Libro Ing. Amb. Para Ing. 2012-2

INGENIERÍA AMBIENTAL PARA INGENIEROS

FAC. DE INGENIERÍA QUÍMICA

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FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN

NICOLAS DE HIDALGO

AGOSTO DEL 2012

“INGENIERÍA AMBIENTAL PARA

INGENIEROS”

M. EN C. GABRIEL MARTÍNEZ HERRERA



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PRESENTACIÓN

Los recursos de nuestro planeta, bióticos y abióticos, son sobreexplotados y sufren

un uso inadecuado. Los esfuerzos por usarlos de manera racional permitirán una

explotación adecuada que redundara en el beneficio de la comunidad.

En éste texto daremos una panorámica de los esfuerzos nacionales e internacionales

para regular el uso adecuado de los recursos naturales, sumando la parte legislativa con la

ingeniería.

Es importante dejar en claro, que los Ingenieros, tenemos doble tarea con el

ambiente, transformar los recursos con responsabilidad, desarrollando procesos sustentables

y encontrar mecanismos para tratar los efluentes contaminantes, de nuestros procesos. Pero

sobre todo evitar que los contaminantes sean producidos. “No buscar la medicina, evitar la

enfermedad”

Construyamos un mundo mejor.

“Esta es la historia de una tierra que tenía un agujero en el cielo. La lluvia que caía

sobre aquella tierra era de un ácido venenoso que mataba a los árboles. Y sólo unas cuantas

cosas crecían en el suelo, porque habían sido arrasadas por extraños productos químicos

que empleaban los agricultores. A veces la gente se preguntaba: “¿Y por qué pasa esto?” Y

la pantallita que había en un ángulo en todas las habitaciones tranquilamente respondía:

“Porque así tiene que ser”. Pero la gente no entendía. Y se olvidaban de aquella pregunta y

se iban a trabajar. Un día, un niño pequeño se despertó: la mañana era gris. La lluvia caía

por el agujero que había en el cielo y sobre aquella tierra en las que sólo crecían unas

cuantas cosas. Y, como una hilera de hormigas tristes, la gente se iba a trabajar.

El niño estaba escuchando cuando, de pronto, una de aquellas personas se paró y

preguntó: “Pero ¿de verdad ésta es la mejor la manera de vivir?” Y la pantallita que había

en todas las habitaciones respondió: “Si quieres ser rico y tener cosa buenas y estar rodeado

de lujos, has de pagar un precio.

Y ese precio es ensuciar la tierra. No puede ser de otra manera”. Y todo el mundo

volvió a olvidarse de la pregunta y cada cual se marchó por su lado. Pero entonces el niño

alzó la voz y dijo: “Tiene que haber una mejor forma de hacer lo que queremos hacer , sin

que estropeemos el cielo y la lluvia y la tierra”. Y la gente se paró a escuchar y apagó la

pantallita y empezó a buscar la mejor forma de hacer las cosas. Y aquella tierra comenzó a

florecer por primera vez en mucho tiempo. Y el cielo brillaba con un azul muy bello y la

lluvia sabía muy dulce. Creo es hora ya de que nos convirtamos en ese niño pequeño y

empecemos a construir un futuro mucho mejor”.

Paul McCartney

Fuente: Salvemos a la tierra. Jonathan Porrit. Editorial Aguilar. México, 1991.



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Objetivo

Conocer y explicar los problemas que se generan en el medio ambiente, causados por actividades industriales

y municipales, adquirir conocimientos y desarrollar habilidades que permitan profundizar por cuenta propia

en el planteamiento y solución de problemas de contaminación de agua, del aire, del suelo, de los residuos, así

como por ruido, térmica y radioactiva, así como de impacto y riesgo ambiental.

Generar alternativas de solución a los diferentes problemas de índoles ambiental en la industria y municipio,

sin dejar de considerar los aspectos económico y social.

Seleccionar los procesos productivos que logren el desarrollo sostenible.

CONTENIDO.

CAPITULO 1. LEGISLACIÓN AMBIENTAL

CAPITULO 2. MARCO TEÓRICO

CAPITULO 3. CONTAMINACIÓN DEL AGUA

CAPITULO 4. CONTAMINACIÓN DEL AIRE

CAPITULO 5. AFECTACIÓN DEL SUELO.

CAPITULO 6. RESIDUOS SÓLIDOS

CAPITULO 7. CONTAMINACIÓN POR RUIDO.

CAPITULO 8. CONTAMINACIÓN TERMICA

CAPITULO 9. CONTAMINACIÓN RADIOACTIVA



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CAPITULO 1. LEGISLACIÓN AMBIENTAL

Línea del tiempo en la legislación ambiental.

Leyes ambientales

Ley conservación de suelo y agua. 1946

Subsecretaría de mejoramiento del ambiente 1971

Ley federal para prevenir y controlar la contaminación. 1971

Secretaria de desarrollo urbano y ecología 1982

Ley federal de protección ambiental. 1984

Secretaria de desarrollo social 1988

Ley general del equilibrio ecológico y la protección ambiental. 1988 (LGEEPA)

Secretaria del medio ambiente, recursos naturales y pesca 1994 (SEMARNAT)

Ley general del equilibrio ecológico y la protección al ambiente

Modificaciones a la LGEEPA 1996

Secretaría del medio ambiente y recursos naturales (SEMARNAT)

Reglamentos ambientales

De parques nacionales e internacionales. 1942

Para la prevención y control de la contaminación atmosférica originada por humos y polvos. 1971

Para el control y prevención de la contaminación de aguas. 1973

Para la prevención y control de la contaminación ambiental generada por la emisión de ruidos. 1976

Para prevenir y controlar la contaminación del mar por vertimiento de desechos y otras materias. 1979

Para la protección del ambiente contra la contaminación originada por la emisión de ruido. 1982

Para la prevención y control de la contaminación generada por los vehículos automotores que circulan

por el distrito federal y Los municipios de su zona conurbada. 1988

En materia de impacto ambiental. 1988

En materia de prevención y control de la contaminación atmosférica. 1988

En materia de residuos peligrosos. 1988

Para el uso y aprovechamiento del mar territorial, vías navegables, playas, zona federal marítima terrestre

y terrenos ganados al mar. 1991

Para el transporte terrestre de materiales y residuos peligrosos. 1993

De la ley de aguas nacionales. 1994

Reglamento en materia de riesgos.

Jerarquía del orden jurídico en el derecho mexicano.

Ámbito federal

Jerarquía del orden jurídico en el derecho mexicano.

Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos BASE

Leyes de Carácter Federal

(Emanan de la Constitución)

Convenios y Tratados Internacionales

Leyes Ordinarias

(No emanan de la Constitución)

Decretos

Reglamentos de Leyes Federales

- Normas

- Instructivos

- Listados

PRIMER

NIVEL

SEGUNDO

NIVEL

TERCER

NIVEL



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Ámbito estatal

ambito estatal

Constitución de la República Mexicana

Artículos 27, 73 y 25 de la constitución política mexicana

Art. 27, párrafo tercero:

Conservación de los recursos naturales

(Parte del texto original de la constitución de 1917)

Art. 73. Fracción XVI

Prevención y control de la contaminación

(Incorporado a la constitución en 1971)

Art. 25

Cuidado del medio ambiente

(Incorporado a la constitución en 1983)

En 1987 las tres disposiciones anteriores fueron ampliadas e incorporadas mediante reformas a los artículos

27 y 73. Se establece así que es deber del estado preservar y restaurar el equilibrio ecológico.

En 1992, el párrafo tercero del artículo 27 constitucional incorpora el deber del estado de evitar la destrucción

de los elementos naturales

Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos

Leyes de Carácter Federal

Convenios y Tratados Internacionales

Constitución propia de cada estado

Leyes Ordinarias Estatales

Reglamentos de Leyes Federales SEGUNDO

Reglamentos de Leyes Estatales NIVEL

Reglamentos de carácter municipal

Normas Federales

Normas Estatales

Bandos de Policía y buen gobierno

TERCER

NIVEL

BASE

PRIMER

NIVEL



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Ley general de equilibrio ecológico y la protección ambiental

Es el principal instrumento jurídico vigente en materia de protección ambiental en su conjunto.

Fue publicada en el diario oficial de la federación el día 28 de enero de 1988.

Reformada por el decreto por el que se reforma, adiciona y derogan diversos artículos del código penal para el

distrito federal en materia de fuero común, y para toda la república en materia de fuero federal, y por el

decreto que reforma, adiciona y deroga diversas disposiciones de la ley general del equilibrio ecológico y la

protección al ambiente publicados el día 13 de diciembre de 1996.

El decreto reformó el código penal, adicionándole un capítulo de "delitos ambientales", así como los

transitorios del segundo ordenamiento citado, se reproducen como apéndices después del texto de la ley.

Antecedentes:

La ley federal para prevenir y controlar la contaminación (1971) y la ley federal de protección ambiental

(1984) las cuales fueron substituidas por la LGEEPA en 1988

La LGEEPA está dividida en seis títulos y dos apéndices

Títulos:

1. Disposiciones generales.

2. Biodiversidad.

3. Aprovechamiento sustentable de los elementos naturales.

4. Protección al ambiente.

5. Participación social e información ambiental.

6. (s/t) Disposiciones generales, inspección y vigilancia, medidas de seguridad, sanciones administrativas,

recurso de revisión, de los delitos de orden federal, denuncia popular.

Apéndices:

Uno: delitos ambientales

Dos: artículos transitorios del decreto que reforma, adiciona y deroga diversas disposiciones de la ley general

de equilibrio ecológico y la protección al ambiente.

En su conjunto esta ley cuenta con 204 artículos

Leyes complementarias en materia ambiental

Ley de conservación del suelo y agua. 1946

Ley federal de caza. 1952

Ley de sanidad Fito pecuaria. 1974

Ley general de asentamientos humanos. 1976

Ley de obras públicas. 1980

Ley general de bienes nacionales. 1982

Ley de planeación. 1983

Ley federal de vivienda. 1984

Ley federal del mar. 1986

Ley federal de derechos. 1991

Ley general de metrología y normalización. 1992

Ley de pesca. 1992

Ley de aguas nacionales. 1992

Ley forestal. 1992

Leyes estatales de carácter ambiental

La mayoría de los estados de la república mexicana, cuentan ya con una ley estatal en materia ambiental.



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Estas leyes fueron publicadas en distintas fechas entre los años 1988 y 2011.

Autoridades ambientales

La cabeza de sector en materia de protección ambiental y ecología es la secretaría del medio ambiente,

recursos naturales (SEMARNAT)

La LOAPF art 32 bis establece las atribuciones y funciones de la SEMARNAT entre las más relevantes se

encuentran las siguientes:

fomentar la protección, restauración y conservación de los ecosistemas y recursos naturales

formular y conducir la política nacional en materia de recursos naturales

administrar y regular el aprovechamiento sustentable de los recursos naturales

establecer normas oficiales mexicanas sobre preservación y restauración del m.a.

vigilar el cumplimiento de las leyes relacionadas con el medio ambiente

promover el ordenamiento ecológico

evaluar y dictaminar las manifestaciones de impacto ambiental

Ejemplos de algunas normas relevantes

Agua

Norma oficial mexicana nom-032-SEMARNAT-1993, que establece los límites máximos permisibles de

contaminantes en las aguas residuales de origen urbano o municipal para su disposición mediante riego

agrícola.

Aire:

Norma oficial mexicana nom-034- SEMARNAT-1993, que establece los métodos de medición para

determinar la concentración de monóxido de carbono en el aire ambiente y los procedimientos para la

calibración de los equipos de medición.

Norma oficial mexicana nom-03 SEMARNAT 5--1993, que establece los métodos de medición para

determinar la concentración de partículas suspendidas totales en el aire ambiente y el procedimiento para la

calibración de los equipos de medición

Norma oficial mexicana nom-043 SEMARNAT --1993, que establece los niveles máximos permisibles de

emisión a la atmósfera de partículas sólidas provenientes de fuentes fijas.

Residuos peligrosos

Norma oficial mexicana nom-052- SEMARNAT-1993, que establece las características de los residuos

peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al

ambiente. diario oficial de la federación, 22 de octubre de 1993.

Norma oficial mexicana nom-053- SEMARNAT -1993, que establece el procedimiento para llevar a cabo la

prueba de extracción para determinar los constituyentes que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al

ambiente.

Norma oficial mexicana nom-054- SEMARNAT-1993, que establece el procedimiento para determinar la

incompatibilidad entre dos o más residuos considerados como peligrosos por la norma oficial mexicana nom-

052-ecol-1993.



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Norma oficial mexicana nom-055- SEMARNAT-1993, que establece los requisitos que deben reunir los sitios

destinados al confinamiento controlado de residuos peligrosos, excepto de los radiactivos.

Norma oficial mexicana nom-056- SEMARNAT-1993 que establece los requisitos para el diseño y

construcción de las obras complementarias de un confinamiento controlado de residuos peligrosos.

Norma oficial mexicana nom-057 SEMARNAT -1993, que establece los requisitos que deben observarse en

el diseño. Construcción y operación de celdas de un confinamiento controlado para residuos peligrosos.

Norma oficial mexicana nom-058- SEMARNAT-1993, que establece los requisitos para la operación de un

confinamiento controlado de residuos peligrosos.

Ruido

Norma oficial mexicana nom-081 SEMARNAT --1994. que establece los límites máximos permisibles de

emisión de ruido de las fuentes fijas y su método de medición.

Forestal

Norma oficial mexicana de emergencia nom-em-002-sarh3-1994, que establece los procedimientos, criterios

y especificaciones para realizar el aprovechamiento, transporte y almacenamiento de tierra de monte.

Norma oficial mexicana de emergencia nom-em-006-sarh3-1994, que establece los procedimientos, criterios

y especificaciones para realizar el aprovechamiento, transporte y almacenamiento de ramas, hojas o pencas,

flores, frutos y semillas de vegetación forestal.

Requisitos ambientales comunes (documentos)

Manifestación de impacto ambiental.

Se presenta una sola ocasión ante la SEMARNAT antes de realizar cualquier proyecto de construcción.

Estudio de riesgo

Se presenta una sola ocasión ante la SEMARNAT antes de ejecutar cualquier proyecto de construcción.

Licencia de funcionamiento.

Se presenta una sola ocasión ante la SEMARNAT

Cédula de operación

Se presenta una sola ocasión ante la SEMARNAT, para el caso de fuentes fijas

Inventario de emisiones.

se presenta anualmente ante la SEMARNAT

Manifiesto empresas generadoras de residuos peligrosos.

se presenta una sola ocasión ante la SEMARNAT con reporte semestral.

Título de asignación de uso de agua

Se presenta una sola ocasión ante la CONAGUA

Permiso de descarga de aguas residuales.

Se presenta una sola ocasión ante la CONAGUA para casos de descarga a un rio, lago, etc.

Condiciones particulares de descarga

Se presenta una sola ocasión ante la CONAGUA



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Permiso de descarga de aguas residuales.

Se presenta por una sola ocasión ante el municipio y el estado para descargas al alcantarillado municipal.

Licencia de uso del suelo

Se presenta por única ocasión ante el estado y municipio

Permiso de cambio de uso del suelo

Se presenta por única ocasión ante SEMARNAT acompañado del estudio técnico justificativo

Autorización para instalación, construcción, reparación, vapor y recipientes sujetos a presión.

Se presenta por única ocasión por cada recipiente, ante la SEMARNAT

Registro de transporte y manejo de materiales y residuos peligrosos por carreteras federales

Se presenta ante la SCT por única ocasión.

Niveles de gobierno

Federal art. 5º de LGEEPA

Estatal art. 7º de LGEEPA

Municipal art. 8º de LGEEPA

Línea del tiempo respecto de la Secretaria del medio ambiente y recursos naturales.

1971- Secretaría de mejoramiento del ambiente.

Ley federal de protección al ambiente.

1982- Secretaría de desarrollo urbano y ecología.

Ley federal de protección al ambiente.

1988- Secretaría de desarrollo social.

Ley general del equilibrio ecológico y la protección al ambiente.

1994- Secretaría de medio ambiente, recursos naturales y pesca (SEMARNAP)

Ley general del equilibrio ecológico y la protección al ambiente.

1996- Modificación a la LGEEPA

2000-Secretaría de medio ambiente y recursos naturales.(SEMARNAT)

Ley general del equilibrio ecológico y la protección al ambiente

Organigrama de la SEMARNAT

Órganos desconcentrados de la SEMARNAT:

PROFEPA-Procuraduría federal de protección al ambiente. Verifica, cedulas, cumplimiento

y sanciona.

SEMARNAT

SUBSECRETARÍA DE GESTIÓN PARA

LA PROTECCIÓN AL AMBIENTE

D.G. VIDA

SILVESTRE

D.G.

IMPACTO Y

RIESGO

AMBIENTA

L

D.G. MANEJO

INTEGRAL DE

CONTAMINAN

TES

D.G. ZONA

FEDERAL

MARITIMO

TERRESTRE

D.G.

DECENTRALI

ZACIÓN



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INE- Instituto nacional de ecología. Unidad investigadora.

CNA- Comisión nacional del agua. Trata todo lo referente al agua.

IMTA- Instituto mexicano de tecnología del agua. Unidad investigadora del agua.

Niveles de gobierno.

Federal. El nivel federal se encuentra agrupado en la (LOAPF) Ley orgánica de la

administración publica federal.

Estatal y Municipal. Lo conocemos como gobierno local.

Atribuciones de los diferentes niveles de gobierno.

Impacto ambiental. ¿Cuáles obras corresponden a la federación en asunto de impacto

ambiental? Todas las obras enmarcadas en el artículo 28 de la LGEEPA. A la autoridad

local le corresponden las obras no contempladas en el artículo 28.

