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Recibido, 16/10/2021 Aceptado, 21/12/2021
Artículo original
DOI:10.25127/aps.20213.819
Propuesta de tratamiento de residuos como base para la gestión integral y sostenible de residuos sólidos
para la ciudad de Chachapoyas
Waste treatment proposal as a basis for the integral and sustainable management of solid waste for the
city of Chachapoyas
1,2*
Carlos Alberto Canelo Dávila
RESUMEN
Los residuos sólidos urbanos (RSU) de la ciudad de Chachapoyas en Perú se vierten en un vertedero no autorizado.
El objetivo de este estudio fue seleccionar el tratamiento óptimo que contribuya a la gestión integral y sostenible de
RSU en dicha localidad. Se realizaron tres estudios de caracterización de RSU durante el año 2020 y se hizo una
preselección cualitativa de tecnologías a ser usadas para su gestión. Se establecieron seis Escenarios de tratamiento
de RSU cuyas emisiones al aire y agua fueron comparadas con el software IWM-2. Con el programa Statistix 8.0, se
realizó el análisis de supuestos básicos. Para el análisis paramétrico se aplicó la prueba de Fisher con el test de Tukey
y para el no paramétrico la prueba de Kruskal-Wallis y comparaciones múltiples. Se evaluó la viabilidad técnica y
económica de los Escenarios menos contaminantes. En la composición de residuos domiciliarios la fracción
orgánica representó el 65,5%, los reaprovechables el 16,5% y los no aprovechables 17,8%. Los residuos comerciales
tuvieron 41,4% de orgánicos, 37,2% de aprovechables y 21,4% de no aprovechables. Se demostró que el Escenario
sin tratamiento fue el más contaminante en el 45,1 % de los parámetros ambientales, y se descartó el Escenario de
incineración con recuperación energética por ser inviable técnica y económicamente. El Escenario 5 que incluyó la
segregación, recolección domiciliaria, reciclaje, aprovechamiento del compost y captura de biogás fue el tratamiento
óptimo seleccionado para contribuir a la gestión integral y sostenible de residuos sólidos en la ciudad de
Chachapoyas.
Palabras clave: análisis del ciclo de vida, relleno sanitario, residuos sólidos urbanos, gases de efecto invernadero.
ABSTRACT
Urban solid waste (MSW) from the city of Chachapoyas in Peru is dumped in an unauthorized landfill. The objective
of this study was to select the optimal treatment that contributes to the comprehensive and sustainable management
of MSW in said locality. Three MSW characterization studies were carried out during the year 2020 and a qualitative
pre-selection of technologies to be used for its management was made. Six MSW treatment scenarios were
established whose emissions to air and water were compared with the IWM-2 software. With the Statistix 8.0
program, the analysis of basic assumptions was carried out. For the parametric analysis, the Fisher test was applied
with the Tukey test and for the non-parametric analysis, the Kruskal-Wallis test and multiple comparisons. The
technical and economic feasibility of the Less Polluting Scenarios was evaluated. In the composition of household
waste, the organic fraction represented 65,5%, reusable 16,5% and non-usable 17,8%. Commercial waste had 41,4%
organic, 37,2% usable and 21,4% non-usable. It was shown that the Scenario without treatment was the most
polluting in 45,1% of the environmental parameters, and the incineration with energy recovery Scenario was
discarded because it was technically and economically unfeasible. Scenario 5, which included segregation, home
collection, recycling, use of compost and biogas capture, was the optimal treatment selected to contribute to the
comprehensive and sustainable management of solid waste in the city of Chachapoyas.
Keywords: life cycle analysis, landfill, urban solid waste, greenhouse gases.
1
Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza de Amazonas, Escuela de Pos Grado, Chachapoyas, Perú
2
Gerencia Regional de Desarrollo Social, Gobierno Regional Amazonas, Chachapoyas, Perú
*
Autor de correspondencia. E-mail: ccanelounion@hotmail.com
Rev. de investig. agroproducción sustentable (3): , 20 2520-97605 55-68 21 ISSN:
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I. INTRODUCCIÓN
En el Perú aproximadamente el 70% de los residuos
sólidos municipales se disponen en botaderos no auto-
rizados (Orihuela, 2018) y su manejo viene generando
problemas de salud (PSIRU, 2017). De los 54 rellenos
con que se cuenta al año 2020, algunos no tienen la
ubicación más idónea (MINAM, 2014; MINAM,
2016; USAID, 2021) y no han alcanzado un manejo
integral. Los programas presupuestales financiados
para mejorar la gestión de RSU han tenido deficiencias
en su concepción y en los resultados (MEF, 2017).
