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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN PLAN DE REGULARIZACIÓN DEL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL DE SANTA CRUZ DE JUVENTINO ROSAS, GUANAJUATO SEGÚN LA NOM-083-SEMARNAT-2003. TESINA QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL PRESENTA: HÉCTOR ALFONSO MALPICA GARCÍA. ASESOR: DR. RAÚL PÍNEDA OLMEDO JUNIO DE 2009 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. PLAN DE REGULARIZACIÓN DEL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL DE SANTA CRUZ DE JUVENTINO ROSAS, GUANAJUATO SEGÚN LA NOM-083-SEMARNAT-2003 OBJETIVO GENERAL: Diseñar las obras de ingeniería necesarias para sustituir el tiradero a cielo abierto por un relleno sanitario controlado en el Municipio de Santa Cruz de Juventino Rosas, Guanajuato; México. ÍNDICE INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 1 CAPÍTULO I “ASPECTOS GENERALES DEL MUNICIPIO DE SANTA CRUZ DE JUVENTINO ROSAS” .................................................................................................. 4 I.1 CARACTERÍSTICAS SOCIOECONÓMICAS ........................................................... 4 I.1.1 Actividades Económicas ....................................................................................... 4 1.2 ASPECTOS DEMOGRÁFICOS .............................................................................. 5 1.3 ASPECTOS URBANOS. ......................................................................................... 6 I.3.1 Abastecimiento de Agua Potable........................................................................... 7 I.3.2 Situación Actual de los Servicios de Recolección y Disposición Final de los Residuos Sólidos. ......................................................................................................... 8 CAPÍTULO II “ESTUDIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO Y ACONDICIONAMIENTO DEL RELLENO SANITARIO”..................................................................................... 10 II.1 ESTUDIO GEOHIDROLÓGICO ............................................................................ 10 II.1.2 Fisiografía y geomorfología ................................................................................ 10 II.1.3 Geología ............................................................................................................ 11 II.1.4 Ignimbritas y Tobas riolíticas (Tom) .................................................................... 11 II.1.5 Basaltos (Tpl-Q) y Brechas volcánicas basálticas (Bvb) ..................................... 12 II.1.6 Depositos aluviales (Qal)................................................................................... 13 II.1.7 Geología Estructural ........................................................................................... 13 II.1.8 Comportamiento de los Materiales ..................................................................... 14 II.1.9 Geohidrología ..................................................................................................... 15 II.1.10 Unidad hidrogeológica i (uh-i) ........................................................................... 15 II.1.11 Unidad hidrogeológica ii (uh-ii) ......................................................................... 16 II.1.12 Unidad hidrogeológica iii (uh-iii) ........................................................................ 16 II.1. 13 Censo de Obras (Pozos de agua) ................................................................... 16 II.1.14 Calidad del Agua .............................................................................................. 17 II.1.15 Recomendaciones............................................................................................ 20 II.2 ESTUDIO DE GENERACIÓN Y COMPOSICIÓN ................................................. 20 II.2.1 Normas de Referencia ....................................................................................... 21 II.2.2 Procedimiento .................................................................................................... 21 II.2.3 Análisis de Resultados ....................................................................................... 26 II.2.4 Generación per cápita de residuos ..................................................................... 26 II.2.5 Porcentaje en peso de subproductos. ................................................................ 27 II.2.6 Peso Volumétrico “In Situ”. ................................................................................. 28 II.3 ESTUDIO GEOTÉCNICO ..................................................................................... 29 II.3.1 Exploración y Muestreo. ..................................................................................... 29 II.3.2 Procedimiento de Exploración. ........................................................................... 31 II.3.3 Muestreo e Identificación del suelo. ................................................................... 33 II.3.4 Estratigrafía. ....................................................................................................... 33 II.3.5 Sondeo SM1. ..................................................................................................... 33 II.3.6 Sondeo SM2. ..................................................................................................... 34 II.3.7 Análisis de Permeabilidad. ................................................................................. 34 II.3.8 Coeficiente de permeabilidad. ............................................................................ 34 II.3.9 Ensayes de permeabilidad ................................................................................. 35 II.3.10 Análisis y Cálculos de Pruebas de Permeabilidad. ........................................... 36 II.3.11 Prueba de permeabilidad P-1. .......................................................................... 36 II.3.12 Prueba de permeabilidad P-3. .......................................................................... 37 II.3.13 Prueba de permeabilidad P-2. .......................................................................... 37 II.3.14 Estudios en Laboratorio.................................................................................... 39 II.3.15 Análisis de calidad de material ......................................................................... 39 II.3.16 Análisis de Resistencia al Esfuerzo Cortante. .................................................. 45 II.3.17 Factores que influyen en la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos “cohesivos” ................................................................................................................. 45 II.3.18 Resistencia al esfuerzo cortante de los suelos “friccionantes” .......................... 45 II.3.19 Estabilidad de Taludes. .................................................................................... 58 II.3.20 Factores de que depende la estabilidad de taludes en suelos. ......................... 59 II.3.21 Factores geomorfológicos. ...............................................................................59 II.3.22 Factores internos.............................................................................................. 59 II.3.23 Factores que causan con mayor frecuencia una disminución en la resistencia al esfuerzo cortante de los materiales constitutivos de laderas y taludes. ....................... 59 II.3.24 Recomendaciones para la estabilidad de taludes. ............................................ 60 CAPÍTULO III. “INGENIERÍA BÁSICA DEL RELLENO”. .......................................... 62 III.1 DIMENSIONAMIENTO DE LA CELDA DIARIA DE RESIDUOS. .......................... 62 III.1.1 Dimensiones de la celda ................................................................................... 64 III.2 ESPESORES DEL MATERIAL COMPACTADO Y CUBIERTA FINAL .................................................................................................................................... 65 III.3 CAPACIDAD VOLUMÉTRICA Y VIDA ÚTIL DEL SITIO. .................................................................................................................................... 66 III.3.1 Requerimiento volumétrico del relleno sanitario. ............................................... 66 III.3.2 Cálculo de la capacidad volumétrica del sitio. ................................................... 66 III.3.3 Cálculo de la vida útil del sitio ........................................................................... 67 III.3.4 Vida útil del relleno sanitario .............................................................................. 68 CAPÍTULO IV. “INFRAESTRUCTURA PARA OPERACIÓN” ................................... 68 IV.1 SISTEMA DE IMPERMEABILIZACIÓN ................................................................ 68 IV.1.1 Generalidades. ................................................................................................. 68 IV.1.2 Sistema propuesto. ........................................................................................... 69 IV.1.3 Procedimiento general de instalación. ............................................................... 70 IV.2 SISTEMA DE DRENAJE PLUVIAL. ..................................................................... 70 IV.2.1 Generalidades. ................................................................................................. 