3. EL RELLENO SANITARIO - BVSDE Desarrollo Gua para el diseo, construccin y operacin de rellenos sanitarios manuales 3.2 Qu es un relleno sanitario? El relleno sanitario es una ...

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    3. EL RELLENO SANITARIO

    El relleno sanitario

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    Figura 3.1Abandono de la basura en un botadero a cielo abierto

    3.1 Qu es un botadero de basura a cielo abierto o basurero?

    El botadero de basura es una de las prcticas de disposicin final ms antiguasque ha utilizado el hombre para tratar de deshacerse de los residuos que l mismoproduce en sus diversas actividades. Se le llama botadero al sitio donde los residuosslidos se abandonan sin separacin ni tratamiento alguno. Este lugar suele funcionarsin criterios tcnicos en una zona de recarga situada junto a un cuerpo de agua, undrenaje natural, etc. All no existe ningn tipo de control sanitario ni se impide lacontaminacin del ambiente; el aire, el agua y el suelo son deteriorados por la formacinde gases y lquidos lixiviados, quemas y humos, polvo y olores nauseabundos.

    Los botaderos de basura a cielo abierto son cuna y hbitat de fauna nocivatransmisora de mltiples enfermedades. En ellos se observa la presencia de perros,vacas, cerdos y otros animales que representan un peligro para la salud y la seguridadde los pobladores de la zona, especialmente para las familias de los segregadores quesobreviven en condiciones infrahumnas sobre los montones de basura o en susalrededores.

    La segregacin de subproductos de la basura promueve la proliferacin denegocios relacionados con la reventa de materiales y el comercio ilegal. Ello ocasionala depreciacin de las reas y construcciones colindantes; asimismo, genera suciedad,incremento de contaminantes atmosfricos y falta de seguridad por el tipo de personasque concurren a estos sitios.

    En la actualidad, el hecho de que los municipios abandonen sus basuras enbotaderos a cielo abierto es considerado una prctica irresponsable para con lasgeneraciones presentes y futuras, as como opuesta al desarrollo sostenible.

    El relleno sanitario

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    3.2 Qu es un relleno sanitario?

    El relleno sanitario es una tcnica de disposicin final de los residuos slidos enel suelo que no causa molestia ni peligro para la salud o la seguridad pblica; tampocoperjudica el ambiente durante su operacin ni despus de su clausura. Esta tcnicautiliza principios de ingeniera para confinar la basura en un rea lo ms estrechaposible, cubrindola con capas de tierra diariamente y compactndola para reducir suvolumen. Adems, prev los problemas que puedan causar los lquidos y gasesproducidos por efecto de la descomposicin de la materia orgnica.

    Hace poco menos de un siglo, en Estados Unidos, surgi el relleno sanitariocomo resultado de las experiencias, de compactacin y cobertura de los residuos conequipo pesado; desde entonces, se emplea este trmino para aludir al sitio en el cuallos residuos son primero depositados y luego cubiertos al final de cada da de operacin.

    En la actualidad, el relleno sanitario moderno se refiere a una instalacin diseaday operada como una obra de saneamiento bsico, que cuenta con elementos de controllo suficientemente seguros y cuyo xito radica en la adecuada seleccin del sitio, ensu diseo y, por supuesto, en su ptima operacin y control.

    3.2.1 Tipos de relleno sanitario

    En relacin con la disposicin final de RSM, se podra proponer tres tipos derellenos sanitarios, a saber:

    Figura 3.2Relleno sanitario operado con equipo pesado

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    3.2.1.1 Relleno sanitario mecanizado

    El relleno sanitario mecanizado es aquel diseado para las grandes ciudades ypoblaciones que generan ms de 40 toneladas diarias. Por sus exigencias es un proyectode ingeniera bastante complejo, que va ms all de operar con equipo pesado. Estoltimo est relacionado con la cantidad y el tipo de residuos, la planificacin, la seleccindel sitio, la extensin del terreno, el diseo y la ejecucin del relleno, y la infraestructurarequerida, tanto para recibir los residuos como para el control de las operaciones, elmonto y manejo de las inversiones y los gastos de operacin y mantenimiento.

