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El problema de los residuos urbanos comienza a tomar proporciones críticas y a generar un gravísimo impacto en el medio ambiente a partir del segundo tercio del siglo XX con el aumento de la población mundial, la expansión de la economía basada en el consumo y los extraordinarios avances técnicos experimentados. Como consecuencia, grandes volúmenes de residuos son generados anualmente. En Neuquén, cada uno de nosotros generamos, en promedio, cerca de un kilo de basura por día. En una vida de 80 años, serían casi 26 toneladas, lo que equivale al peso de tres elefantes y un elefantito, mucho no?
¿Qué hacemos con tanta basura?
El manejo de los residuos comprende básicamente tres operaciones diferentes: recolección, transporte y disposición final. En la actualidad, aun con las numerosas alternativas de tratamiento de residuos, la disposición de residuos sólidos urbanos (RSU) en rellenos sanitarios constituye la práctica más común en casi todo el mundo. Sin embargo, en Argentina, como mínimo el 44% del total de los RSU que se generan son vertidos en forma inadecuada, ya sea en basurales a cielo abierto o en sitios que no cuentan con los controles mínimos requeridos para una adecuada preservación de la salud humana y del ambiente. En la región del Comahue, sólo la ciudad de Neuquén cuenta con un relleno sanitario que tiene en cuenta principios mínimos de ingeniería sanitaria para la adecuada disposición final de residuos.
El resto de los municipios, de mediana y pequeña envergadura, vierten sus residuos en basurales a cielo abierto (BCA), muchos de los cuales están localizados en zonas de alta fragilidad ambiental (Figura 1). Esta forma de disposición (BCA) genera consecuencias negativas en el ambiente, en la salud, en la sociedad y en la economía. La presencia de basurales a cielo abierto son un foco de contaminación y un riesgo sanitario para la población.
Figura 1. Basural a cielo abierto de municipio de la región del Comahue.
¿Qué es un relleno sanitario?
Es una excavación que se hace en el terreno, donde los residuos son enterrados y cubiertos diariamente con capas de tierra que se compactan para reducir su volumen. Se diseña de manera tal de evitar impactos negativos sobre la salud, seguridad pública y el ambiente durante su vida útil, cierre, así como también en la etapa posterior a su clausura. Para ello, se utilizan técnicas de ingeniería para prever los problemas que puedan causar los líquidos y gases producidos en el relleno por la descomposición de la materia orgánica, ejecutando barreras y controles ambientales a tal efecto (Figura 2).
Figura 2: Relleno sanitario con sistema mínimo de impermeabilización.
Los rellenos sanitarios poseen forma de pileta y como toda pileta sus lados y el fondo del mismo deben estar recubiertos para evitar que los líquidos contenidos allí se escapen (Figura 3).
Figura 3. Relleno sanitario de la ciudad de Neuquén. Colocación de la geomembrana.
¿Qué líquidos se producen en un relleno sanitario?
Una de las fuentes más importantes de contaminación en un relleno sanitario la constituyen los lixiviados que se generan en el mismo. Los lixiviados son soluciones que contienen contaminantes orgánicos e inorgánicos. El líquido que puede convertirse en un lixiviado proviene principalmente de la infiltración directa del agua de lluvia que cae adentro del residuo. La preocupación primordial en los rellenos sanitarios es la posible migración de estos lixiviados y eventual contaminación del agua subterránea y del suelo del entorno.
Esta migración se controla interponiendo barreras constituidas por capas de arcilla compactadas que poseen una baja conductividad hidráulica o permeabilidad y alta capacidad de retención de contaminantes. Los suelos naturales y los materiales arcillosos son usados en conjunción con materiales sintéticos para crear este tipo de barreras (Figura 4).
Aunque algunos detalles técnicos varían de país a país, los requisitos de aplicación general que deben cumplir estas barreras son una conductividad hidráulica entre 10-7 y 10-10 cm/s, alta capacidad de intercambio catiónico y un espesor mínimo de 0,5 m. Las arcillas y los minerales arcillosos poseen un importante rol como constituyentes de barreras geológicas aislantes de rellenos sanitarios.
Figura 4: Capas y niveles relativos de un sistema de sellado compuesto de la base de un relleno sanitario.
¿De dónde obtenemos los materiales necesarios para usarlos como barreras aislantes de rellenos sanitarios?
Todos los sistemas diseñados para impermeabilizar el fondo de rellenos sanitarios comparten un componente sellante crucial: la arcilla.
Las principales ventajas de la utilización de arcillas en este tipo de uso son sus cualidades como material sellante, extremadamente baja permeabilidad, potencial de retardación y retención, alta plasticidad, propiedades de hinchamiento y abundancia en la naturaleza. A fin de disminuir los costos de estos materiales, los suelos naturales pueden ser mezclados con diversas arcillas con el objetivo de incrementar sus propiedades de impermeabilidad. En ese sentido, sedimentos de bajo costo de obtención pueden ser mejorados por agregados de arcillas para lograr productos óptimos.
En la tecnología de barreras de residuos son usadas diversas variedades de suelos naturales y arcillas comerciales, siendo las bentonitas sódicas una de las arcillas que mejor cumplen esta función.
En la cuenca Neuquina, ubicada en el sector centro-oeste de la República Argentina, se encuentran los yacimientos de bentonitas sódicas más importantes a nivel nacional (Figura 5). Estas bentonitas, así como otras arcillas de similares características que existen en esta zona pero que no son explotadas para ningún fin, fueron intensamente estudiadas desde el punto de vista hidráulico y geoquímico para evaluar sus aptitudes como barreras aislantes de residuos. Los resultados obtenidos determinaron que estos materiales cumplen con los requisitos de conductividad hidráulica establecidos por normas internacionales, para ser utilizados en conjunto con materiales sintéticos o naturales en la construcción de barreras aislantes.
Figura 5. Canteras de bentonita localizadas en los alrededores del Lago Pellegrini, provincia de Río Negro.
La importancia de la investigación en la universidad como aporte a la sociedad
Ante la creciente necesidad de prevenir la contaminación del agua y el suelo próximos a los sitios de disposición de los residuos sólidos urbanos (RSU), un grupo de docentes-investigadores de la Facultad de Ingeniería, UNComa, se planteó la necesidad de estudiar materiales arcillosos regionales como alternativa en la construcción de sistemas de impermeabilización de rellenos sanitarios.
De esta manera, se encontró una nueva aplicación para materiales que se encuentran ampliamente distribuidos en la Cuenca Neuquina, orientada a solucionar la problemática asociada a la disposición final de residuos sólidos urbanos. Las arcillas estudiadas poseen una amplia distribución areal y bajo costo de extracción lo que también las hace atractivas desde el punto de vista de su producción.