70 IV.2.2 Drenes .............................................................................................................. 70 IV.2.3 Canal principal. ................................................................................................. 71 IV.3 SISTEMA DE CONTROL DE BIOGÁS. .................................................................................................................................... 71 IV.3.1 Generalidades .................................................................................................. 71 IV.3.2 Control del Biogás............................................................................................ 74 IV.3.3 Sistemas de Control Activo. .............................................................................. 74 IV.3.4 Sistemas Perimetrales de Pozos de Extracción de Biogás. .............................. 75 IV.3.5 Sistemas de Control Pasivo. ............................................................................. 75 IV.3.5 Estimación del volumen de biogás generado. ................................................... 76 IV.3.6 Cálculo de generación de biogás ...................................................................... 78 IV.4 SISTEMA DE CONTROL DE LIXIVIADOS. ......................................................... 82 IV.4.1 Generalidades .................................................................................................. 82 IV.4.2 Balance hídrico e información Meteorológica. ................................................... 83 IV.4.3 Escurrimiento .................................................................................................... 84 IV.4.4 Evapotranspiración Real ................................................................................... 86 IV.4.5 Control de Lixiviados. ........................................................................................ 87 IV.4.6 Tratamiento de Lixiviados. ................................................................................ 89 IV.4.7 Estimación del Volumen de Lixiviados Generados. ........................................... 89 IV.5 SELECCIÓN DE MAQUINARIA ........................................................................... 90 IV.5.1 Equipos adaptados para la operación del relleno sanitario. .............................. 91 IV.5.2 Equipos diseñados expresamente para la operación de los rellenos sanitarios 92 IV.5.3 Equipos de apoyo. ............................................................................................ 93 IV.5.4 Maquinaria requerida. ....................................................................................... 97 IV.5.4-A. Especificaciones Tractor de cadenas D4C XL .............................................. 98 IV.5.4-B. Fuerza en la Barra de Tiro vs Velocidad de Desplazamiento ........................ 99 IV.5.4-C. Presión sobre el suelo .................................................................................. 99 IV.5.4-D. Especificaciones Controles Hidráulicos Tractor D4C .................................... 99 IV.5.4-E. Especificaciones compactador 816F .......................................................... 100 IV.5.4-F. Especificaciones de las Hojas para el compactador 816F .......................... 101 IV.5.4-G. Especificaciones Retroexcavadora 416 C .................................................. 102 IV.5.4-H. Datos de operación de la Retroexcavadora 416C ...................................... 103 IV.5.4-I. Datos de operación de cucharón de la retroexcavadora 416 C .................... 103 IV.5.4-J. Dimensiones de la Máquina ( Retroexcavadora 416C) ............................... 104 CAPÍTULO V. “OBRAS COMPLEMENTARIAS”. .................................................... 104 V.I ZONAS DE TRÁNSITO ....................................................................................... 104 V.I.1Áreas de acceso y espera.................................................................................. 104 V.I.2 Caminos exteriores e interiores......................................................................... 105 V.1.3 Señalamientos ................................................................................................. 105 V.1.4 Cerca perimetral .............................................................................................. 106 V.1.5 Cobertizo. ........................................................................................................ 107 V.1.6 Área de amortiguamiento. ................................................................................ 107 V.I.7 Sistema de energía eléctrica y alumbrado. ....................................................... 107 V.2 CASETA DE VIGILANCIA................................................................................... 108 Figura 5.4 Caseta de vigilancia propuesta ................................................................ 108 V.3 BÁSCULA. .......................................................................................................... 109 CONCLUSIONES ..................................................................................................... 110 Referencias ............................................................................................................... 112 ANEXOS A. MANUAL DE OPERACIÓN DEL RELLENO SANITARIO ..................................... 114 A.1 Preparación del terreno ...................................................................................... 114 A.1.1 Sección tipo del terreno ...................................................................................114 A.1.2 Sección transversal y longitudinal. ................................................................... 114 A.2 Plan de operación ............................................................................................... 114 A.3 Verificación del ancho del frente de trabajo ........................................................ 115 A.4 Zona de descarga ............................................................................................... 115 A.5 Acomodo de los residuos .................................................................................... 115 A.6 Conformación de la celda ................................................................................... 116 A.7 Bancos de material ............................................................................................. 117 A.8 Volúmenes de extracción .................................................................................... 117 A.9 Acomodo y extendido de los residuos sólidos ..................................................... 117 A.11 Acarreo, empuje y compactación del material de cobertura. ............................. 118 A.11.1 Acarreo .......................................................................................................... 118 A.11.2 Colocación del material de cobertura ............................................................. 118 A.11.3 Compactación. ............................................................................................... 119 A.11.4 Cantidad de pasadas a los residuos para alcanzar la compactación deseada.119 A.12 Tipo de vehículos, maquinaria y equipo por emplear en el sitio. ....................... 120 A.12.1 Tipo de vehículos. .......................................................................................... 120 A.13 Horario de servicio y horas pico de operación. .................................................. 120 A.14 Controles .......................................................................................................... 120 A.15 Registro de entrada, salida y pesaje de vehículos. ........................................... 121 A.16 Registro de control diario de maquinaria. .......................................................... 121 A.17 Registro de concentrado diario de maquinaria .................................................. 122 A.18 Registro de resumen mensual de control de maquinaria. ................................. 123 A.19 Registro del resumen mensual del control del material de cobertura ................ 123 A.20 Registro de análisis semanal de costo de operación de maquinaría. ................ 124 A.21 Registro de análisis de costo directo Hora-Máquina. ........................................ 124 A.22 Registro del resumen mensual de adquisición de materiales. ........................... 126 B. ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS ........................................ 127 B.1. Procesos anaerobios ......................................................................................... 127 B.2. Procesos Aerobios ............................................................................................. 128 B.3. Sistemas Naturales ............................................................................................ 129 B.4. Evaporación ....................................................................................................... 129 B.5. Recirculación de los Lixiviados .......................................................................... 131 B.6. Sistemas de Membranas ................................................................................... 132 B.7. Biorreactores con Membrana Mbr. .................................................................... 132 B.8. Osmosis Inversa ................................................................................................ 133 B.9. Tratamiento de Lixiviados en Plantas de Aguas Residuales Urbanas. .............. 