Recurso suelo 1

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Qu铆mica Ambiental y Laboratorio Administraci贸n Ambiental Universidad Tecnol贸gica de Pereira

Andr茅s Prieto Muriel, M.en C., I.Q.


Introducción La revolución industrial ha estado asociada con el progreso del hombre, y aunque en el pasado se consideraba el despilfarro de los recursos naturales una consecuencia inevitable de estos, hoy somos concientes de que la eficacia del aprovechamiento de los recursos será la única forma de garantizar nuestra sostenibilidad hacia el futuro

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Control Ambiental •Objetivos Las políticas nacionales e internacionales comprometen el desarrollo tecnológico con el diseño y la operación de procesos menos contaminantes y ecoeficientes, antes que con el tratamiento de los residuos como única alternativa del control ambiental

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Introducción Residuo: Se entiende por residuo cualquier material que resulta de un proceso de fabricación, transformación, uso, consumo o limpieza, cuando su propietario lo destina al abandono. Pueden ser sólidos, líquidos o emisiones atmosféricas

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Control Ambiental •Procesos menos contaminantes Incrementar la productividad global de los procesos, para reducir la perdida de recursos

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Control Ambiental •Ecoeficiencia

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Control Ambiental •Gestión ambiental • Socialización de las estrategias de gestión ambiental • Política integral (medio ambiente-empresa-personal) • Mejoramiento continuo

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Control Ambiental •La gestión ambiental se convierte en la primera herramienta para obtener el máximo potencial de la tecnología existente

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Control Ambiental •Producción mas limpia • Promover la eficiencia de los procesos productivoscompetitividad • Prevenir la contaminación • Promover el uso eficiente de la energía y el agua • Incentivar la reutilización, recuperación y el reciclaje • Desarrollo de tecnologías de tratamiento de los residuos

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Control Ambiental Disminución de residuos: • Reducción de perdidas innecesarias • Reducción de requerimientos energéticos • Selección de materiales de menor impacto ambiental • Modificaciones al proceso • Sistemas de separación y purificación • Reducción del consumo de agua • Segregación de líneas residuales • Tratamiento de residuos • Reducir riesgos • Implantar los sistemas de gestión de calidad Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Introducción El alarmante volumen de producción de residuos es uno de los problemas ambientales de mayor peso y se debe principalmente a: • Rápido crecimiento demográfico • La concentración de la población en los centros demográficos • Aumento desmesurado de las necesidades energéticas y materiales del hombre • Utilización de materiales y productos de rápido envejecimiento o inclusive de no reutilización.

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Introducción Tipos de residuos sólidos: • Residuos Sólidos Urbanos • Residuos Industriales • Residuos Rurales • Residuos ganaderos • Residuos agrícolas

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Introducción Estrategias para la gestión de residuos •Reducción • • • •

NO consumir aquello que no es realmente necesario Evitar los embalajes inútiles Optar por productos que se puedan usar mas de una vez Escoger productos que generen el mínimo de residuos y procurar que estos sean aprovechables

•Reutilización • • •

Aprovechar aquello que pueda ser todavía útil Utilizar productos reutilizables o retornables Utilizar productos recargables

•Reciclaje • • •

Separar en la fuente residuos que puedan ser reciclados Escoger productos que puedan ser reciclados selectivamente Escoger productos fabricados con materiales reciclados Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Introducción Futuro de los residuos • Prevención • Recuperación • Eliminación segura

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El Suelo AIRE

RESIDUOS SÓLIDOS

SUELO AGUA

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El Suelo Funciones ecológicas 

Producción de biomasa (alimento, fibra y energía) Reactor que filtra, regula y transforma la materia para proteger de la contaminación el ambiente, las aguas subterráneas y la cadena alimentaria Hábitat biológico y reserva genética de muchas plantas, animales y organismos, que estarían protegidos de la extinción Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo

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El Suelo Funciones ligadas a las actividades humanas 

Medio físico que sirve de soporte para estructuras industriales y técnicas, así como actividades socioeconómicas tales como vivienda, desarrollo industrial, sistemas de transporte, recreo y ubicación de residuos, etc. Fuente de materias primas que proporciona agua, arcilla, arena grava, minerales, etc. Elemento de nuestra herencia cultural, que contiene restos paleontológicos y arqueológicos importantes para conservar la historia de la tierra y de la humanidad Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo En el suelo se distinguen tres horizontes:  El horizonte A en el que se encuentran los elementos orgánicos, finos o gruesos, y solubles, que han de ser lixiviados.  El horizonte B en el que se encuentran los materiales procedentes del horizonte A. Aquí se acumulan los coloides provenientes de la lixiviación del horizonte A. Tiene una mayor fracción mineral.  El horizonte C es la zona de contacto entre el suelo y la roca madre. La región en la que la roca madre se disgrega. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Teorías de formación:  Física: se debe a cambios producidos en el ambiente. Diferencias de temperatura, corrientes de vientos, lluvias, cambios de presión, etc.  Biológica: a través de la acción de los microorganismos (hongos, bacterias, etc) en la superficie de la tierra y de algunos tipos de platas se crea el suelo.  Química: una serie de reacciones que ocurren en el ambiente.  Creacionismo: Ser Supremo llamado Dios. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo

