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Revista EIA

Print version ISSN 1794-1237
On-line version ISSN 2463-0950

Rev.EIA.Esc.Ing.Antioq  no.7 Envigado Jan./June 2007

 

DISEÑO DE UNA METODOLOGÍA DE SELECCIÓN DE SITIOS PARA MONORRELLENOS DE LODOS PAPELEROS

 

Adriana María Quinchía*, Susan Irwin**, Ana María Uribe Ramírez***

* Ingeniera Agrícola, Universidad Nacional Sede Medellín. Especialista en Ingeniería Ambiental y Magíster en Ingeniería con Énfasis en Ambiental Universidad Pontificia Bolivariana. Docente e investigadora del grupo de investigaciones Gestión del Ambiente para el Bienestar Social -Gabis-, EIA. pfadqui@eia.edu.co

** Ingeniera Ambiental, EIA. Jefe División Gestión Ambiental, Productos Familia Sancela S. A. susanip@familia.com.co

*** Ingeniera Ambiental, EIA. Analista de Investigación y Desarrollo Ambiental, Cementos Argos S. A. auribe@argos.com.co

Artículo recibido 15-III-2006. Aprobado 8-VI-2007

Discusión abierta hasta diciembre de 2007


RESUMEN

En el proceso de tratamiento de las aguas residuales de la industria papelera que utiliza fibras recicladas entre sus materias primas, se generan lodos ricos en fibras de celulosa, los cuales al ser deshidratados se llaman residuos papeleros y se han convertido en un problema ambiental, debido a su alta tasa de generación. Internacionalmente se han estudiado varias alternativas de valorización, sin embargo, ninguna se ha implementado en escala industrial en Medellín, Colombia; la necesidad de una disposición adecuada de dichos residuos persiste, por lo que se considera que la forma más inmediata de manejo es mediante su disposición final en el suelo.

Unido al problema de la disposición, está la selección del sitio adecuado para realizarla, por lo cual se desarrolló una metodología que permite aplicarse en la evaluación y selección de los sitios optativos para la disposición de los residuos provenientes de las industrias papeleras.

PALABRAS CLAVE: residuos papeleros; disposición final; matriz de viabilidad.


ABSTRACT

The wastewater treatment at paper industry that uses recycled fibers as one of its raw materials generates a sludge rich in cellulose fibers, which once dehydrated is called "paper waste". This waste has become an environmental problem because of its high generation rate. Although several alternatives of valorization have been studied, in Medellin none of them has been implemented on an industrial scale; the necessity is still there, that is why the land disposal of this waste appears as the most immediate way to manage it.

Combined with the problem of disposition, it is the selection of the suitable site to make it, for which a methodology to be applied in the evaluation and selection of the optative sites for the disposition of remainders of paper industry was developed.

KEY WORDS: paper waste; final disposal; viability matrix.


INTRODUCCIÓN

En el proceso de producción de papel se utiliza gran cantidad de agua y se generan, a su vez, efluentes cargados de fibras de celulosa que deben ser tratados, ya sea con el fin de recircular el agua al proceso o para cumplir las políticas de gestión ambiental de las compañías; el material removido en el tratamiento de las aguas residuales forma un lodo con un contenido de sólidos entre el 3% y el 6%, que se trata, con el fin de eliminar parte del agua y llevarlo al estado sólido para facilitar su manejo; como resultado de este tratamiento, se produce una suspensión fibrosa conocida como "lodo papelero" o torta de lodo según Gallón y Londoño (2000).

Las características del residuo papelero lo han convertido en objeto de estudio con miras a implementar a gran escala el uso del residuo como un subproducto industrial, que permita no sólo eliminar el problema de la disposición (que representa costos para la empresa y problemas sociales), sino que además represente ingresos adicionales y beneficios ambientales asociados a la adopción de procesos de producción más limpia. Pese a esto, los estudios de valorización requieren aún tiempo de investigación antes de ser aplicados como una solución viable técnica y económicamente.