133 PLANOS CONSTRUCTIVOS ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1 Crecimiento de la población (INEGI, 2005) ....................................... 6 Figura 1.2 Infraestructura carretera. ................................................................... 7 Figura 1.3 Foto satelital del futuro relleno sanitario (google earth, 2008) ........... 9 Figura 2.1 Censo de Obras (pozos) indicados sobre carta topográfica F14-C63 .......................................................................................................................... 18 Figura 2.2 Censo de Obras (pozos) indicados sobre carta topográfica F14-C64 .......................................................................................................................... 19 Figura 2.3 Calles de Pípila y Rayón .................................................................. 21 Figura 2.4 Encuesta Informativa ....................................................................... 22 Figura 2.5 Recolección de muestras ................................................................ 23 Figura 2.6 Clasificación de las muestras por calle ............................................ 23 Figura 2.7 Recolección de muestras al sexto día ............................................. 24 Figura 2.8 Acondicionamiento del lugar para el cuarteo .................................. 24 Figura 2.9 Registro del peso de las muestras .................................................. 25 Figura 2.10 Homogenización de las muestras .................................................. 25 Figura 2.11 Generación de residuos sólidos por habitante. ............................. 26 Figura 2.12 Porcentaje en peso de subproductos. ........................................... 27 Figura 2.13 Peso volumétrico “in situ” de los residuos. .................................... 28 Figura 2.14 Manifestación de falla en la pared del lado sur de la celda en proceso de excavación ..................................................................................... 30 Figura 2.15 Celda en proceso de excavación ................................................... 31 Figura 2.16 Croquis de localización de sondeos ............................................. 32 Figura 2.17 Sondeos ........................................................................................ 32 Figura 2.18 Perfíl estratigráfico sondeo SM1. ................................................... 33 Figura 2.19 Perfíl estratigráfico sondeo SM2 .................................................... 34 Figura 2.20 Localización de las pruebas de permeabilidad en los perfiles estratigráficos. .................................................................................................. 36 Figura 2.21 Pruebas de permeabilidad ............................................................. 38 Figura 2.22 Pruebas de permeabilidad ............................................................. 38 Figura 2.23 Prueba de consolidación 1 en material encontrado a 8.9 m de profundidad ....................................................................................................... 40 Figura 2.24 Prueba de consolidación 2 en material encontrado a 8.9 m de profundidad. ...................................................................................................... 41 Figura 2.25 Prueba de consolidación 3 en material encontrado a 8.9 m de profundidad. ...................................................................................................... 42 Figura 2.26 Prueba de consolidación 4 en material encontrado a 8.9 m de profundidad. ...................................................................................................... 43 Figura 2.27 Gráfica de compresibilidad ............................................................ 44 Figura 2.28 Prueba 1 de compresión triaxial sobre limos arenosos con grumos encontrados a 2.5 m de profundidad. ..............................................................46 Figura 2.29 Prueba 2 de compresión triaxial sobre limo arenoso con grumos encontrados a 2.5m de profundidad. ................................................................ 47 Figura 2.30 Prueba 3 de compresión triaxial sobre limo arenoso con grumos calizos encontrados a 2.5m de profundidad. .................................................... 48 Figura 2.31 Círculos de Mohr debidos a los ensayes triaxiales en limo arenoso con grumos calizos encontrados a 2.5m de profundidad. ................................. 49 Figura 2.32 Prueba 1 de compresión triaxial sobre limo arenoso color café claro encontrado a 5.3 m de profundidad. ........................................................ 50 Figura 2.33 Prueba 2 de compresión triaxial sobre limo arenoso color café claro encontrado a 5.3 m de profundidad. ........................................................ 51 Figura 2.34 Prueba 3 de compresión triaxial sobre limo arenoso color café claro encontrado a 5.3 m de profundidad. ........................................................ 52 Figura 2.35 Círculos de Mohr debidos a los ensayes triaxiales en limo arenoso color café claro encontrado a 5.3 m de profundidad. ........................................ 53 Figura 2.36 Prueba 1 de compresión triaxial sobre limo ligeramente plástico con grumos encontrado a 8.9 m de profundidad. ............................................. 54 Figura 2.37 Prueba 2 de compresión triaxial sobre limo ligeramente plástico con grumos encontrado a 8.9 m de profundidad. ............................................. 55 Figura 2.38 Prueba 3 de compresión triaxial sobre limo ligeramente plástico con grumos encontrado a 8.9 m de profundidad. ............................................. 56 Figura 2.39 Círculos de Mohr debidos a los ensayes triaxiales en limo ligeramente plástico con grumos encontrado a 8.9 m de profundidad.............. 57 Figura 2.40 Colocación de membranas(Lainer) ................................................ 61 Figura 3.1 Pasos para conformar la celda diaria. ............................................. 64 Figura 3.2 Dimensiones de la celda diaria ........................................................ 65 Figura 3.3 Proyección de la vida útil del relleno sanitario ................................. 68 Figura 4.1 Instalación de la geomembrana. ...................................................... 69 Figura 4.2 Canal principal de drenaje pluvial. ................................................... 71 Figura 4.3 Pozo para venteo ............................................................................ 76 Figura 4.4 Generación y recuperación de biogás en Juventino Rosas. ............ 81 Figura 4.5 Sistema de colección de lixiviados ................................................. 87 Figura 4.6 Sistema de extracción de lixiviados. ................................................ 88 Figura 4.7 Sistema de impermeabilización ....................................................... 89 Figura 4.8 Cargador de cadenas ...................................................................... 91 Figura 4.9 Tractor de carriles con hoja topadora .............................................. 91 Figura 4.10 Tractor con rodillo dentado ........................................................... 93 Figura 4.11 Retroexcavadora con cargador frontal........................................... 94 Figura 4.12 Motoconformadora ........................................................................ 95 Figura 4.13 Compactadora con rodillo vibratorio .............................................. 95 Figura 4.14 Camión de volteo de 9m³ ............................................................... 96 Figura 5.1 Propuesta de señalamientos conforme a la Secretaria de Comunicaciones y Transportes. ..................................................................... 105 Figura 5.2 Cerca perimetral y puerta de acceso al relleno sanitario ............... 106 Figura 5.3 Cobertizo para maquinaria de operación del relleno. .................... 107 Figura 5.4 Caseta de vigilancia propuesta ...................................................... 108 Figura A1.1 Formato de registro de entrada, salida y pesaje de vehículos .... 121 Figura A1.2 Formato de registro diario de maquinaria.................................... 122 Figura A1.3 Formato de registro concentrado de maquinaria. ....................... 123 Figura A1.4 Formato de registro del resumen mensual de maquinaria. ......... 123 Figura A1.5 Formato de registro del resumen mensual del control del material de cobertura. .................................................................................................. 124 Figura A1.6 Formato registro del resumen mensual de adquisición de materiales. ...................................................................................................... 126 ÍNDICE DE TABLAS Tabla 3.1 Proyección de población y generación de residuos sólidos acumulados. ..................................................................................................... 62 Tabla 3.2 Requerimientos volumétricos para el relleno sanitario. .................... 66 Tabla 3.3 Capacidad volumétrica del sitio ........................................................ 67 Tabla 3.4 Vida útil del sitio. ............................................................................... 67 Tabla 4.1 Composición y características típicas del biogás en México (SEDESOL,1996). ............................................................................................ 72 Tabla 4.2 Factores que intervienen en la generación de biogás ...................... 73 Tabla 4.3 Índices de generación de metano y generación potencial de metano. .......................................................................................................................... 