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El Suelo Características del Suelo  Uno de los aspectos importantes del conocimiento de un suelo es el estudio de sus propiedades químicas ya que la fase líquida del suelo está formada por la solución del suelo que proporciona los nutrientes a las plantas y es el medio en el que se llevan a cabo la mayoría de las reacciones químicas del suelo, las cuales se tratan de explicar con base en los principios de la química. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo 

Características del Suelo*  Aire:  Agua:  Material

mineral:  Materia orgánica:

25% 25% 45% 5%

*Suelo natural, de clima no árido, después de lluvia y cuando a drenado

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El Suelo Gases en el suelo  El suelo a menudo contiene gases, que pueden tener procedencias diversas: 1) aire atmosférico, que se infiltra desde superficie; 2) gas liberado durante alguna reacción, ya sea estrictamente química: CO2 liberado por la descomposición de carbonatos en medio ácido; o bioquímica: gases metabólicos de microorganismos: CH4, CO2; y 3) ocasionalmente puede contener también radón, Estos gases pueden encontrarse en disolución en el agua intersticial, no como fase libre.Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q. 17/11/2010


El Suelo

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El Suelo Clasificación de los suelos según su estructura y textura Denominación

Granulometría

Tamaño (mm)

Textura del suelo

Retención de agua

Retención de Nutrientes

Grava

gruesa

>2

Gredoso

Mediana

Mediana

Arena

Mediana

0,05-5

Arenoso

Baja

Baja

Limo

Fina

0.0020,05

Limoso

Mediana

Mediana

Arcilla

Muy fina

<0,002

Arcilloso

Alta

Alta

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Composición química del Suelo Composición química del suelo 

El 99% de la corteza terrestre está compuesta principalmente por nueve elementos químicos; sin embargo, actualmente se conocen 105, en el cuadro siguiente se encluyen 8 de los más abundantes.

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El Suelo

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El Suelo Meteorización: •Destrucción de rocas sólidas a causa de fuerzas químicas, físicas o biológicas.

•Disminución de metales alcalinos y alcalinoterreos

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El Suelo Materia Orgánica: 

 

Formada por la acumulación de residuos de origen vegetal y animal Constante transformación por la actividad microbiológica. Humus:  etapa de descomposición avanzada  Coloidal, compuestos orgánicos, de lignina y proteina

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El Suelo Interacción catiónica  Generalmente se habla sólo de las fases sólida, líquida y gaseosa pero no se considera a la fase coloidal que forma a las arcillas. Una parte del agua del suelo y gran parte de los iones de la solución del suelo están determinados por las cargas y los enlaces químicos que no se llevan a cabo entre los minerales arcillosos y la materia orgánica.  Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo

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El Suelo Interacción catiónica  La carga predominantemente negativa de los coloides del suelo retiene cationes en la película de agua sobre la superficie del coloide, lo que reduce la pérdida de los iones Ca2+, Mg2+, K+ y Na+ por lixiviación y al mismo tiempo mantiene estos cationes disponibles para que sean captados por los vegetales.

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El Suelo Interacción catiónica  La cantidad disponible para los vegetales de cationes Ca2+, Mg2+, K+ y Na+ y los considerados macronutrientes esenciales se encuentran en la parte de la solución de suelo cercana a la superficie de los coloides. Estos cationes se conocen como intercambiables porque se pueden intercambiar por otros mediante la adición de fertilizantes, de cal o por irrigación. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Interacción catiónica  Generalmente, la distribución de los principales cationes intercambiables en los suelos agrícolas productivos es:  Ca2+ > Mg2+ > K+ = NH4+ = Na+  Las reacciones de intercambio catiónico son rápidas y su velocidad depende de la difusión del ion hacia la superficie del coloide o desde dicha superficie. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Interacción catiónica  Para fines prácticos, la suma de los cationes intercambiables Ca2+ , Mg2+ , K+ , Na+ y Al3+ equivale generalmente a la capacidad de intercambio catiónico (CIC) del suelo.  La CIC se expresan en moles de la carga del ion/kg (anteriormente, meq/100g o meq/g).  La suma de todos los cationes intercambiables presentes a un pH específico varía ligeramente con el tipo de catión. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Por sus características biológicas los suelos se pueden clasificar así: 

Suelos mull o de humus elaborado. Tiene una actividad biológica intensa, sobre todo de la fauna y microorganismos que se alojan en el suelo y descomponen rápidamente la materia orgánica del mismo. Aparecen en regiones de temperatura elevada y humedad mediana. El suelo está bien aireado. La roca madre suele ser calcítica y la vegetación rica en nitrógeno. Suelos mor o de humus bruto. Son suelos biológicamente poco activos. La vegetación tiende a ser acidificante, pobre en nitrógeno, y la roca madre silícica. La lentitud de los procesos de descomposición favorece que se forme un mantillo de materia orgánica mal descompuesta. Suelos moder con un tipo de humus intermedio entre el mull y el mor. En realidad se trata de la degradación desde el bosque caducifolio a la pradera alpina. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Por sus características biológicas los suelos se pueden Clasificar así: 

