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1 Introducción
La mancomunidad Kanata es la región del departamento de Cochabamba, Bolivia que concentra la mayor parte de la población de este departamento con un total de 1,8 millones de habitantes, de acuerdo con el censo de 2024 (INE, Bolivia, 2024). Está conformada por siete municipios y concentran la mayor actividad industrial y de servicios de la región. Su superficie es de 2.611 km2, tiene las características de un valle de montaña que se encuentra entre 2.500 y 2.800 m.s.n.m., clima templado con una temperatura promedio de 18 °C, la estación lluviosa que se extiende de noviembre hasta abril y la época seca desde mayo a octubre. Las principales actividades económicas son la industria manufacturera (alimentos, bebidas, textiles y otros), el comercio (mercados mayoristas y centros comerciales), y los servicios (bancos, turismo, salud, universidades, telecomunicaciones).
Geográficamente la mancomunidad Kanata representa un punto de enlace y es parte del eje central de las principales ciudades de Bolivia, La Paz, El Alto, Cochabamba, Santa Cruz, y también en alguna medida con las ciudades de oruro y Sucre. Posee una importante red vial que interconecta estas ciudades y gran parte del transporte nacional e internacional para por esta región. Contribuye con un 25% al PIB departamental (INE, Bolivia, 2025).
Las características de los municipios que conforman el eje metropolitano Kanata son las siguientes:
Cochabamba (Cercado): Capital departamental, núcleo administrativo y comercial.
Sacaba: Segundo municipio más poblado, con fuerte actividad industrial y agrícola.
Quillacollo: Destaca por su comercio y festividades culturales (ej. Fiesta de la Virgen de Urkupiña).
Tiquipaya: Zona residencial y universitaria (Campus de la Universidad del Valle).
Colcapirhua: Área industrial y de expansión urbana.
Vinto: En crecimiento por proyectos logísticos y parques industriales.
Sipe Sipe: Menor densidad poblacional, con vocación agrícola.
La región en la que se ubican estos municipios se conoce también como el Valle Central de Cochabamba, presenta varios problemas ambientales serios entre destacan la contaminación atmosférica, es una de las regiones con la peor calidad de aire en Bolivia (Montenegro & Luján Pérez, 2018); la contaminación de su principal río, el río Rocha (Toledo Medrano & Amurrio, 2006), y otros recursos hídricos, y permanentes problemas en la gestión de los residuos sólidos (Fernández Jáuregui, 2017). Estos problemas se acentúan por una deficiente y poco coordinada planificación urbana entre los municipios del valle central.
Con la intención de atender estos problemas, que son problemas compartidos por todos los municipios del Valle Central, se creó la Mancomunidad de Municipios del eje Metropolitano Kanata, el 2 de mayo de 2008 (Los Tiempos, Redacción Central, 2008). El propósito de esta mancomunidad es fortalecer la colaboración entre los municipios para atender los principales desafíos de desarrollo y los problemas ambientales que enfrentan, entre ellos, la gestión de los residuos sólidos urbanos. La creación de esta región metropolitana fue posteriormente refrendada mediante la Ley N° 533 Ley de creación de la Región Metropolitana "KANATA" del Departamento de Cochabamba, 2 de junio de 2014, mediante esta ley se conforma su Consejo Metropolitano como órgano superior de coordinación para la administración metropolitana.
Sobre la gestión de residuos sólidos en esta mancomunidad existen muy pocos estudios específicos, los problemas en cuanto a la gestión de residuos sólidos se manifiestan generalmente debido a los conflictos sociales que genera la disposición final de los residuos sólidos, sobre todo en el municipio de Cercado. La mayoría de los sitios de vertido consisten en simples botaderos que no tienen las características mínimas de un relleno sanitario que garantice el control de los riesgos ambientales que implica la disposición final de residuos sólidos urbanos. Además, varios de estos sitios, por la precariedad, generan el rechazo de los vecinos y son causa permanente de conflictividad social.
El año 2017, gracias a un financiamiento de la Agencia Suiza para el Desarrollo y la Cooperación (COSUDE) y la Organización Neerlandesa de Desarrollo (SNV) se realizó un diagnóstico sobre la gestión de residuos sólidos urbanos en la región del eje metropolitano Kanata (Fernández Jáuregui, 2017). El objetivo de este estudio fue caracterizar cualitativa y cuantitativamente los residuos sólidos domiciliarios y asimilables, evaluando su generación, composición, recuperación y disposición final. La metodología se basó en visitas campo a los elementos del sistema, muestreo en sitios de disposición para determinar la composición (no es lo recomendado por la normativa boliviana que exige muestreo en los puntos de generación (Ministerio de Desarrollo Humano, 1996), análisis físico-químicos y estandarización de datos a "día calendario".
Los resultados de este estudio evidencian que en el eje metropolitano Kanata se generan unas 1.128 t día-1 de residuos sólidos, con Cercado como el mayor generador (708 t día-1, 63% del total). La producción per cápita (PPC) promedio es de 0,57 kg hab-1 día-1 en residuos domésticos y de 0,69 kg hab-1 día-1 en residuos municipales. Cercado y Quillacollo registran las PPC más altas (0,74 y 0,73 kg hab-1 día-1, respectivamente), reflejando mayor urbanización y actividad comercial. Entre el 2010 y el 2017 se evidenció un incremento global de la PPC de un 21%, que corresponde a una tasa de crecimiento exponencial anual de un 2,4%.
La composición promedio de los residuos, caracterizados en la zona de disposición, se tiene: biodegradables: 54% (432 t día-1); reciclables: 21% (238 t día-1), principalmente plásticos (baja densidad: 32%, PET: 44%), papel/cartón (11%) y metales (20%); y no recuperables 18% (199 t día-1), como textiles, CDR (Combustibles Derivados de Residuos) y sanitarios; y residuos a aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE) y finos: 7% (78 t día-1). Se evidencia en este estudio, como en otros previos que la mayor proporción de los residuos sólidos generados es material orgánico biodegradable, la fracción reciclable contiene esencialmente plásticos y papel y cartón; el resto son materiales no aprovechables. Sin embargo, cabe hacer notar que estos valores se determinaron en el sitio de disposición, por lo tanto, existe un sesgo debido a que existen recolectores y pepenadores informales que se dedican a separar y recuperar materiales en diferentes etapas del proceso de almacenamiento en origen, entrega de residuos y recolección de estos, antes de llegar a la etapa de vertido de éstos. Para establecer la composición en la generación de los residuos es necesario que las muestras de residuos se tomen en los puntos de generación, como el estudio elaborado por Toledo & Luján (2008).
La recolección y transporte de los residuos está a cargo de empresas municipales descentralizadas o de empresas particulares, este último caso sucede generalmente en los municipios pequeños. La cobertura, en términos de población, de la recolección en toda la región metropolitana es de un 72% en promedio, siendo Cercado el municipio con mayor cobertura (94%) y Sipe Sipe el de menor cobertura con un 60%. En cuanto a eficiencia de la recolección se estima un promedio de 70% en todo el eje metropolitano. Cabe señalar que, a pesar de que se promueve la separación en origen en varios de los municipios, la recolección diferenciada de los residuos sólidos no sobrepasa el 4%, lo que equivale a unas 51 t día- 1, un 90% de esta recolección son residuos biodegradables y el 10% son residuos de plásticos reciclables. Los municipios que más residuos diferenciados recuperan son Cercado, Sacaba y Tiquipaya. Cabe resaltar que existe una importante actividad de recicladores informales que recuperan materiales en puntos de colecta selectiva, formales e informales, y también directamente dentro de los mismos rellenos sanitarios y botaderos que se utilizan en la región; se estima que llegar a recuperar entre 20 - 30 t día-1, no existe ningún estudio en profundidad sobre la cantidad que se recupera realmente, pero puede ser mayor a esta estimación (Fernández Jáuregui, 2017). En algunos municipios se realizan campañas de recolección en puntos limpios o dedicadas a la recolección de RAE (Residuos de aparatos eléctricos), con campañas esporádicas que recolectan cantidades limitadas de residuos sólidos.