En la Región Amazonas existen 77 áreas degradadas
(OEFA, 2021), el 77% (60) de las municipalidades
distritales destinan sus residuos recolectados en bota-
deros a cielo abierto y un 12% (9) no presta el servicio
de recolección (INEI, 2015) y si bien el Gobierno
Regional Amazonas mediante convenio con la Agen-
cia de Cooperación Internacional del Japón ha cons-
truido cuatro rellenos sanitarios que funcionan desde
el año 2019 en óptimas condiciones, en el distrito de
Chachapoyas se ha obtenido una ponderación de seis
respecto a un máximo de veinte en el ranking de cum-
plimiento en la gestión y manejo de residuos sólidos
(OEFA, 2015).
La gestión y manejo de los RSU de la ciudad de Cha-
chapoyas aún no contempla un método adecuado de
tratamiento y/o disposición final de RSU por lo que ha
sido declarada en emergencia (MINAM, 2019) y tam-
poco se han realizado estudios que hayan analizado
comparativamente las tecnologías de tratamiento de
RSU que podrían ser implementadas con miras a
lograr de manera progresiva una gestion integral y
sostenible de residuos (ISWM)(Anschütz et al., 2004;
UNEP, 2015; UN-Habitat, 2010).
La aplicación del Análisis del Ciclo de Vida (LCA)
con miras a lograr la ISWM en Perú es incipiente (Váz-
quez et al., 2019); por lo que el presente trabajo es
eminentemente aplicativo y servirá de apoyo a la toma
de decisión del gobierno municipal para optar por la
tecnología más adecuada de tratamiento de RSU.
II. MATERIAL Y MÉTODOS
Población, muestra y muestreo
El ámbito de estudio fue la ciudad de Chachapoyas, en
Perú, cuya población para el año 2021 fue de 39836
habitantes (MINSA, 2021). La población del número
de viviendas, establecimientos comerciales y puestos
de venta en mercados fue de 9664, 413 y 254 respecti-
vamente según información que fue obtenida de los
registros de la Municipalidad Provincial de Chachapo-
yas. Se calculó el tamaño de las muestras con la meto-
dología establecida por Sakurai (1983) y Cantanhede
et al. (2006) y se realizaron los muestreos en los meses
de abril, agosto y diciembre (Momentos M1, M2 y
M3) del año 2020,
Estudio de caracterización de los RSU
Se tomó como referencia la Guía para la Caracteriza-
ción de Residuos Municipales del (MINAM, 2018) y
la Guía para el Cumplimiento de la Meta 06 para ciu-
dades principales tipo B (MEF, 2017). Se realizó tres
estudios de caracterización que se correspondieron
con los Momentos en que se obtuvieron las muestras.
Variables de estudio
La Variable 1 fue el Tratamiento de Residuos Sólidos
que fue definido en función a seis Escenarios.
Escenario 1.- Botadero (sin ningún uso de tecnología
de tratamiento).
Datos: población de 39836 habitantes; generación de
RSU domiciliarios y comerciales en M1, M2 y M3,
sistema de recolección puerta a puerta y consumo de
combustible de 44491 l/año de los cuales el 10% fue
gasolina.
Escenario 2
Difiere del Escenario 1 en que se estableció la recupe-
ración de gas y lixiviado de un relleno sanitario. Datos:
90% de gas recuperado; 100% de energía recuperada;
30% de eficiencia de generación eléctrica; 95% de
lixiviado recuperado y 95% de eficiencia en el trata-
miento.
Escenario 3
Está basado en el Escenario 3 pero incluye reciclaje en
puntos verdes (las personas llevan los reciclables a
puntos de recolección). Datos: 10 km de distancia
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entre el almacén central y puntos verdes; cantidad de
reciclables recuperada en los puntos verdes: papel = 30
kg/casa/año; vidrio = 7 kg/casa/año; metal Fe =
6kg/casa/año; metal no Fe = 1 kg/casa/año y plástico
duro = 7kg/casa/año.
Escenario 4
Tomó como base el Escenario 2 y considera la segre-
gación de los residuos en el hogar, un sistema de reco-
lección de puerta a puerta y transporte a un centro de
reciclaje. Datos: recolección del 50% de papel, vidrio,
metal y plástico duro; pérdida de 8% de materiales por
impureza en el centro de reciclaje y distancia de 10 km
a la planta procesadora.
Escenario 5
Reciclaje y compostaje. Tomó como base el Escenario
4. Datos: reciclaje del 70% de residuos comerciales de
papel, latas, vidrio y plástico duro que es transportado
al centro de reciclaje; los residuos orgánicos son reci-
clados en un 20% mediante compostaje; 10 km de
distancia promedio de traslado de residuos comercia-
les; 50% de pérdida de masa de compostaje y 10 km de
distancia al relleno sanitario.