Riesgo. En materia de riesgo, existen listados de actividades altamente riesgosas, en dichos

listas se maneja una “cantidad de reporte”, que es la cantidad mínima que se almacena,

transporta y transforma, y es asunto federal las actividades altamente riesgosas (AAR),

pasan el limite de reporte. Las actividades riesgosas son asunto de la autoridad local.

Residuos. Es asunto federal, los residuos peligrosos (NOM 052,053,054, 087). Un residuo

peligroso es aquel que caiga en la clave CRETIB.

C-orrosivo

R-reactivo

E-xplosivo

T-oxico

I-nflamable

B-iológico infeccioso

Atmósfera. En asunto de atmósfera los tres poderes tienen jurisdicción.

Asunto federal. Prevención y control de la contaminación atmosférica proveniente de

fuentes fijas y móviles de jurisdicción federal, artículo 111, y las fuentes móviles de

autotransporte federal.

Asunto de autoridad local. Al estado le corresponden la prevención y control de la

contaminación atmosférica proveniente de fuetes fijos y móviles de jurisdicción estatal,

pequeñas y medianas empresas (las que están en el Art. 111), y móviles estatales. El estado

le deja al municipio, los prestadores de servicios municipales, tintorerías, centros

recreativos, panteones, etc.

Ruido. La SEMARNAT solo actúa en ruido en la elaboración de leyes, normas y

reglamentos y actúa solo por denuncia popular a través de PROFEPA y marca lo siguiente:

06:00 a 22:00 horas nivel de ruido máximo 68 decibeles.

22:00 a 06:00 horas nivel de ruido máximo 65 decibeles.



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En el ambiente laboral actúa la STPS (Secretaria de Trabajo y Previsión Social), la cual

tiene su propia tabla de decibeles.

Por lo tanto es asunto federal la elaboración de leyes, normas y reglamentos. Asunto de

autoridad local, prevención y control de la contaminación por ruido.

Aguas residuales. Es asunto federal, las descargas de aguas residuales a aguas y bienes

nacionales. Es asunto de autoridad local, las descargas de aguas residuales al sistema de

alcantarillado.

Matriz de competencia, es un cuadro que nos sirve para ver que autoridad es competente.

Ejemplo. Complete la matriz de competencia para la industria de celulosa y papel, que

descarga sus aguas residuales al rio grande de Morelia, entre sus reactivos maneja peróxido

de hidrogeno en cantidad de 10 000 litros, hipoclorito de sodio en cantidad de 30 000 litros,

Almacena reactivos peligrosos de proceso sobrantes.

Asunto federal Asunto Local

Impacto si no

Riesgo si no

Residuos si (peligrosos) si (no peligrosos)

Atmósfera si no

Ruido Si (NOM) Si (controla)

Agua residual si no

Para calcular la concentración final de contaminantes se aplica la formula:

Cf= ( CoQo +C1Q1)/Qf

Donde:

Cf = concentración final, después de la mezcla de la corriente de rio con agua residual.

Co = concentración antes de mezclado.

Qo = flujo antes de mezclado con agua residual.

C1 = concentración de agua residual.

Q1 = flujo de agua residual.

Qf = flujo después de mezclado (Qo + Q1)



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CAPITULO 2. MARCO TEÓRICO

2.1 Definición de conceptos (desarrollo sustentable, ecología, ecosistemas, análisis

energéticos, tecnología apropiada)

Desarrollo sustentable:

Desarrollo que se logra mediante el proceso de obtención de mejores productos y mayor rentabilidad de los

recursos gracias a usos no convencionales que permiten una continua dotación de los mismos en base a una

planificación adecuada, una operación participativa y un usufructo compartido, lo cual crea una base de

proceso social que sustenta futuros incrementos sin dependencia de factores externos.

La definición original en el informe Brundtland es " un proceso de cambio en el cual la explotación de los

recursos, la dirección de las inversiones, y la orientación de la tecnología y el cambio institucional están

tomados en armonía y mejoran la potencialidad para satisfacer las necesidades y aspiraciones humanas tanto

actuales como las futuras

Ecología:

Es la ciencia natural que estudia las relaciones sistémicas entre los individuos , dentro de ellos y entre ellos y

el medio ambiente (definición funcional). es el estudio científico de la distribución y abundancia de los

organismos que interactúan entre si y con su medio ambiente en un tiempo y espacio definidos (definición

estructural)

Ecosistemas:

Se refiere a todo el sistema (en sentido físico) incluyendo no solamente el complejo de organismo, sino

también el complejo total de los factores físicos que conforman lo que llamamos el medio del bioma … a

pesar que los organismos podrian ser nuestro interes principal, no los odemos deslindar de su ambiente

espacial, con lo que forman un solo sistema físico".(Tansley 1935)

Un ecosistema es un sistema formado por un conjunto de seres vivos que se relacionan entre si y con el

medio en que viven.

Análisis energéticos:

Son considerados como nuevos tipos de análisis económicos, centrados en el estudio de balances energéticos

que invierten en los procesos de trabajo, este tipo de análisis introduce la cuestión de la entropía, como

concepto base que debe enmarcar el estudio económico de los procesos de trabajo, entendiendo que todos los

tipos de energía se transforman gradualmente en calor y el calor termina por disiparse asta el punto en que el

hombre no puede utilizar esa energía, este concepto también implica la necesidad de resaltar la importancia

de la fuente primaria del flujo de recursos que atraviesa el proceso económico, proponiendo una perspectiva

diferente a la de la economía convencional.

Tecnología apropiada:

El termino tecnología apropiada se utiliza en muchos sentidos. Una concepción estrecha de tecnología

apropiada lista las características específicas que las tecnologías deben reunir para ser consideradas

apropiadas: bajo costo de inversión por lugar de trabajo, bajo costo de inversión por unidad producida,

simpleza en la organización, alta adaptabilidad a una sociedad particular o ambiente cultural, uso acotado de

recursos naturales, bajo costo del producto final y alto potencial de empleo (Cáceres, 1993). Otros autores

agregan: creación de trabajo local, producción local y controlada, libre de regalías, que hacen uso de

materiales locales, uso de energía descentralizada y de energías renovables, que cuentan con la participación

de los usuarios en su diseño y protege el medio ambiente. Concepciones más amplias sobre el término

tecnología apropiada (Cáceres, 1993) la definen como aquella que mejor utiliza los recursos y las destrezas

humanas disponibles en una sociedad. Otras agregan un disparador de cambio social: está comprometida con

el desarrollo total que incluye factores sociales y culturales. Otra postura concibe a la tecnología apropiada

como la tecnología hecha “a medida” del contexto psicosocial y biofísico prevalerte.



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2.2 El medio ambiente y su relación con los modelos de desarrollo económico y

tecnológico.

El medio ambiente y el desarrollo son conceptos que no se miran por separado dentro del contexto actual de la economía. Medio ambiente tiene que ver con el desarrollo económico, y este último ha afectado y afecta el medio ambiente. El desarrollo es un concepto multidimensional, que incluye elementos económicos, políticos y sociales, así como aquellos relacionados con el uso de los recursos e impactos del medio ambiente. Así las cuestiones del desarrollo solo pueden ser tratadas con efectividad en el contexto de esta multidimensionalidad básica, en la cual las interacciones complejas y dinámicas, de cada uno de estos elementos, puedan ser entendidas y tomadas en cuanta en los procesos de planificación y toma de decisiones. La conferencia de Naciones Unidas para el Comercio y el Desarrollo (UNCTAD), desarrolla una actividad pionera en economía y medio ambiente encaminada a la identificación de mecanismos que utilicen plenamente el potencial del comercio y la inversión como herramientas promotoras de mejoras medioambientales concretas. Un ejemplo de esto es el desarrollo de mecanismos prácticos que vuelvan mas operativos, en su dimensión económica, convenios como los de Cambio Climático y Biodiversidad respectivamente. El primer caso, a través de mecanismos que reduzcan los niveles de dióxido de carbono y a su ves generen nuevos recursos financieros para los países en vías de desarrollo. El segundo caso, trabajando a través de un mecanismo integrado denominado Iniciativa BIOTRADE y que fue presentado por la UNCTAD en la III Conferencia de las Partes del convenio de Biodiversidad (CBD). Este mecanismo integra a gobiernos, sector privado, ONGS y comunidades indígenas y locales para facilitar canales de mercado a través de los cuales los países en desarrollo puedan generar beneficios de la conservación y el uso sostenible de sus recursos biológicos

2.3 Relación entre población y recursos

La teoría de Malthus se le conoció como Ensayo sobre el principio de la población. Fue publicado en 1803 y escrito por el economista y clérigo protestante inglés Thomas Malthus. Según él, el mundo tendría un desenfrenado crecimiento en su población, que generaría conflictos, hambre y enfermedades.La teoría malthusiana sostenía que mientras el crecimiento de la población en el mundo se daba en forma geométrica, la producción de alimentos aumentaba en progresión aritmética. Ante esto, Malthus proponía como solución aplicar un control de la natalidad y confiaba en que los factores de regulación natural (guerras y epidemias) retardarían la llegada de una crisis total de alimentación. Pese a los avances que hubo en la medicina, que prolongaron la expectativa de vida, la teoría malthusiana quedó superada por los hechos. Hoy la producción de alimentos, ayudada por la tecnología, crece mucho más rápido que la población. Cuando se relacionan los recursos con la densidad de una población se pueden presentar diferentes situaciones según sea la capacidad de la región para mantener o satisfacer las necesidades de dicha sociedad: cuando este territorio esta poblado por una cantidad mayor de habitantes de los que puede sostener con sus propios recursos se denomina Superpoblación y cuando esta se presenta se produce un desequilibrio que origina como resultado hambrunas, epidemias y gran mortalidad tanto general como infantil y escasa esperanza de vida, así como procesos emigratorios que intentan equilibrar la población y los recursos presentándose con esto una sobre explotación de los recursos agravando la situación; cuando el numero de habitantes en cierto territorio es el ideal para mantenerse adecuadamente con los recursos económicos producidos y disponibles en el, se le denomina Optimo de Población; cuando los recursos son mas de los necesario para satisfacer las necesidades de sus pobladores se denomina subpoblación y esto origina fenómenos de inmigración ya que se presenta la falta de mano de obra para trabajar dichos recursos.

2.4 Desarrollo regional ecológico

Una de las aportaciones relevantes de la nueva concepción de los procesos socio-ambientales es la idea de

concebir al territorio como recurso y factor de desarrollo y no sólo como soporte físico para las actividades y



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los procesos económicos (Troitiño, 2006). Como señala Porto (2001), durante las últimas tres o cuatro

décadas el mundo ha experimentado un proceso de reorganización social cuya dimensión territorial es

fundamental. Precísame una de las grandes tendencias marcadas por el proceso de globalización es el

redimensionamiento que ha adquirido la categoría territorio, revalorizando la escala local-regional en los

procesos de desarrollo. Esta condición paradójica producida en gran medida por la globalización y

estrechamente ligada a la creciente virtualización de los fenómenos económicos, ha ocasionado

simultáneamente efectos de desterritorialización/ re-territorialización y/o de deslocalización/re-localización

(Storper, 1993; Beck, 1998; Wong, 2002).

2.5 Sistemas ambientales e interacciones

La realidad ambiental es compleja y cambiante. Su complejidad se debe tanto a los elementos que intervienen en ella (complejidad estructural) como a las interacciones que se establecen entre ellos, de forma interna o externa (complejidad funcional). Su cambio es una manifestación dinámica (evolutiva) resultante de las variaciones que afectan a su estructura y su funcionamiento. Al conjunto de elementos interactuantes entre sí y con el entorno que les rodea lo denominamos sistema. La realidad ambiental (el medio ambiente, la Naturaleza) es, por tanto, un sistema. Los problemas ambientales, en consecuencia, son problemas sistémicos cuya solución no afecta únicamente a la más evidente de las causas sino a otras que pueden pasar desapercibidas y que, sin embargo, están relacionadas con ellos. El estudio sistémico de la realidad ambiental puede abordarse teniendo en cuenta las relaciones de

mutua dependencia de sistemas diferenciados. Estos sistemas pueden reunirse en dos grandes grupos:

Sistemas ambientales naturales, los cuales forman la ECOSFERA, es decir, la parte de la Tierra donde

existe vida sin apoyo artificial: Reúne a todas las formas de vida y a su soporte ambiental (tanto

viviente como inerte). En la ecosfera pueden establecerse cuatro subsistemas que, estudiados

individualmente, pueden ser considerados sistemas; Los sistemas ambientales artificiales proceden de la

historia de la humanidad y su desarrollo y diversidad cultural. Desde un enfoque biocéntrico podrían

englobarse dentro de la Ecosfera, al ser la especie humana un elemento más de este sistema. Sin embargo, y

a riesgo de caer en puntos de vista antropocéntricos, es preferible diferenciar los sistemas humanos del resto

de sistemas por su efecto perturbador en las interacciones establecidas entre ellos. Los principales sistemas

artificiales (construidos, fabricados o transformados por la humanidad)

2.6 Reducción del impacto ambiental en la fuente

A lo largo y ancho de América del Norte, los gobiernos, asociaciones industriales y organismos no gubernamentales promueven crecientemente la prevención como una alternativa económicamente efectiva respecto del control de la contaminación, y proponen una política que da prioridad a la prevención por encima del control. Alcanzar un consenso en la definición de prevención de la contaminación ha sido tarea difícil; la legislación mexicana la define como el conjunto de disposiciones y medidas previstas para evitar el deterioro del medio ambiente. En Estados Unidos no se ha definido legalmente el término; tal vez la equivalencia más cercana sea la de la Ley para la Prevención de la Contaminación de 1990, donde se observa que la contaminación debe ser prevenida y reducida desde la fuente de origen. El gobierno de Canadá ha definido la prevención de la contaminación como “la utilización de procesos, prácticas, materiales, productos o energía que evitan o reducen la generación de contaminantes o desperdicios y ayudan a minimizar los riesgos para la salud de las personas y la conservación del medio ambiente”. Una definición similar, aunque más larga, fue adoptada por el Grupo de Trabajo para la Prevención de la Contaminación del Consejo Canadiense de Ministros del Medio Ambiente.



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CAPITULO 3 CONTAMINACIÓN DEL AGUA

El agua, recurso no renovable.

La vida depende del agua. En ella, en los océanos primitivos se generó la vida y es el principal

constituyente de los seres vivos. Su distribución sobre el planeta es diversas y forma océanos, lagos, ríos,

arroyos; dentro de la corteza terrestre existe como mantos acuíferos o agua freáticas que brotan en la

superficie como manantiales, existe en las altas montañas como nieve y en los polos constituye el hielo de los

casquetes polares. En la atmósfera forma las nubes y la humedad del ambiente.

Dentro de la biosfera, el agua es la sustancia más importante por constituir el 70%, siendo el agua

oceánica o salada el 97.3% del total. El agua dulce es el 2.7% y gran parte se localiza en los casquetes polares

y en las nieves de la montañas, por lo tanto la disponibilidad de agua dulce se redúcela reciclaje de

aproximadamente el 0.1% del total.

En la naturaleza, para su estudio, se determinan ciclos de los principales constituyentes de la tierra

que permiten la explicación de la vida y al modificarse éstos se producen cambios tales que pueden cambiar

las características naturales o ambientales conociéndose esto como impacto ambiental, afectando esto la

sobrevivencia de la humanidad en el planeta.

La cantidad de agua se ha mantenido casi constante y en equilibrio dinámico entre los estados sólido,

líquido y gaseoso, lo que se conoce como el Ciclo Hidrológico. Este ciclo está costituido por el equilibrio

entre la evaporación del agua, su precipitación en las diversas áreas del planeta y los movimientos que tenga

en la superficie, en suelo y el subsuelo. El agua atmosférica se precipita como lluvia, granizo o nieve, lo cual

depende especialmente de la temperatura y la presión atmosférica; sin embargo, independientemente de cómo

el agua se precipite nuevamente, puede quedar o no en la superficie; en el primer caso, constituye el agua que

se deposita en los polos, ríos o lagos y finalmente llega al mar; en el segundo caso se infiltra en el subsuelo

quedando retenida en forma de humedad o bien depositándose en los mantos subterráneos.

Distribución del Agua en el Ciclo Hidrológico

Etapa % Volumen Anual Km3

Hielo Glacial 75 2.7x1016

Agua Subterránea 24 8.8x1015

Humedad del Suelo 0.06 2.2x1014

Atmósfera 0.035 1.2x1014

Lagos 0.030 1.1x1014

Ríos 0.030 1.1x1014

Del agua total sobre la tierra solamente 400 000 Km3, participan anualemte en forma activa en el

ciclo hidrológico.

El agua tiene un ciclo que se esquematiza en la figura 1, en el cual se señalan las etapas en donde se

efectúa la autodepuración o purificación natural. Este proceso influyó para que al agua se le considerara como

recurso natural renovable. Las actividades del hombre y su creciente población han hecho que para satisfacer

sus necesidades de servicio y tecnología creciente requiera cada vez mayores cantidades de agua y la

autodepuración no se completa por la constanre adición de contaminantes que se hace llegar a los diversos

cuerpos de agua. El agua disponible con características adecuadas para beber o utilizarla en las actividades

humanas es menor año con año, y este hecho hace que se le considere en la actualidad como un recurso

natural no renovable.

Con lo anterior se puede aseverar que ante el crecimiento urbano e industrial que se observa en las

áreas que vivimos, la contaminación acuática, principalmente, y la atmosférica, sean la mayor amenaza que

enfrenta el mundo contemporáneo.