78 Tabla 4.4 Modelo Mexicano de biogás ............................................................. 79 Tabla 4.5 Proyección de la generación y recuperación de biogás según modelo Mexicano. ......................................................................................................... 80 Tabla 4.6 Valores de Ka .................................................................................. 84 Tabla 4.7 Coeficientes de escurrimiento. .......................................................... 85 Tabla 4.8 Parámetros para el Balance de Agua ............................................... 85 Tabla 4.9 Cálculo de la percolación .................................................................. 86 Tabla 4.10 Descarga de Presión a los Residuos por un Tractor de Cadena. .. 92 Tabla 4.11 Descarga de Presión a los Residuos por un Compactador con Ruedas Metálicas. ............................................................................................ 93 Tabla 4.12 Maquinaria necesaria para operación de rellenos sanitarios según Caterpillar. ........................................................................................................ 97 Tabla 4.13 Equipo necesario para la operación del relleno sanitario. ............. 97 Tabla A1.1 Tiempos de vida útil de cada etapa. ............................................ 115 Tabla A1.2 Variables que intervienen en el análisis de costo directo hora- maquina. ......................................................................................................... 125 INTRODUCCIÓN La Noma Oficial Mexicana NOM-083-SEMARNAT-2003 define a un relleno sanitario como una obra de infraestructura que involucra métodos y obras de ingeniería para la disposición final de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial, con el fin de controlar su confinamiento, a través de la compactación e infraestructura adicionales. Esta 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 terminada su vida útil del mismo. Utiliza principios de ingeniería para confinar la basura en un área lo más pequeña posible, cubriéndola con capas de tierra diariamente y compactándola para reducir su volumen. Además, prevé los problemas que puedan causar los líquidos y gases producidos en el relleno, por efecto de la descomposición de la materia orgánica. El diseño, construcción y operación de rellenos sanitarios representan factores que la autoridad ambiental tiene que vigilar en sus diferentes ámbitos de gobierno, la supervisión y control del sitio de disposición final representa uno de los aspectos poco desarrollados en nuestro país. Existen dos métodos de construcción de rellenos sanitarios que se emplean de acuerdo a la topografia del terreno que se destine para el sitio de disposición final, el método de trinchera y el método de área. A continuación se describe en que consiste cada uno según el Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente. El método de trinchera se utiliza en regiones planas y consiste en excavar periódicamente zanjas de dos o tres metros de profundidad, con el apoyo de una retroexcavadora o tractor de oruga. Existen experiencias de excavación de trincheras hasta de 7 m de profundidad para relleno sanitario. 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 la tierra. Es fundamental su cubierta diaria, con una capa de 0.10 a 0.20 m de tierra o material similar. La compactación de los desechos sólidos es preferible en capas de 0.20 a 0.30 m y finalmente cuando se cubre con tierra toda la celda. De este factor depende en buena parte el éxito del trabajo diario, alcanzando a largo plazo una mayor densidad y vida útil del sitio. Se debe tener cuidado en época de lluvias dado que las aguas pueden inundar las zanjas. Por lo tanto, se deben construir canales perimetrales para captar y desviarlas e incluso proveerlas de drenajes internos. En casos extremos, puede requerirse el bombeo del agua acumulada. Las paredes longitudinales de las zanjas se cortan de acuerdo con el ángulo de reposo del suelo excavado. La excavación de zanjas exige condiciones favorables tanto en lo que respecta a la profundidad del nivel freático como al tipo de suelo. Los terrenos con nivel freático alto o muy próximo a la superficie del suelo no son apropiados por el riesgo de contaminar el acuífero. Los terrenos rocosos tampoco lo son debido a las dificultades de excavación. El método de área se emplea en áreas relativamente planas, donde no es factible excavar fosas o trincheras para enterrar las basuras, éstas pueden depositarse directamente sobre el suelo original, elevando el nivel algunos metros. En estos casos, el material de cobertura debe ser importado de otros sitios o, de ser posible, extraído de la capa superficial. En ambas condiciones, se construye 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. El material de cobertura se excava de las laderas del terreno, o en su defecto se debe procurar lo más cerca posible para evitar el encarecimiento de los costos de transporte. La operación de descarga y construcción de las celdas debe iniciarse desde el fondo. 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 0.10 a 0.20 m de espesor; se continúa la operación avanzando sobre el terreno, conservando una pendiente suave de unos 30 grados en el talud y de 1 a 2 grados en la superficie. Santa Cruz de Juventino Rosas es un Municipio que se ubica dentro del bajio guanajuatense, el cual es un valle orientado en dirección este- oeste, paralelo al eje Neovolcanico quedando dentro de una fosa tectonica cubierta de material aluvial de granulometria fina ( arcillas, limo y arena) que conforman la planicie. Ésta aloja una serie de fallas geológicas que sirvieron como conducto de manifestaciones volcánicas, la presencia de una de estas fallas se da en la celda 3 del sitio de disposición final orientada en dirección NE 70° SW representando un posible foco de contaminación para el acuífero regional. Este acuífero tiene su nivel estatico a los 115 m de profundidad, con temperatura entre 33-39°C, el cual no se encuentra contaminado. El flujo del agua presenta dos alinemientos, el primero es en dirección este- oeste paralelo a la carretera Celaya-Salamanca, y el segundo, el de interés va en dirección NE 70° SW que coincide con la falla geológica que afecta el área de estudio. Se propone una franja de amortiguamiento no menor de 10 m en ambos lados de la falla geológica asi como un sistema de impermeabilización que no permita el paso al flujo de lixiviados. El sitio de disposición final de Juventino Rosas se localiza en un predio de 60622.176 m², con una topografia correspondiente a una planicie por lo cual se optó por emplear ambos métodos, se emplea el método de trinchera para 14m de profundidad por debajo del nivel de terreno natural y el método de área en 4m sobre el nivel de terreno natural. Para calcular la vida útil del relleno fue necesario llevar a cabo el estudio de generación y composición descrito en el capítulo II conforme a la NMX-AA-015- 1985 del cual se obtuvo la generación per capita de residuos sólidos de 0.623 kg, con un peso volumétrico de los residuos de 155.8 kg/m³ y una generación a lo largo de la vida útil del relleno de 50-64 t diarias. La vida útil del SDF se estima en 9.3 años con un volumen acumulado de 453982.34 m³, el peso volumétrico de los residuos ya compactados se considera de 500kg/m³ y un volumen de material de cubierta acumulado de 46495.76 m³. De acuerdo con el estudio geotécnico los taludes de las celdas pueden ser totalmente verticales en sus 14m de profundidad ya que es un material muy estable que posee una permeabilidad que va de media a baja. En cuanto a la infraestructura para operación descrita en el capítulo IV se propone un sistema de impermeabilización a base de una geomembrana de 60 milesimas de puldada de espesor (1.5mm) con bentonita impregnada la cual estará sobre puesta a una capa de material limo-arcilloso de 20 cm de espesor, arriba de la geomembrana se colocorá una segunda capa de arcilla de 30 cm compactada al 90% Proctor. El sistema de drenaje pluvial se llevará a cabo sobre la superficie y periferia del sitio de disposición final y será a cielo abierto a base de cunetas. El sistema de control de biogás propuesto se basa en el uso de sistemas pasivos, pozos de venteo y quema. El pozo consiste en un filtro grueso de grava de ¾” a 2” que se desplanta desde el inicio de la construcción del fondo de la celda, dentro de este filtro se apoya un tubo ranurado para ventila de 6” de diámetro al que se le acopla un aditamento de venteo y quema. La selección de maquinaria necesaria para la operación del relleno sanitario se basa en la generación de residuos sólidos municipales y con apoyo del manual de rendimientos Caterpillar; para la operación del sitio de disposición final de Juventino Rosas se propone un tractor de cadenas D4C XL, un compactador con rodillo dentado 816F, una retroexcavadora 416C, un camión de volteo de 9m³, una camioneta pick up, una báscula electrónica de 30 t de capacidad y una computadora (Pc). El capitulo V describe las obras de infraestructura fijas necesarias (áreas de acceso y espera, caminos exteriores e interiores, cerca perimetral, caseta de vigilancia, báscula, cobertizo para maquinaria y área de amortiguamiento)que permitirán apoyar las actividades de operación del relleno sanitario. Los anexos incluyen el manual de operación del relleno sanitario de Santa Cruz de Juventino Rosas y los planos constructivos. 