    Para operar este tipo de relleno sanitario se requiere del uso de un compactadorde residuos slidos, as como equipo especializado para el movimiento de tierra: tractorde oruga, retroexcavadora, cargador, volquete, etc. (figura 3.2)

    3.2.1.2 Relleno sanitario semimecanizado

    Cuando la poblacin genere o tenga que disponer entre 16 y 40 toneladasdiarias de RSM en el relleno sanitario, es conveniente usar maquinaria pesada comoapoyo al trabajo manual, a fin de hacer una buena compactacin de la basura, estabilizarlos terraplenes y dar mayor vida til al relleno. En estos casos, el tractor agrcolaadaptado con una hoja topadora o cuchilla y con un cucharn o rodillo para lacompactacin puede ser un equipo apropiado para operar este relleno al que podramosllamar semimecanizado (figura 3.3).

    En Mxico, despus de 18 meses de estudios, pruebas y experimentos, laSecretara de Desarrollo Urbano y Ecologa estableci: Adaptando un tractor de31 HP, en 8 horas de trabajo y con un pen de ayuda, pueden confinar sanitariamentelos residuos de poblaciones de hasta 80.000 habitantes, o sea, aproximadamente40 t/d de basura.1

    Con base en experiencias previas, se puede afirmar que es necesario el empleode equipos de movimiento de tierras (tractores de orugas o retroexcavadoras) enforma permanente cuando al relleno sanitario se llevan ms de 40 t/da de RSM. Enla Regin, esto equivale por lo general a poblaciones mayores de 40.000 habitantes.

    Por su versatilidad, el tractor agrcola puede servir para prestar o apoyar elservicio de recoleccin de basura si de preferencia se le engancha un remolque convolteo hidrulico de unos 6 a 8 metros cbicos de capacidad o bien una caja com-pactadora, dependiendo de las necesidades y recursos de la localidad (figura 3.4).

    1 Programa Estatal de Control de Residuos Slidos Municipales. Secretara de Desarrollo Urbano yEcologa. Gobierno del Estado de Hidalgo. Mxico. Julio de 1985.

    El relleno sanitario

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    Figura 3.4Remolque enganchado a un tractor agrcola para la recoleccin de basura

    Figura 3.3Tractor agrcola adaptado para las operaciones del relleno sanitario

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    Ocasionalmente, este mismo equipo podr emplearse en la realizacin de algunasobras pblicas en el municipio, con lo que se aprovechara al mximo la inversinrealizada.

    3.2.1.3 Relleno sanitario manual

    Es una adaptacin del concepto de relleno sanitario para las pequeaspoblaciones que por la cantidad y el tipo de residuos que producen menos de 15t/da, adems de sus condiciones econmicas, no estn en capacidad de adquirir elequipo pesado debido a sus altos costos de operacin y mantenimiento.

    El trmino manual se refiere a que la operacin de compactacin y confina-miento de los residuos puede ser ejecutada con el apoyo de una cuadrilla de hombresy el empleo de algunas herramientas.

    3.2.2 Mtodos de construccin de un relleno sanitario

    El mtodo constructivo y la subsecuente operacin de un relleno sanitario estndeterminados principalmente por la topografa del terreno, aunque dependen tambindel tipo de suelo y de la profundidad del nivel fretico. Existen dos maneras bsicasde construir un relleno sanitario.

    3.2.2.1 Mtodo de trinchera o zanja

    Este mtodo se utiliza en regiones planas y consiste en excavar peridicamentezanjas de dos o tres metros de profundidad con una retroexcavadora o un tractor deorugas. Hay experiencias de excavacin de trincheras de hasta de 7 metros de profun-didad. Los RSM se depositan y acomodan dentro de la trinchera para luego com-pactarlos y cubrirlos con la tierra excavada.

    Se debe tener especial cuidado en periodos de lluvias dado que las aguas puedeninundar las zanjas. De ah que se deba construir canales perimtricos para captarlasy desviarlas e incluso proveer a las zanjas de drenajes internos. En casos extremos,se puede construir un techo sobre ellas o bien bombear el agua acumulada. Sustaludes o paredes deben estar cortados de acuerdo con el ngulo de reposo del sueloexcavado.