El agua en el contexto nacional.

La superficie de la tierra es de aproximadamente 510 millones de Km2, de la cual un tercio está

constituido por continentes e islas.

México se localiza en el continente americano en la porción denominada América del Norte. Tiene

un relieve variado formado por altas montañas, llanuras, grandes mesetas y depresiones.



16

La República Mexicana no es muy abundante en recursos hidráulicos, posee aproximadamente el

0.1% del total anual de agua dulce en el mundo, lo que hace que un alto porcentaje del territorio esté

catalogado como semidesértico, generando con ello una baja disponibilidad debido fundamentalmente a

razones climáticas, que es la primera característica del problema de agua en México.

La distribución del agua está fuertemente influenciada por las características de los sistemas

montañosos que lo conforman, teniendo como patrón fundamental, el de poseer una llanura costera que

fluctúa entre 80 y 150 Km. en el Golfo de México, y el de carecer casi totalmente de ella en las costas del

Pacífico. Lo anterior tiene como consecuencia que cerca del 60% del territorio nacional tanga alturas

superiores a 500 m. sobre el nivel del mar.

En general las barreras orogénicas que rodean al país evitan la entrada de nubes al interior durante la

mayor parte del año, salvo en el verano, que es cuando se presentan las tormentas tropicales que les

proporcionan altura, cantidad y velocidad suficiente para penetrar al interior, lo que le da al país el régimen de

tipo monzónico que posee. Desafortunadamente la población y por la actividad agrícola e industrial a ella

ligada, se han asentado por razones históricas en diversos puntos del Altiplano más que en las regiones

costeras, lo que ha hecho que la escasez de agua se haga más notoria de lo que sería debido al crecimiento

demográfico.

Recursos Hidráulicos y la Actividad en el País

Región % Territorio

Nacional

% Recursos

Hidráulicos

%

Población

% Actividad

Industrial

Altiplano y Mesa del

Norte

51 12 60 80

Sureste 7 52 8 11

Sus ríos, que se forman en las partes altas de las montañas o cordilleras, bajan por sus laderas hacia

los mares y planicies constituyendo las vertientes del Pacífico, del Golfo e Interior, formadas por 19, 21 y 5

ríos principales respectivamente. Hay 11 lagos y lagunas interiores que por su extensión son muy importantes

y constituyen almacenamientos naturales de agua aprovechados en la agricultura, actividades piscícolas y en

el turismo. Los lagos de mayor volumen son los de Chapala, Cuitzeo y Pátzcuaro. A las aguas oceánicas con

jurisdicción mexicana se les llama “mar patrimonial”, que a su vez se divide en “mar territorial” que es la

franja de 22.2 Km.(12 millas náuticas) que colinda con nuestro país. Está constituido por el subsuelo, el lecho,

las aguas marinas y el espacio aéreo que lo cubre por lo que México ejerce plena soberanía. La “zona

económica exclusiva” es la franja marina de 370.4 Km.(200 millas náuticas) situada fuera del mar territorial.

En esta zona las embarcaciones mexicanas pueden circular libremente por mar o por aire con fines de tránsito,

de exploración y de explotación de los recursos naturales.

El reciclar una cantidad de agua, por pequeña que sea, traerá tres beneficios inmediatos:

1.- Satisfacer con mas facilidad la demanda de agua de primer uso, pues en general el reuso del agua

la disminuye.

2.- Disminuir la cantidad de desechos vertidos al agua y por consecuencia abatir un poco los niveles

de contaminación en los cuerpos receptores.

3.- Reducir o eliminar los daños ecológicos que se originan en las regiones en donde el agua es

tomada para satisfacer las necesidades de lugares muchas veces distantes al sitio de origen.

El problema de reusar el agua se reduce a eliminar de ellas los compuestos y materiales que se le

agregan al usarla, problemas que pueden analizarse desde tres puntos de vista que son: legal, económico y

técnico.

En el aspecto legal, el reuso del agua no ha sido contemplado en forma amplia, ya que en general es

fácil cubrir los requisitos establecidos para verter el agua residual en los cuerpos receptores, lo que unido a la

escasa vigilancia para el cumplimiento de los mismos, origina que ni los industriales ni los municipios

piensen en el tratamiento del agua residual con reuso o sin el . la única alternativa en este sentido la constituye

la aplicación de la legislación existente lo que obligará a la aplicación estricta de dicha legislación y en

consecuencia a darle los tratamientos adecuados al agua para poder verterla sin problema alguno en los

cuerpos receptores o en los drenajes.

En el aspecto económico ha servido más como excusa (para justificar la actitud de indeferencia que

se tiene ante el problema de la contaminación) que como problema real en sí.

En el aspecto técnico, existen métodos para del agua cualquier compuesto; esto desde el punto de

vista económico es muy costoso en el tratamiento de aguas residuales, pero se puede lograr con la



17

introducción de nuevos procesos o bien haciendo que los que se tienen en la actualidad funcionen con máxima

eficacia.

En el país existen 320 cuencas hidrológicas, en las que de una forma u otra descansa la actividad que

sobre los recursos hidráulicos se ejerce en el país; sin embargo, existen algunas sobre las que la actividad ha

sido mucho más intensa, debido en parte a la magnitud de las mismas y la importancia que tienen, en la

siguiente tabla se observa que existen 11 cuencas, sumamente explotadas y por consecuencia con altos niveles

de contaminación y 43 cuencas con un nivel de explotación menor, encontrándose en proceso de deterioro; las

cuencas restantes son de menor importancia.

Número de cuencas Actividad sobre ellas

11 59% Población

52% Superficie de Riego

77% Valor Bruto de la Producción

59% Carga Orgánica Producida

43 22 % Población

45% Superficie de Riego

9% Valor Bruto de la Producción

41% Carga Orgánica Producida

La cantidad de contaminantes adicionados a un cuerpo de agua es función lineal del uso que cubrió el

agua al ser utilizada, es decir, urbana, agrícola o industrial, siendo las de tipo urbano e industrial las que

producen aguas residuales con mayor cantidad de contaminación, ya que más del 60% de la población habita

en zonas urbanas. Sin embargo, aún dentro de estos dos grupos existen marcadas diferencias en contenido de

compuestos que sus aguas residuales poseen, siendo las más importantes las que se muestran en la siguiente

tabla, en las que se pone de manifiesto que el contenido de materia orgánica es alto en ambos casos y también

la cantidad de agua residual producida, aunque en este renglón difieren en la periodicidad en que son vertidas.

La diferencia más importante entre los dos tipo de agua radica en la gran cantidad de compuestos de origen

industrial que se adicionan al agua, lo que hace más difícil su tratamiento.

Características de los diversos tipos de agua residual

Urbanas Grandes volúmenes

Alto contenido de materia orgánica

Presencia de M.O. patógenos

Poca variación en la composición

Variación horaria

Industriales Grandes volúmenes

Gran variación en la composición continuas o periódicas

Agrícolas Volumen dependiente de la precipitación y permeabilidad del suelo

Componentes de suelo, fertilizantes y plaguicidas

Por su naturaleza. Las estimaciones de agua subterránea son menos precias que las del líquido

superficial. A la fecha los estudios correspondientes han cubierto el 73% del territorio nacional y en esa

extensión se ha encontrado un volumen de agua renovable de agua subterránea de 31 Km3.

Estadísticamente se sabe que el 3% del agua de la tierra es no salina y que de ella el 75% se

encuentra en los polos, el 24% es agua subterránea y 1% es agua superficial y atmosférica. En cuanto al

volumen que puede extraerse una sola vez de fuentes de agua subterránea, depende del máximo nivel de

bombeo que resulte económico para cada uso. Teniendo en cuenta evaluaciones realizadas en la mitad de la

superficie del país, se estima posible sobreexplotar 110 Km3. Este volumen podría utilizarse para regar

alrededor de 550 000 hectáreas durante no más de 20 años.

El subsuelo del país aloja mantos acuíferos con amplia distribución geográfica, los cuales son de

vital importancia para el desarrollo nacional y cuyas características, edad y composición geológicas son muy

variadas, destacan entre ellos las calizas acuíferas de alta permeabilidad diseminadas en la región oriental que

incluyen los acuíferos cársticos de la plataforma yucateca; las rocas de origen volcánico entre las que destacan

las riolíticas que forman extensos mantos en el altiplano mexicano; las rocas basálticas jóvenes que

predominan en la faja volcánica transmexicana y zonas con materiales aluviales ampliamente distribuidos en



18

las partes bajas de las cuencas. El uso del agua subterránea data desde los tiempos bíblicos, en esa época era

común la creencia de que el subsuelo era fuente inagotable de agua.

En la segunda mitad del siglo pasado el crecimiento de algunos núcleos de población originó la

necesidad de contar con mayores volúmenes de agua, que en parte fue insatisfecha incrementando la

explotación de los acuíferos.

Después de 1917 el recurso hidráulico subterráneo parecía inagotable en relación a su escasa

demanda y no había razón para restringir su aprovechamiento.

Durante las primeras décadas del presente siglo la explotación del recurso hidráulico subterráneo

siguió progresando muy lentamente, se construyeron gran número de pozos, pero en su mayoría muy

dispersos, poco profundos y de baja capacidad de extracción. A fines de la década de los cuarenta, se inició la

perforación a gran escala, motivada por el notable impulso dado a la agricultura y el acelerado crecimiento

poblacional. En pocos años se construyeron miles de pozos, especialmente en las zonas de bombeo, como en

la región Lagunera, Coahuila y Durango, en las planicies costeras de Sonora, en Guanajuato, y en los valles

de Aguascalientes, Santo Domingo en Baja California Sur y Mexicali en Baja California Norte. Las

captaciones también proliferaron en las inmediaciones de los grandes centros urbanos.

Con la extracción creciente se provocaron abatimientos en los niveles del aua subterránea, haciendo

necesaria la construcción de captaciones cada vez más profundas; las norias excavadas a mano o con

perforadoras primitivas dieron paso paulatinamente a pozos profundos construidos conforme a los avances

tecnológicos de la época, en parte derivados de la tecnología más avanzada de la industria del petróleo.

A fines de la década de los cincuenta ya era común que se alcanzaran profundidades de 100 a 150

metros. Hasta entonces se captaban preferentemente los acuíferos aluviales, por ser someros, ampliamente

distribuidos en las partes planas de las cuencas y accesibles a los instrumentos de perforación. Pero en

aquellas zonas donde estas fuentes no ofrecían las cantidades de agua requeridas o donde ya se encontraban

en franca sobreexplotación, se inició la búsqueda de acuíferos en rocas consolidadas.

El caso más relevante fue el de la zona de Monterrey, dónde en la década de los cincuenta se

alcanzaron profundidades de 1000 a 1500 metros. Se obtuvieron en la mayoría caudales altos y se presentaron

en algunos de ellos manifestaciones espectaculares de artesianismo.

En los sesenta se generaron los casos más notables de sobreexplotación de acuíferos; los efectos

perjudiciales consiguientes ya claramente palpables a fines de ese lapso, motivaron el inicio de explotaciones

a nivel nacional para localizar acuíferos más profundos destacando entre ellas las realizadas en las zonas de

Monterrey, Mexicali, Aguascalientes, Saltillo, Nochixtlan, Hermosillo, Guaymas y San Luis Potosí, donde los

pozos exploratorios alcanzan profundidades de 450 a más de 1000 metros.

Actualmente el uso de agua subterránea es de enorme importancia y el conocimiento adecuado de la

fuente de recarga, características hidráulicas y volumen del acuífero, constituyen elementos clave en su

utilización, ya que la regulación y protección de los acuíferos para asegurar su continuidad en el

abastecimiento es la base de un desarrollo armónico del aprovechamiento hídrico.

Recursos hidráulicos del estado de Michoacán

El estados de Michoacán tiene una extensión de 58 200 Km2 y corresponde al 3% del territorio

nacional, su población a 1990 era de 3 548 199 habitantes o sea el 4.4% del país; tiene sierras elevadas y

planicie distribuidas en franjas paralelas, su altura máxima es de 3 840 metros en el pico de Tancítaro.

Sus aguas superficiales que se muestran en el siguiente mapa se localizan en 4 regiones formando 14

cuencas hidrológicas.

REGIONES Y CUENCAS HIDROLÓGICAS DEL ESTADO DE MICHOACAN

Regiones y cuencas hidrológicas

Región

Cuenca % de la superficie estatal

Clave Nombre Clave Nombre

RH12 Lerma-santiago A R. Lerma-Toluca 3.50

B R. Lerma-Salamanca 2.30

C R. Lerma-Chapala 12.40

D L. Chapala 2.90



19

G L. Patzcuaro-Cuitzeo-Yuriria 7.81

RH16 Armeria-Coahuayana A R. Coahuayana 2.81

RH17 Costa de Michoacán A R. Neixpa y otros 7.90

B R. Cachán o Coalcomán y otros 6.61

RH18 Balsas C R. Balsas-Zirándaro 2.40

D R. Balsas-Infiernillo 6.31

G R. Cutzamala 11.42

H R. Tacámbaro 8.43

I R. Tepalcatepec-Infiernillo 10.61

J R. Tepalcatepec 14.60

Los cuerpos de aguas permanentes forman lagos y lagunas y se han construido grandes y pequeñas

presas en las corrientes adecuadas para obtener energía eléctrica y agua para riego.

CORRIENTES Y CUERPOS DE AGUA DEL ESTADO DE MICHOACAN

Cuerpos de agua

Nombre Ubicación Nombre Ubicación

P. El Infiernillo RH18D P. Zicuirán RH18I

P. Tepuxtepec RH12A P. Aristeo Mercado-Wilson RH12C

P. El Bosque RH18G L. Chapala RH12D

P. El Rosario-Melchor Ocampo RH12C L. Cuitzeo RH12G

P. El Cobano-Jicalán RH18I L. Pátzcuaro RH12G

P. Quirio RH12G L. Zirahuén RH18I

P. Cointzio RH12G L. Ururuta RH12C

P. San Juanico RH18J L. San Juanico RH18L

P. Mata de Pino RH18G

Necesidades de calidad del agua de acuerdo al uso.

El agua por su uso se puede definir en las siguientes categorías: potables, industriales, agrícolas,

recreativas, para navegación, para piscicultura y acuacultura. Las características o criterios de calidad de

algunas de ellas, se anotan a continuación. Las que no se describen son igual de importantes pero su

descripción está fuera de éste curso.

Agua Potable.

Cuando se bebe agua del grifo es difícil pensar en la práctica para llegar a un acto tan sencillo. En

primer lugar, se ha necesitado la gestión del recurso del agua, tanto en lo que se refiere a la calidad como a la

cantidad. Luego el tratamiento del agua con el fin de eliminar las sustancias y microorganismos susceptibles

de constituir un riesgo para la salud. Y finalmente, asegurar la calidad perfecta alo largo de centenares de

kilómetros de canalizaciones y tuberías que terminan en el grifo del consumidor.

Sensible a la contaminación, el agua se ha convertido, en algunos años, en el producto alimentario

más controlado.

Para el agua potable se han definido tres tipos de riesgos:

La primera categoría corresponde a las enfermedades infecciosas de origen bacteriano, parasitario o

virales, como las gastroenteritis, salmonelosis, amibiasis, cólera, por citar algunas; para tratar de eliminar este

problema el agua se someterá a procesos físicos y químicos para su desinfección.

Otro riesgo es la toxicidad crónica o aguda provocada por la presencia de compuestos químicos que

solo tienen efectos tóxicos a concentraciones superiores a cierto nivel de umbral: en al caso por ejemplo de

nitratos y nitritos responsables de la metahemoglobina (intoxicación mortal por envenenamiento de la sangre)

principalmente en niños.

Este tipo de riesgo es difícil de identificar y se han establecido normas basadas en el concepto de

dosis diaria asimilable (DDA).

La tercera categoría de riesgo está relacionada con la presencia de productos cancerígenos o

sospechosos de serlo, como ciertos elementos radioactivos o compuestos orgánicos. Por lo que el agua para

uso potable debe de someterse a un estricto control de calidad.

Hay dos tipos de criterios que se pueden considerar para definir la calidad del agua potable:



20

a) Criterios permisibles: son las concentraciones y características de sustancias que existen en el agua

superficial cruda las cuales permiten una seguridad, limpieza, potabilidad y uso estético y que miden los

límites de los estándares de agua para beber.

b) Criterios deseables: son las características y concentraciones de sustancias que tienen las aguas

superficiales crudas para tener una alta calidad en todos los aspectos para uso de aguas públicas. Esta agua

para alcanzar esos criterios puede ser tratada dentro de plantas con factores de seguridad y cierto costo.

Aguas para industrias.

El agua es uno de los materiales mas importantes que la industria utiliza. Sin un suministro adecuado

de aguas de calidad aceptable, es casi imposible que exista la industria. En realidad el progreso industrial del

hombre se puede describir en función del aprovechamiento de los recursos acuíferos de la tierra, el progreso

industrial dependerá en gran parte del uso racional que de ella se haga.

El abastecimiento seguro del agua constituye un factor básico en la selección de un sitio para

cualquier planta industrial.

No se puede decir que para la industria haya un solo criterio para la calidad del agua, pero las aguas

superficiales crudas cubren la mayoría de los usos que pueden tener. Sin embargo, la tecnología para el

tratamiento de agua en la actualidad permite su utilización en cualquier calidad deseada. Tales tratamientos

pueden ser costosos, pero éste, es parte de los costos de producción y venta.

En términos generales se puede decir que el 90% del agua usada en la industria es para fines de

enfriamiento o calentamiento y producción de energía, el 8% restante es agua llamada de proceso o sea que

está en contacto con el producto. El 2% restante se utiliza para calentamiento rápido.