4 CAPÍTULO I “ASPECTOS GENERALES DEL MUNICIPIO DE SANTA CRUZ DE JUVENTINO ROSAS” El municipio del estado de Guanajuato esta situado a 100º 59´ 50´´ de longitud oeste del meridiano de Greenwich y a los 20º 37´ 35´´ de latitud norte. Su altura sobre el nivel del mar es de 1,750 metros. Cuenta con una extensión superficial aproximada de 428.64 km², al norte limita con el municipio de San Miguel de Allende, al oeste con el municipio de Comonfort, al este con el municipio Celaya, al sur con Villagrán. El municipio es un valle en el cual las elevaciones más importantes son el cerro Sobreritillo, mesa de Almanza, mesa de Chayote y las Frutas, el punto más alto está a 2100 msnm. En el municipio existen varias presas; la del Cerrito, la Recibidora, la Segunda y la de San Isidro, al igual que pequeños arroyos como el Aguacatillo, Matías, las Piletas, los Tanques y las Parras. El clima predominante en el municipio es el semi cálido subhúmedo con lluvias en verano, la temperatura promedio anual es de 19.5°C, la máxima de 36.6°C, la mínima de 0.8°C, el municipio ha registrado una precipitación pluvial media anual de 628 milímetros y una frecuencia de heladas de 21 días por año. La vegetación está conformada por bosques de encino, pastizales amacollados arborescentes y selva baja de hoja caduca además de forrajes como zacatón, lobera, navajita, colorado, lanudo, cola de zorro, banderita, mezquite y otras especies como nopal, largoncillo, tepehuajes, órgano y gabambullo, como especie forestal la única especie es el encino. En cuanto a las especies animales predominantes se encuentran los roedores como conejos, liebres, ardillas y tejones, aves como la codorniz, águila, halcón, zopilote, patos y gavilán, podemos encontrar también a animales herbívoros como el venado y el ciervo. El suelo es de estructura subangular blocosa con una consistencia firme y textura de arenosa a arcillosa con un potencial de hidrógeno pH que va de 6 a 7.8, en cuanto a superficie 20,618 hectáreas son de régimen ejidal y 18,822 hectáreas de propiedad privada, de esta superficie municipal el 60.66% esta destinada a la agricultura, el 20.17% son pastizales, el 9.46% son bosques y un 9.71% matorrales. I.1 CARACTERÍSTICAS SOCIOECONÓMICAS I.1.1 Actividades Económicas En las principales actividades económicas que constituyen la economía municipal se tiene a la agricultura que comprende cultivos semipermanentes o de temporal que representan un 67% de la producción total anual comprendida en 24,194 hectáreas aproximadamente, el otro 33% de la producción se refleja en las áreas de riego localizadas al sur donde se cultivan principalmente hortalizas para exportación, entre los principales productos está el maíz, cebolla, zanahoria, trigo en grano y alfalfa. 5 Otra actividad numerosa es la ganadería con una producción de ganado caprino del 3.2% a nivel estatal, pero también de la misma manera la producción de carne bovina y ovina continúa en importancia relativa. En el año 2000 la producción ganadera se veía representada de esta forma: Tabla1.1 Producción ganadera ( www.monografias.com, 2008) Concepto Cabezas Bovino 14,668 Porcino 1,982 Ovino 749 Caprino 15,837 Aves 6,542,097 La producción de productos pecuarios se integra principalmente por leche y huevo que en el año 2000 era de la siguiente manera: Tabla 1.2 Productos pecuarios (www.monografias.com, 2008) Pecuarios Producción Leche 37,503 Huevo 1,701 En cuanto a la industria sólo hay registros de talleres textiles,herrerias, además de plantas de mayor importancia como la empacadora de verduras y legumbres llamada “Birds Eye”, asi como una planta deshidratadora de alfalfa y una seleccionadora de cebolla. 1.2 ASPECTOS DEMOGRÁFICOS La población del municipio de Santa Cruz de Juventino Rosas asciende a más de 70,323 habitantes según los registros del censo llevado a cabo por el INEGI en el año 2005, que corresponden al 1.43% de la población total del estado, de los cuales el 47.03% son hombres y el 59.97% son mujeres. El crecimiento de la población en el municipio de Juventino Rosas ha tenido una tendencia ascendente en los últimos 25 años, aunque se nota una ligera reducción en la tasa de crecimiento. En la siguiente gráfica se muestra el comportamiento de la población según datos del INEGI (2005): 6 Figura 1.1 Crecimiento de la población (INEGI, 2005) De la población actual en el municipio el 62.3% se considera población urbana, mientras que el 37.7% es población rural, sólo 2 comunidaes tienen una población mayor a 2,500 habitantes que son Santiago de Cuenda y Juventino Rosas. La siguiente tabla muestra una proyección aproximada de la población a una tasa del 1.1%. Tabla 1.3 Crecimiento aproximado de la población (INEGI, 2005) 1.3 ASPECTOS URBANOS. El municipio de Santa Cruz de Juventino Rosas cuenta con 132.2 kilómetros de caminos, entre los más importantes se encuentran las carreteras Celaya– Juventino Rosas–Guanajuato y Salamanca–Juventino Rosas, y un camino de terracería que comunica al municipio con el municipio de Villagrán. Año HABITANTES 2001 66,031 2002 66,738 2003 67,452 2004 68,174 2005 68,904 2006 69,642 2007 70,387 2008 71,141 2009 71,902 2010 72,672 2011 73,450 2012 74,236 2013 75,030 2014 75,834 2015 76,645 7 El municipio de Juventino Rosas cuenta con servicios de teléfono, telégrafo y correo. En cuanto a medios de transporte cuenta con servicio de taxis y transportación foránea, con una central de autobuses en el municipio. Esquema representativo: Figura 1.2 Infraestructura carretera. I.3.1 Abastecimiento de Agua Potable El Comité Municipal de Agua Potable y Alcantarillado es el organismo encargado del suministro de agua potable proveniente de 6 pozos de extracción profunda. Actualmente se llevan a cabo monitoreos de calidad de agua de las fuentes de abastecimiento de la cabecera y comunidades rurales, y monitoreos de cloro residual en tomas domiciliarias de la cabecera municipal. Se realizan también campañas de asesoría a comités rurales sobre (Cloración, muestreo de pozos, Cortes de caja y micro medición. En 2007 se llevó a cabo la adecuación del tren de válvulas de las fuentes de abastecimiento con la finalidad de cumplir con las normas de la CNA, el buen funcionamiento permite monitorear la presión, la velocidad y el gasto; además de proteger el equipo de bombeo. En 2007 también se automatizaron los pozos instalando 7 controladores para arrancar y parar los equipos en forma automática y proteger así las entradas en los horarios prohibidos por CFE, este beneficio se ha visto reflejado en el ahorro de tiempo de mano de obra, ahorro de combustible, y protección del re arranque de los equipos de bombeo al detectar fallas eléctricas apaga el bombeo evitando que se dañe todo el equipo y no se genere desabasto a la población. El municipio de Santa Cruz de Juventino Rosas ha implementado medidores en el sistema de tomas domiciliarias con el fin de tener un control más racional así como un cobro más equitativo, en 2008 se han instalado 1,194 equipos de medición cubriendo las tomas de agua potable que no contaban con equipo, 8 actualmente los contratos que se realizan incluyen el cuadro de medición, cabe mencionar también que el gobierno municipal actual adquirió una hidrodesazolvadora tipo Vaccon marca Sterling, modelo 2002 para darle mantenimiento a las redes centrales de alcantarillado. I.3.2 Situación Actual de los Servicios de Recolección y Disposición Final de los Residuos Sólidos. El H. Ayuntamiento delmunicipio de Santa Cruz de Juventino Rosas está a cargo del servicio de limpia del mismo, siendo responsable del aseo urbano o limpieza pública el cual comprende las etapas de almacenamiento, recolección, trasporte, barrido, reciclaje y disposición final de los residuos sólidos municipales. Los servicios de aseo y limpia estan directamente a cargo de la Dirección de Servicios Municipales que se conforma por una Coordinación de Ecología, una Secretaría y un Jefe de personal de limpia, parque y jardines. El personal que labora en la Dirección realiza otras funciones relacionadas con la prestación de otros servicios municipales además del aseo urbano motivo por el cual la atención es parcial. De los presupuestos aprobados en cabildo empleados en el servicio de limpia son proporcionados por la Tesorería, las únicas fuentes de ingresos son las captadas por subgrupos de recolectores que trabajan para el municipio en el sitio de disposición final y en el centro de acopio. Con relación al marco legal para la prestación del servicio, se cuenta con un reglamento de ecología el cual, dentro de sus apartados contempla aspectos del manejo de los residuos sólidos municipales, además de que existen algunas reglas que deben observar los operadores del servicio de recolección, con el objeto de mejorar la prestación del servicio, en cuestión de almacenamiento se retienen un periodo no muy largo los residuos por parte de los generadores de éstos, para darles un tratamiento así como su aprovechamiento finalmente se entregan al servicio de limpia, en este sentido es necesaria una planeación que permita un almacenamiento adecuado. En el municipio se ha clasificado el almacenamiento de dos formas; domiciliario y almacenamiento en fuentes de mayor generación. El almacenamiento domiciliario es el efectuado en las casas-habitación y comprende el almacenamiento interno y el almacenamiento externo, teniendo como almacenamiento interno el realizado por los habitantes en el interior de las viviendas y comprenden baño, cocina, recámaras. El almacenamiento externo es cuando se depositan los residuos generados en las viviendas disponiendo de recipientes especiales para su almacenamiento, el almacenamiento en fuentes de