    La excavacin de zanjas exige condiciones favorables tanto en lo que respectaa la profundidad del nivel fretico como al tipo de suelo. Los terrenos con nivelfretico alto o muy prximo a la superficie no son apropiados por el riesgo de contaminarel acufero. Los terrenos rocosos tampoco lo son debido a las dificultades de exca-vacin (figura 3.5).

    El relleno sanitario

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    Figura 3.5Mtodo de trinchera para construir un relleno sanitario

    3.2.2.2 Mtodo de rea

    En reas relativamente planas, donde no sea factible excavar fosas o trincheraspara enterrar la basura, esta puede depositarse directamente sobre el suelo original,el que debe elevarse algunos metros, previa impermeabilizacin del terreno. En estoscasos, el material de cobertura deber ser transportado desde otros sitios o, de ser

    Figura 3.6Mtodo de rea para construir un relleno sanitario

    ,

    Material de laexcavacin para

    cobertura

    Drenaje de piedra

    Canal de aguas de lluvias

    VariableTope

    Afirmado

    3,0 a 6,0

    3,0 m

    2,0 m

    Pendiente 2 %0,30 m Tope

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    posible, extrado de la capa superficial. Las fosas se construyen con una pendientesuave en el talud para evitar deslizamientos y lograr una mayor estabilidad a medidaque se eleva el relleno (figura 3.6).

    Sirve tambin para rellenar depresiones naturales o canteras abandonadas dealgunos metros de profundidad. El material de cobertura se excava de las laderas delterreno o, en su defecto, de un lugar cercano para evitar los costos de acarreo. Laoperacin de descarga y construccin de las celdas debe iniciarse desde el fondohacia arriba (figura 3.7).

    El relleno se construye apoyando las celdas en la pendiente natural del terreno;es decir, la basura se descarga en la base del talud, se extiende y apisona contra l yse recubre diariamente con una capa de tierra. Se contina la operacin avanzandosobre el terreno, conservando una pendiente suave de unos 18,4 a 26,5 grados en eltalud; es decir, la relacin vertical/horizontal de 1:3 a 1:2, respectivamente, y de 1 a 2grados en la superficie, o sea, de 2 a 3,5%.

    El relleno sanitario

    Figura 3.7Mtodo de rea para rellenar depresiones

    Drenajede gases

    Drenajede percolado

    Conformacinde las terrazas

    Descarga en elfrente de trabajo

    Superficiedel terreno

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    3.2.2.3 Combinacin de ambos mtodos

    Dado que estos dos mtodos de construccin de rellenos sanitarios tienen tc-nicas similares de operacin, es posible combinar ambos para aprovechar mejor el te-rreno y el material de cobertura, as como para obtener mejores resultados (figura 3.8).

    Toda ciudad o pequea localidad debe contar con un relleno sanitariopropio o de un municipio cercano para disponer sus RSM. De locontrario, se seguir favoreciendo la prctica irresponsable del

    botadero a cielo abierto en su territorio.

    3.2.3 Ventajas y limitaciones de un relleno sanitario

    El cuadro 3.1 resume las principales ventajas y desventajas del relleno sanitario.

    3.2.4 Uso futuro del relleno sanitario

    El uso futuro de un relleno sanitario depende del clima, de su localizacinrespecto al rea urbana, de su distancia de las zonas habitadas, de su extensin o

    Figura 3.8Combinacin de ambos mtodos para construir un relleno sanitario

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    Limitaciones

    1. La adquisicin del terreno es difcil debido a la oposicinde los vecinos al sitio seleccionado, fenmeno conocidocomo NIMBY (not in my back yard no en mi patiotrasero), por diversas razones:? la falta de conocimiento sobre la tcnica del relle-

    no sanitario.? se asocia el trmino relleno sanitario al de botade-

    ro a cielo abierto.? la evidente desconfianza mostrada hacia las admi-

    nistraciones locales que no garantizan la calidad nisostenibilidad de la obra.