En cuanto a la disposición final, sólo los municipios de Cercado y Sacaba cuentan con un sitio de vertido que puede ser considerado como un relleno sanitario, aunque con algunas falencias. Los demás municipios han simplemente asignado un área de vertido donde se realizan tareas mínimas de manejo de los residuos y no cuentan con sistemas de control de las emisiones de gases y de lixiviados, tampoco cuentan con celdas especiales para confinar residuos bioinfecciosos y/o peligrosos. En total se vierten unas 775 t día-1 en estos sitios de vertido, cuya composición general es de materia orgánica en un 59%, material reciclable 22% y material no recuperable un 19%. La mayoría de los sitios de vertido están en situación crítica y tienen que ser cerrados a la brevedad posible, incluido el relleno sanitario de Khara Khara que pertenece y presta servicio al municipio de Cercado. Sólo el municipio de Sacaba cuenta con un relleno sanitario, ubicado en la zona de Lava Lava, con una vida útil estimada hasta el año 2040.
Esta crítica situación en todo el eje metropolitano exige una respuesta urgente que brinde soluciones técnicas, económicas y sociales a la gestión de los residuos sólidos urbanos. Es con este propósito que en el presente estudio se realiza un análisis de las características de la generación de residuos sólidos, de la gestión actual de los residuos sólidos y, a partir de ello, se elabora una propuesta conceptual para la gestión de los residuos sólidos en el eje metropolitano Kanata. El concepto pretende fortalecer los sistemas de recuperación y reciclaje de materiales ya establecidos, de los que dependen unos 1.200 trabajadores informales para generar su sustento, y que contribuyen a reducir la cantidad de residuos que tienen que ser transportados y dispuestos en los rellenos sanitarios y botaderos de la región. Finalmente se realiza un análisis técnico económico preliminar sobre las alternativas disponibles para el tratamiento y/o disposición de los residuos sólidos que no logran ser recuperados y aprovechados en etapas previas del sistema de gestión.
2 Metodología
El análisis de la composición y generación de residuos sólidos urbanos en el eje metropolitano se realizó a partir de información publicada en estudios previos como el de Fernández (2017)yToledo & Luján (2008). Lamentablemente no existen estudios más recientes o no han sido publicados. La composición de la generación de residuos domiciliarios se tomó a partir de Toledo & Luján (2008) debido a que este estudio se realizó tomando muestras en los puntos de generación, el estudio de Fernández (2017) se realizó a partir de muestras que se tomaron en los sitios de vertido de los residuos sólidos, estos resultados de composición están sesgados pues la misma está modificada debido a que parte de los residuos generados son aprovechados por los generadores o son recuperados por los recolectores informales de materiales aprovechables. La PPC y las proyecciones de crecimiento del PPC se estimaron a partir de la información publicada por Fernández (2017). Para la información sobre la población de estos municipios y las proyecciones de crecimiento de la población en los mismos se utilizó la información publicada por el INE a partir del Censo del año 2024 (INE, Bolivia, 2024).
La propuesta de diseño conceptual para la gestión integral de los residuos sólidos se elaboró a partir del análisis de la generación de residuos sólidos, el marco legal boliviano y el estado del sistema actual de gestión de los residuos sólidos en el eje metropolitano Kanata. Se recuperaron experiencias e intentos previos para establecer un sistema de gestión de residuos sólidos para el eje metropolitano Kanata que se elaboraron y discutieron en diferentes eventos académicos.
El análisis de las alternativas de tratamiento de los residuos no aprovechables o no recuperables se realizó considerando el factor de desvío del sistema propuesto, la composición de esta fracción de residuos y la proyección de las cantidades de este tipo de residuos en el periodo 2024 - 2045. Es muy importante tomar en cuenta las cantidades que se tienen que disponer en términos de t día-1 o t año-1 pues esta información es determinante para determinar la capacidad requerida por estos sistemas y la viabilidad técnica y económica de las alternativas tecnológicas disponibles. Por otra parte, la capacidad del sistema también es determinante para establecer la inversión que se requiere y los costos de operación de este. Finalmente se realizó un análisis de: la superficie de terreno requerida, los costos de inversión (CAPEX), los costos de operación por tonelada (OPEX) y se estimó el valor actual neto (VAN) de cada alternativa de tratamiento para el periodo 2024 - 2045, considerando los costos de operación y los ingresos que podría generar cada alternativa de tratamiento; como tasa de descuento se tomó un valor de 10%. Esto parámetro permiten hacer un análisis preliminar para establecer cuál de las alternativas es la más conveniente.
3 Análisis de la composición y generación de residuos sólidos domiciliarios
La determinación de la composición y propiedades de los residuos sólidos generados en ambientes urbanos está sujeto a procesos normados que deberían seguir la normativa boliviana NB 742 a 760, la NB 743 se refiere específicamente a la determinación de las características de generación y composición de los residuos sólidos urbanos (Ministerio de Desarrollo Humano, 1996). Lamentablemente, pocos estudios sobre caracterización de la generación de residuos sólidos se realizan siguiendo esta normativa. Para el presente estudio se tomó en consideración los datos publicados por (Fernández Jáuregui, 2017), en un estudio de consultoría financiado por COSUDE - SNV, sobre todo en cuanto al diagnóstico del estado de los sistemas de gestión de residuos sólidos en el eje metropolitano del Valle Central de Cochabamba. Los datos de composición y de generación per cápita en (PPC) este estudio tiene la falencia de que fueron determinados en los sitios de descarga de los residuos sólidos y no en los puntos de generación, entendemos que se optó por esta alternativa ante la dificultad que implica tomar muestras en muestras de hogares tomadas en cada municipio. Cuando se toman muestras en los puntos de descarga de los residuos recolectados, la composición de estos ya ha sido modificada por les desvíos que se producen por manipulaciones que realiza el mismo generador o los pepenadores que colectan residuos de los contenedores y en los puntos de colecta que están instalados en diferentes puntos de los municipios estudiados. Sin embargo, al ser el último estudio disponible y publicado no queda más remedio que tomarlo como base para la caracterización de la composición y las generaciones per cápita de los residuos sólidos urbanos.
El estudio realizado por Toledo y Luján (2008) se realizó siguiendo lo establecido en la normativa boliviana NB 743 y presenta resultados más detallados y confiables en cuanto a la composición de los residuos sólidos en el municipio de Cercado. Los resultados de ambos estudios se muestran en las siguientes tablas (Tabla 1 y 2).
Tabla 1. Generación y composición (%) de los residuos sólidos urbanos depositados en los sitios de vertido en los municipios del eje metropolitano de Cochabamba, elaborado a partir del estudio de Fernández (2017).