Algunas industrias pueden utilizar aguas saladas y representa aproximadamente un 30% del total. La

industria de la manufactura puede usar agua tratada proveniente del abastecimiento público.

El Subcomité del Consejo Técnico Nacional para los Requerimientos de la Calidad del Agua de los

E.U.A. para el suministro de agua a la industria, agrupa a la industrias en:

Grupo Industrias Asignadas Códigos

I De generación de vapor y enfriamiento Todos los códigos SIC y las que generan energía

eléctrica

II Textil, maderera, papelera y productos asociados SIC 22, 24 Y 26

III Industria química y productos asociados SIC 28

IV Petróleo y productos de hulla SIC 29

V Industria primaria del metal SIC 33

VI Alimentos y productos afines, y del curtido y

acabados

SIC 20 Y 31

Para designar a los grupos se consideró como usan el agua las industrias, así se determinaron los

requerimientos de agua y su calidad en los procesos y puntos específicos de fabricación para determinar el

acondicionamiento químico interno como la adición de inhibidores de la corrosión e incrustación y el

crecimiento de algas. Segundo, la consideración de los métodos de tratamiento externo que han sido utilizados

como la clarificación, ablandamiento, desmineralización, etc., y finalmente se establecen las características de

calidad de las aguas superficiales crudas que pueden ser utilizadas en ellas.

Las aguas para ser usadas en la industria, en términos generales deberán ser:

1) Libres de sustancias provenientes de descargas municipales, industriales, de actividades agrícolas

que tengan formas pútridas o depositen lodos.

2) Libres de partículas flotantes, aceites, espumas (o natas) y otros materiales flotantes atribuibles a

descargas municipales, industriales o de prácticas agrícolas en cantidad suficiente para ser indeseables o que

provoquen deterioro.

3) Libres de material que produzca color, olor u otra condición en tal grado que provoque molestia y

que provenga de descargas municipales, industriales o de actividades agrícolas.

Aguas agrícolas.

A la agricultura se le debe considerar como una industria y un medio de vida. La calidad del agua no

sólo afecta la seguridad y valor de sus productos, sino también la salud y bienestar de los campesinos o

granjeros y sus familias, debido a que no tienen fácil acceso al agua ben controlada de los sistemas de

disposición de las ciudades o grandes poblaciones.

El agua agrícola se subdivide según sus usos en: a) agua para granjas, b) para ganadería y c) para

riego.



21

a)Agua para granjas: tiene especial atención porque se usa para beber, preparar alimentos, para

bañarse o para lavar la ropa. Otro uso importante es el lavado e hidroenfriado de frutas y vegetales que se

preparan para la venta. Es particularmente crítica su importancia si el agua se utiliza en productos lecheros

porque debe ser bacteriológicamente segura, considerando que también debe ser libre de psicrófilos.

b)Agua para ganado: la pureza del agua tiene mucha importancia porque si es contaminada puede

causar la muerte y desmejoramiento del ganado y también contaminar sus productos. Muchos contaminantes

químicos y microorganismos patógenos son importantes y el conocer sus niveles de tolerancia es lo más

porque pueden penetrar al ganado por el agua, por el suelo o alimentos locales. De la calidad de la fuente de

agua para ganado depende la producción profiláctica de los animales.

c)Agua de riego: es la que tiene el más grande y simple propósito de uso en la agricultura. Los

criterios para agua de riego son más críticos porque se debe de tomar en cuenta su capacidad de uso y la

cantidad de tierra por regar. El desarrollo del fue y es un sueño cuando se dispone de pocas lluvias. Tales

suelos contienen principalmente sólidos disueltos perdidos como resultado de los procesos de filtración y

meteorismo.

En la actualidad la disponibilidad del agua para riego proviene en gran parte de aguas superficiales

que se reúnen en pequeños o grandes cuerpos de agua como las presas con las que se construyen sistemas de

riego; otra fuente de agua es la subterránea que se extrae a través de pozos, norias o brota en manantiales.

Las aguas residuales, industriales y municipales, que se usan como alternativa para el riego agrícola,

de parque, prados y jardines deberán tener características que se adapten en forma excelente o buena a los

requerimientos de la mayor parte de las plantas.

Las aguas para riego, en términos generales deben contener:

Sodio 30-60 %

Boro <0.5 mg/l

Cloruros 2-5.5 meq/l

Sulfatos 4-10 meq/l

Conductividad específica x 10 a 25 °C 500-1000 mhos/cm

Sales totales menor o igual 700 mg/l

Para el uso de las aguas de riego se debe de tomar en cuenta que la salinidad excesiva a nivel de la

zona de la raíz ocasiona sucesivamente el quemado de las hojas, caída de éstas, muerte de las ramas pequeñas

y destrucción de la planta. Los efectos salinos destruyen la estructura del suelo, sella los poros y dificulta el

drenaje.

Aguas para recreación.

Este tipo de aguas deben de cumplir las siguientes recomendaciones generales: cumplir con los

requisitos del agua potable las cuales serán más estrictas si el agua es considerada de contacto primario (son

las que están en contacto íntimo con el cuerpo humano, como en las albercas). El criterio principal es la

presencia o ausencia de microorganismos patógenos. Para saber su calidad sanitaria, los estreptococos fecales

en combinación con los coliformes totales son usados para la evaluación. Un aspecto importante a conocer es

el pH de las aguas que debe ser de 6.5-8.5.

Las aguas recreativas de contacto secundario tienen criterios de calidad que deben permitir la vida

acuática y salvaje.

Actuemos...

“Nuestros antepasados concibieron la Tierra como un lugar lleno de riqueza y de dones, lo cual es

cierto. En el pasado, mucha gente creyó también que la naturaleza podría perdurar inacabablemente, lo cual

ahora sabemos que es cierto sólo si nos preocupamos de que pueda ser así. No es difícil perdonar la

destrucción cometida en el pasado, como resultado de un desconocimiento. Pero hoy tenemos acceso a más

información y se hizo mas imprescindible volver a examinar con criterios éticos que no ha sido legada,

nuestras responsabilidades y lo que hemos de entregar a las generaciones venideras. Las maravillas de nuestra

ciencia y nuestra técnica van acompañadas –cuando no eclipsadas- en nuestros días por muchas tragedias,

entre las que se encuentran el hambre en muchas partes del mundo y la extinción de otras formas de vida. La

exploración del espacio tiene lugar a la vez que los océanos, los mares y las zonas de agua dulce se van mas y

mas contaminadas. Puede ser que las generaciones futuras no lleguen siquiera a conocer muchos de los

hábitats de la Tierra, de los animales, las plantas y hasta los microorganismos que incluso hoy están ya

catalogados como raros. En nuestras manos tenemos los medios y la responsabilidad para evitarlo. Debemos

actuar antes de que sea tarde”.

Dalái Lama



22

Fuente: Salvemos la Tierra

Aseguramiento de la calidad en el análisis de las aguas claras, residuales y

municipales.

La tecnología sido tan decisiva para el bienestar de la humanidad, que podríamos afirmar que ha

llegado a constituir una forma pacífica de conquista de los pueblos en el mundo. Ante esta aseveración

destaca la importancia de mantener constantemente un desarrollo tecnológico que es una interdependencia

entre los países e impide que se establezcan grandes diferencias en sus niveles culturales y económicos.

La búsqueda de la maximización de la rentabilidad de las empresas, a través de la tecnología en

ambiente de pocas restricciones, provocó que al mismo tiempo que se generaban satisfactores para el género

humano, se crearon condiciones que perjudicaban su hábitat.

Las grandes concentraciones urbanas acondicionadas a la proliferación de la industria, en muchas

ocasiones localizadas en esas grandes ciudades, aceleró la contaminación del suelo, agua y atmósfera.

Ante el deterioro acelerado del ambiente, la ecología adquiere una importancia capital al ponerse en

peligro la supervivencia de gran parte de los seres vivos.

El progreso en el mejoramiento en las condiciones de vida del género humano, pareciera a primera

vista oponerse al respeto de la naturaleza, ya que podría suponerse que el logro de satisfactores implica

necesariamente una degradación del medio ambiente máxime que la utilización de energéticos se hace a

través de una combustión, y la operación de las plantas industriales con frecuencia tienden a contaminar la

atmósfera, el suelo o el agua con desechos y emisión de humos o polvos. Regresar a las condiciones

originales de las relaciones de los organismos con su medio de vida, implica antes que nada que una cultura

establezca el respeto absoluto e insoslayable a la naturaleza y a la vida de los organismos que en ella habitan,

así como en las relaciones que guardan entre sí.

Normatividad nacional e internacional.

Las tendencias actuales de globalización de los mercados y la forma del TLC entre México, Estados

Unidos y Canadá, la forma de otros tratados por ejemplo con Chile, obligan a los empresarios mexicanos a

adoptar nuevas actitudes ante el reto que implican la apertura comercial y el libre intercambio de bienes y

servicios.

Una empresa debe ser considerada como un sistema credo por el hombre cuyas necesidades y

funcionamiento son propios de la misma. Un sistema es un conjunto de partes que trabajan en forma

organizada para al menos lograr un objetivo común.

Los objetivos de una empresas son los de subsistir, esto es obtener utilidad pero también de

perpetuarse, esto es continuar en el mercado.

El esquema de proteccionismo que vivió el país ya no es una realidad y la idea de mercado cautivo es

obsoleta, debemos competir quizá de manera desigual pero es una realidad que si queremos que la empresa

continúe debemos preocuparnos por su competitividad.

La naturaleza es el medio en el que se desarrolla una empresa y al mismo tiempo es la que provee de

recursos a la misma, el nuevo paradigma de desarrollo sustentable, destaca que deben cuidarse los bienes

naturales, que estos son finitos, que están subvaluados y que son el patrimonio de las generaciones futuras.

Por tanto el capital que la empresa invierta en su protección, conservación y bioremedación es en

realidad una inversión a futuro además es una fuente de nuevos recursos ya que la generación de residuos

tóxicos o peligrosos representa un desperdicio de capital y el uso de tecnología limpia aumenta la eficiencia

del proceso al tiempo que reduce costos.

Un aspecto inquietante para el empresario es el impacto ambiental el cual es todo cambio provocado

por la actividad humana sobre la naturaleza, el cual está dado por:

-Contaminación o cambio de hábitats cuando la actividad humana genera cambios en cuanto a clima,

precipitación pluvial, etc.

-Sobreexplotación de los recursos naturales lo que los torna en un bien escaso y repercute en el

ambiente.

En el presente curso tomamos el caso del agua, un recurso no renovable, finito, subvaluado pues su

costo solo contempla su proceso de extracción y no su tratamiento posterior al usos para retornarla a la

naturaleza con la misma calidad con que fue tomada y es al mismo tiempo indispensable para soportar la vida

misma del ser humano y su actividad empresarial.



23

Para evaluar la calidad del agua es necesario utilizar un laboratorio de análisis químico y

microbiológico el cual la su vez debe asegurar la calidad de los resultados obtenidos de los análisis realizados,

esto es su confiabilidad, precisión, exactitud, trazabilidad, incertidumbre etc.

Para estandarizar el desempeño de los laboratorios analíticos existen varios organismos a nivel

nacional e internacional, de los que destacan:

Organización Internacional de Estandarización (ISO) con sede en Ginebra Suiza, la cual agrupa a

mas de 100 países. Surge para garantizar que el intercambio de productos entre compañías sea de alto nivel y

calidad comparable a la internacional y busca la creación de estándares de calidad internacional en diferentes

áreas.

La mayoría de éstos estándares son del tipo técnico, es decir de características fisicoquímicas. Sin

embargo hace poco mas de 10 años lanzó su primera serie de estándares administrativos, la serie 9000 que

actualmente es reconocida y utilizada por cerca de 100 países en el mundo y en 1996 se prepara para lanzar la

serie 14000, estándares sobre la administración que involucran un sistema de gestión ambiental.

La ISO se compone de un secretariado central, comités de apoyo y direcciones, además de comités

técnicos. México colabora en comités técnicos como miembro de la ISO en calidad de participante.

ISO 14000 en México.

A nivel nacional se forman comités internos, y en la mayoría de los casos Grupos de Asesoría

Técnicas (TAG’s) los cuales son espejos del comité técnico en el que están participando y permitan de tal

forma que las empresas nacionales revisen los documentos, comenten sobre éstos y participen con sus

expertos en las reuniones internacionales. La forma en que se integran éstos comités nacionales e

internacionales es la siguiente:

Consejo Técnico

de la

ISO

Comité Técnico

207

Organismo Oficial

SECOFI

DGN

Subcomités

CONNTENSAAM Técnicos

De esta forma podemos concluir que la ISO es una organización totalmente internacional con

comités nacionales e internacionales en la mayoría de sus países afiliados.

A) SECOFI/DGN

La Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, mediante la dirección General de Normas (DGN) es

el organismo de contacto con la ISO. La ISO es sumamente estricta, en el sentido de tener un solo organismo

con el cual mantener relaciones. En muchos países estos organismos son de tipo industrial privado, mientras

que en muchos países subdesarrollados estos organismos son del tipo gubernamental. En la mayoría de los

países desarrollados y subdesarrollados estos organismos nombran a alguien perteneciente a los mismos como

secretario del subcomité nacional, y delegan la responsabilidad total (incluyendo el manejo de información

con la ISO) a un organismo privado. En México no es así, y toda la información que proviene de la ISO se

envía a la DGN, en donde se analiza y después se distribuye a los coordinadores de comités, quienes la deben

distribuir a los coordinadores de subcomités. Estos a su vez deben recolectar opiniones de grupos industriales

para poder opinar sobre los puntos y llegar a un acuerdo nacional que se debe presentar en las reuniones

internacionales.

B) COTENNSAAM (Comité Técnico de Normatización para Sistemas de Administración

Ambiental)

Este comité fue creado para poder llevar las normas ISO 14000 a una normatización voluntaria

mexicana con estándares de NMX. Por tanto el objetivo de este comité es el siguiente:

La creación de normas NMX equivalentes alas normas ISO 14000.

Este comité fue constituido este año, como requisito para poder establecer un organismo certificador

ya que es necesario cumplir el objetivo antes de certificar con el reconocimiento del gobierno mexicano.

C) Grupo de Asesoría Técnica

Este es un grupo común en todos los países participantes para agrupar a empresas que deseen

participar y que tengan la capacidad en recursos humanos y económicos para hacerlo. En México la DGN no



24

ha dado autorización para formar este grupo. Por lo cual as recomendaciones siguen haciéndose con un

carácter de recopilación de información informal.

D) Proceso de adopción d la serie 14000 por México

El proceso común para un país al adoptar un esquema internacional, es el ilustrado por la siguiente

figura:

Documento Documento Documento

Nacional Regional Internacional

Documento Nacional

con aceptación Internacional

sin embargo, en México, no se cuenta con un documento nacional sobre administración ambiental.

Siendo lo más cercano los términos de referencia de la PROFEPA, los cuales se diferencian en varias

cuestiones básicas del ISO 14000. esto nos provoca realizar un doble esfuerzo, par que una vez obtenido el

estándar internacional en México (las NMX correspondientes), se anexen con los términos de referencia para

así poder establecer un documento válido tanto para autoridades nacionales (PROFEPA) como para

autoridades internacionales (ISO). En las últimas fechas, varios funcionarios de la PROFEPA han destacado

el interés que tienen en las normas ISO 14000, sin embargo han insistido en que los términos de la referencia

de la PROFEPA son el camino a seguir, y que si una organización desea establecer un sistema de ISO 14000,

deberá primero cumplir con una auditoría ambiental bajo éstos términos.

La solución aún no está clara y dependerá en gran medida de la actitud que tomen los empresarios

mexicanos. Quienes pueden pedir una “protección” del mercado exterior exigiendo los términos de referencia,

o bien pueden solicitar una aceptación de los estándares internacionales por el gobierno con algunas

modificaciones razonables.

Calidad del trabajo en el laboratorio.

guia iso/iec 25.

Requisitos generales para la Capacidad de los Laboratorios de Calibración y Prueba; esta guía

documentaba una Guía para las Buenas Prácticas de Laboratorio (BPL). Por esta razón aquellos laboratorios

que cumplen con ISO 9000 y que realizan mediciones analíticas como parte de su actividad comercial, se les

recomienda que además traten de cumplir con ISO 25.

ISO 9000 no requiere que los laboratorios que analizan productos reúnan los requerimientos de BPL,

Buenas Prácticas de Laboratorio, ISO 9000 se enfoca a la administración de la calidad, para facilitar la

producción y para proporcionar servicios. Los laboratorios que cumplen con la Guía ISO /IEC 25, cumplen

con los requisitos relevantes de ISO 9000 cuando actúan como proveedores produciendo resultados de

calibración y prueba. Sin embargo, no es verdad que los laboratorios que cumplen con ISO 9000, también

cumplan con ISO /IEC 25.

La Guía ISO /IEC 25 enfatiza la competencia técnica del personal, requiere el uso de procedimientos

de calibración y prueba; solicita la participación en pruebas de alta competencia (comparación

interlaboratorio), el buen manejo de equipo como práctica de laboratorio; calibración, incluyendo trazabilidad

a patrones nacionales e internacionales; identifica el papel de los materiales de referencia en el trabajo de

medición analítica.

ELEMENTOS DE CONTROL DE CALIDAD

La experiencia ha demostrado que la mejor manera de obtener mediciones confiables, es a través de

la implementación de un programa de aseguramiento de calidad bien diseñado y consistente.