    ? la falta de saneamiento legal del lugar.

    2. El rpido proceso de urbanizacin, que limita y enca-rece el costo de los pocos terrenos disponibles, lo queobliga a ubicar el relleno sanitario en sitios alejados dela poblacin.

    3. La vulnerabilidad de la calidad de las operaciones delrelleno y el alto riesgo de transformarlo en un botaderoa cielo abierto, principalmente por la falta de voluntadpoltica de las administraciones municipales para inver-tir los fondos necesarios a fin de asegurar su correctaoperacin y mantenimiento.

    4. No se recomienda el uso del relleno clausurado paraconstruir viviendas, escuelas, etc.

    5. La limitacin para construir infraestructura pesadapor los asentamientos y hundimientos despus de clau-surado el relleno.

    6. Se requiere un monitoreo luego de la clausura del relle-no sanitario, no solo para controlar los impactos am-bientales negativos, sino tambin para evitar que lapoblacin use el sitio indebidamente.

    7. Puede ocasionar impacto ambiental de largo plazo sino se toman las previsiones necesarias en la seleccindel sitio y no se ejercen los controles para mitigarlos.En rellenos sanitarios de gran tamao conviene anali-zar los efectos del trfico vehicular, sobre todo de los ca-miones que transportan los residuos por las vas que con-fluyen al sitio y que producen polvo, ruido y materialvolante. En el vecindario el impacto lo generan los lqui-dos, gases y malos olores que pueden emanar del relleno.

    8. Los predios o terrenos situados alrededor del rellenosanitario pueden devaluarse.

    9. En general, no puede recibir residuos peligrosos.

    Ventajas

    1. La inversin inicial de capital es inferiora la que se necesita para instaurar el tra-tamiento de residuos mediante plantas deincineracin o de compost.

    2. Tiene menores costos de operacin ymantenimiento que los mtodos de trata-miento.

    3. Un relleno sanitario es un mtodo com-pleto y definitivo, dada su capacidad pararecibir todo tipo de RSM.

    4. Genera empleo de mano de obra pococalificada, disponible en abundancia en lospases en desarrollo.

    5. Recupera gas metano en los rellenos sa-nitarios que reciben ms de 500 t/da, loque puede constituir una fuente alternati-va de energa para algunas ciudades.

    6. Su lugar de emplazamiento puede estar tancerca del rea urbana como lo permita laexistencia de lugares disponibles, lo que re-duce los costos de transporte y facilita lasupervisin por parte de la comunidad.

    7. Permite recuperar terrenos que se consi-deraban improductivos o marginales, tor-nndolos tiles para la construccin deparques, reas recreativas y verdes, etc.

    8. Un relleno sanitario puede comenzar afuncionar en corto tiempo como mtodode eliminacin de residuos.

    9. Se considera flexible porque puede recibirmayores cantidades adicionales de resi-duos con poco incremento de personal.

    Cuadro 3.1Ventajas y limitaciones del relleno sanitario

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    rea superficial y de las caractersticas constructivas. Estas ltimas tienen que vercon la configuracin final del relleno, la altura y el grado de compactacin y, porsupuesto, la capacidad econmica de la poblacin.

    El terreno de un relleno sanitario clausurado se presta para desarrollar programasde recuperacin paisajstica y social como un parque, un campo deportivo o una zonaverde. Por fortuna ya existen en la Regin experiencias de aprovechamiento de estossitios transformados en parques y reas recreativas en Mxico D. F., Santiago deChile y Buenos Aires, entre otras ciudades.

    No se recomienda la construccin de edificaciones, viviendas, escuelas niinfraestructura pesada sobre la superficie del relleno, debido a su poca capacidadpara soportar estructuras pesadas, adems de los problemas que pueden ocasionarlos hundimientos y la generacin de gases.

    Para la recuperacin del paisaje es conveniente la siembra de plantas de racescortas y csped o grama. En muchos casos, despus de la cobertura final, el pastocrece en forma espontnea.