Escenario 6
Reciclaje, compostaje e incineración. Tomó como
base el Escenario 5 e incluyó la incineración de una
fracción de los residuos. Datos: 50% de los residuos
luego del reciclaje y compostaje es incinerado; uso de
un solo incinerador; la eficiencia de recuperación
energética en forma de electricidad fue de 20%; 10 km
de distancia del incinerador al relleno sanitario; 90%
de recuperación de metales ferrosos; las cenizas gene-
radas por la incineración no fueron reusadas; 95% de
recuperación de lixiviados de residuos peligrosos y la
eficiencia de tratamiento de los lixiviados es de 95%.
La Variable 2 fue la Gestión Integrada y Sostenible de
Residuos que fue definida mediante el instrumento de
evaluación rápida desarrollada por Whiteman et al.
(2016) y la matriz de apoyo a la toma de decisiones
propuesto por la GIZ (2017).
Comparación de emisiones en los escenarios y
momentos
Con los datos de cada uno de los tres estudios de carac-
terización de residuos se comparó las emisiones en
aire y agua entre los escenarios propuestos y los
momentos según la metodología de análisis de ciclo de
vida (LCA) mediante el programa Integrated Solid
Waste Management (IWM-2) según McDougall et al.
(2008). Con el programa Statistix 8.0 se realizó el
análisis de supuestos básicos de normalidad, indepen-
dencia, homogeneidad y aditividad por medio de las
pruebas de Wilk-Shapiro, Rachas, Bartlett y Tukey,
respectivamente. Para el análisis paramétrico se aplicó
la prueba de Fisher con el test de Tukey y para el no
paramétrico la prueba de Kruskal-Wallis con el de
comparaciones múltiples.
Comparación de costos
Se realizó una búsqueda de costos de plantas de incine-
ración de diversas escalas de tratamiento de RSU y se
comparó con los costos de inversión del expediente
técnico de un proyecto de construcción actual del
relleno sanitario para la ciudad de Chachapoyas.
III. RESULTADOS
La generación de RSU domiciliarios y comerciales en
M1, M2 y M3 fue de 164; 125.1 y 228.1 kg/pers/año
así como de 445, 513 y 518 t/año respectivamente. Los
RSU domiciliarios de la ciudad de Chachapoyas tuvie-
ron un mayor porcentaje de residuos orgánicos
(65,5%) en relación con los residuos comerciales
(41,4%) y los reaprovechables en los de tipo comercial
fueron mayores a los domiciliarios, con valores de
37.2 versus 16,1% respectivamente tal como se obser-
va en la Tabla 1 S.
+ -
Como solamente el NH y el Cl cumplieron con los
4
cuatro supuestos básicos tanto en las emisiones en aire
como en agua respectivamente, se les aplicó el análisis
de varianza paramétrico y en el resto de las variables se
utilizó la prueba estadística no paramétrica de Kruskal
– Wallis.
Al estudiar las emisiones al aire en relación con el
factor Momento, para 23 variables no se detectaron
diferencias estadísticamente significativas, mientras
que para 1 variable (Mn) si se evidenció diferencias
significativas, siendo en los Momentos 2 y 3 en los
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cuales se observaron mayores y menores valores de
emisión en aire respectivamente. En el factor Escena-
rio, para 10 variables no se detectaron diferencias
estadísticamente significativas, mientras que para 14
variables si se evidenciaron diferencias significativas,
siendo los Escenarios 1 así como en 6 y 5, donde se
observaron mayores y menores valores de emisión en
aire respectivamente (Tablas 2S y 3S).
El análisis de las emisiones al agua respecto al factor
Momento factor Momento estableció que para 25
variables no se detectaron diferencias estadísticamen-
te significativas, mientras que para 2 variables (cloruro
y fierro) si se evidenciaron diferencias significativas,
siendo los Momentos 3 y 2, donde se observaron mayo-
res y menores valores de emisión en agua respectiva-
mente. En el factor Escenario, para 16 variables no se
detectaron diferencias estadísticamente significativas,
mientras que para 11 variables si se evidenciaron dife-
rencias significativas, siendo los Escenarios 1 y 6
donde se observaron mayores y menores valores de
emisión en agua respectivamente (Tablas 4S y 5S). El
cambio de contaminantes entre los Escenarios 1 y 5 se
puede observar en la Tabla 6S. El consolidado de la
comparación de costos mínimos entre el uso de un
relleno sanitario y una planta de incineración se obser-
va en la Tabla 7S.
IV. DISCUSIÓN
Los estudios de caracterización de RSU en la ciudad
de Chachapoyas mostraron que la composición de los
residuos domiciliarios y comerciales están constitui-
dos principalmente por residuos orgánicos en un por-
centaje promedio de 65,5% y 41,4% respectivamente.
La proporción orgánica en residuos domiciliarios
analizada es similar al 69,03% en Chimbote (Quillos
et al., 2018), 70,65% en Trujillo (Boggiano, 2021) y
mayor al promedio de 50% para América Latina
(ONU, 2018). Esta fracción orgánica puede ser usada
como una alternativa de cobertura diaria en el relleno
sanitario por sus beneficios en la disminución de GWP,
eutrofización y acidificación o como compost por
generar menor potencial de agotamiento de recursos
abióticos y demanda acumulada de energía fosil (Sar-
darmehni et al., 2021).