El Aseguramiento de Calidad consiste de dos actividades separadas pero relacionadas: Control de

Calidad y Evaluación de Calidad, ambas deben ser operativas y coordinadas.

Control de Calidad, son los diversos sistemas de actividades cuyo propósito es controlar la calidad de

un producto o servicio, de tal manera que reúna las necesidades del usuario. El propósito es proveer calidad

que sea satisfactoria, adecuada, formal y económica.

Evaluación de Calidad, son los diversos sistemas de actividades cuyo propósito es proveer el

aseguramiento de que los diversos trabajos de control de calidad están siendo realizados efectivamente. Esto

involucra una evaluación continua de los productos o servicios producidos y del desempeño del sistema de

producción de productos o servicios.



25

El control de calidad forma parte del aseguramiento de calidad, sus elementos incluyen todas

aquellas prácticas que tienen la ventaja del control estadístico y que mantienen los requisitos de precisión de

los procedimientos de medición. A continuación se presentan los elementos del control de calidad:

-Competencia técnica del personal

-Infraestructura y equipo

-Buenas Prácticas de Laboratorio (BPL)

-Buenas Prácticas de Medición (BPM)

-Procedimientos de operación normalizados (PON)

-Protocolos para propósitos específicos (PPE)

-Inspección

-Documentación

-Entrenamiento

Estrategias para obtener la acreditación

NORMA NMX-CC-013 Y LOS ELEMENTOS BÁSICOS DEL ASEGURAMIENTO DE

CALIDAD QUE DEBE CUMPLIR UN LABORATORIO ANALÍTICO.

La norma NMX-CC-013, establece los criterios generales para determinar la competencia técnica de

los laboratorios de pruebas, independientemente del sector involucrado. Estos criterios básico están basados

en los elementos básicos del Aseguramiento de Calidad necesarios para establecer un programa de

aseguramiento de calidad. Estos elementos todas la s actividades de las operaciones del laboratorio,

incluyendo las actividades administrativas.

A continuación se mencionan los elementos básicos del Aseguramiento de Calidad y su

correspondencia con la NMX-CC-013.

a)Sistema de Calidad

-El laboratorio deberá operar bajo un sistema de calidad de acuerdo a su tipo, intervalo y capacidad

de trabajo.

-Deberá estar documentado en un manual de calidad el cual estará disponible para todo el personal

del laboratorio. El manual deberá contener los puntos relevantes y el personal del laboratorio será responsable

de mantenerlo al corriente.

-La responsabilidad del sistema de calidad dentro del laboratorio está en una o varias personas que

deberán ser asignadas por la gerencia responsable del laboratorio.

Un laboratorio debe reconocer que los elementos básicos del sistema de calidad deben interaccionar

y trabajar en conjunto.

-Los procedimientos concernientes al sistema de calidad, son un medio de suma importancia para

prevenir y detectar problemas e inconsistencias en los procesos de medición.

b)Personal

Este elemento es uno de los más importantes, ya que durante el proceso de medición, es uno de los

factores que más afecta en la obtención de buenos resultados. Los puntos requeridos para que el personal

labore de manera confiable en un laboratorio de prueba son los siguientes:

-Personal con preparación o capacitación necesaria, adiestramientos, conocimientos técnicos y

experiencia para desempeñar satisfactoriamente sus funciones asignadas.

-El personal debe estar sujeto a programas continuos de capacitación y entrenamiento con

evaluaciones periódicas y deben conservar las constancias respectivas.

-El personal de nuevo ingreso debe ser adiestrado para el desempeño de sus funciones y debe

ejecutar pruebas bajo supervisión, hasta ser aprobada su aptitud.

-Los signatarios autorizados así como el personal de mando de las áreas en que se solicita el

acreditamiento, deben cumplir con los siguientes requisitos relacionados con el trabajo que desempeñan:

Capacidad reconocida, experiencia suficiente, conocimiento sobre el manejo e interpretación de las normas,

métodos y equipos de prueba. Además debe haber personal competente que sustituya al signatario autorizado

y al personal operativo durante sus ausencias.



26

-El laboratorio debe mantener información actualizada relativa a la calificación, formación y

experiencia de su personal técnico.

c)El medio ambiente del laboratorio

El medio ambiente del laboratorio puede ser crítico para el cierto tipo de determinaciones como la

pesada de cierto tipo de materiales, llevar a cabo algunas determinaciones analíticas, etc. Por esta razón es

importante considerar los siguientes factores:

Espacio físico, temperatura, ventilación, polvo, humedad, ruido, acceso físico, interferencias

electromagnéticas, consideraciones de seguridad, servicio eléctrico.

d)Equipos

Requisitos relacionados con el aseguramiento de calidad y mantenimiento de los equipos:

-El aseguramiento de la calidad empieza desde la compra y selección de un buen equipo, puesto que

de la correcta selección dependerán los resultados que se obtengan. Por esta razón se recomienda: comprar

equipos de acuerdo a las necesidades del laboratorio; que el instrumento tenga manuales en español; cursos

proporcionados por el proveedor; disponibilidad y rapidez de servicio de mantenimiento; compatibilidad de

accesorios del equipo con equipo de otras marcas; evaluación de la relación tiempo de vida útil-costo;

consideraciones de espacio e instalaciones requeridas por el equipo y programa de reemplazo del equipo.

-Dentro del programa de aseguramiento de la calidad se debe tener establecido un programa de

mantenimiento preventivo y correctivo para cada uno de los equipos empleados en el laboratorio, este

mantenimiento tiene como finalidad sustituir las partes que comúnmente se dañan, realizar limpieza interna,

lubricación y una revisión del funcionamiento general del mismo o una corrección de una falla inesperada.

Para poder establecer de manera adecuada los puntos que cubre el mantenimiento preventivo se

sugiere considerar:

+Bitácora del equipo, donde deben estar escritos todos los datos relacionados con el equipo como:

nombre del equipo, modelo, número de serie, datos del proveedor, fecha de compra, especificaciones técnicas,

fecha de inicio de servicio y ubicación en el laboratorio, datos de la frecuencia con que se deben de llevar a

cabo las calibraciones, mantenimiento preventivo y otros servicios y todas aquellas consideraciones que se

consideren pertinentes.

e)Procedimientos de calibración

la calibración de ciertos equipos se puede realizar por el personal del laboratorio al cua se le debe

proporcionar un entrenamiento o en su defecto contar con un documento en el que se explique de manera

detallada como realizar una calibración. En algunos equipos, la calibración se lleva a cabo por un organismo

calificado para ofrecer este servicio, tal como un laboratorio primario o secundario.

El programa global de calibración de los equipos debe concebirse y aplicarse de forma que, cuando

sea aplicable puede asegurarse la trazabilidad de las medidas efectuadas por el laboratorio en relación con

patrones nacionales o internacionales disponibles (Materiales de Referencia); cuando no sea aplicable lo

anterior el laboratorio debe poner de manifiesto satisfactoriamente la correlación o exactitud de los resultados

de pruebas, como ejemplo, participación en una comparación de pruebas interlaboratorio.

f)Métodos de prueba documentados y validados

los laboratorios deben disponer de las instrucciones escritas adecuadas, es decir con métodos sobre la

utilización y el funcionamiento de todos los equipos pertinentes, sobre la preparación y manipulación de las

sustancias sometidas a prueba y sobre las técnicas de prueba normalizadas, cuando la ausencia de estas

instrucciones pudiera comprometer la eficacia del proceso de prueba.

Todas las instrucciones, normas, manuales y datos de referencia útiles para el trabajo del laboratorio

deben mantenerse actualizadas y estar disponibles en el momento y lugar que el personal las requiera.

-Es responsabilidad del laboratorio utilizar métodos de prueba (métodos analíticos), que sean

apropiados para la aplicación requerida, los métodos deben estar adecuadamente validados y documentados y

deberán señalar sus limitaciones.

-Cada laboratorio deberá satisfacer por él mismo el grado de validación de un método particular y

adecuarlo a sus necesidades, el laboratorio así mismo será capaz de mantener los datos de la mejor calidad.

g)Registros

El laboratorio debe disponer de un sistema de registros que respondan a sus características

particulares y que esté de acuerdo a las disposiciones legales y reglamentarias en vigor.

Entre los muchos registros producidos por el laboratorio que el programa de aseguramiento de

calidad debe considerar, están aquellos en los que se comunican los resultados de los análisis, los que

comunican la cadena de custodia de una muestra, registros del personal, registros que comunican los



27

resultados de investigación, registros de los inventarios de suministros de equipos, y los que informan sobre la

condición de los instrumentos analíticos.

h)Reactivos

En el área de mediciones analíticas la presencia de los reactivos durante el proceso de medición es

indispensable, es por esto que el aseguramiento de calidad de los reactivos comienza desde su elección,

identificación, almacenamiento y manejo apropiado.

En el manual de calidad debe incluirse un sistema que garantice la calidad del reactivo durante todas

las fases de su almacenamiento y manejo, para asegurar que la medición analítica es confiable, así mismo

debe disponer de reglas claras para la recepción, conservación y disposición de los mismos.

i)Auditorias y procedimiento de revisión

La auditoria interna consiste en una supervisión de las prácticas de Aseguramiento de Calidad por

parte del personal; también puede llevarse a cabo por el gerente de calidad como por el comité de calidad. La

revisión periódica de las bitácoras es un ejemplo de una revisión de rutina.

Al mismo tiempo, deberá verificarse que todos los registros requeridos se mantengan n actualizados

y en buenas condiciones. Pueden centrarse en las operaciones críticas del laboratorio o escoger aleatoriamente

un área específica.

Algunos de los listados que pueden ser aplicados en una auditoria interna:

-Auditorias del personal de laboratorio

-Auditoria del perfil de entrenamiento del personal

-Auditoria del aseguramiento de calidad en el laboratorio

-Auditoria a las prácticas de aseguramiento de calidad .

Evaluación de la calidad del agua

Considerando que el agua es un recurso natural no renovable se realizan análisis fisicoquímicos y

microbiológicos que indican y aseguran su calidad, tanto para consumo humano como para ser descargadas al

sistema de alcantarillado urbano o municipal, a las redes colectoras, corrientes y cuerpos de agua dulces o

marinas para su uso posterior. Los derrames de aguas residuales d cualquier origen en los suelos, su

infiltración posterior provocan efectos adversos en los ecosistemas, por lo que es necesario evaluar con ayuda

de los análisis y compara con los límites máximos permisibles y con las Normas Oficiales Mexicanas.

Análisis fisicoquímicos

Los contaminantes que ingresan a los efluentes, como lo hemos visto son de naturaleza física y

química muy variable y sólo una fracción de estos presentan características tóxicas. Se dice que un compuesto

es tóxico, cuando al presentarse en determinadas concentraciones y durante cierto tiempo de exposición,

afecta o modifica algún proceso bioquímico o fisiológico; pudiendo incluso tal disfunción llegar a producir la

muerte de los individuos expuestos por lo que la toxicidad depende tanto de la concentración como del tiempo

y forma de exposición a los organismos, de manera que es posible hablar de sustancias con distintos grados de

toxicidad.

El muestreo es la base fundamental de cualquier determinación analítica, no resulta práctico detallar

todos los procedimientos utilizados en la obtención de la muestra debido a la gran cantidad de características

que debe reunir cada determinación. El objetivo de la toma de muestras es la obtención de una porción de

material cuya cantidad sea lo suficientemente pequeña pero que represente las características físicas, químicas

y biológicas de todo el conjunto para que pueda ser transportado con facilidad y manipulado durante todo el

proceso analítico sin que por ello deje de representar en forma exacta y precisa al conjunto de donde procede.

La persona que recoja la muestra y la lleve al laboratorio para realizar la s determinaciones analíticas es

responsable de su validez. Al trabajar con aguas limpias y residuales, el laboratorio deberá dirigir y/u orientar

el proceso de la toma de muestras que se determina tras consultar al destinatario de los resultados del análisis.

Esta consulta es de vital importancia para asegurar que la obtención de las muestras y el uso de los métodos

analíticos proporcione una verdadera base para resolver los problemas que se plantean.

PRECAUCIONES GENERALES

1.-La obtención de una muestra que cumpla con los requisitos del programa de toma y manejo,

implica que esta no debe deteriorarse y/o contaminarse.

2.-Consideraciones sobre seguridad:



28

Se deben tomar las precauciones necesarias debido a que las muestra pueden tener componentes

tóxicos y que pueden perjudicar a las personas que toman y manejan las muestras por lo que hay que adoptar

precauciones adecuadas.

3.-Tipos de muestras.

3.1Muestras de sondeo.

3.2Muestras compuestas.

TOMA DE MUESTRAS

1.-Procedimientos de cadena de vigilancia.

a)Etiquetado de la muestra.

b)Sellado de la muestra.

c)Libro de registro de campo.

d)Registro de la cadena de vigilancia.

e)Hoja de petición de análisis de la muestra.

f)Envío de la muestra a laboratorio.

g)Recepción y almacenamiento de la muestra.

h)Asignación de la muestra para ser analizada.

2.-Métodos de toma de muestras.

a)Toma manual.

b)Toma automática.

CONSERVACIÓN DE MUESTRA ANTES DEL ANÁLISIS Y TÉCNICAS DE

CONSERVACIÓN.

La conservación de las muestra depende de:

-tipo de análisis que se efectuará

-técnica de muestreo

-envase adecuado para el transporte de la muestra

-condiciones de transporte

-tiempo en que se efectuará el análisis

-adición si es necesario de sustancias estabilizadoras de la muestra, específicas para algunas

determinaciones.

Los parámetros que serán indicadores de cuales son las condiciones actuales de nuesta aguas

residuales son:

1)pH

2)Temperatura

3)DBO

4)DQO

5)Oxígeno disuelto

6)Sólidos totales

7)Sólidos en suspensión

8)Conductividad

9)Alcalinidad total en términos de CaCO

10)Dureza total en términos de CaCO

11)Nitrógeno total

12)Nitratos

13)Fosfatos

14)SAAM

15)Fenoles

Metales pesados

1)Mercurio

2)Cadmio

3)Plomo

4)Arsénico

5)Cromo



29

6)Cobre

METODOLOGÍAS.

La metodología de la determinaciones se describen a continuación.

*Demanda química de oxígeno (DQO)

(NOM-AA-30-1981)

Determinación de la demanda química de oxígeno requerida para oxidar en condiciones específicas,

la materia orgánica y la inorgánica oxidable contenida en el agua proporciona una medida de la cantidad de

sustancias susceptibles de ser oxidadas, bajo condiciones en las que actúa ésta prueba.

El método se basa en la oxidación enérgica de la materia orgánica y de lainorgánica oxidada que se

encuentra en el agua en un medio fuertemente ácido, con una solución valorada de dicromato de potasio.

El exceso del agente oxidante se titula con una solución valorada de sulfato ferroso, amónico en

presencia de un complejo ferroso de ortofenantrolina como indicador interno.

*Demanda bioquímica de oxígeno(DBO)

(NOM-AA-28-1981)

Este procedimiento permite determinar el grado de contaminación de un agua midiendo el oxígeno

consumido por la acción química y bacteriana en una muestra conservada a 20 °C durante 5 días. El agua de

disolución debe estar saturada con oxígeno y exenta de sustancias que impidan la actividad bacteriana. Los

valores obtenidos dependen de la naturaleza del agua de solución, de la forma como se haga la siembra y de la

técnica a seguir.

*Determinación de sustancias activas al azul de metileno (SAAM)

(NOM-AA-39-1981)

Fundamento. Este método se basa en la reacción de sustancias surfactantes con el azul de metileno,

que da lugar a la formación de una sal azul, soluble en cloroformo cuya densidad de color es directamente

proporcional a su concentración. La intensidad de color se mide en un espectrofotómetro a una longitud de

650 a 655 nm.

*Determinación de fenoles.

(NOM-AA-50-1981)

Principio. Los fenoles purificados reaccionan con la 4-amina antipirina a pH de +0.2 en presencia de

ferrocianuro de potasio para formar anilina de antipirina, esta anilina es extraída de la solución acuosa del

cloroformo.

*Determinación del cobre

(NOM-AA-66-1981)

Fundamento. En soluciones neutras o ligeramente ácidas los iones cuprosos reaccionan con la

neocuproina de color amarillo, el cual se extrae con cloroformo y se cuantifica espectrofotómetricamente a

una longitud de onda de 457 nm.

*Determinación del plomo (Método de ditizonato o Absorción atómica).

(NOM-AA-51-1981)

Fundamento. Este método se basa en el hecho de que elementos que interieren con la concentración

de plomo a un pH de 8 a 9 en un medio con cianuro, se pueden eliminar por medio de dos extracciones: en la

primera, se agrega citrato para evitar la formación de hidróxido de plomo que se precipita posteriormente

cuando se lleva a un pH alcalino. Una vez alcalinizado el medio se extrae el plomo junto con algunas

interferencias con una solución diluida de ditizona en cloroformo.

En la segunda extracción, se acidifican los extractos de ditizona y el plomo pasa a la fase orgánica; a

continuación se agrega hidróxido de amonio y cianuro a la fase acuosa y el plomo es extraído por medio de

una solución diluida de ditizona. El plomo y la ditizona forma n un complejo metálico (Ditizonato de plomo)

soluble en cloroformo y que imparte un color rojo, que se puede leer colorimétricamente en una longitud de

onda de 510 nm.

*Determinación del cadmio (Método de ditizonato o Absorción atómica).

(NOM-AA-51-1981)

Fundamento. Los iones de cadmio forman un compuesto de color rojo intenso con la difenil

carbazona (ditizona) que se puede extraer con tetracloruro de carbono y cuantificar una longitud de onda de

515 nm. Cuando la extracción se verifica a un pH básico, sólo interfieren la plata, el mercurio, el cobre, el

níquel y el cobalto, los cuales se pueden eliminar con extracciones preliminares.