Suelos de turba, que son suelos formados en condiciones anaeróbicas, permanentemente cubiertos de agua. La fauna y la flora se reduce a especies microscópicas y pequeños hongos. La transformación de la materia orgánica es muy lenta, y se acumula en grandes cantidades. Las turbas pueden ser tanto ácidas como básicas. Según las condiciones climáticas y topográficas los suelos pueden variar de un tipo a otro. Suelo permafrost o pergelisol, que por la falta de calor está permanentemente helado, lo que impide el desarrollo de la vegetación. En un suelo permafrost podemos diferenciar la zona helada de la capa de mollisol, que se deshiela en verano y se hiela en invierno.

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El Suelo Clasificación del suelo para usos agrícolas Clase

Características

Usos Principales

Tierras adecuadas para el cultivo Tierra excelente, plana y I Agricultura bien drenada Buena tierra con limitaciones menores, como II Agricultura, pastura pendiente ligera, suelo arenoso o drenaje deficiente Terreno moderadamente Agricultura, pastura, bueno con limitantes III cuenca colectora importantes en suelo, pendiente o drenaje Pastura limitada, Tierra regular, limitaciones huertos, agricultura IV severas en suelo, pendiente limitada, industria o drenaje urbana

Usos Secundarios

Medidas de conservación

Recreación, vida silvestre, pastura

Ninguna

Recreación, vida silvestre, pastura

Cultivo de franjas, labranza en contorno

Recreación, vida silvestre, industria urbana

Labranza en contorno, cultivo de franjas, vías fluviales, terrazas

Pastura, vida silvestre

Labranza en contorno, cultivo de franjas, vías fluviales, terrazas

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El Suelo Clasificación del suelo para usos agrícolas Clase Características Tierras no apropiadas para el cultivo

Usos Principales

Apacentamiento, silvicultura, cuenca colectora

V

Rocosa, suelo somero, humedad o pendiente alta imposibilitan la agricultura

VI

Limitaciones moderadas para apacentamiento (ganadería) y silvicultura

VII

Limitaciones severas para apacentamiento (ganadería) y silvicultura

VIII

Inadecuada para Recreación, paisaje apacentamiento y silvicultura a causa de fuertes pendientes, estético, vida silvestre, industria urbana suelo somero, carencia de agua o demasiada agua

Apacentamiento, silvicultura, cuenca colectora, industria urbana Apacentamiento, silvicultura, cuenca colectora, recreación, paisaje estético, vida silvestre

Usos Secundarios Medidas de conservación

Recreación, vida silvestre

Sin precauciones especiales, si se pastorea o tala de manera apropiada, no debe ararse

Recreación, vida silvestre

El apacentamiento y la tala deben limitarse a determinadas épocas

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Si requiere una administración cuidadosa cuando se utiliza para apacentamiento o tala

No se usa para apacentamiento o tala

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El Suelo Degradación del suelo 

La degradación del suelo es la disminución de su capacidad para soportar vida, no solo la vegetal, que es la más aparente, sino también la de la microflora y de la fauna propia del mismo. La degradación siempre tiene como efecto principal y más visible, la disminución de la producción de biomasa vegetal. Además dificulta la integración de la materia orgánica depositada sobre el suelo por la agresión que se produce en la fauna y en la microflora. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Materia Orgánica:

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El Suelo Perdida de fertilidad: 

Degradación química: pérdida de nutrientes, acidificación, salinización, sodificación, aumento de la toxicidad por liberación o concentración de determinados elementos químicos.

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Perdida de fertilidad: 

Degradación física: pérdida de estructura, aumento de la densidad aparente, disminución de la permeabilidad, disminución de la capacidad de retención de agua. Degradación biológica , cuando se produce una disminución de la materia orgánica incorporada Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo La erosión  Naturalmente participa en la formación de los suelos. El agua y el viento transportan partículas de material meteorizado y las depositan en sitios más o menos distantes. Cuando el equilibrio natural no se ha perturbado, el proceso se desarrolla con un ritmo tal que la remoción de partículas se equilibra, en términos generales, con la formación de nuevo suelo. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo La erosión  Explotación del suelo por parte del hombre para su sostenimiento  Destrucción de la vegetación protectora,  Rompimiento de la superficie de los terrenos con el arado periódico, utilizando herramientas de labranza para sembrar especies útiles atendiendo sus necesidades. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo La erosión  Entonces el proceso erosivo adquiere velocidad y se torna muy perjudicial.  La naturaleza sigue transformando el material parental en suelo con la misma lentitud,en tanto que los agentes transportadores, al encontrar debilitadas las barreras que moderaban su acción, aceleran su trabajo hasta límites casi increíbles. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Contaminación:  Un suelo se puede degradar al acumularse en él sustancias a unos niveles tales que repercuten negativamente en el comportamiento de los suelos. Las sustancias, a esos niveles de concentración, se vuelven tóxicas para los organismos del suelo.  Se trata de una degradación química que provoca la pérdida parcial o total de la productividad del suelo.  Contaminación natural o antrópica. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Contaminación:  las causas más frecuentes de contaminación son debidas a la actuación antrópica, que al desarrollarse sin la necesaria planificación producen un cambio negativo de las propiedades del suelo.