La generación per cápita encontrada de 0,47 kg/hab/día
es menor a lo registrado por el Sistema Nacional de
Información Ambiental para Amazonas y el Perú con
0,52 y 0,57 kg/hab/día respectivamente (SINIA, 2020).
La fraccion aprovechable de los residuos domiciliarios
fue de 16,1% y la no aprovechable fue de 18,4%. En los
residuos comerciales los aprovechables representaron
el 37,2% y los no aprovechables 21,4%. En el presente
estudio el sistema de clasificación es básico, pero se
puede realizar investigaciones para su optimización
según el destino de los mismos (Zhang et al., 2021a) e
incluyendo el rol de los recolectores informales en la
disminución de GWP (Botello et al., 2018).
Como las muestras fueron tomadas durante la pande-
mia causada por el SARS-CoV-2 (coronavirus del
síndrome respiratorio agudo severo - COVID-19), es
probable que se hayan producido algunas variaciones
en cuanto a la composición de los RSU (DP, 2020);
pues se cree que las cuarentenas y bloqueos probable-
mente hayan modificado el comportamiento de los
consumidores, incrementado la demanda de servicios
de entrega de alimentos a domicilio, el volumen de
envases de plásticos (Liang et al., 2021) y los produc-
tos de un solo uso como los guantes, máscaras y equi-
pos de protección personal (Leal et al., 2021; Benson
et al., 2021) cuyo balance neto pudo haber variado, ya
que en algunas ciudades la generación de residuos
comerciales disminuyó pero aumentó en los hogares.
La preselección cualitativa de tecnologías de trata-
miento en base a la matriz de apoyo a la toma de deci-
siones nos permitió determinar que el relleno sanitario
tenía que ser evaluado a nivel ambiental y económico,
pues en las tecnologías como pirólisis y gasificación,
digestión anaeróbica e incineración no existe expe-
riencia técnica ni administrativa para su operación, la
segregación es mínima lo que afecta su viabilidad, no
se cuenta con rellenos de seguridad, el marco regulato-
rio es prácticamente nulo y el mercado, mecanismos
de financiamiento y la sostenibilidad financiera no son
factibles.
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Se comprobó la utilidad de la metodología de LCA en
la selección de mejores prácticas de gestión de RSU,
cuyos resultados dependen fundamentalmente de la la
metodología empleada, la calidad de los datos y la
consistencia de los análisis (Iqbal et al., 2020), no
obstante, a que el 93% del total de países no han publi-
cado un solo estudio de LCA sobre la gestión de RSU
(Khandelwal et al., 2019). Existen desafíos para que el
LCA pueda evaluar las tecnologías emergentes con
datos reales que por ahora generalmente no están dis-
ponibles al público (Dastjerdi et al., 2021).
Con el análisis de varianza y prueba HSD de Tukey así
como la prueba de Kruskal – Wallis y comparaciones
múltiples según los supuestos estadísticos estudiados,
se probó la hipótesis nula para las emisiones en aire de
los Momentos M1, M2 y M3 correspondiente a 23 de
los 24 parámetros estudiados (95,8%), siendo que sólo
el Mn se produjo en la ciudad de Chachapoyas en
cantidades que se consideran diferentes (p <
0,05).También en las emisiones en agua para los
Momentos M1, M2 y M3 se confirmó la hipótesis nula
en 25 de las 27 variables (92,6%), habiéndose encon-
trado diferencia significativa sólo en las variables Cl y
Fe. Es decir, para el factor Momento, de los 51 paráme-
tros ambientales estudiados, 48 (94,1%) no presenta-
ron cambios significativos, lo que significa que
durante los tres Momentos de haber obtenido las mues-
tras de RSU, los contaminantes en las emisiones de
aire y agua se mantiene en valores similares. Estos
resultados son los esperados en el planteamiento
investigativo realizado.
Mediante las pruebas estadísticas antes mencionadas
las emisiones en aire en el factor Escenarios tuvieron
diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05)
en el 58,3% de los parámetros (14 de 24). Del mismo
modo los cambios en los valores de emisiones al agua
han sido estadísticamente significativos para el 42,3%
de los parámetros (11 de 26) en los Escenarios estudia-
dos. Al comparar el porcentaje del total de parámetros
de emisiones con significancia estadística queda
claramente evidenciado que en el factor Emisiones el
49% (25 de 51) de los parámetros cumplen la hipótesis
alternativa y sólo un 5,9% (3 de 51) del factor Momen-
to lo cumplen. Estos resultados nos permitieron pres-
cindir del factor Momento y optar por el factor Emisio-
nes en la propuesta de Escenarios para la selección del
tratamiento de RSU para la ciudad de Chachapoyas.