30

Después de efectuar la digestión, se elimina la plata precipitándola con ácido clorhídrico como

cloruro de plata. El cobre y el mercurio, junto con el remanente de plata se eliminan por extracción con

ditizona en cloroformo a pH de 2. Posteriormente se ajusta en pH a 9 y se elimina el níquel por adición de

dimetil-glioxima que no reacciona con la ditizona, a continuación se hace intensamente básica la solución y se

extrae el cadmio y una parte de zinc con ditizona en cloroformo. El zinc que se extrajo con el cadmio se

elimina por lavado de la solución de cloroformo con hidróxido de sodio 0.5N. Finalmente de determina el

complejo cadmio ditizona.

*Determinación de cromo (Método de la difenil-carbazida).

(NOM-AA-44-1981)

Fundamento. El cromo exavalente reacciona con la difenil cabazida en medio ácido, produciendo una

coloración rojo-violeta medible colorimétricamente a una longitud de onda de 450 nm.

Esta reacción es muy sensible y adecuada para la determinación de concentraciones bajas de este

elemento. El compuesto colorido no es muy estable y empieza a desvanecerse al cabo de una hora.

*Determinación de arsénico (Método del dietiltiocarbamato de plata o Absorción atómica).

(NOM-AA-46-1981)

Fundamento. Mediante este método del dietiltiocarbamato de plata se pueden determinar huellas de

arsénico y éste método puede usarse cuando se desea mayor precisión y exactitud.

El arsénico es reducido a AsH (arsina) por el zinc en solución ácida con un generador Gutzeit. La

arsina se pasa luego a través de un depurador que contenga lana de vidrio impregnado con solución de acetato

de plomo y un tubo absorbente que contenga dietiltiocarbamato de plata disuelto en piridina. En el absorbente

el arsénico reacciona con la sal de plata formando un complejo rojo soluble que es adecuado para leer

colorimétricamente a 535 nm.

El mercurio su determinación se llevará a cabo por absorción atómica.

*Oxígeno Disuelto.

(NOM-AA-12-1981)

Método. Este método esta basado en que el hidróxido manganoso Mn(OH) recientemente

precipitado, se combina rápidamente con el oxígeno produciendo un óxido básico de carácter oxidante que en

medio ácido es capaz de poner en libertad el yodo cuantitativamente, al ser tratado con un yoduro alcalino, y

el yodo liberado como producto de la estequiometría de la reacción se cuantifica con una disolución patrón de

tiosulfato de sodio; de esta manera indirecta se mide la cantidad de oxígeno disuelto en el agua.

*Temperatura

La temperatura se mide directamente, en el agua, con un termómetro, para tener este dato y poderlo

referir, interpolar con la cantidad de oxígeno disuelta en el agua.

(NOM-AA-7-1981)

*pH

El pH será medido directamente en las aguas, para saber las concentraciones de iones H+ o iones

OH-, presentes. El equipo que se va a utilizar es un potenciómetro.

(NOM-AA-8-1981)

*Conductividad.

(NOM-AA-93-1981)

Es importante en el agua debido a que nos medirá la cantidad de sales disueltas. La importancia de

esta determinación es que juega un papel muy importante, en la flora y fauna acuática. Equipo a utilizar, el

conductímetro.

*Dureza total.

La cantidad total de calcio y magnesio, se determina por la titulación con EDTA a un pH = 10,

usando como indicador eriocromo negro T.

*Alcalinidad

la determinación de alcalinidad, es muy necesaria debido a que juega un papel muiy importante en el

intercambio iónico de macro y micronutrientes; la determinación se basa en un método volumétrico,

utilizando como disolución patrón de HCl.

*Determinación de nitratos.

(NOM-AA-81-1981)

Método. Este método se basa en la formación de un nitroderivado amarillo que se obtiene al

combinar el ácido fenol con los nitratos primero en medio ácido y luego en medio alcalino comparando

posteriormente la coloración con una superficie de tipo de concentración conocida.

*Determinación de fosfatos.



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(NOM-AA-29-1981)

Método. Es una determinación colorimétrica basada en la formación del ácido fosfomolíbdico en

solución ácida mediante la reducción de cloruro estanoso para formar el heteropoliácido llamado “Azul de

Molibdeno”. Equipo a emplear: fotocolorímetro Klett-Summerson, empleando un filtro rojo no. 66 o un

espectrofotómetro Baush & Lomb.

Análisis microbiológico.

La realización de los análisis microbiológicos sirve en las aguas crudas para evaluar el grado de

contaminación que tiene la fuente en el momento del análisis, y en las aguas tratadas o de consumo, no

solamente para comprobar la eficacia del tratamiento sino como medio de garantizar al consumidor que se le

está suministrando un agua, que desde el punto de vista bacteriológico tiene propiedades inobjetables.

Las bacterias están presentes, en todas las aguas naturales y por regla general en mayor número en

ríos, quebradas, arroyos y lagos que en agua de pozos profundos. La mayoría de las bacterias son inofensivas

y algunas pueden ser hasta benéficas, pero también hay otras que pueden ser causas de enfermedades y aún

causar la muerte. Estas bacterias se denominan patógenas y se incluyen las que pueden ser transmitidas por el

agua, como las del tifo, las tifoideas, la disentería amibian, la gastroenteritis o el cólera.

Cada bacteria tiene su tipo particular de metabolismo y sus condiciones especiales en cuanto a

temperatura, contenido de oxígeno, requerimientos de alimentos, etc.. en aguas fuertemente contaminadas las

condiciones son desfavorables y las bacterias tienden a vivir menos tiempo que en aguas relativamente claras.

Hasta ahora no se ha desarrollado un análisis que se pueda hacer rutinariamente y que demuestre que

un agua está libre de organismos patógenos. Rutinariamente se pueden hacer análisis que indican la evidencia

o la ausencia de contaminación bacteriana pero sin demarcación entre si esta es causada por organismos

patógenos o inofensivos. Universalmente sin embargo, la presencia del grupo coliforme es aceptada como

evidencia para considerar el agua potencialmente peligrosa para consumo humano y aconsejar su rechazo para

este fin.

Dentro del sistema intestinal de los humanos y también de los animales de sangre caliente, hay

naturalmente una inmensa cantidad de bacterias inofensivas que encuentran allí las condiciones ideales de

vida y que se descargan en gran número junto con las materias fecales. Lógico es que se encuentren en las

aguas negras o en las fuentes que han recibido contaminación por materias fecales o aguas de albañal. Estos

organismos se denominan como coliformes. Su detección en el laboratorio puede hacerse de manera rutinaria.

El procedimiento consiste en sembrar el agua en tubos que contienen un elemento nutriente (caldo

lactosado) para que los posibles organismos encuentren las condiciones favorables de alimento para su

desarrollo. Se proporciona demás al temperatura adecuada, 35-37 °C, para favorecer su crecimiento y antes de

48 horas los coliformes han fermentado la lactosa produciendo gas. Esto es indicativo del grupo coliforme.

Para confirmar este análisis, una porción de estos organismos se transfiere a un medio selectivo como el de

Bilis Verde Brillante, en el cual, por efecto de los componentes que lo integran, sólo pueden desarrollarse en

él los coliformes. Como el medio selectivo también contiene lactosa, la producción de gas es el modo para

confirmar que los organismos presentes en el agua que se desarrollaron en el caldo lactosado, si eran

coliformes y vinieron a la fuente por contaminación de heces.

Estos análisis, el presuntivo hecho en caldo lactosado y el confirmativo hecho en medio de Bilis

Verde Brillante son suficientes para verificar la eficiencia de un tratamiento pues el grupo coliforme es mas

resistente al tratamiento que los organismos patógenos.

Por regla general, para aguas tratadas o no muy contaminadas se aconseja sembrar 5 tubos con 10 ml

de la muestra, 1 tubo con un ml, y 1 tubo con 1 ml de una dilución 1:10. con esta serie no sólo se determina el

índice Coliforme sino el N.M.P. (Número Más Probable) lo que indica la densidad más aproximada en que

éstos se encuentran. Hay tablas que se refieren a una gran variedad de volúmenes y número de tubos que se

siembran. Dependiendo de los tubos que en el Ensayo Presuntivo (porciones sembradas en caldo lactosado)

son positivos ( o sea en los que se produjo gas) se puede referir a tablas en las que se da el N.M.P., que son

aproximadamente el número de coliformes que en 100 ml de muestra darían esos resultados.

El N.M.P. se define como la densidad bacterial que se hubiera estado presente en la muestra que se

examina, habría dado más frecuentemente que cualquier otra densidad los resultados analíticos que se

obtuvieron.

La Norma Mexicana que describe el procedimiento es la NOM-AA-102-1987.



32

Tratamiento de aguas residuales

Se deben dar a conocer alternativas de tratamiento que se pueden aplicar a las agua residuales

industriales, los costos y los métodos de estabilización de los lodos residuales. Se incluyen métodos de

tratamiento, relacionados con la separación de los contaminantes por medios físicos, químicos y biológicos;

clasificándose según el orden en que se aplican: pre tratamiento, tratamiento primario, secundario y terciario.

Los tipos de tratamiento propuestos se enfocan a la separación de sólidos gruesos como sólidos,

basuras, arena y material sedimentable, la degradación de sustancias orgánicas disueltas, la remoción de

sustancias inorgánicas disueltas y la desinfección de los efluentes tratados.

Un aspecto interesante en las plantas de tratamiento de agua residual es la estabilización y

disposición final de los lodos generados en los diversos procesos de tratamiento, en los cuales se lleva a cabo

la separación de los sólidos (sedimentables, disueltos, coloidales, etc.) del agua, incluyéndose también los

lodos activados cuando se emplea este proceso. Este tema es importante en el tratamiento de las aguas

residuales, puesto que, si los lodos no son estabilizados adecuadamente, se convierte en un problema mayor,

debido a que los contaminantes del agua residual original se encuentran concentrados.

Actualmente en nuestro país, la mayoría de las plantas de tratamiento, no cuentan con este tipo de

operación.

Un tema muy controvertido son los costos de construcción, operación y mantenimiento de las plantas

de tratamiento, los que, para la mayoría de los responsables de las descargas industriales, son el factor

decisivo en la elección de algún sistema de tratamiento.

El objetivo del tratamiento de las aguas residuales es la remoción de sustancias contaminantes a fin

de evitar efectos negativos en la calidad de los cuerpos de agua receptores y para lograr que la calidad del

agua sea la adecuada para las necesidades de los usuarios.

La etapa inicial del tratamiento se denomina pre tratamiento , y se usa para homogeneizar el influente

de la planta, separa grasas y aceites, eliminar sólidos de tamaño muy grueso tales como basura y material

sedimentable mayor de diez micras.

Se clasifica el tratamiento de acuerdo a los contaminantes que se separan, en primario, secundario y

terciario. El tratamiento primario se utiliza para remover sólidos suspendidos, ajustar pH y romper

emulsiones. El secundario remueve materia orgánica biodegradable, entre el 80% y 95% del total.

El terciario elimina sustancias orgánicas resistentes al tratamiento biológico, como detergentes,

plaguicidas, nutrientes, metales pesados y microorganismos patógenos.

También el tratamiento de los lodos forma parte del tratamiento del agua residual y consiste en

dirigir a condicionar los sólidos separados en el pre tratamiento y en las fases primaria, secundaria y terciaria,

hasta obtener un residuo inerte.

Se presenta un diagrama de los procesos más comúnmente utilizados en el tratamiento de aguas

residuales, desde la separación de sólidos gruesos, sólidos suspendidos, materia orgánica, nutrientes,

eliminación de bacterias y microorganismos patógenos, trazas de compuestos orgánicos e inorgánicos,

incluyendo el tratamiento de los lodos que se generan en cada uno de los procesos anteriores.

FIGURA No.1 ALTERNATIVAS DE OPERACIONES UNITARIAS PARA TRATAMIENTO

PRIMARIO, SECUNDARIO Y TERCIARIO DE EFLUENTES RESIDUALES

Este diagrama muestra la complejidad que puede llegar a tenerse en un tratamiento completo de las

aguas residuales.

En caso de elegir un tratamiento para la remoción de contaminantes biodegradables tienen varias

alternativas para seleccionar el que más convenga de acuerdo al caudal, eficiencia esperada y costos.



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En la tabla se presentan las eficiencias esperadas en diversos tipos de tratamiento biológico.

TABLA NO. 1

EFICIENCIAS ESPERADAS EN LOS TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES

Tipo de tratamiento Reducción % DB05

Pretratamiento 15-20

Sedimentación 25-40

Tanques Sépticos 15-25

Tanques Imhoff 25-40

Sedimentación + Filtros rociadores 80-95

Sedimentación + Filtros de arena 90-95

Sedimentación + Lodos activados convencionales 85-95

Estabilización por contacto (biofilm) 85-90

Lagunas de estabilización 85-95

Zanjas de oxidación 90-95

El tratamiento de las aguas residuales industriales se puede realizar mediante las siguientes

alternativas:

TRATAMIENTOS COMBINADOS: Se refiere al tratamiento de las descargas industriales con

aguas residuales de origen domestico. De esta manera se unen esfuerzos entre la industria y el municipio y se

aprovechan las ventajas de economía a escala lo cual significa menor costo de tratamiento por inversión

inicial, operación y mantenimiento. Otra ventaja del tratamiento conjunto para las descargas industriales es la

capacidad amortiguadora de los desechos domésticos.

TRATAMIENTO SEPARADO: Este tratamiento se refiere a la conveniencia de tratar las descargas

de una misma industria en forma separada cuando las características de sus contaminantes requiere de un

tratamiento especial. Puede ser total o parcial dependiendo de las condiciones particulares de la descarga.

COMPENSACIÓN, HOMOGENEIZACIÓN Y DOSIFICACIÓN: Esta opción se aplica a los

industriales que dependen del suministro de materias primas y de las jornadas de trabajo y que por lo tanto no

tienen una producción continua y tampoco sus aguas residuales tienen un flujo constante.

La homogeneización se realiza mediante tanques de retención para lograr un efluente de

características uniformes en cuanto a caudal, pH, DBO, sólidos suspendidos, etc. El volumen del tanque varía

de acuerdo al gasto de la descarga y esta en función delos ciclos de operación. También varía según el tipo de

contaminantes, por ejemplo en las aguas residuales con concentraciones de dieldrín puede ser necesario un

tanque de retención para un tiempo prolongado (uno o dos meses) suficiente para permitir la degradación del

contaminante hasta una concentración que permita descargar el agua a un cuerpo receptor.

La dosificación sirve para controlar el flujo de la descarga hacia el alcantarillado. Se puede descargar

en proporción directa en relación con el caudal de los desechos domésticos para lograr una dilución si la

descarga industrial contiene contaminantes tóxicos. O bien , descargar en proporción inversa en relación al

caudal de los desechos domésticos si la descarga industrial contiene elevada DBO, para no sobrecargar la

plata de tratamiento.

Pre tratamiento en la fuente

Algunas veces la aguas residuales industriales contienen sustancias que son inaceptables en la planta

de tratamiento y se deben controlar en propia fuente para no afectar los procesos de tratamiento. Los costos

mas comunes de tratamiento son los siguientes:

a) Desechos volátiles, interfieren con las transferencia de oxígeno.

b) Desechos con alto contenido de sólidos sedimentadles o disueltos, como los lodos de

ablandamiento de agua, cloruros o sulfatos de sodio.

c) Sustancias da descomposición anaerobia. Ocasionan problemas de olores, corrosión y requieren

preservación.

d) Ácidos o álcalis concentrados. Generalmente soluciones de mas de 0.1 a 0.5% expresados como

ácido sulfúrico y compuestos alcalinos en la misma proporción, se deben neutralizar antes de descargar al

drenaje, hasta valores de 6 a 9 pH.

e) Grasas y emulsiones. Interfieren con la transferencia de oxígeno y pueden taponar la tubería.

f) Desechos tóxicos que interfieren con los procesos de tratamiento biológico o representan un

peligro para la salud de los operadores. Como ejemplo tenemos los cianuros, se encuentran presentes en las



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aguas residuales de las industrias metalúrgicas, de galvanoplastia, fabricación de gas, humos coke e industrias

químicas. Se puede formar ácido cianhídrico por acción de un pH ácido en presencia de cianuros. Otras

sustancias malolientes como bióxido de azufre y el óxido nitroso producidas o descargadas deben evitarse.

Los metales como cobre, fierro, cromo, zinc y los fenoles pueden ejercer una alta demanda de cloro e

interferir con los procesos biológicos.

g) Detergentes no biodegradables. Producen espuma e interfieren con la transferencia de oxígeno.

h) Descargas violentas y cargas orgánicas requieren regulación y pre tratamiento en la fuente.

Pre tratamiento

Fundamentalmente el pre tratamiento o tratamiento preliminar consiste en eliminar materias gruesas,

tales como arenas, basuras y otros residuos de las aguas, que pueden dañar o interferir el adecuado

funcionamiento de los procesos posteriores, o dañar el equipo de bombeo. Las operaciones unitarias comunes

en el pre tratamiento son: cribado, triturado, desarenadores, flotación. Los dos primeros tiene aplicación

común en el tratamiento de aguas residuales domésticas, pero es posible aplicarlos en algunas descargas de

aguas residuales industriales, sobre todo cuando el drenaje es combinado con las aguas residuales de servicio

y el agua de lluvia.

En el pre tratamiento, la flotación se usa para eliminar grasas y aceites de a las aguas residuales.