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El Suelo Contaminación: 

En los estudios de contaminación, no basta con detectar la presencia de contaminantes sino que se han de definir los máximos niveles admisibles y además se han de analizar posibles factores que puedan influir en la respuesta del suelo a los agentes contaminantes, como son: vulnerabilidad, poder de amortiguación, movilidad, biodisponibilidad, persistencia y carga crítica, que pueden modificar los denominados "umbrales generales de la toxicidad" para la estimación de los impactos potenciales y la planificación de las actividades permitidas y prohibidas en cada tipo de medio. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Contaminación: 

Vulnerabilidad : Representa el grado de sensibilidad (o debilidad) del suelo frente a la agresión de los agentes contaminantes. Este concepto está relacionado con la capacidad de amortiguación. A mayor capacidad de amortiguación, menor vulnerabilidad. El grado de vulnerabilidad de un suelo frente a la contaminación depende de la intensidad de afectación, del tiempo que debe transcurrir para que los efectos indeseables se manifiesten en las propiedades físicas y químicas de un suelo y de la velocidad con que se producen los cambios secuenciales en las propiedades de los suelos en respuesta al impacto de los contaminantes. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Contaminación: 

Poder de amortiguación : El conjunto de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo lo hacen un sistema clave, especialmente importante en los ciclos biogeoquímicos superficiales, en los que actúa como un reactor complejo, capaz de realizar funciones de filtración, descomposición, neutralización, inactivación, almacenamiento, etc. Por todo ello el suelo actúa como barrera protectora de otros medios más sensibles, como los hidrológicos y los biológicos. La mayoría de los suelos presentan una elevada capacidad de depuración. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Contaminación:  Poder de amortiguación : Esta capacidad de depuración tiene un límite diferente para cada situación y para cada suelo. Cuando se alcanza ese límite el suelo deja de ser eficaz e incluso puede funcionar como una "fuente" de sustancias peligrosas para los organismos que viven en él o de otros medios relacionados.

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Introducción Residuos Sólidos Urbanos (RSU) Residuos domésticos, de comercios, de oficinas, de servicios y otros residuos que, por su naturaleza o composición puedan asimilarse a los residuos domésticos.

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Caracterización de Residuos 

Los estudios de caracterización son útiles para obtener información confiable sobre la cantidad y composición de los residuos, que nos permite hacer las proyecciones necesarias para la planificación de un sistema de recolección de los residuos en una comunidad urbana.  Planificación

y Gestión  Selección y dimensionamiento de equipos  Disposición final Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Introducción Parámetros de caracterización de los RSU: Parámetros de caracterización de los RSU Cualitativos

Cuantitativos

Composición

Inflamabilidad

Volumen

Concentración de orgánicos

Zonificación

Producción per cápita

Porosidad

Reciclabilidad

Densidad

Densidad

Putrescibilidad

Concentración y/o fracciones que lo integran

Peso específico

Biodegradabilidad

Toxicidad

Humedad

Reactividad

Manejabilidad

Olor

Compresibilidad

Solubilidad

Relación C/N

Volatilidad

Poder calorífico Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Introducción Composición •Análisis físico • • • •

Humedad Materia volátil Cenizas Carbón Fijo

•Análisis Químico • • • •

Análisis elemental Poder Calorífico Biodegradabilidad Producción de Olores Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Humedad residual (Norma D3173- 87): Es la humedad que se pierde de una masa conocida de muestra calentada en una corriente de nitrógeno en un horno mantenido a una temperatura entre 105 oC y 110 oC, en donde debe primero ser equilibrada la muestra a condiciones atmosféricas de laboratorio, el resultado es el porcentaje de humedad calculado por la pérdida de masa, esta humedad es conocida también como humedad higroscópica

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Material volátil (Norma D3175- 89(02)). Los materiales volátiles son desprendimientos gaseosos de la materia orgánica e inorgánica durante el calentamiento. En una muestra de masa conocida, la muestra es calentada a 900 °C fuera del contacto con aire durante 7 minutos, a medida que la masa se calienta, se desprenden productos gaseosos y líquidos. Existen desprendimientos a bajas temperaturas pero aumenta a partir de los 550 oC, los constituyentes gaseosos son principalmente agua, hidrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano y otros. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Cenizas (Norma D3172- 89(02)). Una muestra de masa conocida es calentada en aire hasta 500 °C en 30 minutos, y desde 500 °C hasta 815 °C entre 60 a 90 minutos y entonces es conservada a 815 °C hasta tener una masa constante. La cantidad de cenizas de la masa es una medida para determinar la cantidad de minerales que contiene.