    3.3 Reacciones que se generan en un relleno sanitario

    3.3.1 Cambios fsicos, qumicos y biolgicos

    Los RSM depositados en un relleno sanitario presentan una serie de cambiosfsicos, qumicos y biolgicos de manera simultnea e interrelacionada. Estos cambiosse describen a continuacin a fin de dar una idea de los procesos internos que sepresentan cuando los residuos son confinados.

    Cambios fsicos. Los cambios fsicos ms importantes estn asociados conla compactacin de los RSM, la difusin de gases dentro y fuera del relleno sanitario,el ingreso de agua y el movimiento de lquidos en el interior y hacia el subsuelo, y conlos asentamientos causados por la consolidacin y descomposicin de la materiaorgnica depositada.

    El movimiento de gases es de particular importancia para el control operacionaly el mantenimiento del sistema. Por ejemplo, cuando el biogs se encuentra atrapado,la presin interna puede causar agrietamiento de la cubierta y fisuras, lo que permiteel ingreso de agua de lluvia al interior del relleno sanitario, lo que provoca mayorgeneracin de gases y lixiviados. Lo anterior contribuye a que se produzcan hundi-mientos y asentamientos diferenciales en la superficie y que se desestabilicen losterraplenes por el mayor peso de la masa de desechos.

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    Reacciones qumicas. Las reacciones qumicas que ocurren dentro del rellenosanitario e incluso en los botaderos de basura abarcan la disolucin y suspensin demateriales y productos de conversin biolgica en los lquidos que se infiltran a travsde la masa de RSM, la evaporacin de compuestos qumicos y agua, la adsorcin decompuestos orgnicos voltiles, la deshalogenacin y descomposicin de compuestosorgnicos y las reacciones de xido-reduccin que afectan la disolucin de metales ysales metlicas. (La importancia de la descomposicin de los productos orgnicosreside en que estos materiales pueden ser transportados fuera del relleno sanitario odel botadero de basura con los lixiviados.)

    Reacciones biolgicas. Las ms importantes reacciones biolgicas que ocu-rren en los rellenos sanitarios son realizadas por los microorganismos aerobios yanaerobios, y estn asociadas con la fraccin orgnica contenida en los RSM. Elproceso de descomposicin empieza con la presencia del oxgeno (fase aerobia); unavez que los residuos son cubiertos, el oxgeno empieza a ser consumido por la activi-dad biolgica. Durante esta fase se genera principalmente bixido de carbono. Unavez consumido el oxgeno, la descomposicin se lleva a cabo sin l (fase anaerobia):aqu la materia orgnica se transforma en bixido de carbono, metano y cantidadestraza de amoniaco y cido sulfhdrico.

    3.3.2 Generacin de lquidos y gases

    Casi todos los residuos slidos sufren cierto grado de descomposicin, pero esla fraccin orgnica la que presenta los mayores cambios. Los subproductos de ladescomposicin estn integrados por lquidos, gases y slidos.

    Lquido lixiviado o percolado. La descomposicin o putrefaccin natural dela basura produce un lquido maloliente de color negro, conocido como lixiviado opercolado, parecido a las aguas residuales domsticas, pero mucho ms concentrado.

    Las aguas de lluvia que atraviesan las capas de basura aumentan su volumenen una proporcin mucho mayor que la que produce la misma humedad de los RSM,de ah que sea importante interceptarlas y desviarlas para evitar el incremento delixiviado; de lo contrario, podra haber problemas en la operacin del relleno ycontaminacin en las corrientes y nacimientos de agua y pozos vecinos.

    Gases. Un relleno sanitario se comporta como un digestor anaerobio. Debidoa la descomposicin o putrefaccin natural de los RSM, no solo se producen lquidossino tambin gases y otros compuestos. La descomposicin de la materia orgnicapor accin de los microorganismos presentes en el medio tiene dos etapas: aerobia yanaerobia.

    El relleno sanitario

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    La aerobia es aquella fase en la cual el oxgeno que est presente en el airecontenido en los intersticios de la masa de residuos enterrados es consumidorpidamente.

    La anaerobia, en cambio, es la que predomina en el relleno sanitario porqueno pasa el aire y no existe circulacin de oxgeno, de ah que se produzcan cantidadesapreciables de metano (CH4) y dixido de carbono (CO2), as como trazas de gasesde olor punzante, como el cido sulfhdrico (H2S), amoniaco (NH3) y mercaptanos.

