectivamente. d. Proyección en volumen de la materia biodegradable. Los cuadros 3, 4, 5 y 6, en la quinta columna muestran los resultados de la producción en volumen proyectada para 20 años de la materia biodegradable para los parques Acuático, Vacacional, de Diversiones y para los proyectos futuros respectivamente. e. Proyección en peso del material no recuperable. Los cuadros 3, 4, 5 y 6, en la sexta columna se muestran los resultados de la producción en peso proyectada para 20 años del material no recuperable para los parques Acuático, Vacacional, de Diversiones y para los proyectos futuros respectivamente. f. Proyección en volumen del material no recuperable. Los cuadros 3, 4, 5 y 6, en la séptima columna muestran los resultados de la producción en volumen proyectada para 20 años del material no recuperable para los parques Acuático, Vacacional, de Diversiones y para los proyectos futuros respectivamente. 40 Cuadro 3. Producción diaria de desechos sólidos del parque Acuático proyectada al año 2023 según la disposición final propuesta. Año Visitantes Producción desechos Materia biodegradable Material no recuperable Peso Volumen Peso Volumen compactado (ton) (ton) (m3) (ton) (m3) 2004 1600 0.32 0.04 0.17 0.26 1.03 2005 1600 0.32 0.04 0.17 0.26 1.03 2006 1760 0.35 0.05 0.19 0.29 1.13 2007 1760 0.35 0.05 0.19 0.29 1.13 2008 1760 0.35 0.05 0.19 0.29 1.13 2009 1760 0.35 0.05 0.19 0.29 1.13 2010 1760 0.35 0.05 0.19 0.29 1.13 2011 1936 0.39 0.05 0.21 0.31 1.24 2012 1936 0.39 0.05 0.21 0.31 1.24 2013 1936 0.39 0.05 0.21 0.31 1.24 2014 1936 0.39 0.05 0.21 0.31 1.24 2015 1936 0.39 0.05 0.21 0.31 1.24 2016 2130 0.43 0.06 0.23 0.34 1.37 2017 2130 0.43 0.06 0.23 0.34 1.37 2018 2130 0.43 0.06 0.23 0.34 1.37 2019 2130 0.43 0.06 0.23 0.34 1.37 2020 2130 0.43 0.06 0.23 0.34 1.37 2021 2343 0.47 0.06 0.25 0.38 1.51 2022 2343 0.47 0.0W 0.25 0.38 1.51 2023 2343 0.47 0.06 025 0.38 1.51 41 Cuadro 4. Producción diaria de desechos sólidos del parque Vacacional proyectada al año 2023 según la disposición final propuesta. Año Visitantes Producción desechos (ton) Materia biodegradable Material no recuperable Peso (ton) Volumen (m3) Peso (ton) Volumen compactado (m3) 2004 700 1.71 1.36 2.77 0.27 1.08 2005 700 1.71 1.36 2.77 0.27 1.08 2006 770 1.86 1.48 3.01 0.30 1.18 2007 770 1.86 1.48 3.01 0.30 1.18 2008 770 1.86 1.48 3.01 0.30 1.18 2009 770 1.86 1.48 3.01 0.30 1.18 2010 770 1.86 1.48 3.01 0.30 1.18 2011 847 2.02 1.62 3.28 0.32 1.28 2012 847 2.02 1.62 3.28 0.32 1.28 2013 847 2.02 1.62 3.28 0.32 1.28 2014 847 2.02 1.62 3.28 0.32 1.28 2015 847 2.02 1.62 3.28 0.32 1.28 2016 932 2.20 1.76 3.58 0.35 1.40 2017 932 2.20 1.76 3.58 0.35 1.40 2018 932 2.20 1.76 3.58 0.35 1.40 2019 932 2.20 1.76 3.58 0.35 1.40 2020 932 2.20 1.76 3.58 0.35 1.40 2021 1025 2.40 1.92 3.90 0.38 1.53 2022 1025 2.40 1.92 3.90 0.38 1.53 2023 1025 2.40 1.92 3.90 0.38 1.53 42 Cuadro 5. Producción diaria de desechos sólidos del parque de Diversiones proyectada al año 2023 según la disposición final propuesta. Año Visitantes Producción desechos (ton) Materia biodegradable Material no recuperable Peso (ton) Volumen (m3) Peso (ton) Volumen (m3) 2004 3500 1.40 0.55 2.18 0.77 3.06 2005 3500 1.40 0.55 2.18 0.77 3.06 2006 3850 1.54 0.60 2.40 0.85 3.36 2007 3850 1.54 0.60 2.40 0.85 3.36 2008 3850 1.54 0.60 2.40 0.85 3.36 2009 3850 1.54 0.60 2.40 0.85 3.36 2010 3850 1.54 0.60 2.40 0.85 3.36 2011 4235 1.69 0.66 2.64 0.93 3.70 2012 4235 1.69 0.66 2.64 0.93 3.70 2013 4235 1.69 0.66 2.64 0.93 3.70 2014 4235 1.69 0.66 2.64 0.93 3.70 2015 4235 1.69 0.66 2.64 0.93 3.70 2016 4659 1.86 0.73 2.91 1.02 4.07 2017 4659 1.86 0.73 2.91 1.02 4.07 2018 4659 1.86 0.73 2.91 1.02 4.07 2019 4659 1.86 0.73 2.91 1.02 4.07 2020 4659 1.86 0.73 2.91 1.02 4.07 2021 5124 2.05 0.80 3.20 1.13 4.47 2022 5124 2.05 0.80 3.20 1.13 4.47 