| Parámetro | Municipio | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sipe Sipe | Vinto | Quillacollo | Colcapirhua | Cercado | Tiquipaya | Sacaba | TOTAL | |
| Cantidad t/día | 9,14 | 10,71 | 101 | 24 | 347,39 | 33,43 | 42,86 | 568,54 |
| Material en % | ||||||||
| Residuos orgánicos | 64,3 | 51,6 | 60,0 | 51,8 | 50,1 | 43,4 | 53,3 | 52,0 |
| Papeles | 1,5 | 2,3 | 2,8 | 2,0 | 2,0 | 2,7 | 4,1 | 2,3 |
| Cartones | 1,9 | 2,8 | 4,2 | 3,0 | 3,4 | 3,2 | 4,9 | 3,6 |
| PET | 2,7 | 2,3 | 2,5 | 1,1 | 2,0 | 3,0 | 2,9 | 2,2 |
| PE Baja densidad | 8,0 | 6,7 | 4,4 | 6,0 | 7,3 | 8,7 | 8,5 | 6,9 |
| PE Alta densidad | 1,6 | 1,4 | 0,1 | 3,0 | 1,5 | 1,8 | 1,8 | 1,3 |
| Vidrios | 0,0 | 3,2 | 0,2 | 1,4 | 0,5 | 4,1 | 2,4 | 0,9 |
| Metales Férricos | 0,0 | 1,2 | 0,6 | 1,4 | 5,8 | 4,8 | 1,2 | 4,1 |
| Metales no férricos | 0,0 | 0,2 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,4 | 0,0 | 0,1 |
| No recuperables | 14,6 | 20,5 | 19,8 | 21,5 | 19,0 | 18,7 | 15,2 | 18,9 |
| RAE | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,8 | 0,3 | 0,8 | 0,3 | 0,3 |
| Finos | 5,1 | 7,5 | 5,2 | 7,8 | 8,2 | 8,3 | 5,2 | 7,3 |
| Totales | 99,9 | 99,9 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
Tabla 2. Generación y composición de los residuos sólidos urbanos generados en el municipio de Cercado de Cochabamba, elaborado a partir del estudio de Toledo y Luján (2008).
| Material | Composición % |
|---|---|
| l.Materia orgánica (MO) | 45,25 |
| 2. Residuos de Jardín | 10,02 |
| 3. Papel y Cartón | 7,68 |
| 4. Tetra pack | 0,05 |
| 5. Textiles | 2,64 |
| 6. Residuos Sanitarios | 9,4 |
| 7. Plásticos | 17,29 |
| 7.1. Polietileno tereftalato P.E.T | 3,49 |
| 7.2. Polietileno de alta densidad P.E.H.D | 4,56 |
| 7.3. Policloruro de Vinilo P.V.C | 0,14 |
| 7.4. Polietileno de baja densidad P.E.L.D | 3,76 |
| 7.5. Polipropileno P.P | 4,91 |
| 7.6. Poliestireno PS | 0,4 |
| 7.7. Otros | 0,13 |
| 8. Vidrio | 1,17 |
| 9. Metales | 0,58 |
| 10. Latas de aluminio | 0,48 |
| 11. Residuos especiales | 0,02 |
| 12. Residuos peligrosos | 0,39 |
| 13. Barreduras | 1,34 |
| 14. Tierra | 1,5 |
| 15. Otros | 2,14 |
| Total | 100 |
En la Figura 2 se muestra el detalle de la composición en los diferentes municipios del eje metropolitano de manera más sintética para poder comparar los diferentes municipios. Se evidencia que el mayor componente de los residuos sólidos es la materia orgánica con 52,0%, los no recuperables con 26,2% y los potencialmente reciclables representan un 21,4% de los residuos generados; la proporción de RAE y especiales es de 0,3%. En la Tabla 1 se compara la composición de la generación en el municipio de Cercado del año 2008 con la del 2017, y con el promedio de generación en el eje metropolitano Kanata el año 2017, se observa una reducción en la proporción de residuos orgánicos de 55,3% a 50,1% y de plásticos de 17,3% a 10,8%, mientras que la de vidrio y metales se incrementa de 2,23% a 6,3%, lo mismo sucede con la fracción de no recuperables que pasa de 17,1% a 27,1%. Esta composición y su evolución son muy importantes al momento de elaborar un concepto del sistema de gestión integral de residuos sólidos.
Figura 2. Composición por tipo de residuo en los municipios de eje metropolitano, elaborado en base a los datos publicados en (Fernández Jáuregui, 2017).
Tabla 3. Composición sintetizada de los residuos sólidos generados en el municipio de Cercado en 2008 (Toledo & Luján, 2008) y el año 2017 (Fernández Jáuregui, 2017) y el promedio de la composición de los residuos sólidos generados en el eje metropolitano Kanata el 2017.
| Material | Composición porcentual | ||
|---|---|---|---|
| Cercado 2008 % | Cercado 2017 % | Mancomunidad Kanata 2017 % | |
| Residuos orgánicos | 55,27 | 50,1 | 52,0 |
| Papel y cartón | 7,68 | 5,4 | 5,9 |
| Plásticos | 17,29 | 10,8 | 10,4 |
| Metales y vidrio | 2,23 | 6,3 | 5,1 |
| No recuperables | 17,07 | 27,1 | 26,2 |
| RAE y especiales | 0,41 | 0,3 | 0,3 |
| Totales | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
En la Tabla 4 se muestran los valores de tasas de generación per cápita (PPC) publicados en el estudio de Fernández (2017), los valores del año 2010 del informe publicado por la OPS-AIDIS-BID (Tello, Martínez, Daza, Soulier, & Terraza, 2011). En el estudio realizado por (Toledo & Luján, 2008) se determinó que la PPC de Cercado el año 2008 era de 0,51 kg hab-1 día-1, consistente con los valores de esta tabla. En la última columna de la tabla se observan los valores de la tasa interanual de crecimiento del PPC domiciliario, de acuerdo con estos valores, los municipios de Quillacollo y Cercado evidencian una elevada tasa de crecimiento del PPC y los del Colcapirhua y Tiquipaya presentan un decrecimiento del PPC, los demás municipios presentan tasas de entre 2,7- 3,0% que se puede considerar consistentes con el crecimiento económico de estos municipios en este periodo de tiempo. A partir de esta información, se puede estimar las tasas de crecimiento que se puede esperar en el PPC en los diferentes municipios, tasas negativas no son muy realistas a menos que se puedan explicar por alguna acción de reducción de la generación en el origen. Lo más probable es que las tasas negativas se deban al sesgo que introduce el tomar las muestras en el sitio de descarga, serían más un reflejo de una mayor desviación de residuos en las etapas previas.
La información que se obtuvo en el censo nacional de población y vivienda realizado el año 2024 (INE, Bolivia, 2024), permite tener una base de información oficial y confiable para elaborar un análisis de la población y su crecimiento futuro. La Figura 3 muestra la proyección de población en el periodo 2024-2045 para cada municipio y la población total en todo el eje metropolitano Kanata. El año 2024 esta población es de 1,29 millones de habitantes y para el año 2045 se estima una población de 1,57 millones de habitantes. El detalle numérico de estas proyecciones se encuentra en los anexos, en la Tabla 7
Tabla 4. Producción per cápita de residuos sólidos municipales y domiciliarios en el eje metropolitano Kanata el año 2010 (Tello, Martínez, Daza, Soulier, & Terraza, 2011) y el año 2017 (Fernández Jáuregui, 2017).
| Municipio | 2010 | 2017 | Tasa de crecimiento anual de PPC domiciliarios % | ||
|---|---|---|---|---|---|
| PPC de RS Municipales kg hab-1 día-1 | PPC de RS Domiciliarios kg hab-1 día-1 | PPC de RS Municipales kg hab-1 día-1 | PPC de RS Domiciliarios kg hab-1 día-1 | ||
| Sipe Sipe | 0,43 | 0,4 | 0,6 | 0,5 | 2,8 |
| Vinto | 0,48 | 0,45 | 0,66 | 0,56 | 2,7 |
| Quillacollo | 0,48 | 0,45 | 0,97 | 0,73 | 6,0 |
| Colcapirhua | 0,48 | 0,45 | 0,49 | 0,41 | -1,2 |
| Cercado | 0,55 | 0,51 | 0,88 | 0,74 | 4,7 |
| Tiquipaya | 0,48 | 0,45 | 0,53 | 0,44 | -0,3 |
| Sacaba | 0,48 | 0,45 | 0,68 | 0,57 | 3,0 |
| Total | 0,69 | 0,57 | |||
Figura 3. Proyección de la población en el eje metropolitano Kanata entre el año 2024 y 2045, se observa la población de cada municipio, elaborada con base en los datos publicados por el INE (INE, Bolivia, 2024). Los datos numéricos de esta gráfica se encuentran en la Tabla 7 de los anexos.