El Escenario 1 (sin ningún tipo de tratamiento de resi-
duos) es el que genera mayor cantidad de emisiones
contaminantes según el 33,3% (17 de 51) de los pará-
metros ambientales analizados. En el caso del Escena-
rio 6 (incineración) si bien la preselección cualitativa
los descartó como potencial tecnología a implementar,
se decidió evaluarlo ambientalmente para contar con
mayores elementos de decisión. Los Escenarios 5 y 6
son los que presentan menores emisiones de contami-
nantes para el 33,3% (17 de 51) y 23,5% (12 de 51) de
los parámetros evaluados respectivamente.
Se determinó que los gastos de inversión para el Esce-
nario 6 son muy elevados en relación al Escenario 5; ya
que el costo de inversión para un relleno sanitario fue
de 327 USD/t en comparación con el costo de inver-
sión para una planta de incineración de tamaño peque-
ño, que en el mejor de los casos se ha reportado de 1800
USD/t, con variaciones que pueden disminuir cuando
la generación anual de RSU sea a mayor escala (es
decir, de al menos 4 hasta 60 veces según lo analizado).
Además, la pequeñísima cantidad de residuos genera-
dos en la ciudad de Chachapoyas aptos para incinera-
ción fue en promedio 3680 t/año (7,4% del mínimo de
50000 t/año requerido) y muy lejos del ideal que es
mayor a 100000 t/año (GIZ, 2017). Si bien hay expe-
riencias de plantas de incineración y generación eléc-
trica relativamente pequeñas como de 32400 t/año
(Liu et al., 2020), se ha demostrado que aún en pobla-
ciones de más de dos millones de habitantes en ciuda-
des de México, los proyectos tienen valores presentes
netos y tasas internas de retorno negativas, aun cuando
tienen un buen potencial energético (Escamilla et al.,
2020). Para nuestro caso el tamaño de la planta reque-
rida sería tan pequeña que no sería rentable ni eficiente,
pues ya ha sido demostrado que la eficiencia termodi-
námica y tecnológica de este tipo de plantas se ve afec-
tada significativamente por su tamaño (Bogale y
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Viganò, 2014). Si bien la conversión de residuos a
energía mediante incineración, pirólisis y gasificación
resultan con beneficios ambientales netos, estos
operan 2000 t/día de desechos residuales, lo cual solo
aplica a ciudades metropolitanas (Dong et al., 2019).
Si bien en todos los Escenarios de emisiones no hubo
diferencia significativa respecto al potencial de calen-
tamiento global (GWP); en el Escenario 5 el impacto
ambiental de una tonelada de RSU por año en relación
con las emisiones al aire contribuyó con un GWP de
+
aproximadamente 149-209 kg equivalente a CO , NH
2 4
y N O combinados, seguido de 38 a 154 kg de CO -eq
2 2
(p = 0,2215) y con una acidificación por SOx (p =
3
0,0725) y eutrofización con PO (p = 0,057) práctica-
4
mente nula. Estos valores están muy por debajo a lo
reportando por Ferronato et al. (2021a) con 341 a 552
kg CO -eq, 0,4468 a 0,5901 kg SO -eq y 0,1791-
2 2
3
0,1799 kg PO -eq y a los 623 kgCO -eq y a las emisio-
4 2
nes de S0 de por vida de 0,26 kg estimados por (Rabl y
2
Spadaro, 2015). Los contaminantes que tuvieron varia-
ción significativa en aire fueron el As, CH , CO, Cd,
4
Cu, H S, HC Clorado, Hg, N O, NOx, HC total y Zn.
2 2
Al comparar el Escenario 5 con respecto al Escenario
1, se demostró que el promedio anual en kg por tonela-
da de RSU de las emisiones de CH , NO , H S, HC total
4 x 2
y HC clorado en el aire diminuyeron en 91,9%;
152,1%; 91,1% y 89,7% respectivamente. La reduc-
ción del CH cobra especial importancia ya que el
4
biogás está constituido principalmente de CH (60%) y
4
CO2 (35-40%) y trazas de NH , H S, H ,O , N y CO
3 2 2 2 2
(Abdeshahian et al., 2016) y en el hecho que su GWP
es 34 veces mayor que el CO en un periodo de 100
2
años(Myhre et al., 2013). La disminución de GWP de
87,4% en el Escenario 5 concuerda con lo estudiado
por Ferronato et al. (2021b) quienes encontraron que
un sistema de recolección eficiente puede reducir el
GWP y potencial de eutrofización en aproximadamen-
te 75% y 55% respectivamente.También Ziegler-
Rodriguez et al. (2019) hallaron que el uso de un relle-
no sanitario con la quema de biogas puede reducir el
GWP entre 50% y 76% lo cual es conveniente si consi-
deramos que la emisión de los GEI en los primeros 5
años es menor en zonas andinas y los Escenarios con
sistema de captura y combustión de biogas resultó
menos contaminante y adecuado para paises en desa-
rrollo (Caicedo et al., 2021). Hubo un incremento
significativo en aire de Cu y Pb; sin embargo se puede
afirmar que estos contaminantes por las pequeñas
cantidades emitidas no superaron los valores máximos
de concentración permitidos.