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Determinación del contenido total de materia orgánica  La determinación de la materia orgánica se basa en la cuantificación del carbono por combustión seca, en la que se determina la cantidad de dióxido de carbono desprendido o por combustión húmeda que se basa en la reducción del dicromato de sodio o de potasio y luego se determina por titulación la cantidad de dicromato no reducida. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Introducci贸n Producci贸n de residuos s贸lidos

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Introducci贸n RSU

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Introducción Composición:

*Espinosa, M.C., Torres, M., Pellón, A., Mayarí, Fernández A. La fracción orgánica de los residuos

sólidos urbanos como fuente potencial de producción de biogás, Revista CENIC Ciencias Biológicas, Vol. 38, No. 1, 2007.

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Introducción Composición:

*Espinosa, M.C., Torres, M., Pellón, A., Mayarí, Fernández A. La fracción orgánica de los residuos

sólidos urbanos como fuente potencial de producción de biogás, Revista CENIC Ciencias Biológicas, Vol. 38, No. 1, 2007. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Introducci贸n Composici贸n:

* (Tchobanoglous y Theisen, 1996). Andr茅s Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Biodegradable: Se dice de una sustancia o materia que es biodegradable cuando se descompone en elementos químicos naturales por la acción de agentes biológicos (como el sol, el agua, las plantas o los animales) y de microorganismos (como las bacterias, algas, hongos o levaduras) que las utilizan para producir energía y elementos químicos que pueden ser reabsorbidos de nuevo por la naturaleza.  El material orgánico pude ser degradado de forma aeróbica (con oxígeno) o de forma anaeróbica (sin oxígeno). Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Biodegradable: 

Estrictamente hablando, todas las sustancias son biodegradables, si bien los agentes biológicos tardan más o menos tiempo en descomponerlas en químicos naturales y reintegrarlas en la naturaleza. Hablamos de materias “no biodegradables” cuando se degradan muy lentamente, como los vidrios, plásticos, latas, metales pesados (como el plomo y el mercurio), algunas sales y algunos detergentes. Según lo establecido por ASTM (American Society of Testing Material) el siguiente procedimiento es la definición de biodegradabilidad: Un mínimo de 40% de la muestra original se ha descompuesto en ingredientes inertes dentro de veinte ocho (28) días. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Plástico biodegradable  “Plástico degradable en el cual la degradación resulta de la

acción de microorganísmos de presencia natural tales como hongos, bacterias y algas”. ASTM D883-07 “Plásticos biodegradables son materiales poliméricos los cuales son transformados en compuestos de bajo peso molecular donde al menos un paso en los procesos de degradación es a través del metabolismo en la presencia de organismos presentes naturalmente”. JBPS

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Introducci贸n Densidad

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Introducción Poder Calorífico • 1500-1800 kcal/kg • Depende del contenido de humedad • Varia de acuerdo al origen del residuo

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Introducción Poder Calorífico:

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Poder Calorífico

Es la cantidad de calor que entrega un kilogramo o un metro cubico de combustibles al oxidarse en forma completa.

Se expresa en las siguientes unidades: (Kcal/Kg), (Kcal/m3), (Btu/Lb) ó (Btu/ft3) PCS: Poder calorífico superior PCI: Poder Calorífico Inferior PCI= PCS -597(9(%H)+% Hum) Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Poder Calorífico Inferior (PCI)

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Introducci贸n Composici贸n

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Introducci贸n Gesti贸n de RSU Pre-Recogida

Recogida

Tratamiento

Aprovechamiento

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Eliminaci贸n

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Tratamiento de RSU Pre-recogida

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Tratamiento de RSU Recogida

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Tratamiento de RSU

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Tratamiento de RSU

Tratamiento

Energía Planta Incineradora

RSU

Planta de Recuperación y Compostaje

Compost

Vertedero

Materiales recuperados

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Valorización material: Plantas de reciclaje • Tienen la finalidad de recuperar de forma directa o indirecta los componentes que contienen los RSU • Se dispone de las basuras mientras se aprovecha lo que en ellas es recuperable • Promueve el uso racional de los recursos naturales y el incremento del costo de las materias primas

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Reciclaje: •Separación de los materiales en la fuente •Separación en plantas de reciclaje: • • • • • •

Separación de objetos de gran volumen Separación de latas y materiales ferrosos Separación de papel y cartón Separación de vidrio Separación de textiles Separación de restos organicos

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Reciclaje

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Reciclaje

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Plantas de reciclaje Ventajas

Desventajas

• Aprovechamiento de materias primas

• Inversión inicial elevada

• Economía energética

• Gestión especializada y cuidadosa

• Uso racional de recursos naturales

• La falta de compromiso ciudadano hacia el reciclaje

• Recuperación de material orgánico • Generación de empleo • Ingresos para organizaciones sociales y comunitarias • Beneficio económico para el país

• Exige un vertedero complementario

• La rentabilidad depende de la separación en la fuente • Requiere mercado seguro para los materiales reciclados

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Economía energética del reciclado Producto