Hasta que esto suceda las empresas generadoras se ven en la obligación de disponer el residuo en escombreras, rellenos y sitios similares, los cuales no están diseñados para las características y el comportamiento de este material, ya que, aunque se ha demostrado que el residuo papelero no es peligroso (ver anexo 1), sus propiedades químicas, físicas y mecánicas no garantizan su estabilidad permanente una vez se encuentra expuesto a condiciones ambientales. Por lo anterior, se requiere el diseño y ubicación de llenos especiales para su disposición, en los que se tenga en cuenta el manejo de los impactos ambientales sobre las dimensiones física, biótica, social, económica y política.

Por los motivos expuestos, se plantea una metodología para la selección de los sitios adecuados y del método de disposición más recomendado, mediante una lista general de los aspectos económicos para tener en cuenta y una matriz de evaluación de los aspectos técnicos y ambientales. De esta manera se construye una herramienta útil para las autoridades ambientales y para las empresas en torno a la toma de decisiones relacionadas con la disposición de este material en el suelo.

1. METODOLOGÍA

La metodología que se siguió para la elaboración de la guía se basó en la consulta bibliográfica, tomando como referencia las disposiciones establecidas de 1988 a 1995 por la Environmental Protection Agency (EPA) de los Estados Unidos y el Reglamento Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS) de Colombia para el año 2000 sobre los métodos de disposición para residuos papeleros y de los aspectos técnicos, económicos y ambientales para tener en cuenta en el momento de establecer un lleno de este tipo de residuos. Con base en esta consulta se determinaron cuáles de los métodos de disposición eran técnicamente viables y se hizo una lista de los aspectos técnicos, económicos y ambientales involucrados en la selección del sitio para el establecimiento del lleno.

Para la determinación de los impactos ambientales, se utilizó un método matricial en el que se identificaron las acciones del proyecto susceptibles de producir impactos (ASPI) y los factores ambientales receptores de impactos (FARI), para luego diseñar una red de impactos relativa a este tipo de proyectos.

Para la matriz de viabilidad elaborada se utilizaron los criterios técnicos y ambientales consultados y, por medio de la elaboración de encuestas a un grupo interdisciplinario de expertos en diferentes áreas, se asignó a cada uno de los criterios un peso que representa su influencia dentro de la evaluación final de la vulnerabilidad del sitio. Este peso se calculó como el promedio ponderado de los pesos otorgados al criterio por cada uno de los encuestados.

2. RESULTADOS

Como resultados de la guía se identifican la lista general de los criterios económicos para tener en cuenta, una matriz de viabilidad técnica y ambiental para la evaluación de sitios específicos probables para la disposición de residuos papeleros y la red de impactos para este tipo de proyectos.

2.1 ASPECTOS ECONÓMICOS

Con la finalidad de analizar desde todo punto de vista la viabilidad del establecimiento de un lleno de residuos papeleros en un sitio determinado y teniendo en cuenta la independencia de los factores económicos y los técnico-ambientales, se preparó una lista de las variables económicas que deben considerarse en el momento de calcular el costo de disposición por tonelada de residuo y, por ende, la viabilidad económica del sitio (tabla 1).

2.2 RED DE IMPACTOS

Las principales actividades en el momento de establecer un lleno de residuos papeleros se presentan en la tabla 2. A partir de esta tabla, se determinaron los impactos relacionados con cada actividad y se elaboró la matriz ASPI-FARI, en la cual se identificaron los factores ambientales influyentes en cada uno de los impactos, para construir por fin una red en la que se determinaron las relaciones existentes (figura 1), con base en las siguientes consideraciones:

- En la red de impactos se hace una descripción exhaustiva de todas las posibles relaciones entre los impactos; cuando se apliquen a un caso específico algunos de los impactos, relaciones o cadenas que se presentan pueden sufrir modificaciones o ser irrelevantes.

- Los impactos deben considerarse como relevantes sólo en el caso de que se introduzcan al ambiente variaciones mayores a las que el medio está acostumbrado a asimilar naturalmente.