A partir de los datos de producción per cápita para el año 2017 se realizó una proyección del aumento de la PPC, considerando un crecimiento anual de 1,42%, igual para todos los municipios, es un valor cercano al valor promedio en todos los municipios. Con esta proyección y la proyección de la población se estimó y proyectó la generación total de residuos sólidos en todos los municipios del eje metropolitano hasta el año 2045. Para el 2024 se estima una generación anual de 342,0 miles de t año-1 (937,1 t día-1) que crecerá hasta el año 2045 a un total de 547,6 miles de t año-1 (1.500,4 t día-1), es muy importante tomar en cuenta este incremento en la generación de residuos sólidos al momento de diseñar y dimensionar los elementos del sistema de gestión de residuos sólidos. Los datos a detalle de estas proyecciones se encuentran en los anexos, ver Tabla 8. Es muy importante establecer estas cantidades generadas, y en particular la proyección, para seleccionar y dimensionar las tecnologías de tratamiento que serían más viables en un sistema de gestión integral de residuos sólidos.
En la Figura 5 se muestra la distribución porcentual de las cantidades generadas por los municipios del eje metropolitano para el año 2024 y el año 2025. Se observa que Cochabamba representa un 57,7% de los residuos generados en esta región, pero para el año 2045 esta proporción se reduce al 56,6% y todos los demás municipios muestran un incremento en la generación de residuos sólidos, en particular los municipios de Sacaba y Quillacollo, junto con Cochabamba representan el 85% de los residuos sólidos generados en esta región.
Figura 4. Proyección de la generación de residuos sólidos municipales en el eje metropolitano Kanata desde el 2024 al 2045, en t año-1. Los datos numéricos en detalle se encuentran en la Tabla 8 de los anexos.
4 Propuesta de diseño conceptual para la gestión integral de residuos sólidos en el eje metropolitano del valle central de Cochabamba
Desde la creación de la mancomunidad de municipios Kanata, una de las principales preocupaciones de esta mancomunidad ha sido la gestión de los residuos sólidos urbanos. Inicialmente se buscó encontrar una solución de manera conjunta a esta problemática y se realizaron algunos estudios y varios acuerdos para ello, sin embargo, debido a diferencias de intereses específicos y posiciones políticas adversas, no se llegó a concretar una propuesta mancomunada. Los municipios más grandes decidieron buscar soluciones independientes a esta problemática, dejando a su suerte a los municipios más pequeños. Sin embargo, estos esfuerzos se han revelado infructuosos, sobre todo debido a la falta de sitios para la construcción de plantas de tratamiento y/o vertederos controlados. La situación se agudizó en el municipio de Cercado de Cochabamba debido al bloqueo del acceso al sitio de vertido de Khara Khara por los vecinos de la zona. Estos bloqueos responden a una exigencia y a compromisos del municipio de cerrar este sitio de vertido, de manera definitiva en abril del año 2025. El bloqueo del acceso duró varias semanas y llevó a una situación crítica en todo el municipio de Cercado debido a la acumulación de residuos sólidos en todas las calles, mercados y parques de la ciudad, debiendo realizar evacuaciones a celdas de emergencia en otros municipios de la mancomunidad. Esta crisis volvió a poner en la palestra la necesidad de encontrar una solución mancomunada a la gestión de residuos sólidos para los 7 municipios del valle central de Cochabamba, para contribuir con esta opción de solución es que desarrollamos esta propuesta de concepto de gestión de residuos sólidos para el eje metropolitano Kanata.
Partiendo de un análisis detallado de la información disponible sobre la generación de residuos sólidos en el eje metropolitano Kanata y de la actual gestión de residuos sólidos en los municipios de la mancomunidad, se elaboró la siguiente propuesta conceptual para la gestión de residuos sólidos con los siguientes objetivos estratégicos.
Aplicar lo establecido en el marco legal boliviano en cuanto a la gestión de los residuos sólidos, en concreto la Ley N° 1333 del Medio Ambiente, la Ley N° 755 sobre Gestión Integral de Residuos Sólidos y la Ley N° 300 de la Madre Tierra y las reglamentaciones correspondientes.
Fomentar la participación de la ciudadanía en el sistema de gestión y asignarle las responsabilidades establecidas en la legislación.
Promover todas las opciones viables para la reducción en la generación, recuperación de materiales, reciclaje y tratamiento, en todos los niveles del sistema de gestión, de manera a desviar la mayor cantidad de materiales de una disposición final.
Fortalecer y promover los actuales sistemas, formales e informales, de recuperación y reciclaje de materiales, mejorando la calidad y cantidad de materiales recuperables.
Establecer un solo sitio de tratamiento y vertido final de la fracción no recuperable de los residuos sólidos generados.
Implementar un concepto de gestión de residuos sólidos flexible que se adapte con facilidad a los cambios en composición y cantidad de la futura generación de residuos sólidos en la región.
Utilizar tecnologías accesibles y sostenibles localmente que se puedan implementar con las disponibilidades de recursos económicos de los municipios.
Sobre la base de estos objetivos estratégicos se propone, en forma de flujograma el diseño conceptual para la gestión de los residuos sólidos domésticos y asimilables a domésticos en el eje metropolitano Kanata que se muestra en la Figura 6.
En esta propuesta se tienen tres niveles de responsabilidad en la gestión de los residuos sólidos; un primer nivel sería de los generadores; el segundo nivel se refiere a la gestión que deben realizar los municipios; y el tercer nivel son elementos y acciones del sistema que estarían a cargo de la mancomunidad o de la gobernación departamental.
4.1 Generación, tratamiento y almacenamiento en origen
El sistema comienza con la generación de los residuos sólidos que son responsabilidad del generador. Es importante que todos los generadores tengan una orientación y capacitación sobre los residuos que generan, sus propiedades y los impactos que pueden provocar en detrimento de la salud de la población, de los ecosistemas y del paisaje en general. De esta manera se puede reducir la generación de residuos peligrosos y de residuos que son de mayor impacto negativo. La manipulación, tratamiento y almacenamiento en origen es también responsabilidad del generador, en el presente concepto, el generador tiene la responsabilidad de separar los residuos que genera en cuatro fracciones: orgánicos (biodegradables), reciclables (plásticos, papel, cartón, vidrio y metales), no aprovechables (sanitarios, reciclables sucios y otros) y peligrosos y/o especiales. Esto está de acuerdo con lo establecido en la Ley N° 755 de gestión de residuos sólidos (Bolivia, 2015) y su normativa. A pesar de que la ley establece que la separación en origen es una obligación, el sistema debe prever que no todos los generadores separarán sus residuos, por tanto, se tiene que prever que existirá una fracción de residuos no separados en origen que serán almacenados y manipulados junto con la fracción de no aprovechables.
Figura 6. Propuesta conceptual para la gestión de residuos sólidos del eje metropolitano Kanata del valle central de Cochabamba. Se detallan los flujos diarios considerado una generación de 1.000 t día-1, que corresponde a la generación diaria promedio que se tendría el año 2027 en toda la región Kanata.
Como estrategia de reducción en la generación de residuos se puede promover el compostaje en origen o el aprovechamiento de ciertos materiales. Para facilitar la gestión se puede también orientar a los generadores para que apliquen la compactación de materiales reciclables y no aprovechables. Los generadores tendrán también la opción de transportar sus residuos separados y no separados a puntos de colecta selectiva que estarán a cargo formalmente de los municipios, pero que podrían ser terciarizados a asociaciones de recolectores o pepenadores que existen en gran número en Cochabamba. De esta manera se formalizaría el trabajo de estas asociaciones y se podría mejorar sensiblemente las condiciones y la rentabilidad de esta actividad.
Los residuos especiales y peligrosos tendrían que ser depositados por los generadores en los puntos de colecta selectiva para que sean almacenados en buenas condiciones y luego trasladados a plantas de tratamiento específicas que estarían a cargo de la gobernación o de la mancomunidad.