    El gas metano reviste el mayor inters porque, a pesar de ser inodoro e incolo-ro, es inflamable y explosivo si se concentra en el aire en una proporcin de 5 a 15%en volumen; los gases tienden a acumularse en los espacios vacos dentro del rellenoy aprovechan cualquier fisura del terreno o permeabilidad de la cubierta para salir.Cuando el gas metano se acumula en el interior del relleno y migra a las reas veci-nas, puede generar riesgos de explosin. Por lo tanto, se recomienda una adecuadaventilacin de este gas, aunque en los pequeos rellenos este no es un problema muysignificativo.

    3.3.3 Hundimientos y asentamientos diferenciales

    En el relleno sanitario se producen tambin hundimientos (asentamientos uni-formes o fallas) que son el problema ms obvio y fcil de controlar con una buenacompactacin; adems, asentamientos diferenciales en la superficie, que con el tiem-po originan depresiones y grietas de diversos tamaos, lo que causa encharcamientosde agua y un incremento de lixiviados y gases. Estos problemas dependen de laconfiguracin y altura del relleno, del tipo de desechos enterrados, del grado decompactacin y de la precipitacin pluvial en la zona.

    3.4 Principios bsicos de un relleno sanitario

    Se considera oportuno resaltar las siguientes prcticas bsicas para laconstruccin, operacin y mantenimiento de un relleno sanitario:

    ? Supervisin constante durante la construccin con la finalidad de mantener unalto nivel de calidad en la construccin de la infraestructura del relleno y en lasoperaciones de rutina diaria, todo esto mientras se descarga, recubre la basuray compacta la celda para conservar el relleno en ptimas condiciones. Estoimplica tener una persona responsable de su operacin y mantenimiento.

    ? Desviacin de las aguas de escorrenta para evitar en lo posible su ingreso alrelleno sanitario.

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    ? Considerar la altura de la celda diaria 2 para disminuir los problemas de hundi-mientos y lograr mayor estabilidad.

    ? El cubrimiento diario con una capa de 0,10 a 0,20 metros de tierra o materialsimilar.

    ? La compactacin de los RSM con capas de 0,20 a 0,30 metros de espesor yfinalmente cuando se cubre con tierra toda la celda. De este factor depende enbuena parte el xito del trabajo diario, pues con l se puede alcanzar, a largoplazo, una mayor densidad y vida til del sitio.

    ? Lograr una mayor densidad (peso especfico), pues resulta mucho msconveniente desde el punto de vista econmico y ambiental.

    ? Control y drenaje de percolados y gases para mantener las mejores condicionesde operacin y proteger el ambiente.

    ? El cubrimiento final de unos 0,40 a 0,60 metros de espesor se efecta con lamisma metodologa que para la cobertura diaria; adems, debe realizarse deforma tal que pueda generar y sostener la vegetacin a fin de lograr una mejorintegracin con el paisaje natural.

    3.4.1 Importancia de la cobertura

    El cubrimiento diario de los residuos y la cobertura final del relleno sanitariocon tierra es de vital importancia para el xito de esta obra. Ello debe cumplir lassiguientes funciones:

    ? Minimizar la presencia y proliferacin de moscas y aves.? Impedir la entrada y proliferacin de roedores.? Evitar incendios y presencia de humos.? Reducir los malos olores.? Disminuir la entrada de agua de lluvia a la basura.? Orientar los gases hacia los drenajes para evacuarlos del relleno sanitario.? Darle al relleno sanitario una apariencia esttica aceptable.? Servir como base para las vas de acceso internas.? Permitir el crecimiento de vegetacin.

    Una de las diferencias entre un relleno sanitario y un botadero a cieloabierto es la utilizacin de material de cobertura (tierra) para confinarlos residuos al final de cada jornada diaria y separar adecuadamente la

    basura del ambiente exterior.

    El relleno sanitario

    2 Unidad de construccin del relleno sanitario. Vase el numeral 5.11.

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