Un revestimiento de relleno sanitario , o revestimiento compuesto , está destinado a ser una barrera de baja permeabilidad, que se coloca debajo de los vertederos de ingeniería . Hasta que se deteriora, el revestimiento retarda la migración del lixiviado y sus constituyentes tóxicos hacia los acuíferos subyacentes o los ríos cercanos, lo que provoca la expoliación del agua local.
Los rellenos sanitarios modernos generalmente requieren una capa de arcilla compactada con un espesor mínimo requerido y una conductividad hidráulica máxima permitida , superpuesta por una geomembrana de polietileno de alta densidad .
La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos ha declarado que las barreras "finalmente fallarán", mientras que el sitio sigue siendo una amenaza durante "miles de años", lo que sugiere que los diseños modernos de rellenos sanitarios retrasan pero no previenen la contaminación del agua superficial y subterránea. [1]
Se utilizan llantas astilladas o de desecho para sostener y aislar el revestimiento. [2]
Tipos
Existen ciertos niveles de nocividad en los que tienen los diferentes tipos de basura; por lo tanto, existen diferentes tipos de sistemas de revestimiento que se requieren para estos diferentes tipos de sitios de eliminación. El primer tipo son los sistemas de revestimiento único. Estos sistemas generalmente se colocan en vertederos que en su mayoría contienen escombros de construcción. Estos rellenos sanitarios no están destinados a contener la eliminación de desechos líquidos nocivos como pintura, alquitrán o cualquier otro tipo de basura líquida que pueda filtrarse fácilmente a través de un sistema de revestimiento único. El segundo tipo son los sistemas de doble revestimiento . Estos sistemas generalmente se encuentran en los vertederos de desechos sólidos municipales, así como en todos los vertederos de desechos peligrosos. La primera parte está construida para recolectar el lixiviado, mientras que la segunda capa está diseñada para ser un sistema de detección de fugas para garantizar que ningún contaminante se filtre al suelo y contamine todo. [3]
Componentes
Se requiere que los revestimientos compuestos se utilicen en sistemas municipales de residuos sólidos para rellenos sanitarios y utilicen un sistema de doble revestimiento que se compone de un sistema de lixiviado que es un líquido que recoge los sólidos de la sustancia que pasa a través de él. El sistema de lixiviado está rodeado por un tipo de capa sólida de drenaje, como grava, que está encerrada por una geomembrana y arcilla comprimida, también conocida como revestimiento de arcilla geosintética . Este revestimiento de arcilla geosintética generalmente está hecho de bentonita de sodio que se compacta entre dos piezas gruesas de geotextil. El siguiente material que rodea el revestimiento compuesto sería un sistema de detección de fugas compuesto de otro material como grava con una geomembrana adicional o revestimiento complejo. [4] Las geomembranas dentro del revestimiento compuesto consisten en un polietileno de alta densidad que proporciona una minimización efectiva del flujo y entrega y una barrera útil que se usa en contaminantes inorgánicos. [5] Puede utilizarse como sustituto de la arena o grava y también tiene una transmisividad muy alta y un almacenamiento bajo. La superficie inferior ayuda a proporcionar una prueba de fugas eficaz una vez instalada correctamente. También es una barrera para líquidos y vapores de baja permeabilidad. Los revestimientos de arcilla geosintética son fabricados por fábricas y el propósito de que estén hechos de bentonita de sodio es que regulan el movimiento de líquidos en gases dentro de los desechos. [6] Los geocompuestos que son una combinación de las geomembranas y el material de revestimiento geosintético también incluyen una capa de bentonita entre la mitad de las capas de geotextil; sin embargo, se permite la implementación del espacio aéreo. Luego se remata con una cubierta final.
Mecanismo
El papel principal que tiene un revestimiento compuesto para un sistema municipal de residuos sólidos para vertederos es que reduce la cantidad de fugas a través de pequeños orificios de filtración que a veces se forman en la parte de geomembrana del revestimiento compuesto. La parte de la capa de protección sirve como un impedimento para que estos orificios se formen dentro de la geomembrana, lo que permitiría que los desechos se filtren a través de todo el revestimiento. También elimina la presión y la tensión que pueden causar grietas y la formación de agujeros en la membrana. [7] Un revestimiento eficaz en un sistema de vertedero debería poder controlar el agua en términos de movimiento y protección del medio ambiente. Debería poder regular el flujo fuera del área de desechos y retener el contenido de desechos cuando ingresa al vertedero real. Debido a la eficacia de cómo se colocan los rellenos sanitarios en la parte superior de las pendientes para que el agua fluya cuesta abajo y, en caso de emergencia, al relleno sanitario real. El agua se mueve a través del vertedero y hacia abajo a través del revestimiento compuesto. El objetivo principal de todo esto es que el movimiento sea lateral, lo que disminuye la probabilidad de catástrofe de la pendiente y los desechos se filtran y contaminan libremente todo lo que se encuentra en su camino. La cubierta final funciona como una forma de mantener el agua fuera del contaminante y de controlar que la escorrentía ingrese al sistema. Esto ayuda a evitar que las plantas y los animales sean dañados por el agua contaminada con desechos, el lixiviado. Usando gravedad y bombas, el lixiviado se puede empujar a un sumidero donde es extraído por una bomba. Al desarrollar revestimientos compuestos, es extremadamente importante tener en cuenta los factores de riesgo como terremotos y otros problemas de fallas de taludes que podrían ocurrir. [8] Los revestimientos compuestos se utilizan en los vertederos de residuos sólidos urbanos (RSU) para reducir la contaminación del agua . Un revestimiento compuesto está hecho de una geomembrana junto con un revestimiento de arcilla geosintética . Los sistemas de revestimiento compuesto son mejores para reducir la migración de lixiviados al subsuelo que un revestimiento de arcilla o una sola capa de geomembrana. [9]