2023 5124 2.05 0.80 3.20 1.13 4.47 43 Cuadro 6. Producción diaria de desechos sólidos de los proyectos futuros proyectada al año 2023 según la disposición final propuesta. Año Visitantes Producción desechos (ton) Materia biodegradable Material no recuperable Peso (ton) Volumen (m3) Peso (ton) Volumen compactado (m3) 2004 1295 1.85 1.49 3.07 0.36 1.43 2005 1375 2.01 1.63 3.35 0.39 1.53 2006 3413 2.94 2.09 4.90 0.84 3.35 2007 3413 2.94 2.09 4.90 0.84 3.35 2008 3413 2.94 2.09 4.90 0.84 3.35 2009 3413 2.94 2.09 4.90 0.84 3.35 2010 3913 3.03 2.11 4.95 0.92 3.35 2011 4304 3.33 2.32 5.58 1.02 4.25 2012 4304 3.33 2.32 5.58 1.02 4.25 2013 4304 3.33 2.32 5.58 1.02 4.25 2014 4304 3.33 2.32 5.58 1.02 4.25 2015 4304 3.33 2.32 5.58 1.02 4.25 2016 4734 3.67 2.55 6.14 1.12 5.85 2017 4734 3.33 2.32 6.14 1.02 5.85 2018 4734 3.33 2.32 6.14 1.02 5.85 2019 4734 3.33 2.32 6.14 1.02 5.85 2020 4734 3.33 2.32 6.14 1.02 5.85 2021 5208 3.67 2.55 6.76 1.12 8.04 2022 5208 3.67 2.55 6.76 1.12 8.04 2023 5208 3.67 2.55 6.76 1.12 8.04 g. Proyección de la producción de desechos sólidos en el complejo recreativo. El cuadro 7 muestra los resultados de la producción en peso y volumen proyectada para 20 años de la materia biodegradable y del material no recuperable para el complejo recreativo en estudio. La gráfica 1 muestra el volumen diario de material biodegradable. h. Proyección anual acumulada de material no recuperable (en volumen). El cuadro 8 muestra el volumen acumulado de material no recuperable, durante 20 años, para el complejo recreativo en estudio. La gráfica 2 muestra el volumen acumulado durante 20 años del material no recuperable, cuya disposición final será el relleno sanitario. 44 El cuadro 7 muestra la proyección, para los próximos 20 años, de la materia biodegradable y del material no recuperable (en peso y volumen) que producirán diariamente los visitantes al complejo recreativo. Considerando que para el diseño de las cámaras de compostaje se utilizará la producción diaria en volumen de la materia biodegradable, la misma se esquematiza en la gráfica 1. Cuadro 7. Producción diaria de desechos sólidos del complejo recreativo proyectada al año 2023 según la disposición final propuesta. Año Material biodegradable Material no recuperable Peso (ton) Volumen (m3) Peso (ton) Volumen compactado (m3) 2004 3.44 8.19 1.66 6.59 2005 3.58 8.47 1.69 6.70 2006 4.22 10.50 2.27 9.02 2007 4.22 10.50 2.27 9.02 2008 4.22 10.50 2.27 9.02 2009 4.22 10.50 2.27 9.02 2010 4.24 10.55 2.35 9.02 2011 4.64 11.71 2.59 10.48 2012 4.64 11.71 2.59 10.48 2013 4.64 11.71 2.59 10.48 2014 4.64 11.71 2.59 10.48 2015 4.64 11.71 2.59 10.48 2016 5.09 12.85 2.84 12.68 2017 4.86 12.85 2.74 12.68 2018 4.86 12.85 2.74 12.68 2019 4.86 12.85 2.74 12.68 2020 4.86 12.85 2.74 12.68 2021 5.33 14.10 3.01 15.55 2022 5.33 14.10 3.01 15.55 2023 5.33 14.10 3.01 15.55 16- 14- I I 1 I I 11 I I I 1 1 I 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 I I I 11 „ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 Años 20 21 22 23 14 15 16 17 18 19 12- 10- m3 8- 6- 4- 2- Grafica 1. Producción diaria de material biodegradable del complejo recreativo proyectada al año 2023. 45 46 El cuadro 8 muestra la producción en volumen, diaria, anual y acumulada durante 20 años, del material no recuperable compactado. Resaltado se muestra el año en el que el relleno sanitario alcanzará el período de diseño (inciso 1. c. de esta misma sección). Considerando que para el diseño del relleno sanitario se utilizará el volumen acumulado, el mismo se esquematiza en la gráfica 2 . Cuadro 8. Producción anual de material no recuperable del complejo recreativo proyectada al año 2023. Año Volumen diario compactado (m3) Volumen anual compactado (m3) Volumen acumulado (m3) 2004 6.59 2406 2,406 2005 6.70 2446 4,852 2006 9.02 3291 8,144 