En las comparaciones de las emisiones al agua entre el
Escenario 5 y el 1, se evidenció un incrementó signifi-
-
cativo de los TOC y NO a valores de 0,0730 y 0,0225
3
kg/t respectivamente; pero hubo una disminución
+
significativa en los contaminantes AOx, NH4 , COD,
- -
Cd, CN , Fl y HC Clorado, lo cual resulta muy impor-
tante ya que la contaminación de agua subterránea por
lixiviados no tratados puede darse por Cd, Cr, Cu, Fe,
- - 2- +
Ni, Pb y Zn así como por Cl , NO , SO , NH4 , Fenol
3 4
y DQO (Mor et al., 2006) y microplásticos tales como
polietileno, polipropileno y poliestireno (Nurhasanah
et al., 2021) que pueden servir de vehículos de otros
contaminantes tales como metales pesados, hidrocar-
buros aromáticos policíclicos, bifenilos policlorados,
perfluoroalquilos y sustancias polifluoradas (Golwala
et al., 2021). La relación de BOD/COD en el Escenario
5 fue de 0,042 (< 0,01) lo que indicó que el lixiviado
tuvo concentraciones bajas de ácidos grasos volátiles
y cantidades relativamente más altas de compuestos
húmicos y fúlvicos (Kjeldsen et al., 2002). El aumento
-
significativo de pequeñas trazas de NO indicó toxici-
3
dad en el lixiviado lo que implica la realización de
futuros estudios para determinar su relación con las
comunidades microbianas del relleno sanitario (Na-
veen et al., 2021) y conocer el contenido de metales
pesados en los sedimentos y los sólidos en suspensión
(Xaypanya et al., 2018).
En los modelamientos la generación total de biogás en
la ciudad de Chachapoyas no proporcionó suficiente
gas para abastecer el funcionamiento, al menos par-
cial, de un incinerador, aún cuando la eficiencia de
recolección establecida fue de 90%, ya que este tipo de
tecnologías podrían ser reales para ciudades de más de
100 mil habitantes (Posada, 2020), pues un sistema de
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recuperación de energía puede activarse cuando la
3
generación de biogás recolectada es mayor 10m /min
por al menos un año (Wang et al., 2021) ya que el
poder calorífico del gas residual es menor que el
industrial producido en refinerías (de Oliveira et al.
2017).
Por las proyecciones realizadas de las emisiones en
aire y agua así como por los costos de escala y porque
en un solo día de funcionamiento con una incineradora
se agotaría la disponibilidad de los residuos a tratar, la
propuesta de tratamiento óptimo seleccionada para
contribuir a la gestión integral y sostenible de RSU en
la ciudad de Chachapoyas fue el Escenario 5 cuya
simulación incluyó la disposición en un relleno sanita-
rio con una alta eficiencia de recolección y recupera-
ción de gas de 90% y 75% respectivamente y una com-
posición de más de 40% de carbono fósil (Anshassi et
al., 2021). El reaprovechamiento y compostaje logra-
rían que las bajas cantidades de fracciones biodegra-
dables reduzcan las emisiones contaminantes y las
tasas de producción de lixiviados (Sauve y Van Acker,
2020). Se puede optar por la construcción de un relleno
sanitario semianaeróbico por su mejor eficiencia de
estabilización y seguridad en comparación con uno de
tipo anaeróbico (Grossule y Lavagnolo 2017; Adam et
al., 2017; Madon et al., 2019), con un sistema de recir-
culación que tendría un efecto positivo en la tasa de
degradación de residuos sólidos, en la cantidad de
lixiviados y en la disminución de las emisiones de
+
NH (Šan y Onay 2001; Bilgili, 2007). Así mismo la
4
propuesta realizada cumple con lo establecido en el
Decreto Legislativo N° 1278 – Ley de Gestión Integral
de Residuos Sólidos y sus modificatorias y el artículo
41° del Decreto Supremo N° 014-2017-MINAM; para
su implementación se tendría que cumplir con la Reso-
lución Ministerial N° 165-2021-MINAM que aprueba
la guía para la identificación de zonas potenciales para
la infraestructura de disposición final de residuos
sólidos municipales, con la Resolución Ministerial N°
144-2021- MINAM que aprueba la guía para la formu-
lación y evaluación de instrumentos de gestión
ambiental para las infraestructuras de residuos sólidos,
los estándares de calidad ambiental para aire, agua y
suelo aprobados con los Decreto Supremos N° 003,
004 y 011-2017-MINAM respectivamente.
