Capitulo 10 Monitoreo Ambiental en Un Relleno Sanitario

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10.1 Aspectos Generales El establecimiento de sistemas de monitoreo en rellenos sanitarios tiene como objetivos primordiales el seguimiento y control ambiental de las emisiones originadas por la operación y posterior cierre de estas instalaciones, que pudieran afectar la salud pública y el ambiente. En la actualidad, esta actividad tiende a incrementarse en la etapa de diseño, representando un aspecto benéfico para el mejoramiento del diseño y buen funcionamiento de estos sitios. Para el adecuado seguimiento y control de aquellos impactantes que afectan al ambiente en sus diferentes componentes: agua, aire, suelo, salud y bienestar; se requiere del conocimiento de los parámetros y límites que aseguren que la operación del sitio es segura y no originará contaminación de ningún tipo. Los criterios bajo los cuales se establecerán las condiciones en que se llevará a cabo el programa de monitoreo ambiental, la infraestructura, equipos y personal requeridos para la operarlo de manera eficiente, son aspectos fundamentales para el adecuado aprovechamiento de los recursos humanos y económicos destinados a esta actividad. Otros puntos importantes para el buen funcionamiento de un programa de monitoreo, son el establecimiento de lineamientos para la estandarización de las técnicas de muestreo, calibración de equipos, prácticas de laboratorio y análisis e interpretación de la información recaba por las actividades de monitoreo. Por otra parte, el tipo de monitoreo que se realice dependerá del parámetro cuantificado, los aparatos y equipos disponibles, los objetivos que se persigan y en algunos casos, de las condiciones meteorológicas y físicas del sitio. Existen básicamente dos tipos de monitoreo que son: el periódico y el continuo. En el primero de ellos se realiza la medición de parámetros con ciertos intervalos de tiempo; mientras que en el segundo, la medición de los parámetros se realiza de forma continua. La elección de uno u otro tipo, debe realizarse para cada uno de los parámetros incluidos en el programa de monitoreo.

10.2 Parámetros de Monitoreo Los agentes impactantes considerados para diseñar el programa de monitoreo ambiental en el relleno sanitario de la ciudad de Matamoros son los siguientes:  Aguas subterráneas  Cubierta de protección  Biogás  Lixiviados  Condiciones climáticas  Restauración del sitio  Caminos de acceso

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1. Aguas subterráneas El monitoreo de aguas subterráneas tiene como objetivo detectar cambios en su calidad ocasionados por la contaminación de ésta por los lixiviados y el biogás producidos en el relleno sanitario. El programa de monitoreo, se cumple cuando garantiza que los residuos sólidos depositados en el relleno sanitario se han estabilizado, dejando de generar contaminantes y se asegure que los contaminantes generados en ese tiempo se han controlado. La localización y número de pozos requeridos para describir adecuadamente las condiciones hidrogeológicas, depende de las condiciones geológicas específicas del sitio, suelo y régimen subterráneo. Una red de monitoreo de agua subterránea consta de un número suficiente de pozos, instalados en lugares apropiados y con la profundidad requerida, de tal forma que su instalación proporcione muestras que representen realmente la calidad del agua subterránea y los lixiviados que pudieran infiltrarse a través de un área de disposición del relleno. En la Figura 10.1 se presenta un esquema de estos pozos.

Figura 10.1 Pozo de monitoreo de aguas subterráneas

Los programas de monitoreo se diseñan y son aplicados por personal calificado para asegurar representatividad y consistencia en los resultados aportados. El equipo de monitoreo deberá operarse y mantenerse de acuerdo con las especificaciones requeridas. Los parámetros que se recomienda monitorear y la periodicidad, aparecen en la Tabla No. 10.1.

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Tabla No. 10.1 Parámetros recomendados para el monitoreo de aguas subterráneas Parámetro PH Potencial Redox Oxígeno Disuelto Conductividad Específica Antimonio Arsénico Bario Berilio Cadmio Cromo Cobalto Cobre Plomo Níquel Selenio Plata Talio Vanadio Zinc Nitrógeno Amoniacal Cloruros Demanda Química de Oxígeno (DQO)