4.2 Recolección y transporte de los residuos sólidos
La responsabilidad de los municipios comienza con las actividades de recolección y transporte diferenciado de los residuos sólidos. Para que todo el sistema funciones correctamente es esencial que los residuos separados en origen no se mezclen al momento de la recolección y transporte; de otra forma se pierde este esfuerzo y trabajo de separación realizado por los generadores y, en consecuencia, desmotivarlos en esta tarea. Normalmente la recolección diferenciada de residuos sólidos incrementa los costos del sistema de recolección y transporte, pero es absolutamente necesaria para el sistema propuesto.
Cada fracción debe ser transportada al punto de tratamiento, recuperación o transformación propuesto por el sistema. La fracción orgánica biodegradable será transformada en compost orgánico en plantas de tratamiento que pueden estar a cargo de cada municipio o se podrían construir unas dos a tres plantas en todo el eje metropolitano, dependerá de las cantidades recolectadas y de un análisis de costos. Cabe señalar que los municipios de Sacaba y Tiquipaya ya cuentan con pequeñas plantas de compostaje que podrían ser ampliadas para atender las necesidades de todo el eje metropolitano. Se podría construir una planta adicional en la región oeste para atender a los municipios de Quillacollo, Vinto y Sipe Sipe.
La fracción de materiales reciclables sería procesada en instalaciones de recuperación de materiales (IRM) donde se espera recuperar entre el 60 al 70% de los materiales reciclables, esto implica que una importante fracción de estos materiales no llega a ser recuperado, principalmente debido al estado de deterioro en el que se encuentran. En esta misma IRM se procesarían los materiales recuperados en los puntos de colecta selectiva de materiales, en caso de que los pepenadores deriven estos materiales a esta instalación. Para reducir los costos de transporte, las IRM se podrían instalar en los mismos puntos en que se construyan las plantas de compostaje, unas 2 a 3 plantas podrían ser suficientes para atender todas las necesidades del eje metropolitano Kanta.
4.3 Tratamiento de los residuos no recuperables, peligrosos y especiales
Los materiales que no se puedan recuperar en la IRM, los no recuperables y los residuos no separados en origen, serán derivados a una estación de transferencia donde se transferirán a un de sistema de transporte de mayor capacidad y de menor costo unitario. Esta fracción sería la fracción total no aprovechable que es una mezcla compleja de todos los materiales presentes en los residuos, pero con una proporción mucho menor de residuos orgánicos, que en gran parte ya fueron desviados al compostaje, y de materiales reciclables que fueron recuperados en la IRM. Estos materiales tendrían que ser tratados en una única planta de tratamiento centralizada que preste el servicio a todos los municipios de la mancomunidad en incluso a otros municipios vecinos. No existen muchas alternativas, pero el tratamiento que se podrían aplicar a esta fracción sería: incineración con recuperación de energía, proceso de biosecado para producir combustible de alto poder calorífico, y finalmente el simple vertido en un relleno sanitario sin tratamiento previo. En el siguiente punto se presenta un análisis de estas alternativas.
Los residuos peligrosos y especiales serían tratados en plantas específicas de tratamiento donde se procesarían los diferentes tipos de materiales que se generan. De manera específica se tendría que implementar una planta de tratamiento de llantas, una planta de tratamiento de RAEE y otros similares y una planta de tratamiento de residuos voluminosos, muebles usados y otros. Los residuos peligrosos tendrían que ser destruidos en una planta de tratamiento específicamente diseñada para destruir este tipo de residuos.
En la Figura 6 se tiene también el detalle de los flujos de masa de los diferentes tipos de residuos estimados a partir de las siguientes suposiciones:
El 70% de la población participa de la separación en origen, el resto entrega los residuos mezclados y son colectados junto con los residuos no aprovechables.
El rendimiento global de recolección es del 95%, el 5% restante son residuos que no se llega a recolectar, principalmente por la población que no cuenta con el servicio.
En la IRM se llega a recuperar un 70% de los materiales reciclables, el resto son materiales demasiado sucios, contaminados o son materiales que no conviene reciclar.
El total de no recuperables es tratado en una planta de incineración en la que se aprovechan estos residuos para recuperar energía térmica y transformarla en energía eléctrica. Se evacúan un 13,9% en forma de cenizas
No se consideraron en este balance los residuos especiales y peligrosos que representan sólo un 0,3% de los residuos domésticos.
Se tomó como referencia una cantidad generada de 1.000 t día-1 de residuos sólidos domésticos, de acuerdo con las proyecciones en el eje metropolitano, se generaría esta cantidad el año 2027. Con este sistema se dispondría de unas 367,8 t día-1 de residuos orgánicos que se tendrían que procesar en las plantas de compostaje, esta planta produciría entre 120 a 130 t día-1 de compost estabilizado. La planta de recuperación de materiales reciclables (IRM) recibiría unas 181,7 t día-1 de materiales de los cuales se podrían recuperar unas 142 t día-1 de materiales reciclables. Finalmente se tendría una fracción de no recuperables que sería de 436,6 t día-1, esta fracción tendría que ser dispuesta o tratada con alguna alternativa de tratamiento que consistiría esencialmente en recuperación de energía a partir de esta fracción, o la simple disposición en un relleno sanitario. A partir de una estimación de la composición de esta fracción de no recuperables (ver Tabla 5) se estimaron algunas propiedades de esta fracción a partir de las ecuaciones propuestas por (Tchobanoglous, Hilary, & Vigil, 1994), el poder calorífico de esta fracción sería de 13.900 kJ kg-1, contiene una fracción importante de materia orgánica (28,7%, ver Tabla 5), lo que reduce en alguna medida el poder calorífico de esta fracción. La humedad de esta fracción se estima en 32,4% y el contenido de cenizas sería de 13,9%.
El balance de masa que se muestra en la Figura 6 muestra que con este concepto se tendría y factor de desvío global de los residuos sólidos de un 56,3%, gracias al desvío de una buena parte de la materia orgánica generada y la recuperación de materiales reciclables en la IRM, sin embargo, se tendrá un 43,7% de un flujo de materiales no recuperables que es necesario tratar y disponer de alguna manera. Por la composición y calidad de estos materiales, no existen muchas alternativas de tratamiento de éstos, en el siguiente punto se realiza un análisis de estas alternativas, tanto desde el punto de vista técnico como económico.
Tabla 5. Composición de la fracción de materiales no aprovechables que resulta después de los desvíos aplicados según el concepto de gestión planteado en la Figura 6 y balances de masa.
| Material | Composición porcentual % |
|---|---|
| Materia orgánica (MO) | 28,74 |
| Residuos de Jardín | 6,36 |
| Papel y Cartón | 7,15 |
| Tetra pack | 0,11 |
| Textiles | 5,59 |
| Residuos Sanitarios | 19,90 |
| Plásticos | 18,90 |
| Vidrio | 1,00 |
| Metales | 0,45 |
| Latas de aluminio | 0,38 |
| Residuos especiales | 0,04 |
| Residuos peligrosos | 0,83 |
| Barreduras | 2,84 |
| Tierra | 3,18 |
| Otros | 4,53 |
| Totales | 100,0 |
5 Análisis de alternativas de tratamiento, valorización y disposición propuestos en el sistema.
Para el diseño y dimensionamiento de las alternativas de tratamiento de las diferentes fracciones de residuos sólidos que se desea reciclar o transformar, es necesario elaborar una proyección de las cantidades anuales de materiales que tendrán que ser transformados. En la Tabla 9 de los anexos se muestra el detalle de las cantidades que se tienen que procesar de: materia orgánica, materiales reciclables separados en origen, y materiales no recuperables que tienen que ser tratados, cenizas que se generarían en caso de incinerar los materiales no recuperables y cantidad de materiales no recuperables secos. Esta proyección se muestra para el periodo 2024 hasta el 2045.