Energía necesaria en la producción en cal/g

% de

Materias vírgenes

Materias recuperadas

ahorro

Papel

3700

1100

70

Vidrio

1200

800

35

Polietileno

4500

500

89

Hierro

10300

5100

50

Aluminio

47000

1400

97

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Vertimientos Controlados: • La forma mas antigua y sencilla de eliminar los RSU • En la actualidad esta totalmente prohibido el vertido incontrolado • Los residuos son colocados en capas de poco espesor y son compactadas para disminuir su volumen. Asimismo, se realiza una cobertura diaria con un material adecuado para minimizar los riesgos de contaminación ambiental y para favorecer la transformación biológica de materiales fermentables

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Vertederos Controlados:

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Ubicación de los Vertederos controlados: • Distancia adecuada • Capacidad para recibir residuos durante el período del proyecto • Fácil acceso a los camiones de recogida • Invisible para transeúntes • Preservar las aguas superficiales y subterráneas

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Vertederos Controlados: Condiciones adecuadas • Geográficas y topográficas • Paisajísticas • Geológicas e hidrológicas • Climatológicas

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Vertederos Controlados:

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Vertederos Controlados:

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Vertederos Controlados: • Lixiviados

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Vertederos Controlados: •Composición Lixiviados

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Manejo de lixiviados producidos en un vertedero controlado: • Deben recogerse para evitar la contaminación de aguas superficiales y subterráneas • Son generados por la percolación de el agua de lluvia y escorrentía a través de la masa de residuos y por la propia agua que contienen las basuras • Esta agua contienen sustancias solubles de los residuos por lo que son altamente contaminantes • No pueden verterse a los ríos sin tratamiento previo

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Manejo de gases producidos en un vertedero controlado: • Son producidos por la fermentación anaerobia de la materia orgánica de las basuras • Este biogás esta constituido principalmente por metano, dióxido de carbono, amoniaco y sulfuro de hidrógeno • Es necesario darle una salida controlada, no debe acumularse

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Clausura de un vertedero controlado: • Debe ser recubierto con una capa impermeable de espesor adecuado y darle una cierta pendiente para que no haya acumulación de agua lluvia. • No debe haber contacto entre raíces de material vegetal y el deposito de residuos • Hay que esperar un tiempo mínimo para reutilizar el terreno • Evitar o tener controles extremos en cualquier aplicación que incluya construcción de estructuras o carreteras Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU

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Tratamiento de RSU Vertedero Controlado: Ventajas

Desventajas

• Fácil implantación

• Grandes superficies de terreno

• Eliminación definitiva y sin rechazos • Costes reducidos de instalación y funcionamiento

• Ubicación alejada de los núcleos urbanos, aumento de los costos de transporte

• Capacidad de absorber variaciones de producción

• No aprovechamiento de los residuos contenidos

• Escaso impacto ambiental cuando su • Rechazo de la población, afectada por la instalación diseño y operación son correctos • Limitación de uso de alternativas del • Posibilidad de utilización una vez terreno recuperado sean clausurados

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Compostaje: Proceso de descomposici贸n biol贸gica aerobia, bajo condiciones controladas, de la materia org谩nica que se encuentra en los RSU y rurales y, en menor medida en los industriales. Se puede realizar de forma natural al aire libre o de manera forzada en digestores

Andr茅s Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Compostaje El Compost no solo es un abono orgánico, si no también un regenerador orgánico del terreno (facilita la formación de compuestos organometálicos que mejoran las condiciones físicas, químicas y biológicas del suelo)

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Compostaje

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Compostaje: Factores que influyen sobre el proceso: • La población microbiana existente • La naturaleza del sustrato • Factores ambientales • Aireación • Grado de humedad • Temperatura

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Compostaje:

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Compostaje Ventajas

Desventajas

• La transformación se puede lograr de forma manual

• Puede generar problemas de contaminación y salud pública

• Es económicamente viable

• Requiere adecuados controles de factores fisicoquímicos (pH temperatura, oxigeno y nutrientes)

• Un gran aporte ecológico • Produce menos lixiviados • Acepta variaciones apreciables en la operación

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Incineración: Proceso de combustión controlada finaliza al transformarse la fracción combustible de los residuos en materiales inertes y gases, dicho proceso debe efectuarse según la normatividad vigente

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Partes de sistema de incineración: • Área de control, almacenaje y carga de hornos • Área de combustión • Sistema de recogida, extracción y valoración de cenizas • Sistema de depuración y evacuación de gases

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Incineradores Mínimo dos cámaras: una primaria de cargue, combustión e ignición de los residuos con temperaturas mínimas, de acuerdo con la capacidad y clasificación realizada en la siguiente tabla, en cada una de sus cámaras. Los residuos deben alimentar las cámaras únicamente cuando se hayan alcanzado y manteniendo estas temperaturas. Si durante la operación, la temperatura disminuye, debe ser suspendida la alimentación hasta alcanzar nuevamente las temperaturas indicadas. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Incineradores RANGO DE TEMPERATURAS (ªC)