La propuesta realizada requiere para su funcionamien-
to operaciones más limpias y seguras, una cultura de
valoración, uso y sostenibilidad, cuya implementación
requiere de un proceso multidimensional e interdisci-
plinario que debe comprender las consideraciones
sociopolíticas, preocupaciones ambientales, capaci-
dades económicas y los avances tecnológicos. El bene-
ficio ambiental de la implementación de un sistema
integrado de gestión de residuos sólidos para reempla-
zar el uso exclusivo de un botadero, relleno sanitario o
incineración ha sido estimado en una disminución de
GWP de 33% a 154% (Zhang et al. 2021b), lo cual
resulta conveniente si consideramos que los rellenos
sanitarios contribuyen con el 11% del total de CH
4
antropogénico en el mundo (EPA,2012).
Si bien la contaminación ambiental del aire incluye
diversas fuentes como material particulado urbano
que proviene del tráfico, actividades industriales,
quema de combustibles domésticos, fuentes humanas
diversas, polvo natural y sales (Karagulian et al.,
2015) los beneficios de la reducción de emisiones
mediante la implementación del Escenario 5 favorece-
ría la salud a largo plazo ya que los procesos biológicos
que subyacen a los efectos adversos para la salud pue-
den tardar años en evidenciarse pues están asociados
con una compleja matriz de factores genéticos,
ambientales, biológicos, determinantes sociales y
estilos de vida (Graham y White, 2016) y estarían
conexos por ejemplo a la disminución de molestias
olfativas (Chemel et al., 2012), reducción de enferme-
dades (Gowers et al., 2021) y del riesgo de mortalidad
no accidental asociada al estrés oxidativo en la sangre,
vias respiratorias (Pinault et al., 2017) y a los efectos
cardiovasculares dependientes de la concentración de
material particulado (Orach et al., 2021) que puede
contener carbono elemental y orgánico, metales como
el Cu y Zn, elementos inorgánicos, hidrocarburos
poliaromáticos y material biológico, los cuales esti-
mulan la generación de reacciones de nitrógeno y
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oxígeno (Molina et al., 2020 y Crobeddu et al., 2017).
La exposición ante PM 2,5 a largo plazo ha sido cau-
sante del 7,6% de mortalidad total en el mundo y del
4,2% de los años de vida ajustados por discapacidad
(Cohen et al., 2017), incluso con valores de concentra-
ción por debajo de los niveles normados (Di et al.,
2017), por eso los contaminantes del aire se conside-
ran un factor de riesgo asociado a muchas enfermeda-
des de tipo autoinmune y neurodegenerativas como el
Alzheimer y el Parkinson (Jankowska et al., 2021),
enfermedades pediátricas como la obesidad, trastor-
nos del neurodesarrollo, partos prematuros, bajo peso
al nacer, pérdida del coeficiente intelectual y cánceres
pediátricos (Brumberg et al., 2021); por lo que una
gestión adecuada de los RSU como parte de las políti-
cas ambientales ante el cambio climático favorecería
la generación de co-beneficios a los ecosistemas y a la
salud que serían mayores si los comparamos con los
costos de mitigación (Markandya et al., 2018).
En la presente investigación no se realizó un abordaje
de la dimensión social de los Escenarios de tratamien-
to de residuos sólidos, ya que para ello es necesario
que el tipo de tratamiento haya sido desarrollado en un
proyecto de ingeniería y se haya seleccionado el lugar
de su funcionamiento (etapa que no corresponde a
nuestro trabajo). Por ejemplo, para establecer el núme-
ro de empleados que se necesitarían se requiere que el
sistema de manejo y gestión esté por lo menos diseña-
do y en funcionamiento; para el caso de estimar la
percepción social se tendría que evaluar el nivel de
satisfacción de la población y su nivel de participación
en las tareas de manejo de residuos; en lo concerniente
a estudiar el riesgo a la salud de la población depende-
rá de la magnitud de la exposición a los residuos según
la tecnología adoptada, el manejo que se aplique, la
segmentación del paisaje y los impactos visuales que
cause, en términos cualitativos y en lo concerniente a
la seguridad pública se tendría que tener datos de valo-
rización de los residuos y la cantidad real de residuos
enviados a disposición final en términos porcentuales.