5.1 Tratamiento de la materia orgánica separada en origen por compostaje
La cantidad de materia orgánica, separada en origen, que tendría que ser tratada por algún sistema de compostaje se estima en 132,4 miles de t año-1 (362,5 t día-1) para el año 2024, y para el 2045 esta cantidad se incrementa a 211,9 miles de t año-1 (580,5 t día-1). Cabe recordar que estas cantidades se estimaron asumiendo que un 70% de la población participa de la separación en origen, el resto de la población no separa en origen y sus residuos se tratan como materiales no recuperables. El sistema de tratamiento más adecuado para las condiciones de los municipios del valle central de Cochabamba sería un sistema de tratamiento en hileras ventiladas por simple volteo, se podrían utilizar hileras estáticas ventiladas también en caso de contar con los recursos; esto permitiría reducir el tiempo de compostaje y la superficie de terreno que se requiere. Para reducir los recorridos de transporte de materia orgánica convendría construir varias plantas de compostaje ya que la inversión no es muy elevada y la operación no es compleja. De hecho, existen prácticas de compostaje exitoso en Tiquipaya y Sacaba, el municipio de Cochabamba también realizó ensayos de compostaje, pero con algunas fracciones de materia orgánica y sólo de manera experimental.
Considerando la cantidad de materia orgánica que se generará el año 2045, la superficie total de terreno que se requiere para el tratamiento por compostaje en hileras volteadas se estima en unas 10,9 ha. La inversión que se requiere para la construcción de una planta con esta capacidad de tratamiento se estima en unos 4,8 millones de USD y el costo operativo sería de unos 2,5 USD t-1 de materia orgánica. Esto valores se estimaron a partir de datos de plantas existentes en Tiquipaya y Sacaba y de la literatura (Aleluia & Ferrao, 2017). A partir de esta información y un precio de venta estimado de 18 USD t1 de compost de gama media, a partir de los precios de venta de distribuidores en Cochabamba, se estima un valor actual neto (VAN)considerando el periodo de operación entre el año 2024 y 2045, con una tasa de descuesto del 10% El valor del VAN sería de 6,41 millones de USD. Este monto no es muy elevado, pero evidencia que el compostaje cubre los costos de este tipo de tratamiento de la materia orgánica y permite desviar este tipo de material, por lo menos en gran parte, de la fracción que tiene que ser destinada a un relleno sanitario, donde provoca serios problemas por la generación de gases y lixiviados.
En todo el eje metropolitano Kanata se podrían ubicar un mínimo de 3 plantas de compostaje, con el objetivo de reducir los costos de transporte; una en la parte central para atender el municipio de Cochabamba, otra para el municipio de Sacaba y zonas vecinas y una tercera para atender el municipio de Quillacollo y los municipios vecinos. Estas plantas podrían estar a cargo de empresas privadas, pero, por los pocos ingresos que genera, sería conveniente que sean plantas a cargo de una gestión municipal. El municipio que se haga cargo de la planta podría cobrar un cierto monto para compostar los residuos orgánicos generados por los municipios vecinos.
5.2 Recuperación de materiales reciclables previamente separados en origen
La fracción de materiales reciclables separados en origen tendría que ser procesada en una o varias Instalaciones de Recuperación de Materiales (IRM), para recuperar materiales reciclables de calidad y con buen precio en el mercado. Entre los materiales reciclables que tiene una demanda bien establecida en la región de Cochabamba están: plásticos de varios tipos, papel y cartón, vidrios, metales férreos y aluminio. En la Tabla 9 de los anexos se tiene un estimativo y proyección de las cantidades de materiales que se podrían recuperar en esta planta, estas cantidades consideran que no todos los materiales reciclables separados en origen son realmente recuperables para el reciclado, algunos no se los recupera porque están muy deteriorados o simplemente no tienen un mercado que los demande. De manera global se estima que un 70% de los materiales reciclables separados en origen podrían ser efectivamente recuperados en la IRM. Se podrían construir varias IRM, dos o tres, para ahorrar costos de transporte, habría que hacer un estudio específico para establecer la ubicación y el número de estas plantas.
La capacidad instalada global de estas plantas de recuperación de materiales tendría que ser de unas 290 t día-1, considerando que tienen que operar hasta el año 2045. La inversión para la construcción de las plantas se estima en unos 12,5 millones de USD y la superficie requerida sería de unas 3 ha (Souza, y otros, 2023); el costo de operación de estas plantas en Latinoamérica es típicamente de unos 22,7 USD t-1, de acuerdo con datos publicados por Sheykin y Correal & Laguna para plantas similares (Sheykin, 2025)(Correal & Laguna, 2018). Los materiales recuperados serían vendidos en el mercado local a empresas que reciclan plásticos, metales, papel y cartón y vidrio. Los ingresos netos estimados que se generaría van de 8,21 millones de USD el año 2024 a 13,15 millones de USD al año 2045. Si calculamos el VAN en este periodo con una tasa de descuento del 10% se obtiene un monto de 72,7 millones de USD, una cifra bastante significativa que muestra la viabilidad de las IRMs.
Las plantas de recuperación de materiales (IRMs) podrían ubicarse en los mismos sitios donde se ubiquen las plantas de compostaje, de esta forma se reducirían los recorridos por los costos de transporte. La gestión de estas plantas podría estar a cargo de empresas privadas pues los ingresos que genera son significativos y, de hecho, existen asociaciones de recolectores que realizan ya esta tarea. Se trata unas 1.200 personas que se dedican a esta tarea y se estima que recuperan entre 20-30 t día-1 de materiales reciclables, con el sistema propuesto podrían llegar a recuperar más de 140 t día-1 de materiales reciclables (Fernández Jáuregui, 2017).
5.3 Tratamiento de los materiales no aprovechables y no separados en origen
El resto de los materiales habría que considerarlos como materiales no recuperables y son producto de todos los materiales que no se separan en origen o que no son reciclables ni se pueden compostar; aquí también se incorporarían los materiales que no se llegan a recuperar en la IRM como lo muestra la Figura 6. Esta fracción contiene prácticamente todos los materiales que se generan, pero con una composición modificada por el desvío previo de materiales, en particular de materia orgánica y materiales reciclables. La composición estimada a partir de un balance de masa se muestra en la Tabla 5. Para el tratamiento o disposición se tendrían las siguientes opciones:
Vertido en un relleno sanitario, tal cual se realiza actualmente con la fracción no recuperable. De acuerdo con la proyección de generación de residuos sólidos en el periodo 2024-2045 se acumularían un total de 4.534 miles de t de residuos sólidos que tendrían que ser confinados en vertederos. La superficie requerida para el confinamiento de esta fracción sería de 41,7 ha para la construcción de la(s) celda(s) y un total de 58,3 ha para el resto de las instalaciones, vías de circulación y sistemas de control y tratamiento de lixiviados y gases emitidos. La inversión que se requeriría para la construcción de se estima en unos 18 millones de USD y el costo de operación en unos 6,7 USD t-1 (BID, 2015), en estas condiciones costo anual de operación es de 1,08 millones de USD el año 2024 y de 1,73 millones de USD el año 2045. El VAN estimado para este periodo es de -29,2 millones de USD, con una tasa de descuento del 10% anual, es decir es un sistema que tendría que ser subvencionado por los municipios. Además del costo de esta opción, otra dificultad mayor es ubicar un terreno con las condiciones adecuadas para la construcción del relleno sanitario y que tenga la aceptación de la población vecina. La población en general es muy reacia a la instalación de un relleno sanitario en su vecindad, por ello se tendrá que establecer una compensación para el municipio que acoja estas instalaciones que sea suficientemente atractiva para que la población acepte la construcción de estas instalaciones.