Técnica recomendada Lectura en campo

Absorción Atómica

DiluciónFiltración

Norma aplicable NMX-AA-08-1980 No existe NMX-AA-012-1980 NMX-AA-093-1984

Periodicidad Trimestral

NMX-051-1981

Trimestral

NMX-073-1981 NMX-AA-030-1981

Trimestral Trimestral Trimestral

En el capítulo 5, referente a la geohidrología de la zona de Cd. Matamoros, se determinó que la dirección del flujo del agua subterránea se presenta al sureste, tomando en consideración lo anterior y las especificaciones marcadas en la normatividad, se emplearán 2 pozos para monitoreo de aguas subterráneas. Cabe mencionar que existen 2 pozos de monitoreo de aguas subterráneas en la zona de estudio, ubicándose uno fuera del sitio para el relleno sanitario y el otro dentro del mismo. Por ende lo ideal es seguir estas estructuras sin embargo, la ubicación de estos no es congruente con el sentido del flujo del agua, por lo que se considero aprovechar parcialmente solo el que se encuentra dentro del sitio (en la 3ª etapa), desapareciendo éste durante el avance del relleno.

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En este sentido cabe decir que se tendrán que construir 2 pozos para el monitoreo de agua subterránea uno aguas arriba y otro aguas abajo como lo indica el proyecto (plano “etapa final de operación”). 2. Cubierta de protección Se realizará una supervisión periódica de la cubierta de protección, que incluirá la evaluación de la consolidación superficial del terreno, el deslizamiento del suelo y la erosión de la superficie, con la finalidad de evitar asentamientos, fugas de lixiviados y biogás, formación de grietas e introducción de fauna nociva en su interior. Los parámetros analizados y la frecuencia con que se deberá realizar la supervisión correspondiente, se muestra en la tabla 10.2.

Tabla 10.2 Parámetros de inspección y frecuencia de monitoreo en la cubierta de protección Punto de inspección Deslizamientos y depresiones Grietas

Erosión de celdas

Cubierta de Vegetación Pendientes Finales

Frecuencia de observación Antes y Después de temporada de lluvias

Problemas que ocasionara -Acumulación de aguas -Filtración del agua en las capas de residuos Dos veces al año y -Filtración de aguas de principalmente antes de lluvia. la temporada de lluvias. - Introducción de fauna nociva al interior de las celdas. Después de temporada -Exposición de los de lluvias residuos sólidos al medio ambiente.

Acciones para su remediación Reposición del material de cubierta Reposición y compactación del material de cubierta.

Escarificar la zona erosionada y reposición del material de cubierta hasta su nivel original. Cuatro veces al año -Erosión de material de Reposición de cubierta cubierta. vegetal Dos veces al año y -Estancamiento de agua Reposición de pendiente y principalmente antes de de lluvia material de cubierta la temporada de lluvias

La metodología propuesta para remediación, se explica con detalle en el capítulo 12 relativo a la clausura y postclausura del relleno sanitario.

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3. Biogás El biogás o gas de relleno es una mezcla de gases producto de la transformación biológica de la fracción orgánica contenida en los residuos sólidos. Existen varios factores que determinan su producción, los principales factores son: a) b) c) d) e) f)

Contenido orgánico de los residuos Humedad disponible Composición de los residuos Tamaño y densidad de los residuos pH y temperatura Contenido de oxígeno

La composición del biogás varía entre 25-60% de metano y 40-75% de dióxido de carbono. Adicionalmente el biogás contiene una gran variedad de compuestos orgánicos reactivos, incluyendo benceno, tolueno, xileno, metil-etil-cetona y percloroetileno. Estos compuestos son subproductos de los procesos de digestión de los materiales dispuestos. El principal riesgo del biogás se presenta cuando éste se mezcla con el aire en concentraciones del 5 al 15%, originando explosiones o incendios (Figura 10.2). En este sentido, el monitoreo del biogás sirve para determinar si el gas está presente en concentraciones de riesgo para la salud humana y el ambiente. En las Tablas Nos. 10.3, 10.4 y Gráfica 10.1, se presenta una composición tipo de los gases producidos en un relleno sanitario.

Figura 10.2 Riesgos del biogás

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Tabla No. 10.3 Composición de los gases producidos en un relleno sanitario en función del tiempo desde que se finalizó la construcción de la celda Tiempo transcurrido (meses) 0–3 3–6 6 – 12 12 – 18 18 – 24 24 – 30 30 – 36 42 – 48

N2 5.2 3.8 0.4 1.1 0.4 0.2 1.3 0.4

Composición de los gases (%) CO2 88 76 65 52 53 52 46 51

CH4 5 21 29 40 47 48 51 48

Fuente: Brunner R. Dirk y Keller J. Daniel. Sanitary Landfill Design and Operation U.S.E.P.A., 1972.