CAPACIDAD HORNO O PLANTA DE INCINERACION IGUAL O MAYOR A 500KG/H

MENOR A 500 Y MAYOR O IGUAL A 100 KG/H

MENOR A 100 KG/H

T1 CAMARA DE COMBUSTION

T1>=850ºC

T1>=800ºC

T1>=750ºC

T1>=750ºC

T1>=750ºC

T2 CAMARA DE POSTCOMBUSTION

T2>=1200ºC

T2>=1100ºC

T2>=1000ºC

T2>=1000ºC

T2>=900ºC

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

HOSPITAL

CREMATORIO

CAPACIDAD IGUAL O MENOR A 600 KG/MES

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Tratamiento de RSU Incineraci贸n

Andr茅s Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Incineración: Incineradores Industriales S:A

CÁMARA DE POSTCOMBUSTIÓN

CÁMARA DE OXIDACIÓN

CÁMARA DE COMBUSTIÓN

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Incineraci贸n

Andr茅s Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Incineración: • Limite de emisiones máximo y frecuencia de monitoreo RESOLUCION 886 DE 2.004 - CAPACIDAD HORNO ENTRE 100 Y 500 Kg/Hora Promedio Promedio Frecuencia Duración PARAMETRO diario horario Monitoreo monitoreo PTS (mg/m3) 15 30 Continuo Toma permanente Toma cada 5 SO2 (mg/m3) 50 200 Continuo minutos Toma cada 5 NO2 (mg/m3) 200 400 Continuo minutos Toma cada 5 CO (mg/m3) 50 100 Continuo minutos 24 horas, muestras Hidrocarburos totales CH4 (mg/m3) 10 20 Cada 4 meses cada 15 minutos 24 horas, muestras Cloro inorgánico HCl (mg/m3) 15 60 Cada 4 meses cada 15 minutos 24 horas, muestras Fluor inorgánico HF (mg/m3) 1 4 Cada 4 meses cada 15 minutos Hg (mg/m3) 0.05 0.1 Cada 4 meses Una hora Sumatoria de Metales Pesados (mg/m3) 0.5 0.5 Cada 4 meses Una hora Dioxinas y Furanos (nanog TEQ/m3) 0.1 0.1 Cada 8 meses 6 a 8 horas

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Incineración: Ventajas

Desventajas

• Reducción en peso de las basuras (7580%)

• Elevada inversión

• Reducción en volumen de las basuras (8090%)

• Posibles problemas de contaminación atmosférica

• Eliminan prácticamente toda la materia degradable de una manera higiénica y controlada

• Humedad inferior al 50%

• Ahorro en transporte

• Contenido de cenizas inferior al 60%

• Posibilidad de utilizar calor

• No rentable para Poder Calorífico inferior a 1000 cal/g

• Escasa utilización de terreno • Mejor opción para residuos tóxicos e inflamables

• Elevados costos operacionales

• Material combustible superior al 25%

• Restricciones para la localización

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Residuos sólidos peligrosos (RESPEL) •Residuos sólidos especiales •Residuos sólidos hospitalarios

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Legislación Ambiental Residuos sólidos peligrosos (RESPEL): • Residuo o desecho peligroso corrosivo • Residuo o desecho peligroso por ser reactivo • Residuo o desecho peligroso por ser explosivo • Residuo o desecho peligroso por ser inflamable • Residuo o desecho peligroso por ser infeccioso • Residuo peligroso por ser radiactivo • Residuo peligroso por ser tóxico

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Legislación Ambiental Ley 388 de 1997 «por la cual se dictan normas prohibitivas en materia ambiental, referentes a los desechos peligrosos y se dictan otras disposiciones»

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Legislación Ambiental Residuos sólidos peligrosos (RESPEL): • Ley 430 del 16 de enero de 1998, «por la cual se dictan normas prohibitivas en materia ambiental, referentes a los desechos peligrosos y se dictan otras disposiciones» El generador es responsable de los Respel que él genera. Dicha Ley, establece que la responsabilidad se extiende a sus afluentes, emisiones, productos y subproductos por todos los efectos ocasionados a la salud y al ambiente. Así mismo, el fabricante o importador de una sustancia química con propiedad peligrosa, se equipara a un generador de Respel, en cuanto a la responsabilidad por el manejo de los embalajes y residuos del producto o sustancia. Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Legislación Ambiental Residuos sólidos peligrosos (RESPEL): •Ley 430 del 16 de enero de 1998, «por la cual se dictan normas prohibitivas en materia ambiental, referentes a los desechos peligrosos y se dictan otras disposiciones» la responsabilidad de quien genera un residuo o desecho peligroso es tan vinculante que subsiste hasta que el residuo peligroso sea aprovechado como insumo o dispuesto concarácter definitivo.

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Relleno sanitario de seguridad - PRETRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS, SUELOS Y ESCOMBROS CONTAMINADOS, ORIGINADOS POR LAS INDUSTRIAS: *QUÍMICA *TRATAMIENTO DE METALES *INCINERACIÓN *FARMACÉUTICA *CURTIEMBRES *PLÁSTICOS/CAUCHOS *PINTURAS/BARNICES/TINTAS - PRETRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS, SUELOS Y ESCOMBROS CONTAMINADOS POR: *HIDROCARBUROS- SOLVENTES *PLAGUICIDAS *DETERGENTES/TENSOACTIVOS *ASBESTOS *METALES PESADOS Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Relleno sanitario de seguridad: Rellenos de Colombia S.A.