Entonces, para poder realizar un estudio de la dimen-
sión social se requiere información técnica y operativa
del sistema en marcha, para que se pueda realizar
encuestas públicas, comunicaciones personales con
los actores involucrados y mediciones operativas, lo
que no es factible en esta etapa de investigación
El presente estudio nos muestra una perspectiva de la
aplicación del LCA en la gestión de RSU y puede ser el
inicio de futuros desafíos que se apliquen para identifi-
car, evaluar y diagnosticar los diferentes tipos de mane-
jo y gestión de los RSU, para ello los investigadores
podrán seleccionar las áreas de intervención, el alcan-
ce de los estudios, las unidades funcionales, sensibili-
dad, incertidumbre, la normativa ambiental aplicable,
las categorías de impacto, los modelos computaciona-
les, escenarios, sistemas de prevención o mitigación
de los impactos que afectan la salud humana, los eco-
sistemas o los recursos naturales y propuestas de ges-
tión; pero un aspecto fundamental será la necesidad de
contar con información primaria del flujo de residuos
específicos, proceso que es lento y costoso, pero que
de manera progresiva se deberá ir consiguiendo si lo
que pretendemos alcanzar es la gestión integral y sos-
tenible de los RSU en nuestro país.
V. CONCLUSIONES
Los estudios de caracterización de los RSU de la ciu-
dad de Chachapoyas establecieron que la composición
orgánica de los residuos domiciliarios y comerciales
fue de 65,5% y 41,4% respectivamente. Los residuos
reaprovechables domiciliarios representaron en pro-
medio del total: papel 6%, vidrio 2,4%, plástico 3,5% y
textiles 1,2% y para los domiciliarios: papel 23,1%,
vidrio 1,2%, metal 3,5%, plástico 7,6% y textiles 1,7%.
Se demostró que en la situación actual (Escenario 1) se
generó más emisiones contaminantes en el aire y agua
según el 45,1 % (23 de 51) de los parámetros ambien-
tales estudiados tanto en aire (Ar, CH , Cd, H2S, HC
4
clorado, N2O, NOX, HC total y Zinc) como en agua
- + - -
(Cl , AOX, NH , COD, Cd, CN , Fl y HC clorado).
4
El Escenario 6 (que incluye una planta de incinera-
ción) es inviable técnica y económicamente ya que la
generación de RSU aptos para aplicar esta tecnología
sólo cubre el 7,4% de lo mínimo requerido y los costos
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de inversión resultan por lo menos 6 veces más caros
en comparación al Escenario 5 (contempló un relleno
sanitario) sin considerar que el tamaño de escala de
una hipotética planta sería de 4 hasta 60 veces más
pequeña que las experiencias internacionales, lo cual
incrementaría los costos de inversión.
El tratamiento óptimo seleccionado para contribuir a
la gestión integral y sostenible de RSU en la ciudad de
Chachapoyas es el Escenario 5 que comprende la
disposición en un relleno sanitario, con segregación en
los hogares, con un sistema de recolección de puerta en
puerta, centro de reciclaje y generación de compost ya
que generó menos emisiones contaminantes en el
33,3% (17 de 51) de los parámetros analizados tanto en
aire (Ar, CH , CO, Cd, H S, HC clorado, Hg, N O,
4 2 2
NOx, HC total y Zn) como en agua (AOx, COD, Cd,
- -
CN , Fl y HC clorado).
VI. RECOMENDACIONES
Para la selección del lugar de ubicación de la infraes-
tructura del relleno sanitario se debe identificar y
priorizar los criterios socioeconómicos, físicos y
ambientales, previa consideración de las opiniones de
los actores sociales pudiendo emplearse el método
Delphi, la teoría de Shannon o la metodología de agru-
pación de Gray. Para la elección del lugar más adecua-
do se puede emplear alguno de los métodos de apoyo a
las decisiones de manera individual o combinada con
Sistemas de Información Geográfica, LCA o la teoría
difusa (Canelo 2021).
Es importante aprobar la ejecución de proyectos de
tratamiento de RSU solo cuando se tenga un diseño
conceptual claro a nivel de ingeniería, teniendo cuida-
do de considerar contingencias desde por lo menos el
mediano plazo.
Promover el desarrollo de modelos de evaluación de la
gestión municipal de RSU mediante la selección,
adaptación o elaboración de indicadores medibles y
comparables que prioricen las materias de sostenibili-
dad, desempeño, eficiencia y eficacia.
Realizar estudios para cuantificar los múltiples impac-
tos medioambientales, económicos y sanitarios a
causa de la contaminación del aire como línea base
para establecer políticas ambientales y energéticas
como punto de partida para mejorar nuestra capacidad
predictiva sobre los impactos en los ecosistemas
terrestres, el clima y la salud humana local.
VI. AGRADECIMIENTOS
Al Dr. Helmut Yabar, profesor asociado de la Universi-
dad de Trucaba en Japón, por facilitarme información
de sus clases para el manejo del aplicativo Integrated
Solid Waste Management.
VII. CONTRIBUCIÓN DE LOS AUTORES
Todos los autores participaron en la conceptualiza-
ción, metodología, investigación, redacción del
manuscrito inicial, revisión bibliográfica, y en la
revisión y aprobación del manuscrito final.
VIII. CONFLICTO DE INTERESES
El autor declara no tener conflicto de intereses.
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