mayor generación es el llevado a cabo en sitios generadores como mercados, comercios, tianguis, tiendas de autoservicio, sitios públicos, escuelas y universidades, instalaciones de gobierno y terminales de autotransporte. De manera semejante en el almacenamiento domiciliario hay un almacenamiento interno y externo. El tratamiento de los residuos sólidos almacenados depende de la fuente de generación de los mismos, en el almacenamiento domiciliario predominan los recipientes de plástico y de metal, además de bolsas, sacos, cajas de madera y cartón principalmente. Para el almacenamiento en los lugares de generación 9 mayor tales como el mercado municipal se tienen contenedores de 6 m³ que se recogen diariamente por el servicio de limpia del municipio de Santa Cruz para trasportar los residuos sólidos al lugar de disposición final, en parques, jardines, vialidades y cualquier otra área pública se han instalado recipientes de metal y plástico que son recogidos por el H. Ayuntamiento en servicio gratuito. El servicio de recolección y transporte de los residuos en la cabecera municipal es realizado por el método de la acera, en el cual se anuncia el vehículo recolector y los usuarios depositan sus residuos en la acera frente a su propiedad para ser levantados por el personal que brinda el servicio, para el resto de las comunidades se emplea el método de parada fija, el cual consta de un previo aviso del transporte recolector para disponer de contenedores a los usuarios colocados en algunos puntos estrategicos de la comunidad, para así identificar rutas de trabajo para el servicio de recolección y transporte, la frecuencia del servicio es diaria con una cobertura del 100% en la cabecera municpal y para las comunidades se brinda el servicio regularmente una o dos veces por semana. El sitio de disposición final de los residuos sólidos consiste actualmente en un tiradero a cielo abierto llamado sitio de disposición final de Santiago de Cuenda ubicado al sur del municipio a unos kilómetros de la comunidad de Santiago de Cuenda, a un costado de la carretera Villagrán-Salamanca para llegar se atravieza un camino de terracería de aproximadamente 1 km. Figura 1.3 Foto satelital del futuro relleno sanitario (google earth, 2008) Sitio de disposición final de Santiago de Cuenda Municipio de Santiago de Cuenda 10 CAPÍTULO II “ESTUDIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO Y ACONDICIONAMIENTO DEL RELLENO SANITARIO”. II.1 ESTUDIO GEOHIDROLÓGICO En este capítulo se incluyen los trabajos (de campo y gabinete) realizados en el predio utilizado como relleno sanitario, haciendo un análisis del entorno geológico y geohidrológico, y cómo éste pudiera afectar el funcionamiento actual y futuro de dicha área de confinamiento. Desde el punto de vista geohidrológico, dado que el área de confinamiento se localiza en medio de una gran planicie aluvial, conformada por materiales granulares de permeabilidad variable desde baja, donde predominan las arcillas; hasta alta, donde existe un alto contenido de arenas y gravas, ésta podría representar un foco de contaminación hacia el acuífero regional, generado por procesos de lixiviación. Aunado a esta situación, debemos agregar la existencia de estructuras geológicas (fracturas y fallas), las cuales afectan de manera general todo el subsuelo del bajío guanajuatense, así como las obras civiles construidas sobre su traza. Si bien es cierto que en la actualidad este problema es apenas incipiente en una de las celdas de confinamiento (donde existe ya una afectación por falla), ésta pudiera verse incrementada por los regímenes de bombeo de los pozos existentes en la zona de estudio, ya que la sobre-explotación del acuífero controla el comportamiento de los materiales aluviales superficiales, a través de una consolidación diferencial. Geologicamente, la zona de estudio comprende desde las rocas riolíticas que afloran al norte hasta las rocas basálticas que afloran en el cerro de Vista Hermosa; en tanto que, geohidrologicamente, incluye la comunidad de Santiago Cuenda y sus alrededores. Para llevar a cabo el estudio geohidrológico, se apoyó en la información existente en trabajos previos, principalmente aquella que se encuentra contenida en el “Estudio hidrogeológico y modelo matemático del Acuífero del Valle de Celaya”, realizado por la empresa Ingeniería Geológica Computarizada S.A. de C.V, en octubre de 1999. II.1.2 Fisiografía y geomorfología El área de estudio se localiza en la porción central del estado de Guanajuato, dentro de un extenso valle orientado en dirección este-oeste; quedando incluida en la zona geográfica conocida como bajío guanajuatense. De acuerdo con la clasificación de provincias fisiográficas de Raisz (1964), la zona de estudio queda comprendida dentro de la provincia del Eje Neovolcánico, la cual se encuentra orientada en una dirección preferencial 11 este-oeste, que se extiende desde el estado de Veracruz hasta las costas de Colima, Jalisco y Michoacán. El Eje Neovolcánico se caracteriza por su franco predominio de rocas ígneas de composición basáltica, andesítica y riolítica (esta última, en menor proporción), expresadas a manera de numerosos aparatos volcánicos y lagos- cráter, cuya morfología, orientación y distribución sugieren un origen tectónico. En efecto, la zona del bajío guanajuatense es una importante fosa tectónica (orientada en sentido este-oeste), que aloja en su interior una serie de fallas geológicas, las cuales en conjunto conforman una serie de elevaciones y depresiones tectónicas, también conocidas como pilares y fosas tectónicas, respectivamente. En muchas ocasiones, estasdepresiones tectónicas permiten la acumulación de importantes volúmenes de aguas superficiales y el desarrollo de zonas lacustres, tal y como sucede en la región de los lagos de Chápala, Yuriria y Cuitzeo. De la misma forma, existe cierto número de fosas tectónicas orientadas en una dirección perpendicular (es decir, orientada en sentido norte-sur), tal y como sucede en la región de Ocampo, Gto. y Villa de Reyes, S.L.P. De manera general, estas fosas tectónicas se encuentran cubiertas por potentes espesores de materiales aluviales de granulometría fina (arcillas, limo y arena), los cuales en conjunto conforman una gran planicie aluvial. Los suelos, generalmente limo-arcillosos, son de un espesor poco considerable y ocasionalmente presentan un elevado contenido de materia orgánica. En cuanto a elevaciones topográficas importantes se refiere, en las cercanías del área de estudio existen algunos aparatos volcánicos mayores (cerros El Culiacán y La Gavia), conductos volcánicos menores y brechas volcánicas (cerros de Tejada y Vista Hermosa); así como conos cineríticos (como los que se localizan al sureste de Cortazar). II.1.3 Geología De acuerdo con la verificación geológica de campo, en el área de estudio afloran tres unidades geológicas diferentes, siendo de la más antigua a la más joven, las siguientes: II.1.4 Ignimbritas y Tobas riolíticas (Tom) Esta secuencia de rocas ígneas ácidas, con alto contenido de cuarzo y feldespato, se correlaciona con la última fase eruptiva de la Sierra Madre Occidental, y se encuentra constituida por lavas muy viscosas (ríolitas e ignimbritas), flujos piroclásticos densos (tobas riolíticas), escoria volcánica, productos piroclásticos (principalmente pómez) y vidrio volcánico (obsidiana). 12 Estas rocas se encuentran distribuidas conforme a la traza del límite septentrional de la fosa tectónica del bajío guanajuatense, a lo largo de la cual se encuentran los principales puntos de emisión, alineados en dirección este- oeste. Esta unidad se encuentra ampliamente distribuida en el subsuelo del área de estudio, tal y como se puede observar en la correlación estratigráfica de los pozos perforados en las comunidades de San Julián y Sta. María de Guadalupe (ambos, localizados al suroeste de Santiago Cuenda). Por otra parte, rocas pertenecientes a esta misma unidad estratigráfica afloran en un cerrito localizado al poniente de la comunidad de Tejada, lugar donde se encuentran expuestas rocas riolíticas con un alto contenido de escoria volcánica, material pumítico (pómez) y vidrio volcánico (obsidiana). El origen de estas rocas ígneas ácidas está directamente relacionado con la extensión de una mega-falla existente al suroeste de la comunidad de Santiago Cuenda, en la Colonia la Ladrillera. Dado que las fallas son muy profundas; estas estructuras geológicas sirven de conducto para la manifestación de eventos volcánicos de cualquier naturaleza y/o composición (tal y como ocurre en los cerros de Tejada y Vista Hermosa). Esta unidad representa la parte basal de las secuencias volcánicas basálticas más jóvenes del Plioceno-Pleistoceno (Tpl-Q); por otra parte, en la Sierra Codornices, localizada al norte de Juventino Rosas, donde se le atribuye un espesor del orden de los 300 m. II.1.5 Basaltos (Tpl-Q) y Brechas volcánicas basálticas (Bvb) Esta unidad estratigráfica está representada por algunos afloramientos de basalto fisural, los cuales de acuerdo a su geomorfología, conforman amplias mesetas basálticas; el emplazamiento de estas rocas ocurre principalmente a través de fallas profundas, asociadas a esfuerzos de distensión del Plioceno tardío. Aunque la unidad no aflora, ésta se encuentra presente en el subsuelo del área de estudio y en algunos afloramientos localizados tanto al sur como al norte, inmediatamente al sur de Villagrán, en la comunidad de Vista Hermosa, existe un aparato volcánico constituido por coladas de basalto masivo y brecha volcánica basáltica (esta última, comúnmente conocida como tezontle). Por otra parte, al norponiente de Juventino Rosas, entre las comunidades de Ojo de Agua del Carrizal y La Tinaja afloran algunos basaltos lajeados con una alta densidad de diaclasas, lo cual les confiere un alto potencial hidráulico, constituyéndose como una importante zona de recarga hacia el acuífero. 