Incineración en una planta incineradora de residuos sólidos. En este caso hay que considerar que el año 2024 se generan 442,6 t día-1 de residuos no recuperables y para el año 2045 esta cantidad sube a 708,7 t día-1. De este modo la capacidad de la planta tendría que ser de unas 710 t día-1 para cubrir las necesidades en todo este periodo. La superficie que requiere una planta de estas dimensiones se estima en una 10 a 12 ha. Además, hay que considerar que la incineración genera un 13,9% de cenizas que tendrían que ser dispuestas en un vertedero para residuos tóxicos, en todo el periodo de operación de la planta se generaría un total de 630 mil t de cenizas. Para reducir los costos de operación y valorizar en forma de energía la incineración de los residuos, estas plantas generan energía eléctrica que podría ser vendida al distribuidor local de energía, el precio de venta sería de unos 0,12 USD kWh-1 de acuerdo con los precios actuales.
De acuerdo con el estudio publicado por (Xin-Gang, Gui-Wu, Ang, & Yun, 2016) una planta de esta capacidad requeriría una inversión estimada de 190 millones de USD y el costo de operación promedio sería de unos 93,9 USD t-1, incluyendo el costo de la disposición de las cenizas. Considerando un rendimiento térmico de un 23% y un poder calorífico de 13.900 kJ kg-1, se generaría un ingreso de unos 106,6 USD t-1. Se estimó que el VAN del costo neto de operación de la planta en este periodo de tiempo sería de -170,5 millones de USD, es decir los ingresos generados no llegan a cubrir la inversión y costos de operación en este periodo de tiempo. Los costos de operación de la incineración tendrían que ser subvencionados por los municipios y el monto sería 5,8 veces más elevado que la opción del relleno sanitario. Por otra parte, las cenizas producidas por la incineración de residuos sólidos se considera un residuo peligroso es necesario confinarlas en un relleno sanitario especial, en el periodo de operación se generarían unas 630 mil toneladas de cenizas; se requerirían un terreno de unas 10 a 12 ha para confinar estos residuos.
Valorización en cementeras como combustible es una de las opciones que se puede utilizar para el aprovechamiento energético de la fracción no recuperable de los residuos sólidos. Existen ya experiencias en varios países de Europa sobre esta opción de aprovechamiento con buenos resultados (Comunidad de Madrid, 2010). La incineración en hornos de cemento presenta varias ventajas; debido a las altas temperaturas del proceso de incineración (alrededor de los 2.000 °C) la combustión es completa y no se generan contaminantes orgánicos persistente, por otro lado, tampoco se generan cenizas pues todos los residuos de combustión se incorporan al klinquer producido en forma de óxidos y algunas sales. En Cochabamba se tiene una cementera perteneciente a la empresa COBOCE ubicada en la localidad de Irpa Irpa, a unos 20 km al suroeste de la ciudad de Cochabamba con un tiempo de recorrido de 40 minutos. En esta planta se produce una cantidad importante de cemento y podría consumir prácticamente la totalidad de los residuos no aprovechables generados en la región metropolitana de Cochabamba e incluso algunas otras regiones.
Sin embargo, para poder utilizar estos residuos como fuente de energía en estos hornos es necesario acondicionar los materiales reduciendo su tamaño y también el contenido de humedad para aumentar el poder calorífico de los residuos. Esto se puede lograr con un proceso de biosecado que permite reducir el contenido de materia orgánica y también de humedad en los residuos. Considerando la composición de los residuos sería posible reducir el contenido de humedad a un 10% y aumentar el poder calorífico de los residuos a unos 15,8 MJ kg-1 (Ballesteros-Vásquez, Contreras-Cisneros, Piña-Guzmán, & Osorio Mirón, 2022) por la composición de los residuos, estimamos que el poder calorífico podría llegar hasta unos 18,0 MJ kg-1. Este proceso consiste esencialmente en una molienda y homogeneización de los residuos seguido de un proceso de secado por fermentación aerobia en el que se aprovecha el contenido en materia orgánica para generar la descomposición de esta y el calor generado por este proceso es aprovechado para facilitar la eliminación de agua en forma de vapor (Comunidad de Madrid, 2010). El resultado es un material con poca humedad, homogéneo y de alto poder calorífico y con un volumen específico menor lo que facilita su almacenamiento y transporte. También es un material biológicamente estabilizado que ya no genera gases, ni lixiviados y pocos malos olores. Con estas características se podría reducir el uso de gas natural en el horno de klinquer hasta en un 60% en la planta de COBOCE.
Para procesar los residuos sólidos no aprovechables generados en el valle central de Cochabamba se requeriría de una planta de 710 t día-1 de capacidad y un terreno de unas 6 ha y una inversión inicial de unos 12,5 millones de USD. El costo operativo de estas plantas puede ser muy variable, dependiendo de los costos de la energía eléctrica y otros insumos, para las condiciones de Cochabamba se estima que el costo sería de unos 8 USD t-1. En este proceso se producirían unas 530 t día-1 de residuos deshidratados que puede ser utilizados para sustituir parcialmente el gas que consume el horno de klinquer de la planta de COBOCE. Si se paga el valor energético de estos residuos al 50% del costo actual del costo energético del gas natural, la operación de esta planta puede generar ingresos y tendría un valor actual neto (VAN) de 7,92 millones de USD considerando su operación hasta el año 2045 con una tasa de descuento del 10%. Es decir, este proceso podría cubrir completamente sus costos de inversión y los costos operativos de la planta, no sería necesario subvenciones de parte de los municipios.
En la Tabla 1 se muestra un detalle de los requerimientos básicos de cada propuesta tanto en términos de superficie de terreno que requiere cada sistema de tratamiento propuesto, la capacidad de planta tomando en cuenta la proyección de funcionamiento de las plantas hasta el año 2045, la inversión requerida por cada sistema (incluye los costos del terreno necesario a un valor de 20 USD m-2), los costos de operación del sistema en términos de USD t-1 de residuo tratado y el valor neto actualizado (VAN) de cada opción considerando la inversión requerida, los costos de operación y los ingresos que genera cada opción en el periodo de operación 2024-2045; para el cálculo del VAN se consideró una tasa de descuento del 10% en todos los casos.
El tratamiento por compostaje en hileras de la materia orgánica tendría un VAN = 6,41 millones de USD, es un valor positivo, aunque no muy elevado, básicamente esta opción de tratamiento lograría cubrir los costos operativos del sistema y dejaría algo de beneficios para la entidad que opere el compostaje. La planta de recuperación de materiales reciclables tiene un VAN = 72,7 millones de USD en el periodo de 20 años, es un monto significativo y que podría ser de interés para empresas privadas que deseen invertir en estas plantas de recuperación de materiales, en particular de aquellas empresas bolivianas que ya están reciclando algunos materiales como plásticos (EMPACAR) y papel y cartón (PAPELBOL). Cabe señalar también que algunos materiales recuperados se pueden incluso exportar a precios más convenientes, como el caso de los plásticos que se exportan a empresas recicladoras de Perú.