Tabla No. 10.4 Constituyentes típicos encontrados en el biogás Componente Metano Dióxido de Carbono Nitrógeno Sulfuros, Disulfuros, Mercaptanos, etc. Amoniaco Hidrógeno Monóxido de Carbono Constituyentes Traza Característica Temperatura Densidad específica Contenido de humedad Poder Calorífico Superior (Kcal/m 3)

Porcentaje (base seca) 45-60 40-60 2-5 0.1-1.0 0-1.0 0-0.2 0-0.2 0.01-0.6 Valor 37-67 °C 1.02-1.06 Saturado 890-1223

Fuente: Tchobanoglous George, Theisen Hilary y Vigil A. Samuel. Gestión Integral de Residuos Sólidos. Mc Graw Hill. 1994

Otros puntos importantes relacionados con la presencia del biogás en un relleno son los siguientes: el dióxido de carbono en solución con el agua subterránea puede producir condiciones ácidas que inciden en la movilidad de los metales en el agua subterránea, cuando se combinan el dióxido de carbono del biogás con los lixiviados, al acumularse el gas en la parte inferior del relleno, dándole características ácidas a los líquidos propiciando la formación de ácido carbónico, que es muy corrosivo. Puede también generar “combustiones sordas”, ocasionando asentamientos que puede provocar accidentes.

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El monitoreo se debe llevar a cabo en el interior y exterior del relleno, mediante la implantación de un sistema de pozos de monitoreo, dependiendo de las características del suelo determinadas en los estudios básicos; con esto se podrá conocer la posible migración de los gases a través de oquedades, fracturas y capas permeables del subsuelo hacia las zonas aledañas al sitio. Otro efecto, aún no estudiado ampliamente, es la posible relación existente entre el metano y el efecto invernadero que contribuye a los cambios de temperatura a nivel global. Por otra parte, el movimiento del biogás en el relleno, depende de los siguientes factores: ∗ ∗ ∗ ∗ ∗

Espesor de la capa de residuos Composición de los residuos sólidos depositados Características de permeabilidad del terreno y del material de cubierta Características de permeabilidad del suelo adyacente al relleno Compactación de los residuos sólidos y del material de cubierta

Gráfica No. 10.1 Composición de los gases producidos en un relleno sanitario en función del tiempo transcurrido (%)

Las consideraciones mencionadas en los párrafos anteriores justifican el monitoreo del biogás en los rellenos sanitarios, ya que el tiempo requerido para completar la descomposición de los residuos puede prolongarse hasta 30 años. En la Figura 10.3 se presenta un esquema de un pozo de monitoreo. Sin embargo cabe decir que para este relleno sanitario no se consideró la construcción de estas estructuras de acuerdo a lo especificado en el proyecto de norma NOM-084-ECOL-1998, apartado 4.3.4.2. que establece que dichas estructuras se construirán cuando el terreno sea una oquedad, barranca, depresión, zanja, etc.; lo cual no es el caso del terreno donde se construirá el relleno sanitario de Matamoros; pues como ya sea explicado este es de topografía plana (pendiente gobernadora de 1 al millar).

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Figura 10.3 Pozo de monitoreo de biogás

Los parámetros considerados para el programa propuesto de monitoreo de biogás y la periodicidad de su análisis se establecen en la Tabla No. 10.5.

Tabla 10.5 Parámetros considerados en el programa de monitoreo para biogás Parámetro a) Contenido de: − Metano − Oxígeno − Nitrógeno − Hidrógeno − Ácido Sulfhídrico b) Flujo c) Temperatura d) Presión e) Explosividad f) Toxicidad

Técnica recomendada

Norma aplicable

Periodicidad recomendada

Cromatografía de gases

No existe

Mensual

Lectura en campo

No existe

Mensual

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4. Lixiviados De acuerdo con el Proyecto de Norma Oficial Mexicana NOM-084-ECOL-1998, el lixiviado es una solución resultado de la disolución y suspensión de algunos constituyentes de los residuos en el agua que los atraviesa. Los factores que afectan la calidad del lixiviado, incluyen: − − − − − − − − −

Edad de los residuos Tipo y composición química de los residuos Humedad de los residuos Régimen de clima y humedad (efectos estacionales) Compactación, procesamiento y otros aspectos de la operación del relleno Temperatura y pH en el relleno Presencia de grandes cantidades de lodos municipales, industriales o residuos industriales Espesor de la capa de residuos Permeabilidad, espesor, compactación y pendiente de la cubierta diaria y final

Dado el riesgo que representa la migración de lixiviados en cualquier sitio de disposición final, por la potencial contaminación que representa dicha migración hacia los cuerpos de agua subterránea y superficial, es indispensable contar con un programa de monitoreo de este impactante con la finalidad de prevenir estos eventos. En cuanto a la composición de los lixiviados generados en sitios de disposición final, a continuación se presenta en la Tabla No. 10.6 la composición típica de los mismos.