13 II.1.6 Depositos aluviales (Qal) En las partes topográficamente altas (pilares tectónicos), los procesos geológicos (tales como la erosión y el intemperismo) favorecen la formación de material detrítico de granulometría variable. El material generado, es transportado y finalmente depositado hacia partes topográficamente bajas (fosas tectónicas), acumulándose importantes espesores de material aluvial del tamaño de las gravas, arenas, limos y arcillas. El deposito final de estos sedimentos es controlado por los cambios de pendiente y a su vez por la reducción de la energía cinética (velocidad) de los ríos y arroyos que bajan de los cerros y las montañas, de tal manera que en las facies sedimentarias proximales predominan los materiales granulares gruesos (conglomerados de matriz limo-arenosa). En las facies sedimentarias medias predominan los materiales granulares medios (gravas y arenas de grano grueso a fino) y en las facies sedimentarias distales predominan los materiales granulares finos (arena de grano muy fino, limos y arcillas). Las facies sedimentarias distales poseen una permeabilidad baja a moderada con posibilidades de infiltración moderadas. Frecuentemente, esta unidad sedimentaria se encuentra intercalada con derrames de basalto o con materiales piroclásticos (tobas). Para el caso del área de estudio, ésta corresponde con una facies sedimentaria distal, interdigitada con tobas limo-arcillosas compactas y horizontes de caliche, estos últimos, corresponden a facies sedimentarias lagunares asociadas a largos períodos de evaporación. La combinación de estos materiales en conjunto conforma una secuencia sedimentaria (de permeabilidad baja a moderada) bastante compacta, capaz de soportar taludes con pendientes muy fuertes; resultando sumamente conveniente para la excavación de paredes verticales (como las que existen en el relleno sanitario, motivo del presente estudio). II.1.7 Geología Estructural La fosa tectónica que conformó el bajío guanajuatense, representa el rasgo estructural más importante del área de estudio; ésta se encuentra flanqueada por dos altos estructurales: al norte, por la Sierra de Guanajuato, y al sur, por algunos aparatos volcánicos como El Culiacán y La Gavia. Esta fosa tectónica está asociada con procesos distensivos originados por el cambio de régimen tectónico al occidente de México, a principios del Plioceno; como resultado, en el interior de la fosa tectónica se forma una serie de bloques escalonados, a manera de estructuras geológicas denominadas horst y graben (altos y bajos estructurales, respectivamente) 14 Así mismo, el origen de algunas rocas ígneas alojadas en el interior del valle está directamente relacionado con la existencia de fallas geológicas. Las estructuras geológicas localizadas al suroeste de la comunidad de Santiago Cuenda, en las inmediaciones del relleno sanitario, corresponden con la traza de una mega-falla que tiene su origen en las cercanías de las comunidades de Santa Teresa y San Elias (Municipio de Celaya), justo entre la mesa Los Palacios y cerro del Potrero. En el área de estudio y en la celda de confinamiento se puede apreciar la existencia de una falla geológica, orientada en una dirección NE 70° SW. II.1.8 Comportamiento de los Materiales El problema común de las ciudades, comunidades e infraestructura civil construida en el bajío guanajuatense, es la existencia de fallas geológicas en el subsuelo. Estas fallas geológicas fueron sepultadas por potentes espesores de materiales aluviales, flujospiroclásticos (tobas) y derrames de rocas ígneas (de composición ácida, intermedia o básica). Hace aproximadamente 50 años, el agua subterránea se localizaba prácticamente a nivel de la superficie terrestre, de tal forma que una muestra de suelo (de 1m³, por ejemplo) se encontraba constituida por tres elementos principales: Materiales Aluviales, de granulometría variable. Poros (Espacios existentes entre partícula y partícula).- Llenos de agua Agua subterránea, con un Nivel Estático NE= 0 m En la actualidad, esas condiciones iniciales han cambiado como efecto de la sobreexplotación de los acuíferos, de tal forma que esos mismos elementos presentan las siguientes características: Materiales Aluviales, de granulometría variable. Poros (Espacios existentes entre partícula y partícula).- Vacíos Agua subterránea, con un Nivel Estático NE= 115 m Consecuencias: El espacio que originalmente estaba ocupado por agua, ahora está vacío. El material aluvial se ha vuelto susceptible a la consolidación. Al existir un “escalonamiento” del basamento (provocado por las fallas), entonces, existen diferentes espesores de material de relleno. El material que ya ha sido drenado se consolida hasta un límite máximo de compresión (dependiendo de la profundidad del basamento incompresible). Mientras tanto, el material contiguo (con un espesor de material de relleno mayor) continua con el proceso de consolidación. 15 En la zona de Celaya, los materiales aluviales son predominantemente limo arcillosos (lo cual les confiere un comportamiento plástico ante la deformación), de tal forma que en la superficie terrestre se genera un desnivel lento y gradual, proporcional al ritmo de sobreexplotación del acuífero. En cambio, en el área de estudio, donde predominan los materiales limo- arenosos, intercalados con horizontes piroclásticos y calichosos bien compactados (lo cual les confiere un comportamiento rígido ante la deformación), de tal forma que en la superficie terrestre se genera una ruptura (o fractura) del material compacto. Como el material compacto no tiene un plano de ruptura definido, entonces se pueden generar fracturas en zig-zag, bifurcaciones y hasta una segmentación de la fractura principal; tal es el caso de la estructura geológica sepultada en el área de estudio, donde la expresión superficial de la misma ocurre a manera de una fractura segmentada, dividida en dos partes, una desfasada de la otra. En el presente estudio se decidió denominar a esta estructura como: Falla Geológica Cuenda Poniente Falla Geológica Cuenda-Oriente A su vez, la Falla Geológica Cuenda Poniente se bifurca en tres partes principales: Falla Geológica Cuenda Poniente – Fractura Norte Falla Geológica Cuenda Poniente – Fractura Centro Falla Geológica Cuenda Poniente – Fractura Sur Para realizar el “mapeo” (de esta falla geológica segmentada y sus respectivas bifurcaciones) se utilizó un GPS, marca GARMIN, modelo 12XL. Durante la realización del “levantamiento” se utilizaron 150 puntos de verificación, en los cuales se obtuvieron sus respectivas coordenadas UTM (x,y). Cada par de coordenadas fue capturado en una base de datos Excel y transferida a un Software de Interpolación: Surfer 8, para obtener el Mapeo final de la falla II.1.9 Geohidrología De acuerdo con las observaciones efectuadas en campo, a continuación se describen las Unidades Hidrogeológicas presentes en el área de estudio: II.1.10 Unidad hidrogeológica i (uh-i) En esta unidad se incluye a las riolitas del período oligoceno-mioceno (Tom), atribuyéndoles una permeabilidad baja, sin embargo, en las zonas donde aflora (Sierra de Codornices, al norte de Juventino Rosas) se considera como zona de recarga, debido al desarrollo de diaclasas. Las diaclasas, son estructuras geológicas (formadas durante el enfriamiento de las rocas ígneas) que 16 controlan la dirección del flujo subterráneo, debido a que éstas se desarrollan conforme a una orientación preferencial. El caso contrario, cuando estas estructuras no tienen un patrón estructural bien definido, entonces, no tienen ningún control sobre el comportamiento del agua subterránea; tal es el caso de las rocas que afloran inmediatamente al norte de la comunidad de Juventino Rosas, en el arroyo de El Sauz, lugar donde se midieron hasta cuatro direcciones diferentes de diaclazamiento: E-W, NW 60° SE, NW 10° SE, NE 40° SW. Esta unidad hidrogeológica se encuentra ampliamente distribuida en el subsuelo del área de estudio. II.1.11 Unidad hidrogeológica ii (uh-ii) En esta unidad se incluye a los basaltos (Tpl-Q) y brechas volcánicas basálticas (Bvb), atribuyéndoles una permeabilidad alta, dada su alta densidad de diaclasas. Al parecer, la distribución de esta unidad estratigráfica en el subsuelo del área de estudio se encuentra muy restringida, ya que únicamente en los pozos No.17 y 22 del Censo de Obras realizado a principios de 2008 se mencionó su presencia durante la perforación. II.1.12 Unidad hidrogeológica iii (uh-iii) En esta unidad se incluye a los depósitos aluviales del cuaternario (Qal), atribuyéndoles una permeabilidad media a baja, sin embargo, existen algunos horizontes y paquetes arenosos que conforman mantos colgados. De manera general, estos materiales poseen una permeabilidad baja a moderada, sin embargo, en las áreas donde existe un alto contenido de material grueso (arena y grava), éstos pueden conformar mantos colgados; y durante la temporada de lluvias incrementar su potencialidad. Además, se considera que esta unidad actúa como “zona de transportación vertical” de los retornos por riego e infiltración del agua de lluvia. II.1. 