Cribado

Se usa para eliminar troncos, ramas, trapos, basura y cualquier material que pueda dañar el equipo o

taponar las tuberías. En general se emplean rejas para basura, rejillas y desmenuzadores.

Las características de cada uno se presenta en al TABLA No. 2

TABLA No. 2

TIPOS DE DISPOSITIVOS PARA CRIBADO

Tipos Tamaño

común

Propósito

Rejas para basura 5-10 Protege las bombas y equipo de los objetos grandes (troncos, trapos,

botes, etc.)

Rejillas 1.5-5 Parecidas las rejas con aberturas más pequeñas para separa materiales

más pequeños

Tamices 0.22-0.32 Protegen las boquillas de los filtros percoladores

Desmenuzadores 0.75-2 Reducir el tamaño de los materiales mediante trituración o corte, sin

removerlos de las aguas residuales

Sedimentación

La sedimentación se utiliza en los tratamientos de aguas residuales para separar sólidos en

suspensión de las mismas.

La eliminación de las materias por sedimentación se basa en la diferencia de peso específico entre las

partículas sólidas y el líquido donde se encuentran, que acaba en el depósito de las materias en suspensión.

En algunos casos, la sedimentación es el único tratamiento al que se somete el agua residual. La

sedimentación puede producirse en una o varias etapas o en varios de los puntos del proceso de tratamiento.

En una planta típica de lodos activos, la sedimentación se utiliza en tres de las fases de tratamiento: 1)En los

desarenadores, en los cuales la materia inorgánica (arena, a veces) se elimina del agua residual; 2)en los

clarificadores o sedimentadores primarios, que preceden al reactor biológico, y en el cual los sólidos

(orgánicos y otros) se separan; 3) en los clarificadores o sedimentadores secundarios, que siguen al reactor

biológico, en los cuales los lodos del biológico se separan del efluente tratado.

Tipos de sedimentación

Pueden considerarse tres tipos de mecanismos, dependiendo de la naturaleza de los sólidos presentes

en suspensión.

1.-SEDIMENTACIÓN DISCRETA. Las partículas que se depositan mantienen su individualidad, o

sea, no se somete a un proceso de coalescencia con otras partículas. En este caso, las propiedades físicas de



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las partículas (tamaño, forma, peso específico) no cambien durante el proceso. La deposición de partículas de

arena en los desarenadores es un ejemplo típico de sedimentación discreta.

2.-SEDIMENTACIÓN CON FLOCULACIÓN. La aglomeración de las partículas va acompañada de

cambios en la densidad y en la velocidad de sedimentación o precipitación. La sedimentación que se lleva a

cabo en los clarificadores o sedimentadores primarios es un ejemplo de este proceso.

3.-SEDIMENTACIÓN POR ZONAS. Las partículas forman una especie de manta que sedimenta

como una masa total presentando una interfase distinta con la fase líquida.

FLOTACIÓN

La flotación es un proceso para separar sólidos de baja densidad o partículas líquidas de una fase

líquida. La separación se lleva a cabo introduciendo un gas (normalmente aire) en la fase líquida en forma de

burbujas. La fase líquida se somete a un proceso de presurización para alcanzar una presión de

funcionamiento que oscila entre dos y cuatro atmósferas, en presencia del suficiente aire para conseguir la

saturación en aire del agua. Luego este líquido saturado de aire se somete a un proceso de despresurización

llevándolo hasta la presión atmosférica por paso a través de una válvula reductora de presión. En esta

situación y deido a la despresurización se forman pequeñas burbujas, asociándose a los mismos, les obliga a

elevarse a la superficie por sistemas mecánicos. El liquido clarificado puede separarse cerca del fondo, y parte

del mismo puede reciclarse. En la FIGURA No.2 se recoge el diagrama de un sistema de flotación sin

reciclaje.

Neutralización y homogeneización

NEUTRALIZACIÓN EN EL CAMPO DE LOS TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES.

El tratamiento de neutralización se utilizan normalmente en lo siguientes casos que se presentan en la

depuración de aguas residuales.

1 Antes de la descarga de las aguas residuales en un medio receptor. La justificación para la

neutralización es que la vida acuática es muy sensible a variaciones de pH fuera de un intervalo

cercano a pH = 7.

2 Antes de la descarga de aguas residuales industriales al alcantarillado municipal. La

especificación del pH de las descargas industriales en las alcantarillas se hace de forma

frecuente. Es más económico hacer una neutralización de las corrientes de aguas residuales

industriales antes de descargar en el alcantarilladlo municipal, que intentará ser una

neutralización de los mayores volúmenes de las aguas residuales mixtas, combinadas,

domésticas e industriales.

3 Antes del tratamiento químico biológico. Para los tratamiento biológicos, el pH del sistema se

mantiene entre 6.5 y 8.5 para asegurar una actividad biológica óptima. El proceso biológico en sí

mismo puede conseguir una neutralización, y en cualquier caso tiene una capacidad reguladora

como resultado de la producción de bióxido de carbono (CO2) que da lugar a la formación de

carbonatos y bicarbonatos en la solución. El grado de pre neutralización requerido para el

tratamiento biológico depende de dos factores : 1) la alcalinidad o acidez en el agua residual y 2)

los mg / l de DBO que deben eliminarse en el tratamiento biológico. Este último aspecto está

muy relacionado con la producción de CO2 que puede dar lugar a una pequeña neutralización de

los residuos alcalinos.

Los métodos para neutralización de aguas residuales incluyen : 1) homogeneización, que

consiste en mezclar las corrientes, algunas de las cuales son ácidas y otras alcalinas, disponibles

en la planta, y 2) métodos de control directo de pH, que consisten en la adición de ácidos ( o

bases ) para neutralizar las corrientes alcalinas ( o ácidas ).

Homogeneización



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Cuando se va a utilizar para conseguir la neutralización, la homogeneización significa la mezcla de

las corrientes de las aguas residuales ácidas y alcalinas en un tanque de homogeneización. La

homogeneización se utiliza a menudo para otros objetivos a parte de la neutralización, como son : 1) aminorar

las variaciones de ciertas corrientes de aguas residuales, intentando conseguir una corriente mezclada, en un

caudal relativamente constante, que sea el que llegue a la planta de tratamiento y 2) aminorar las variaciones

de la DBO del afluente a los sistemas de tratamiento. Con este propósito se utilizan tanques de

homogeneización de nivel constante o variable. Esta disposición es la mostrada en la figura 3.

Afluente Mezclador Efluente

Ql = f(t) QS = Ql = f(t)

h= cte.

Corrientes ácidas y básicas

Figura 3 Depósito de homogeneización a nivel constante

1 El nivel del depósito de homogeneización se mantiene constante. En consecuencia

si el caudal de entrada varía, varía el caudal de salida. Por lo tanto, no se trata de

una técnica de homogeneización de caudal, sino simplemente un método de

neutralización. Si las fluctuaciones en el caudal de entrada son muy grandes, el

efluente que proviene de un sistema de homogeneización de nivel constante puede

elevarse a otro depósito de homogeneización, que tenga como objetivo una

homogeneización en el caudal.

2 Depósitos de homogeneización de nivel variable. En este método de

homogeneización el efluente sale con un caudal constante y teniendo en cuenta que

el caudal de entrada varía con el tiempo, el nivel del estanque debe hacerse

variable. Este método se utiliza también con el objetivo no solo de conseguir una

neutralización, sino de conseguir un caudal de salida constante. En la figura 4 se

recoge un esquema de un depósito o estanque de homogeneización con nivel

variable.

Afluente mezclador Efluente

Ql = f(t) QS = Ql = f(t)

h = variable



37

Corrientes ácidas y básicas

Figura 4 Depósito de homogeneización con nivel variable

Otro método de homogeneización consiste en sacar el “ exceso ” de la corriente de entrada, o caudal

de alimentación, a un depósito de retención, del cual sale una pequeña purga que va alimentando al

tanque de homogeneización. Este método no se utiliza con objetivos de neutralización sino

solamente para el mantenimiento de la DBO o caudal. La figura 5 ilustra esta información.

Afluente

Exceso

Corriente de aportación

Figura 5 Método del estanque de retención para homogeneización.

Tratamiento secundario

El tratamiento secundario es el proceso complementario de la depuración de las aguas residuales,

consistente en una serie de operaciones y procesos químicos y/o biológicos al que son sometidos los efluentes

del tratamiento primario.

Durante el pre tratamiento y el tratamiento primario de las aguas residuales se separa principalmente

una gran parte de los sólidos suspendidos y sedimentables, aquellos que fueron retenidos por los sistemas de

Estanque de

retención

Depósito de

homogenei-

zación



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rejillas, desarenadores, trituradores y los que tuvieron la capacidad de sedimentar en el tiempo de retención

límite de los sedimentadores primarios. Así, tenemos que los efluentes de un tratamiento primario, contienen

aún sólidos suspendidos finos, sedimentables ( principalmente coloides ) y solubles, los cuales deben ser

separados para obtener un agua apropiada para su disposición final en los cuerpos receptores.

El tratamiento secundario agrupa los procesos y operaciones unitarias, capaces de eliminar los

efluentes primarios, los sólidos que aún contienen.

Los procesos utilizados en el tratamiento secundario se clasifican en : fisicoquímicos y en biológicos.

Tratamiento fisicoquímico

El desarrollo industrial que surgió después de la segunda guerra mundial, generó una diversidad de

residuos industriales que era necesario tratar para recuperar subproductos y disminuir la contaminación de las

aguas, esto propició el desarrollo de los procesos fisicoquímicos para el tratamiento de las aguas residuales;

muchos de ellos enfocados al tratamiento de sustancias contaminantes específicas como son los metales,

fosfatos, nitrógeno y compuestos orgánicos sintéticos.

Los procesos fisicoquímicos pueden servir para favorecer para sedimentar la materia en suspención;

pero son especialmente utiles para eliminar la materia coloidal y los sólidos orgánicos disueltos, los cuales

sin reactivos químicos jamás sedimentarían; estas sustancias son responsables muchas veces de la turbidez,

color y DBO de las aguas residuales.

Los procesos fisicoquímicos son en general más costosos que los biológicos, sin embargo las

limitaciones de los biológicos para tratar residuos tóxicos como metales y sustancias orgánicas sintéticas a

hecho que los procesos fisicoquímicos sean adaptados para descargas industriales de características agresivas

a los procesos biológicos, a veces como un tratamiento previo al biológico y otras como un tratamiento unico.

Los procesos fisicoquímicos involucran las operaciones unitarias y los procesos de precipitación

química ,coagulación química, floculación y sedimentación o filtración.

Precipitación química.

La precipitación química descubierta en 1762, se comenzó a aplicar en Inglaterra en 1870 como un

método de tratamiento de aguas residuales, usando cal como precipitante en la mayoría de los casos, algunas

veces sola y otras combinada con cloruro de calcio o de magnesio, aluminio, sulfato ferroso, carbón, etc.

En general, la precipitación química involucra la adición de reactivos específicos para eliminar las

substancias disueltas en el agua en su estado natural con el fin de potabilizarla, o para separar los

contaminantes en aguas residuales.

En este proceso se separan las sustancias disueltas del agua o agua residual por medio de productos

químicos solubles, los cuales al agregarse al agua, son liberados y sus iones reaccionan con los iones

existentes en ella, formando precipitados.

En el pasado la precipitación química se ideó para ayudar a la remoción de los sólidos suspendidos y

de la DBO en los sig. casos :

- Cuando se tuvieran variaciones estacionales en la concentración de los desechos.

- Cuando se necesitara un grado de tratamiento intermedio.

- Como un auxiliar para el proceso de sedimentación.

Más recientemente (1970), la precipitación química ha tenido un interés renovado por las aplicaciones

sig. :

- Se puede usar eficazmente para la remoción de fósforo de los efluentes de las plantas de tratamiento

biológico de aguas residuales.

- Combinado con adsorción con carbón activado se logra un tratamiento completo, pudiendose aplicar

a los casos de aguas residuales que contengan compuestos orgánicos resistentes al tratamiento

biológico.

- La floculación del fierro por medio de cal añadida al agua o agua residual.

- La precipitación del hierro y manganeso por oxidación con oxígeno disuelto en el agua suministrado

por aereación.

- El ablandamiento de agua por adición de cal, precipitando la dureza de carbonatos y de carbonato

de sodio para precipitar la dureza de no carbonatos.



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- La precipitación de fluoruros por la adición de fosfato tricálcico, o por la coprecipitación con los

iones de magnesio en el ablandamiento de aguas..

En los procesos fisicoquímicos se emplean muy diversas sustancias como precipitantes. Los más

comunes se presentan en la tabla 3. El grado de clasificación obtenida depende de la cantidad del reactivo

usado y del cuidado con que se controle el proceso.

TABLA 3

PRODUCTOS QUIMICOS USADOS PARA LA PRECIPITACIÓN QUÍMICA DE LAS AGUAS

RESIDUALES

Producto químico Fórmula química Peso molecular

Sulfato de alúmina Al2 ( SO4 )3·18 H2O 666.7

Sulfato de fierro FeSO4·7 H2O 278

Ácido sulfúrico H2SO4 98

Anhídrido sulfuroso SO2 64

Cloruro férrico FeCl3 162.1

Sulfato férrico Fe2 ( SO4 )3 400

Cal ( apagada ) Ca( OH )2 94

Cal ( viva ) CaO 56

Es importante aclarar que cuando se añaden compuestos químicos para tratamiento del agua,

comúnmente se utiliza el término de precipitación química indistintamente si se trata de una precipitación o

coagulación, originando en algunas ocasiones confusión de terminología. Sin embargo, conociendo las

definiciones de uno y otro término, se pueden diferenciar, en que caso se aplica precipitación, coagulación o

ambas a la vez.

Aplicando precipitación y coagulación es posible obtener un efluente claro, libre de materia en

suspensión o en estado coloidal .

La diversidad de reactivos que se aplican actualmente en la precipitación química y la coagulación

hace que estos tratamientos se adapten a la remoción de substancias muy diversas.

Los compuestos químicos utilizados, deben cumplir las sig. características :

-Ser compuestos químicos que se encuentran normalmente en las aguas naturales, como por ejemplo,

los hidróxidos y carbonatos.

- Tener cationes, que formen compuestos insolubles, tales como el hierro y aluminio trivalentes.

- Se material químico que no produzca residuos tóxicos.

En el proceso de precipitación química, además de los reactivos químicos empleados, son

importantes y complementarias al proceso, las operaciones de dosificación, mezclado, floculación o agitación

y clarificación secundaria o filtración.

En el tratamiento químico, se generan lodos residuales, compuestos por los floculos producidos por

los reactivos químicos empleados y los sólidos ( suspendidos, sedimentables y disueltos ) separados del agua

residual.

Reducción y precipitación del cromo con sulfato ferroso y cal.

El sulfato ferroso reacciona con el cromo hexavalente, oxidándose a sulfato férrico y reduciendo al

cromo al estado trivalente. La reacción ocurre a pH de 3, por lo tanto es necesario controlar el pH mediante la

adición de ácido, las reacciones que tiene lugar son las siguientes :

4223 CrOHOHCrO

cromato agua ácido crómico

OHSOFeSOCrSOHFeSOCrOH 23434242442 83662

ácido sulfato ácido sulfato sulfato

crómico ferroso sulfúrico cromoso férrico

La precipitación del sulfato cromoso se efectúa mediante la adición de cal, teniendo la sig. reacción :

432342 323 CaSOOHCrOHCaSOCr

sulfato cromoso cal hidróxido sulfato

de cromo de calcio



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La cal reacciona también con el sulfato férrico para producir hidróxido férrico con la sig. reacción :

43234 323 CaSOOHFeOHCaSOFe

Coagulación química

Los efluentes de los sistemas de tratamiento primario, contienen material finamente dividido y

coloide, los cuales por sus características fisicoquímicas no pudieron ser separados por dicho tratamiento.

Un coloide se puede definir como una partícula que se mantiene en suspensión debido a su tamaño

extremadamente pequeño ( 1 a 200 micras ), a su estado de hidratación y a su carga eléctrica superficial. Hay

dos tipos de colides, los hidrofóbicos y los hidrofílicos, que los hace reaccionar diferente en los medios en que

se encuentren.

Es importante conocer que tipos de coloides se encuentran en el efluente al que se le va a dar

tratamiento, para conocer su comportamiento y elegir el medio químico más adecuado para su separacion del

agua a tratar.

Los colides tienen en general las siguientes características :

- Presentan movimiento Browniano.

- Son dializables. Se pueden separar cuando tienen bajo peso molecular, a través de

membrana semipermeable.

- Se difunden muy lentamente en comparación con los iones solubles.

- Tienen muy baja presión osmótica por su mayor tamaño con relación a los iones solubles.

Los coloides hidrofílicos ( liofílicos ), cuando se concentran pueden alcanzar valores muy altos de

viscosidad y formar geles, en cambio, los hidrofóbicos ( liofóbicos ) no cambian su viscosidad por efecto de

la concentración.

La diferencia entre los coloides hidrofílicos e hidrofóbicos se resume en la tabla 4.

TABLA 4

CARACTERISTICAS DE LOS COLOIDES HIDROFÍLICOS E HIDROFÓBICOS

Características Hidrofóbicos Hidrofílicos

Estado físico Suspensión Emulsión

Tensión superficial Similar a al del medio Mucho menor a la del medio

Viscosidad de suspensión coloidal Similar a al de la fase dispersante Mucho mayor a al de la fase

dispersante

Efecto Tyndall Muy pronunciado Pequeño o totalmente ausente

Facilidad de reconstitución De difícil reconstitución Fácilmente reconstituible

Reacción a electrolitos Fácilmente coagulable Menos sensitivos a al acción de los

electrolitos y requieren mayor

dosis para coagular

Ejemplos Óxidos de metales, sulfuros,

haluros de plata, metales, bióxido

de silicio

Proteínas, almidones, gomas,

mucílagos y jabones

La coagulación es la desestabilización de un coloide a partir de la neutralización de su carga

eléctrica y la agregación de partículas finas en suspensión.