Tabla 6. Resumen de los datos de análisis de las diferentes alternativas de tratamiento propuestas en el sistema integral de gestión de residuos sólidos, el VAN se calcula para un periodo de 20 años con una tasa de descuento de 10%. *Se refiere a la cantidad total acumulada en el relleno sanitario en toneladas.
| Parámetro | Compostaje de materia orgánica | Recuperación de Materiales | Vertido en Relleno sanitario | Incineración de RS | Biosecado + combustible cementera |
|---|---|---|---|---|---|
| Superficie Requerida (ha) | 10,9 | 3,0 | 58,3 | 10-12 | 6,0 |
| Capacidad de Planta t día-1 | 580,5 | 290,0 | 4.5 34 103 (t)* | 710 | 710 |
| Inversión inicial (CAPEX) MUSD | 4,8 | 12,5 | 18,0 | 190,0 | 12,5 |
| Costos operativos (OPEX) USD t-1 | 2,5 | 22,7 | 6,7 | 93,9 | 8,0 |
| Valor actual neto (VAN) MUSD | 6,41 | 72,7 | -29,2 | -170,5 | 7,92 |
Para el tratamiento de la fracción no aprovechable de los residuos se consideraron tres opciones. El vertido en un relleno sanitario refleja un VAN = -29,2 millones de USD, esta opción exige que los gobiernos municipales asuman el costo de esta opción de tratamiento. El tratamiento por incineración con recuperación de energía requiere una fuerte inversión inicial, los costos operativos son elevados y la venta de energía eléctrica generada no llega a cubrir los costos de operación, esto resulta en un VAN = -170,5 millones de USD que tendría que ser cubierto por los gobiernos municipales. La tercera opción es un tratamiento por biosecado de la fracción no aprovechable y su aprovechamiento posterior como combustible para procesos industriales, la opción más viable sería reemplazar parte del gas natural que utiliza la empresa cementera COBOCE en su planta de Irpa Irpa. En este escenario se tendría un VAN = 7,92 millones de USD, no es una cifra muy significativa, pero se generaría un beneficio neto y se cubrirían los costos de inversión y operación del sistema de tratamiento, los beneficios en este caso serían más ambientales, pues se reduciría significativamente el consumo de energía en la planta de cemento y también las emisiones de gases de efecto invernadero, por otra parte esta opción no requeriría de un relleno sanitario especial para el confinamiento de cenizas, como es el caso de la incineración.
Cualquiera que sea la alternativa que se tome en cuenta para el tratamiento de la fracción no aprovechable de los residuos sólidos, este sistema de tratamiento debería consistir en una planta única y estar ubicada en un solo sitio y municipio de la región metropolitana Kanata. Los residuos no aprovechables tendrían que ser transportados por un sistema de transporte que podría estar a cargo de la mancomunidad, esto permitiría hacer economías de escala en el sistema de recolección y transporte de los residuos sólidos y permitiría garantizar la permanencia del servicio. En las plantas de compostaje o de recuperación de materiales se podrían realizar algunas operaciones de acondicionamiento de esta fracción como procesos de reducción de tamaño (molienda) y enfardado, para reducir el volumen y facilitar y reducir los costos de transporte hasta la planta de tratamiento de residuos no aprovechables.
La ubicación de un sitio y terreno para la planta de tratamiento de los residuos no aprovechables es siempre una dificultad mayor pues ningún municipio ni ninguna vecindad está de acuerdo en que se ubique este tipo de plantas en sus cercanías (not in my back yard). Por ello es muy importante tomar en cuenta la superficie de terreno que requiere cada una de las opciones de tratamiento que se consideran en esta propuesta. Si consideramos la información resumida que se presenta en la Tabla 1, la opción de una planta de biosecado para producir combustible a partir de residuos sólidos sería la opción más conveniente, requiere una superficie pequeña (6 ha), la inversión inicial no es muy elevada (12,5 millones de USD) y es la más pequeña, el costo de operación no es muy elevado y los mismos llegan a cubrirse por la venta de combustible para la cementera. Una planta de este tipo se podría ubicar con más facilidad en cualquiera de los municipios de la mancomunidad Kanata y podría financiarse por la venta de combustible y/o el cobro por los residuos transportados por los municipios que requieran de este servicio en la región Kanata.
6 Conclusiones
La gestión de residuos en la región de la mancomunidad Kanata presenta graves deficiencias, como la falta de infraestructura adecuada, la disposición final en botaderos no controlados y la baja cobertura de recolección (72% en promedio). Solo dos municipios cuentan con rellenos sanitarios, lo que agrava los riesgos ambientales y sanitarios. Estas falencias que son la causa de serios impactos ambientales y conflictos sociales que afectan sobre todo a los sectores de la población más desfavorecidos. Esta situación evidencia la urgente necesidad de implementar un sistema coordinado y sostenible para abordar los desafíos ambientales y sociales derivados de la generación y disposición inadecuada de residuos.
La región metropolitana genera aproximadamente 1.128 t día-1 de residuos sólidos, con una producción per cápita promedio de 0,57 kg hab-1 día-1. La fracción predominante es materia orgánica (52%), seguida de materiales potencialmente reciclables (21,4%) y no recuperables (26,2%). Estos datos resaltan la importancia de priorizar estrategias de separación en origen y valorización de materiales que estén acordes a la legislación y normativa ambiental vigente.
El diseño conceptual propuesto integra tres niveles de responsabilidad (generadores, municipios y mancomunidad) y promueve la separación en origen, el compostaje de materia orgánica, la recuperación de materiales reciclables y el tratamiento de residuos no aprovechables. Este sistema lograría un factor de desvío del 56,3%, reduciendo significativamente la cantidad de residuos destinados a disposición final. También plantea la creación de puntos de colecta selectiva que podrían promover y fortalecer la actividad que ya desarrollan una importante población de pepenadores y eco-recolectores, quienes desarrollan esta actividad desde hace muchos años y proveen de materiales recuperados a varias empresas privadas que se dedican al reciclaje de materiales. El horizonte de tiempo considerado en el análisis de la propuesta comprende el periodo desde al año 2024 al año 2045.
Las alternativas de tratamiento para los materiales separados en origen que se proponen son los siguientes:
Compostaje en hileras para la materia orgánica: Viable técnica y económicamente, con un VAN positivo de 6,41 millones de USD, permitiendo el aprovechamiento de 132,4 mil t año-1 de materia orgánica. El compostaje de la materia orgánica debería ser un sistema de tratamiento a cargo de los propios municipios, para garantizar la operación a largo plazo de estas plantas, puede darse el caso de que se tenga que subvencionar este tratamiento.
Recuperación de materiales reciclables: Las Instalaciones de Recuperación de Materiales (IRM) presentan un VAN de 72,7 millones de USD, destacando su potencial para formalizar el sector de reciclaje y generar ingresos. Esta opción permitiría reciclar hasta el 70% de los materiales reciclables separados en origen y podría estar a cargo de empresas privadas que actualmente reciclan materiales recuperados a partir de los residuos sólidos.
El tratamiento de no aprovechables es más complejo pues implica generar valor a partir de una mezcla de residuos que no se puede valorizar fácilmente.: La incineración con recuperación de energía resulta costosa (VAN = -170,5 millones de USD), mientras que el biosecado y uso en cementeras emerge como la opción más sostenible (VAN = 7,92 millones de USD), combinando beneficios económicos y ambientales. La tercera opción es el vertido en un relleno sanitario, que también requiere una inversión inicial significativa y, sobre todo, varias hectáreas de terreno para una actividad que no es deseada por la población, desde el punto de vista económico se estima un VAN = - 29,2 millones de USD que tendrían que ser asumidos por los gobiernos municipales. Entre las tres opciones, la más conveniente es la opción de biosecado para producir combustibles, requiere la menor superficie de terreno, la menor inversión y tiene las mayores posibilidades para generar los ingresos necesarios para cubrir los costos de operación del sistema. En cualquier caso, la opción de tratamiento que se utilice debería estar bajo la gestión directa de la Gobernación y de la Mancomunidad Kanata.
La implementación exitosa del sistema requiere fortalecer la cooperación entre los municipios, invertir en infraestructura y promover la participación ciudadana. La mancomunidad Kanata debe asumir un rol protagónico en la planificación y ejecución de políticas públicas alineadas con el marco legal boliviano.
En conclusión, la gestión integral de residuos sólidos en el eje metropolitano Kanata demanda soluciones técnicas, económicas y sociales coordinadas. La propuesta presentada no solo mitigaría los impactos ambientales, sino que también generaría oportunidades económicas y mejoraría la calidad de vida de la población. Futuras investigaciones deberán profundizar en la viabilidad operativa y financiera de las alternativas planteadas, así como en estrategias para garantizar su adopción a largo plazo.