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSU Relleno sanitario de seguridad: Rellenos de Colombia S.A.

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Relleno sanitario de seguridad: Rellenos de Colombia S.A.

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Relleno sanitario de seguridad: Rellenos de Colombia S.A.

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Relleno sanitario de seguridad: Rellenos de Colombia S.A.

AndrĂŠs Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSU Relleno sanitario de seguridad Ventajas

Desventajas

• Puede confinar de forma segura los residuos peligrosos

• Estrictos requerimientos para su ubicación

• Permite disminuir riesgos ocasionados por residuos peligrosos en botaderos o lugares a cielo abierto

• Mala aceptación por la comunidad • Tiene condiciones estrictas de operación • Mayores costos de construcción y operación • Estricto control del impacto ambiental

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de Residuos S贸lidos Industriales Residuos S贸lidos Industriales (RSI) La actividad industrial transforma las materias primas en productos, pero muchas veces esto se realiza de forma incompleta y se generan residuos

Andr茅s Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

17/11/2010


Tratamiento de RSI Residuos Sólidos Industriales (RSI) • Los inertes • Los asimilables • Los especiales Requieren un tratamiento específico y control periódico de sus efectos nocivos potenciales

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSI Caracterizaci贸n de RSI Residuo Datos de origen del residuo

Lixiviado

An谩lisis Pruebas Comportamiento Inflamabilidad Corrosividad Reactividad Cancerigeno Toxicidad Ecotoxicidad

Temperatura, pH, Residuo seco, Carbonatos hidr贸genados, Nitritos y Nitratos Amoniaco, Cloruros Sulfatos, DQO Carbono organico DBO5, Metales Cianuros, Fenoles Hidrocarburos

Andr茅s Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSI Alternativas de gestión de RSI Caracterización del residuo

Tratamiento RSU

Asimilables a RSU

RSI

Vertederos Controlados

Inertes Aguas depuradas

Especiales

Tratamiento fisicoquímico biológico Inertización

Incineración Energía Reciclaje o Valorización económica

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

Retorno al circuito económico

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Tratamiento de RSI Residuos Sólidos Industriales (RSI) •Tratamiento fisicoquímico • • • • •

Oxidación de cianuro Reducción de Cromo Precipitación de metales Neutralización Separación de emulsión agua-aceite

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSI Residuos Sólidos Industriales (RSI) •Inertización • • • • •

Solidificación con Cal Solidificación con asfalto Encapsulación en plástico Solidificación con cemento Otras

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Tratamiento de RSI Residuos Sólidos Industriales (RSI) •valorización • Energética (Incineración, Pirolisis, otros) • Digestión anaerobia

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Parque Industrial de Residuos Sólidos La Miel Ibagué-Tolima

Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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• Ibagué, Tolima • 320 tn diarias • 120 tn diarias a Planta de Tratamiento Integral de RSU • 6% de Recuperación • Producción de COMPOST • Disposición Final en Celdas • Tratamiento de Lixiviados • Proyecto CRE “Encerramiento de Metano” Andrés Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Parámetro

Unid.

Norma (Art. 40 y 72 dec. 1594/84)

PTAR la Miel

Cadmio

mg/l

Menor a 0.01

0.00028

Zinc

mg/l

Menor a 2

0.39

Cobre

mg/l

Menor a 0.2

0.01

Cromo

mg/l

Menor a 0.1

ND

Magnesio

mg/l

Menor a 0.2

ND

Mercurio

mg/l

Menor a 0.02

ND

Plomo

mg/l

Menor a 5

0.00195

6.5-8.3

8

pH DQO

mg/l

Remoción mayor/igual a 80%

Remoción 90%

DBO

mg/l

Remoción mayor/igual a 80%

Remoción 94%

SST

mg/l

Remoción mayor/igual a 80%

Remoción 85%

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El Suelo Contaminaci贸n:

Andr茅s Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Contaminaci贸n:

Andr茅s Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Contaminaci贸n:

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Legislaci贸n Ambiental Residuos s贸lidos

Andr茅s Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Legislaci贸n Ambiental Residuos s贸lidos

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Legislaci贸n Ambiental Residuos s贸lidos

Andr茅s Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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Legislaci贸n Ambiental Residuos s贸lidos

Andr茅s Prieto Muriel; M. en C., I.Q.

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El Suelo Contaminación: 

El grado de contaminación de un suelo no puede ser estimado exclusivamente a partir de los valores totales de los contaminantes frente a determinados valores guía 

Biodisponibilidad : la asimilación del contaminante por los organismos, y en consecuencia la posibilidad de causar algún efecto, negativo o positivo. Movilidad: regula la distribución del contaminante y por tanto su posible transporte a otros sistemas. Persistencia: regula el periodo de actividad de la sustancia y por tanto es otra medida de su peligrosidad. Carga crítica: Representa la cantidad máxima de un determinado componente que Andrés puede ser aportado a17/11/2010 un suelo sin que se Prieto Muriel; M. en C., I.Q. produzcan efectos nocivos.


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