2007 9.02 3291 11,435 2008 9.02 3291 14,726 2009 9.02 3291 18,018 2010 9.02 3291 21,309 2011 10.48 3824 25,134 2012 10.48 3824 28,958 2013 10.48 3824 32,783 2014 10.48 3824 36,607 2015 10.4-8 3824 40,431 2016 12.68 4629 45,061 2017 12.68 4629 49,690 2018 12.68 4629 54,319 2019 12.68 4629 58,948 2020 12.68 4629 63,577 2021 15.55 5674 69,252 2022 15.55 5674 74,926 2023 15.55 5674 80,601 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 IR 20 21 22 23 24 90.000 80.000 70 000 50000 m3 40.000 30.000 I I I I I I 1 I I I 1 20.000 10 000 Grafica 2. Producción acumulada de material no recuperable del complejo recreativo, proyectada al afio 2023. Años 47 48 B. Ubicación del proyecto El predio forma parte de la finca propiedad del IRTRA, en donde se ubican los parques Acuático, Vacacional y de Diversiones, en el municipio de San Martín Tzapotitián, departamento de Retalhuleu, en el kilómetro 180.50 de la carretera CITO-180 que conduce de la costa sur hacia Quetzaltenango. El sitio en estudio colinda al Norte con el caserío El Zapote, al Sur con el río Cangrejo y la finca Mariland, al Este con el río Cangrejo y al Oeste con el mismo predio (planos de diseño 1 y 2, inciso E de este mismo capítulo). En las fotos que se presentan a continuación se puede observar el terreno disponible para el presente proyecto, desde distintos ángulos. C. Información topográfica del predio El predio tiene un área de 1.83 ha (18,289.00 m2). Presenta una forma de polígono irregular y un desnivel en el sentido Noreste — Suroeste de 14.00 m. En el sector Noroeste presenta la parte más alta en la cota 43.00 y 29.00 en la parte más baja, hacia el Suroeste (plano de diseño 2, inciso E de este mismo capítulo). 49 Figura 1. Vista del ingreso al predio. Figura 2. Vista general del predio, al fondo se observa el muro perimetral que colinda con el río Cangrejo. Figura 3. Vista del predio, se observa la pendiente natural. 50 D. Diseño de la planta de tratamiento El nivel freático en el área de estudio fue uno de los factores limitantes para lograr que los criterios para el diseño de las unidades de tratamiento se lograran cumplir, debido a que no fue posible realizar cortes de plataforma como se deseaba. Esto quedó evidenciado al observar el plano de diseño 2, inciso E de este mismo capítulo, en donde el nivel freático se definió por las cotas del río Cangrejo, en la parte mas baja (cota 29.00). Otra de las limitaciones fue el tamaño del predio, debido a que el área para el relleno sanitario es pequeña para cubrir un período de diseño de 20 años. Tomando en cuenta estas limitaciones se diseñó la planta, ubicando las unidades de tratamiento desde la parte más baja hacia arriba, para que la descarga de los drenajes llegara a la superficie del río Cangrejo, en la cota 29.00. De acuerdo a esta consideración se ubicó en primer término la laguna de estabilización de lixiviados, seguidamente el relleno sanitario y por último las cámaras de compostaje, caseta de selección y almacenaje, oficina y garita. Todas las características que presentan las unidades de tratamiento y que serán descritas a continuación, se basan en los criterios para diseño, descritos en el capitulo VII, sección F del presente documento. La descripción de las unidades se realizará de acuerdo al orden en que operará la planta de tratamiento. 1. Unidades de tratamiento a. Caseta de selección y almacenaje. Este módulo se ubicó próximo a la puerta de ingreso, siendo el primer punto de parada de los carretones que ingresarán a descargar los desechos provenientes de los parques. Esta unidad presenta las siguientes características de diseño: 1) Cuenta con una área total de 17.00 x 19.00 m2, distribuidos de la siguiente manera: a) Un área para selección de desechos sólidos de 17.00 x 8.00 m2, en donde se ubican dos m