Propiedades mecánicas
Las formas primarias de degradación mecánica asociadas con las geomembranas resultan de una resistencia insuficiente a la tracción, resistencia al desgarro, resistencia al impacto, resistencia a la perforación y susceptibilidad al agrietamiento por tensión ambiental (ESC). El método ideal para evaluar la cantidad de degradación del revestimiento sería examinar muestras de campo durante su vida útil. Debido al tiempo requerido para las pruebas de muestreo de campo, se han desarrollado varias pruebas de envejecimiento aceleradas en laboratorio para medir las importantes propiedades mecánicas. [10]
Fuerza de Tensión
La resistencia a la tracción representa la capacidad de una geomembrana para resistir la tensión de tracción. Las geomembranas se prueban más comúnmente para determinar la resistencia a la tracción utilizando uno de tres métodos; la prueba de tracción uniaxial descrita en ASTM D639-94, la prueba de tracción de tira ancha descrita en ASTM D4885-88, y la prueba de tensión multiaxial descrita en ASTM D5617-94. La diferencia entre estos tres métodos radica en los límites impuestos a las probetas. Las pruebas uniaxiales no proporcionan restricción lateral durante la prueba y, por lo tanto, prueban la muestra en condiciones de tensión uniaxial. Durante la prueba de tira ancha, la muestra se sujeta lateralmente mientras que la parte central no se sujeta. La prueba de tracción multiaxial proporciona una condición de límite de tensión plana en los bordes de la muestra. [11] Un rango típico de resistencia a la tracción en la dirección de la máquina es de 225 a 245 lb / in para HDPE de 60 mil a 280 a 325 lb / in para HDPE de 80 mil. [12]
Resistencia al desgarro
La resistencia al desgarro de una geomembrana se vuelve importante cuando está expuesta a fuertes vientos o tensión de manipulación durante la instalación. Existen varios métodos ASTM para medir la resistencia al desgarro de las geomembranas, y los informes más comunes utilizan ASTM D1004. Las resistencias típicas al desgarro muestran un valor de 40 a 45 lb para HDPE de 60 mil y de 50 a 60 lb para HDPE de 80 mil. [12]
Resistencia al impacto
La resistencia al impacto proporciona una evaluación de los efectos de los impactos de la caída de objetos que pueden romper o debilitar la geomembrana. Al igual que con las propiedades mecánicas anteriores, existen varios métodos de evaluación ASTM. Se obtienen resistencias de impacto significativamente más altas cuando se colocan geotextiles por encima o por debajo de la geomembrana . Las geomembranas más gruesas también muestran una mayor resistencia al impacto. [12]
Resistencia a la perforación
La resistencia a la perforación de una geomembrana es importante debido al material heterogéneo por encima y por debajo de un revestimiento típico. Las superficies rugosas, como piedras u otros objetos afilados, pueden perforar una membrana si no tiene suficiente resistencia a la perforación. Están disponibles varios métodos más allá de las pruebas estándar de ASTM; Uno de estos métodos, el ensayo de altura crítica del cono, mide la altura máxima de un cono en el que no falla una geomembrana comprimida, que se somete a una presión creciente. Las muestras de HDPE suelen tener una altura de cono crítica de alrededor de 1 cm. [13]
Agrietamiento por estrés ambiental
El agrietamiento por tensión ambiental se define como el agrietamiento externo o interno en el plástico inducido por un esfuerzo de tracción aplicado menor que su resistencia a la tracción a corto plazo. ESC es una observación bastante común en geomembranas de HDPE y, por lo tanto, debe evaluarse con cuidado. Las propiedades poliméricas adecuadas, como el peso molecular, la orientación y la distribución, ayudan en la resistencia a la ESC. ASTM D5397 [método de prueba estándar para la evaluación de la resistencia al agrietamiento por tensión de las geomembranas de poliolefina utilizando una carga de tracción constante con muescas (NCTL)] proporciona el procedimiento necesario para medir la resistencia ESC de la mayoría de las geomembranas de HDPE. El tiempo de transición recomendado actualmente para una geomembrana de HDPE aceptable es de alrededor de 100 h. [12]
Ver también
Referencias
- ^ gfredlee.com - Consejo Nacional de Investigación de las Academias Nacionales (2007): Evaluación del desempeño de barreras de contención de desechos de ingeniería . Comité para evaluar el desempeño de las barreras de ingeniería. Washington DC.
- ^ Benson, Craig H .; Olson, Michael A .; Bergstrom, Wayne R. (enero de 1996). "Temperaturas del revestimiento de relleno sanitario aislado". Registro de investigación de transporte: Revista de la Junta de investigación de transporte . 1534 (1): 24–31. doi : 10.1177 / 0361198196153400105 . S2CID 220750886 .
- ^ Hughes, Kerry L. "Hoja de datos de la Universidad Estatal de Ohio". Tipos de rellenos sanitarios y sistemas de revestimiento, CDFS-138-05 (2005). Obtenido del sitio web: http://ohioline.osu.edu/cd-fact/0138.html Archivado el 19 de enero de 2016 en Wayback Machine.
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