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Tabla No. 10.6 Ámbitos encontrados en lixiviados generados en sitios de disposición final de residuos sólidos municipales Componente Alcalinidad Total como CaCO 3 Arsénico Cadmio Calcio Cianuros Cinc Cloruros Cobre Conductancia Específica Cromo Total Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO 5) Demanda Química de Oxígeno (DQO) Dureza Total Fluoruros Fósforo Total Hierro Total Magnesio Manganeso Mercurio Nitratos Nitritos Nitrógeno Amoniacal Nitrógeno Orgánico Oxígeno Disuelto Potencia de Hidrógeno (pH) (sin unidad) Plomo Potasio Sólidos Totales Sodio Sulfatos Fenol Detergentes (SAAM) Turbiedad

Ámbito (mg/l o ppm) 4,000 - 25,540 0.04 0 - 0.025 100 - 320 0 25- 3.0 1,325 - 8,870 0 - 0.6 7,400 - 32,000 en μmhos/cm 0 - 8.7 380 - 52,000 1,870 - 62,320 1,800 - 11,000 6 0.8 7- 1,600 396 - 995 5- 4.0 0.008 0 2- 1.2 5- 1,420 46 - 1,889 0 6.3 - 7.9 0 - 2.0 365 - 1,270 1,700 - 16,460 490 - 4,920 40 - 1,000 18 7- 233 128 – 1,500 en UNT

Fuente: González Urdela J. Lorenzo. Mon itoreo Ambiental en Rellenamientos Sanitarios. Primer Congreso Mundial de Ingeniería Sanitaria, Vol. XXXVI, Enero-Marzo de 1982, pag. 40.

Además de los anteriores, se han identificado una gran variedad de compuestos orgánicos como acetona, alcoholes de cadena corta, alcanos, ácidos de cadena corta, cetonas, solventes aromáticos, éteres, etc. En estos casos, la concentración de estos constituyentes depende de la antigüedad del relleno.

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Para evaluar la calidad del lixiviado producido en el relleno sanitario y su afectación potencial a las aguas subterráneas, se deberá efectuar el monitoreo para ambos factores. El monitoreo consiste en una serie de programas que incluyen las siguientes actividades: a) b) c) d) e) f) g)

Ubicación de pozos Diseño de pozos Selección de métodos y programas de muestreo Selección de parámetros a monitorear y técnicas de laboratorio Toma de muestra Análisis de laboratorio (físicos, químicos y bacteriológicos) Evaluación de resultados

Como ya se menciono en el apartado correspondiente a pozos de agua subterránea; en el sitio se construirán 2 pozos uno de agua arriba y otro de agua abajo, con los cuales se efectuará el monitoreo de agua, evaluándose la posible contaminación por lixiviados; así mismo se tomarán del agua muestras de éste liquido, en los ductos de bombeo colocados sobre las paredes de los bordos, los cuales estarán conectados al colector de lixiviados. (ver plano 17-LLP-2). Los análisis recomendados para los lixiviados generados en un relleno sanitario, se listan a continuación, en la Tabla No. 10.7.

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Tabla No. 10.7 Parámetros recomendados para el monitoreo de lixiviados





Materia orgánica Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5) Demanda Química de Oxigeno (DQO)

Parámetros físicos  Conductancia Específica  Turbiedad





   







Parámetros químicos Generales Cationes +3,+5  Arsénico (As) Potencial de . +2  Cadmio (Cd) . Hidrógeno +2 (pH).  Calcio (Ca) . +2  Cobre (Cu) . Alcalinidad  Cromo Total Total como CaCO3. (Cr)+3,+6. Cianuros (C).  Hierro Total Cloruros (Cl). (Fe)+2,+3. +2 Dureza Total  Magnesio (Mg) . como CaCO3.  Mercurio Total Fosfatos (Hg)+2. Totales como  Níquel (Ni)+2,+3. +1 P-OO4+.  Potasio (k) +2,+4  Plomo (Pb) Nitrógeno . +1 Orgánico como  Sodio (Na) . +2 N-Org.  Zinc (Zn) Nitrógeno Amoniacal como N-NH4+. Sulfatos (SO 4).