2.3 MATRIZ DE VIABILIDAD TÉCNICA Y AMBIENTAL

El objetivo de la matriz es permitir al usuario determinar la viabilidad técnico-ambiental de un sitio específico introduciendo en ella los valores de vulnerabilidad de cada criterio. Para la determinación de dichos valores se estableció una fórmula o un sistema de correspondencia numérica según el caso. A manera de ejemplo, se presenta el análisis desarrollado para el cálculo de la vulnerabilidad relacionada con uno de los criterios considerados en la matriz, como es la distancia del sitio a cuerpos de agua superficiales:

Según la legislación vigente, la distancia mínima de un sitio de disposición final a un cuerpo de agua debe ser de 500 m a partir del centro del cauce (RAS-2000). Cuando la distancia es menor que este valor, las restricciones impedirán el establecimiento del lleno en ese lugar, y se considera para efectos de este trabajo como vulnerabilidad nula el doble del rango establecido por la ley. Para lo anterior la función lineal aplicable es la siguiente:

V = -0.01d + 10;

donde:

V: valoración de la vulnerabilidad.

d: distancia del borde del lleno en metros.

La matriz utiliza un peso fijo asignado a cada criterio como resultado de las encuestas realizadas y la vulnerabilidad de cada uno de ellos para calcular una "vulnerabilidad total", la cual finalmente se traduce en la viabilidad del sitio siguiendo las correspondencias presentadas en la tabla 3.

En la tabla 4 se presenta un ejemplo ficticio de los resultados que arroja esta herramienta. La columna de valoración debe llenarla el usuario teniendo en cuenta las fórmulas o sistemas de correspondencia numéricos mencionados. Los rangos de valoración para la vulnerabilidad se presentan en la tabla 5.

3. CONCLUSIONES

Entre los impactos ambientales más significativos se encontraron el cambio en las características físicas y químicas del suelo, que pueden llevar a la pérdida en su capacidad productiva, el cambio en las condiciones mecánicas del terreno, la alteración de la calidad del agua y el régimen de caudales, la contaminación atmosférica por diferentes contaminantes como compuestos orgánicos volátiles (COV), material particulado y olores y la alteración de la calidad de vida de la población aledaña al lleno como punto final de encuentro de todos estos impactos.

La matriz desarrollada muestra que los impactos ambientales generados por la instalación de un lleno de residuos papeleros pueden generalizarse, con el fin de establecer los criterios más importantes para tener en cuenta al preparar un proyecto de este tipo; sin embargo, la magnitud e importancia de cada uno de ellos depende de las condiciones específicas del sitio donde pretende desarrollarse el proyecto, por lo cual su adecuada selección constituye la principal herramienta para la minimización de los impactos ambientales potenciales.

A una menor viabilidad, por lo general, los costos pueden ser mayores en los aspectos ambientales, técnicos y económicos; la inversión finalmente depende del gestor del proyecto, por tanto, la decisión final del establecimiento o no del lleno de residuos papeleros depende exclusivamente de él.

Puede decirse que la matriz de viabilidad técnica y ambiental de sitios, la lista de aspectos económicos y la red de impactos ambientales constituyen en conjunto una guía aplicable a la evaluación de sitios para la ubicación de llenos de disposición final de los residuos provenientes de las plantas de tratamiento de aguas residuales de la industria papelera que utiliza dentro de sus materias primas fibras recicladas.

4. BIBLIOGRAFÍA

ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Technical support document: Landfilling of sewage sludge. EPA. (EPA/600/2-88/027), 1988.        [ Links ]

ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Process design manual: Surface disposal of sewage sludge and domestic septage. EPA. (EpA/625/K-95/002), 1995.        [ Links ]

GALLÓN RAMÍREZ, Ángela María y LONDOÑO VARGAS, Lina María. Alternativa de utilización de los lodos provenientes de la industria papelera en elementos constructivos. Medellín, 2000. Proyecto de Grado (Ingeniería de Producción). Universidad EAFIT. Facultad de Ingeniería.        [ Links ]

IRWIN PIZANO, Susan y URIBE RAMÍREZ, Ana María. Disposición de residuos papeleros en suelos. Envigado, 2004. Trabajo de Grado Exploratorio (Ingenieras Ambientales). Escuela de Ingeniería de Antioquia.        [ Links ]

LOAIZA, Hugo Alberto y GOMEZ, Alfredo. Disposición de lodos en una planta papelera. Medellín, 1997. Trabajo de Grado (Ingenieros Químicos). Universidad Pontificia Bolivariana. Facultad de Ingeniería Química. 275 p.        [ Links ]

Anexo

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