13 Censo de Obras (Pozos de agua) Para sustentar y complementar el análisis geohidrológico, se realizó un censo de obras en los primeros meses de 2008, durante el cual se midieron los niveles piezométricos y se verificaron las condiciones equipamiento y operación para cada una de las obras, además se obtuvieron sus coordenadas geográficas y UTM con ayuda de un GPS. Durante el censo de las obras se visitaron 31 pozos, de los cuales, 21 pozos (67.8%) están activos, 8 pozos (25.8%) están inactivos y 2 pozos (6.4%) se encuentran en proceso de perforación. De los 21 pozos activos, el 81% (17 pozos) está destinado al uso agrícola, mientras que el 4.7% (1 pozo) se utiliza con fines recreativos (Balneario “El Chorro”), y finalmente, 14.3% (3 pozos) abastecen de agua potable a la población avecindada en la comunidad de Santiago Cuenda. 17 De los 21 pozos activos y en cuanto al equipamiento se refiere, 14 pozos (67%) están equipados con turbina vertical, en tanto que 3 pozos (33%) están equipados con bomba sumergible. La profundidad total de las obras censadas varía entre los 130 y 400 m, mientras que el año de perforación oscila entre 1971 y el 2008. De acuerdo con el censo de obras, en el área de estudio existen tres sistemas acuíferos: dos de carácter local que corresponden a acuíferos colgados, con niveles estáticos (N.E.) someros, y un acuífero regional denominado como Acuífero de Celaya, con niveles más profundos. De manera general, se puede establecer que: “la antigüedad y la profundidad de las obras determina el acuífero al cual explotan”. Las obras más antiguas, cuya profundidad total varía entre los 80 y 110 m (pozos No.1,2,5,12-A y 17 del censo de obras) se encuentran explotando un acuífero colgado, denotando un nivel estático inferior a los 60 m, el cual oscila entre los 54.40 a 59.45 m. Otro grupo de obras (menos antiguas), con una profundidad que varía entre los 120 y 160 m (pozos No.4,6,10,12 y 18 del censo de obras) explotan un segundo acuífero colgado, denotando un nivel estático inferior a los 90 m, el cual oscila entre los 82.00 a 89.00 m. Las obras más recientes, cuya profundidad varía entre los 165 a 400 m (pozos No.9,11,13,14,15,17-A,20,22,23y 27 del censo de obras) explotan un acuífero regional cuyo nivel estático oscila entre los 100 y 140 m. Desafortunadamente, en el 50% de los pozos censados no se pudo determinar el nivel estático, razón por la cual, los datos obtenidos (referentes al N.E.) resultan algo dispersos para realizar alguna configuración de tales niveles; más aún, que los niveles medidos en campo corresponden a tres sistemas acuíferos. II.1.14 Calidad del Agua Durante la realización del censo de obras se llevó a cabo el monitoreo de la calidad del agua, mediante la medición de los parámetros físico-químicos de campo, tales como: temperatura ( °C ), conductividad eléctrica y pH. Si bien es cierto que el nivel estático determina la profundidad de la obra, ésta no tiene ningún control sobre la calidad química del agua, ya que de acuerdo con los datos de campo, se tienen valores muy semejantes: Temperatura pH Conductividad Eléctrica 33 a 39 °C 7.7 a 8.0 420 a 580 μS El rango de valores obtenidos, resulta bastante positivo ya que permite evidenciar que no existe perturbación alguna de los sistemas acuíferos locales, 18 es decir, que no existen lixiviados provenientes de las celdas receptoras de basura y ninguna otra fuente contaminante. Sin embargo, aún y cuando casi todos los pozos activos extraen aguas termales, sólo dos obras extraen agua tibia, del orden de los 28 °C (pozo No.3) y 31°C (pozo No.6). Figura 2.1 Censo de Obras (pozos) indicados sobre carta topográfica F14-C63 26 1 22 1 21 1 25 1 FALLA GEOLOGICA CONDUCTO VOLCANICO 19 Figura 2.2 Censo de Obras (pozos) indicados sobre carta topográfica F14-C64 Estos valores son totalmente concordantes con los valores obtenidos en el estudio geohidrológico realizado por la CEAG y la CNA, en octubre de 1999. De dicho estudio se pueden observar dos alineamientos principales: Alineamiento Este-Oeste.- Localizado inmediatamente al sur de la carretera de cuota Celaya-Salamanca y orientado de forma paralela a dicha vialidad. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 1 12 1 12-A 13 1 10 1 15 1 14 1 16 1 17-A 17 1 19 1 20 1 23 1 27 1 24 1 28 1 29 1 18 1 20 Alineamiento NE 70° SE.- Que coincide conforme a la falla geológica que afecta al área de estudio, y que tiene su origen en el área de San Elias y Santa Teresa, municipio de Celaya. En lo que a conductividad eléctrica se refiere, en aquel entonces se obtuvieron valores comprendidos entre los 400 y 600 μS, lo cual significa que la zona no ha sufrido alguna perturbación (por lo menos, en cuanto a valores de conductividad eléctrica se refiere) desde entonces a 2008. II.1.15 Recomendaciones De acuerdo con la actual profundidad de excavación en el relleno sanitario y los parámetros físico-químico del agua medidos en campo (especialmente el de Conductividad Eléctrica); actualmente no existe ninguna afectación hacia el Acuífero Regional. En el extremo sureste de la celda próxima a utilizar, la presencia de la falla geológica Cuenda Oriente representa un riesgo muy alto, debido a un posible colapso del material “encajonante” y la consecuente contaminación del agua subterránea. De acuerdo con el levantamiento geológico de campo, el límite occidental de la colonia Ladrillera se encuentra disectado por la falla geológica Cuenda Poniente; sin embargo, la traza de esta falla no es evidente en el límite oriental de dicha localidad. Para determinar la posible continuidad de esta última falla, se deberá realizar un sondeo o excavación (de 10 m de longitud y 2 m de profundidad) en el límite oriental de la colonia Ladrillera; justo en la dirección de la traza de falla, la cual coincide con la alineación de los mezquites, ya que las fallas “atrapan” el drenaje y favorecen el desarrollo de vegetación. Si se demuestra la ausencia de la Falla Poniente, las futuras celdas deberán ser excavadas hacia esa zona: con mejor margen de seguridad. Si se demuestra la presencia de la Falla Poniente, el municipio deberá iniciar los trámites para el “Estudio Geológico para la Relocalización del Relleno Sanitario”, haciendo énfasis en su impacto ecológico y social. Mientras tanto, el manejo del actual relleno sanitario deberá ser realizado con el mayor control y cuidado posibles, para lo cual se recomienda el uso de una geomembrana, tratando de evitar al máximo una posible afectación al Acuífero Regional. II.2 ESTUDIO DE GENERACIÓN Y COMPOSICIÓN La cuantificación y caracterización de los residuos que se generan en un municipio son muy importantes para el manejo o la disposición final de los mismos, ya que de este estudio obtendremos los datos necesarios para conocer qué tipo de residuos se generan y en qué cantidad, y de la misma manera eso nos dará la pauta para conocer las dimensiones del sitio y su tiempo de vida útil. Este estudio además nos permitirá conocer la generación per cápita en el municipio así como una cantidad aproximada de lo qué se genera en él diariamente. 21 II.2.1 Normas de Referencia Para la realización de este estudio se tomaron las siguientes normas como referencias: NOM-083-SEMARNAT-2003. Especificaciones de protección ambiental para la selección del sitio, diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial. NMX-AA-015-1985. Método del cuarteo. NMX-AA-019-1985. Peso Volumétrico “in situ”. NMX-AA-022-1985. Selección y cuantificación de subproductos. NMX-AA-061-1985. Determinación de la generación. II.2.2 Procedimiento A) MÉTODO DEL CUARTEO El método del cuarteo se llevó a cabo de acuerdo a la norma NMX-AA- 015-1985 en la cual se establece el procedimiento para realizar esta actividad. Selección de la zona de muestreo. La colonia seleccionada para el muestreo fue la Colonia Centro del municipio de Juventino Rosas, específicamente las calles de Pípila y Rayón, ya que en esta colonia los estratos sociales están homogéneos y nos permitirá conocer de manera más precisa la cantidad generada de residuos y nuestro resultado no se verá afectado con la situación social y económica de ciertas casas, si no que nos dará una visión de la generación del municipio en su totalidad. Figura 2.3 Calles de Pípila y Rayón Basándonos en la NMX-AA-061-1985, se tomó el riesgo α de 0.1 para el cual según la norma se deben tomar 80 muestras. 22 Visita Informativa Figura 2.4 Encuesta Informativa El día lunes 28 de abril de 2008 por la mañana se hizo la visita a las casas seleccionadas para el muestreo, en la cual se les informó brevemente del estudio que se estaba realizando así como del procedimiento que se seguiría durante el mismo, se les invitó a participar a lo cual la mayoría aceptó resultando 39 casas en la calle Pípila y 41 en la calle Rayón, se les aplicó una encuesta la cual contenía los siguientes datos: nombre del responsable de la casa, dirección, número de habitantes incluyendo personal de servicio y si reciclan algún tipo de material. Plan de Limpieza Este plan consiste en entregar una bolsa negra en la cual, los habitantes de las casas seleccionadas, depositen todos los residuos que hayan generado ese día o los que tengan de otros días acumulados, con el fin de que, al comenzar el muestreo no se mezclen los residuos de otros días y el resultado sea más confiable. En esta ocasión el plan de limpieza no fue necesario ya que el estudio comenzó la mañana del Lunes 28 de abril de 2008 y el servicio de recolección del municipio ya había pasado por los residuos de los días anteriores. El procedimiento que a continuación se describe se realizó durante 6 días consecutivos no incluye la visita informativa y el plan de limpieza. Muestreo Para la obtención de las muestras se les entregó
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