Indicadores bacteriológicos  Coliformes Totales en NMP/100 ml.  Coliforme Fecales en NMP/100 ml

Fuente: Manual de Rellenos Sanitarios SEDUE.

Se recomienda que los análisis listados en la tabla anterior, se efectúen por lo menos 2 veces al año y a medida que transcurra el tiempo y en función de los resultados que se vayan obteniendo, se reducirá el número de parámetros por analizar. 5. Condiciones climáticas El monitoreo de las condiciones climáticas del lugar tiene como objetivo determinar las relaciones entre las condiciones ambientales y la producción de los agentes impactantes. De la misma forma, es importante medir los parámetros meteorológicos que se relacionan con menor o mayor grado en la generación de algún agente impactante, como lo afectan y posteriormente, establecer una relación. Los parámetros meteorológicos considerados son:

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a) b) c) d) e)

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Temperatura ambiente Humedad relativa Precipitación pluvial Evaporación Dirección y velocidad del viento

El registro de estos parámetros se deberá tomar de la estación meteorológica más cercana al relleno sanitario. La frecuencia para la toma de datos de estos parámetros es diaria, en el periodo de operación y semanal cuando haya concluido la vida útil del proyecto. 6. Restauración del sitio La restauración del sitio se llevará a cabo después de la suspensión definitiva del confinamiento de residuos sólidos, debido al agotamiento de su vida útil y contemplará actividades encaminadas a la supervisión de las condiciones propias de clausura del relleno sanitario, las cuales se establecen en la Tabla 10.8, así como el periodo de frecuencia recomendado:

Tabla 10.8 Aspectos considerados en la inspección rutinaria Punto de inspección Cubierta final

Frecuencia de monitoreo Antes y Después de temporada de lluvias

Problemática que ocasionará Erosión que expone el recubrimiento sintético, derrumbamiento de terreno Cubierta de vegetación Cuatro veces al año Plantas muertas y erosión Pendientes finales Dos veces al año Estancamiento de aguas Drenaje superficial Cuatro veces al año y después de Encharcamientos y filtración en las cada lluvia sustancial celdas Pozos de biogás Continua Malos olores en la periferia y peligro de toxicidad y explosividad Pozos de monitoreo de aguas Continua Contaminación del agua subterránea subterráneas Pozos de lixiviados Continua Contaminación del agua subterránea 7. Caminos de acceso Considerando que el camino de acceso principal y el relleno sanitario, se encuentra dentro de la zona urbana de los ejidos Esperanza-Reforma y La Luz, se deberá establecer la máxima emisión de polvo y ruido, y con la información obtenida, se tomaran las medidas correspondientes con base en lo estipulado en la normatividad vigente al respecto. En lo referente a la generación de polvo y partículas suspendidas producto de la excavación y manejo del material de cubierta, se considera la implementación de las siguientes medidas para controlar y disminuir su efectos:

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Riego con aguas residuales tratadas del material de cubierta Utilizar equipo de seguridad como cubrebocas, mascarillas para disminuir la inhalación de polvos.

∗ ∗

Sin embargo, si la generación es considerable, se deberán realizar mediciones cuantitativas y cualitativas de las emisiones de partículas suspendidas en el aire, en puntos de muestreo establecidos en las áreas siguientes: a) b) c) d)

Caminos de acceso Caminos interiores Frente de trabajo Población cercana

En la tabla 10.9, se describen las características de este monitoreo y la periodicidad recomendada.

Tabla 10.9. Parámetros ecomendados para el monitoreo de polvo, partículas y microorganismos Parámetro Partículas Suspendidas Totales (μg/m3) Partículas Viables: − Hongos − Salmonella − Coliformes Fecales

Técnica recomendada Muestreo de Alto Volumen Muestreador con Impactador Andersen y Método Analítico de Laboratorio para Conteo de UFC/m3

Norma aplicable Periodicidad NOM-035-ECOL-1993 Quincenal

NMX-AA-042-1987 NMX-AA-102-1987

Quincenal

Para el caso del ruido si esto lo requiere, es preciso realizar un análisis en las condiciones de carga más intensas, a fin de determinar la máxima emisión de ruido y que este no sea superior al permisible y de ser superior, tomar las medidas de mitigación y prevención correspondientes, en este caso son aplicables las normas NOM-011-STPS-1993 “Reconocimiento, evaluación y control del ruido en ambientes laborales” y NOM-080-STPS-1993 “Metodología específica de monitoreo de ruido en ambientes laborales”.