La coagulación se lleva a cabo por medio de compuestos químicos que son adicionados al agua

residual para propiciar la formación de floculos.

En la coagulación química se efectúan reacciones químicas que desestabilizan las partículas en

suspensión, propiciando su unión para formar floculos y mediante una agitación mecánica controlada, se

facilita el encuentro de las partículas, acelerando el proceso de floculación. Los floculos se separan por

sedimentación o filtración.



41

Mecanismos de coagulación.

La coagulación se efectúa por tres mecanismos diferentes :

a) Reducción de cargas electrostáticas por adsorción de iones de carga contraria. Este mecanismo se

basa en que los coloides generalmente presentan cargas negativas, por consiguiente, la adsorción de

cationes a partir de sales metálicas coagulantes, o de polímeros catiónicos, reducen o neutralizan su

carga. Los reactivos más comunes son :

Cal Ca (OH)2

Alumbre Al2 (SO4)3

Cloruro férrico FeCl3

Sulfato ferroso FeSO4

Sulfato férrico Fe2 (SO4)3

Aluminato de sodio Na2Al2O4

b) Puentes de interpartículas por adsorción de grupos químicos específicos en cadenas de polimeros.

Algunos de los polímeros empleados como coagulantes, contienen grupos químicos específicos que

pueden reaccionar sobre la superficie de partículas coloidales, ser adsorbidos y servir como puente entre las

partículas. La coagulación por medio de polielectrólitos, depende de las condiciones existentes en el agua a

tratar.

Los polímeros más comunes utilizados que presentan este mecanismo son :

- No iónicos (neutros). Se usan para acelerar el crecimiento del flóculo aniónico, cuando la

neutralización de las cargas no es un punto muy importante en la remoción de los sólidos

suspendidos.

- Catiónicos. Se utilizan cuando el volumen del floculo causa problemas, tales como una sobre carga,

o cuando se necesita acortar el tiempo de filtrado. Los polímeros catiónicos sustituyen su carga

positiva por el complejo de alumbre, formando una estructura mayor.

c) Adsorción de sólidos finamente divididos por medio de hidróxidos alcalinos en forma de geles.

La adsorción se lleva acabo dependiendo del pH. Los hidróxidos de fierro, aluminio y magnesio,

forman productos gelatinosos hidrolizados, los cuales son extremadamente efectivos en el secuestro de

partículas finas de otros materiales. Los hidróxidos son formados mediante la reacción de las sales metálicas

con los iones OH- , a pH elevado. Los polímeros orgánicos no forman productos hidrolizados de importancia

para este mecanismo. Ejemplos :

2432342 6323 COCaSOOHAlHCOCaSOAl

223233 63232 COCaClOHFeHCOCaFeCl

Para que se efectúen estas reacciones es necesario controlar la dosificación, la cual debe ser muy

baja.

Tipos de coagulantes químicos y sus reacciones

Los coagulantes más comunes son las sales de hierro y aluminio. Los iones precipitantes presentes en

estas sales son liberados por la alcalinidad en el agua o producida por la adición de carbonato de sodio o

cal.

Los reactivos que se añaden al agua residual en coagulación química, reaccionan con las sustancias

que normalmente están presentes en el desecho o que se adicionan con este propósito. La cantidad de

reactivos usados generalmente se expresa en kg / m3 de agua tratada. Las reacciones se presentan a

continuación :

Cal o hidróxido de calcio

Se usa por su bajo costo como primer paso en la sedimentación. Existen dos tipos de cal, cal viva (

CaO ) y cal apagada ( Ca(OH)2). Su uso depende de las necesidades del proceso.

La cal promueve la coagulación debido al incremento del pH en las aguas de desecho y reacciona

con los bicarbonatos y fosfatos formando precipitados de carbonato de calcio, hidroxiapatita de calcio e

hidróxido de magnesio. La precipitación de este ultimo puede empezar a un pH de 9.5 pero es completa

hasta un pH de 11.



42

La cal reacciona con la alcalinidad natural del bicarbonato, precipitándose el carbonato de calcio (

CaCO3 ). El exceso de los iones de Ca++

reaccionaran con el fósforo, precipitándose la hidroxiapatita. Las

reacciones químicas se resumen en las sig. ecuaciones :

OHCaCOOHHCOCaO 233

2345

3

435 OHPOCaOHPOCa

La cal es utilizada conjuntamente con el sulfato ferroso, para formar el precipitado de hidróxido

férrico. Generalmente se requiere más cal cuando se usa sola que cuando se utiliza con el sulfato de

fierro. Los principios de la clarificación con cal se explican con las sig. reacciones :

56CaO + 44CO2 100 + 2x18

OHCaCOCOHOHCa 23322 2

Hidróxido ácido carbonato

de calcio carbónico de calcio

56CaO + 100 CaCO3 2x100 + 2x18

OHCaCOHCOCaOHCa 23232 22)(

Hidróxido bicarbonato carbonato

de calcio de calcio de calcio

Se debe adicionar una cantidad suficiente de cal para que se combine con el ácido carbónico libre y

con el ácido carbónico de los bicarbonatos, para producir el carbonato de calcio, el cual actúa como

coagulante.

Si se usa mucha cal en el tratamiento, algo de la materia orgánica suspendida se puede disolver por la

fuerza cáustica del hidróxido de calcio y el efluente puede resultar peor que el agua residual original.

También, si se usa poca cal, el efluente no puede llegar a clarificarse.

Cuando las aguas residuales industriales contienen ácidos minerales o sales ácidas, estás se deberán

neutralizar antes del tratamiento químico.

Sulfato de alúmina

Cuando se añade alumbre a un agua residual que contiene alcalinidad de bicarbonato de calcio y de

magnesio, la reacción que ocurre es la sig. :

666.7 3x100CaCO3 3x136 2x78 6x44 18x18

OHCOOHAlCaSOHCOCaOHSOAl 223423234 18623318)(

El hidróxido de aluminio es un floculo insoluble gelatinoso que sedimenta lentamente en el agua

residual, atrapando materia suspendida y produciendo otros cambio. La reacción es similar cuando se tiene

bicarbonato de magnesio en lugar de las sales de calcio. Los números sobre las fórmulas químicas son las

combinaciones de los pesos moleculares de las diferentes substancias y denotan que cantidad de cada una

reacciona. Debido a que la alcalinidad se reparta en términos de bicarbonato de calcio, el peso molecular es

100, la cantidad de alcalinidad necesaria para reaccionar con 10 mg / l de alumbre es :

10.0 x (( 3x 100 )/ 666.7) = 4.5 mg / l

Si se tiene menos de esta cantidad disponible, se deberá aumentar. La cal se emplea comúnmente

para este propósito cuando es necesario, pero es raro en el tratamiento de aguas residuales.

Sulfato ferroso y cal

En la mayoría de los casos no se emplea el sulfato ferroso sólo como precipitante, se debe adicionar

cal al mismo tiempo, para formar el precipitado. La reacción con sulfato ferroso se muestra en la sig. ecuación

:

278 100CaCO3 178 136 7x18



43

OHCaSOHCOFeHCOCaOHFeSO 24232324 77

Sulfato bicarbonato bicarbonato sulfato

ferroso cálcico ferroso cálcico

Si se adiciona cal en forma de Ca(OH)2 la reacción que tiene lugar es :

178 2x56CaO 89.9 2x100 2x18

OHCaCOOHFeOHCaHCOFe 232223 222

Bicarbonato hidróxido hidróxido carbonato

ferroso cálcico ferroso cálcico

El hidróxido ferroso se oxida luego a hidróxido férrico, con el oxígeno disuelto en el agua :

4x89.9 32 2x18 4x106.9

3222 424 OHFeOHOOHFe (*)

hidróxido oxígeno hidróxido férrico

ferroso

El hidróxido férrico formado es un flóculo gelatinoso insoluble, similar al de la alúmina. De acuerdo

a las reacciones tenemos que :

Para 10 mg/l de sulfato ferroso se necesita :

Alcalinidad :

10.0 x (100/278) = 3.6 mg/l

Cal:

10.0 x (2 x 56) / 278 = 4.0 mg/l

Oxígeno :

10.0 x 32 / ( 4 x 278 ) = 0.29 mg/l

Durante el tratamiento, la oxidación se favorece a un pH alto, el cual se logra con un exceso de cal.

En el tratamiento de las aguas residuales, la experiencia ha demostrado que los mejores resultados se obtienen

adicionando en exceso la cal hasta producir un color rosa ala fenolftaleína como indicador.

Puesto que la formación del hidróxido férrico depende del oxígeno disuelto, la ecuación (*) no se

completa si las aguas residuales industriales no contienen oxígeno. Se puede usar sulfato férrico en lugar de

sulfato ferroso y se evitan la adición de cal y la necesidad de oxígeno disuelto.

Cloruro férrico

Las reacciones del cloruro férrico son las sig. :

162.1 3x18 106.9

ClHOHFeOHFeCl 333 323

323 333 COHHCOH

Cloruro férrico y cal

Las reacciones del cloruro férrico y cal son las sig. :



44

2x162 3x56CaO 3x111 2x106.9

3223 2332 OHFeCaClOHCaFeCl

Sulfato férrico y cal

Las reacciones que se efectúan entre el sulfato férrico y la cal son las sig. :

400 3x56CaO 3x136 2x106.9

342342 233)( OHFeCaSOOHCaSOFe

Selección de coagulantes químicos

Para una adecuada selección de los coagulantes químicos se deben tomar en cuenta los sig.

Parámetros:

a) Los tipos y cantidades de productos químicos que van a ser utilizados como coagulantes, floculantes

y controladores de pH.

b) Su manejo y forma de alimentarse.

La selección más adecuada del tipo de coagulante deberá estar basada en la “prueba de jarras”

(determinación empírica) y en la medición de potencial Z (determinación teórica); ambas deben realizarse

para optimizar el tratamiento.

Prueba de jarras

La prueba de jarras es el método más usado para determinar las dosificaciones de los coagulantes,

simulando el proceso completo de coagulación-floculación.

El aparato para prueba de jarra consiste en un sistema de agitación mecánica que se coloca en seis

recipientes donde se pondrán las muestras del agua residual. Los objetivos de la prueba son determinar el pH

óptimo y la dosis mínima de reactivo con los cuales se logra la máxima eficiencia de remoción.

El procedimiento es el sig. :

1) Seleccionar la longitud de onda apropiada en un colorímetro para evaluar el color del agua.

Determinar el % de transmitancia. Si se trata de un agua residual determinar la DQO.

2) Determinar la dosis aproximada con lo cual se llegan a formar flóculos en el agua. Esto se calcula

agitando lentamente 200 ml de agua cruda en un aviso de precipitados y adicionando el coagulante

en dosis de 1 ml, hasta que se note la primera evidencia de flóculos (el pH no debe bajar de 6, se

ajusta si es necesario).

3) Tomar 6 muestras de 1 litro, del agua que se va a tratar, ajustarles el pH a cada una con valores de 4,

5, 6, 7, 8 y 9; agregar la dosis aproximada de reactivo calculada en el paso anterior.

4) Mezclar las mezclas rápidamente de 1 a 5 min. y luego se basa la velocidad de mezclado a menos de

20 rpm durante 15 a 20 min o más. La agitación rápida asegura la dilución del coagulante, mientras

que la agitación lenta permite la formación del floculo. Anotar el tiempo de formación de floculo

visible en cada una de las muestras. Después de la floculación, se dejan sedimentar todas las

muestras y se mide el pH final.

5) Determinar el color residual como % de transmitancia y la DQO contra el pH para seleccionar el pH

óptimo.

6) Tomar nuevamente 6 muestras de 1 litro del agua y ajustarlas al pH óptimo que se determinó en el

punto anterior. La cantidad de coagulante que se va a adicionar a cada vaso varía del 25 al 200 % de

la dosis mínima aproximada del punto 2. En la tabla 5 se muestra un ejemplo. Al variar las



45

cantidades de coagulante puede resultar una variación en el pH de las muestras por lo cual este debe

ser ajustado durante la prueba.

Tabla 5

Ejemplo para dosis de coagulante

(Si la dosis aproximada es de 200 mg / l)

Concentraciones de prueba

mg de coagulante / 1

ml de coagulante

(Usando solución al 1 %)*

50 5

125 12.5

175 17.5

225 22.5

300 30

400 40

* Si el volumen de la solución es más del 5 % de la muestra, entonces se deberá usar una solución

más concentrada

7) Mezclar las muestras rápidamente de 1 a 5 min y se baja la velocidad para propiciar la floculación

durante 15 a 20 min.

8) Dejar sedimentar las muestras y medir el % de transmitancia y la DQO de la muestra más clarificada.

Medir el pH final.

9) Elegir la dosis óptima.

10) Medir el nivel del lodo sedimentado.

11) Calcular la cantidad de reactivos necesarios por metro cúbico de agua a tratar, tanto para ajustar el

pH como la dosis de coagulante.

La prueba se repite para cada reactivo en particular.

Determinación del potencial Z

La medición de la carga eléctrica de la partícula es otro procedimiento que se emplea para controlar

el proceso de coagulación. La carga está distribuida en dos capas acuosas adyacentes en la partícula : la capa

interior del agua y los iones contenidos en ella, están fuertemente anclados a la partícula y se mueven con ella

a través de la solución; la capa exterior, es parte de la fase acuosa total y se mueve independientemente de la

partícula. Las cargas no son medibles en estos espesores. Sin embargo el potencial Z, que es la carga residual

en la interfase entre la capa ocluida y la fase actual móvil, puede determinarse indirectamente con aparatos

especiales.

La determinación del potencial Z se realiza de la forma sig. :

Tomar una muestra de agua que contenga floculos, vaciarla en un celda de plástico especial, y

observarla al microscopio. Con la ayuda de un rectificador de corriente directa, las partículas cargadas

eléctricamente emigrarán al electrodo que tenga la polaridad contraria. La velocidad de migración será

proporcional a la carga de la partícula y al voltaje aplicado. La velocidad puede ser calculada observando el

tiempo que toma a la partícula viajar una cierta distancia, la cual se mide a través de un micrómetro ocular. El

punto de control es usualmente de 0 a 10 mili volts.

El potencial Z puede obtenerse de una gráfica, que combina la velocidad de la partícula con los

parámetros medidos en los instrumentos.

Cuando se quiere controlar la coagulación por medio del potencial Z, las muestras de agua se

dosifican con diferentes concentraciones de coagulantes y se realizan las determinaciones del potencial Z. Los

valores obtenidos se grafican para cada muestra. La dosificación y tipo de coagulante que produce el valor

óptimo del potencial Z se aplica entonces a la planta de tratamiento. El valor óptimo de coagulación se

determina para cada efluente en especial.

La dosificación y selección del coagulante se basa en los resultados de la prueba de jarras y en la

determinación del potencial Z, para evitar in exceso de coagulantes y que se tengan efectos contrarios a los

que se persiguen.

Floculación

En la generalidad de los casos, los productos hidrolizados formados por los coagulantes metálicos

presentan una sedimentación lenta, en estos casos, la adición de un coagulante, como son los poli electrolitos,

aumenta la eficiencia de sedimentación notablemente.



46

La floculación es la operación unitaria aplicada a las aguas residuales, para que por medio de

substancias químicas (poli electrólitos ) se aumente el contacto entre las partículas finas en la coagulación,

para formar floculos, los cuales sedimentan más fácilmente.

La floculación se ve favorecida por la agitación moderada del agua residual, por medio de paletas a

baja velocidad. Si la agitación es demasiado rápida, los floculos se rompen, por tal motivo, debe controlarse

la velocidad dentro de un rango en el que se puedan formar los floculos grandes para que se sedimenten. Los

compuestos utilizados para la floculación son poli electrólitos de origen natural o sintético. El funcionamiento

de un poli electrólito es específico, dependiendo del tamaño, densidad y carga de las partículas a flocular, y de

pH del polímero en solución. Para la correcta selección del poli electrólito se recomienda hacer la prueba de

jarras.

La experiencia ha demostrado que los polímeros aniónicos en combinación con las sales de fierro y

aluminio, son más efectivos para remover coloides, cuando se utilizan en los sedimentadores primarios.

Las especies catatónicas generalmente se aplican en el espesamiento de lodos. En algunos casos, se

utilizan como coadyuvantes para mejorar la sedimentación de las sales metálicas en el tratamiento de las

aguas residuales industriales.

Tipos de floculación

Floculación natural.

En este tipo de floculación actúan los procesos naturales de sedimentación, provocados por la

agregación de partículas suspendidas para formar floculos capaces de precipitarse acusa de su volumen y

aumento de masa. Esta agregación de los colides empezará inmediatamente después de la adición de los

floculantes acusa del movimiento browniano en el líquido, conociéndose como una floculación peri cinética.

Este tipo de floculación requiere un tiempo de retención muy grande, pues no se controla el

movimiento browniano y consecuentemente el tiempo de sedimentación, por lo cual no es recomendable su

empleo.

Floculación inducida

En la floculación inducida u orto cinética se propician las colisiones de las partículas por medios

mecánicos o hidráulicos, para acelerar y controlar el proceso de sedimentación.

En la floculación inducida se usa la agitación para acelerar la agregación de partículas coloidales. Las

partículas se mueven en el sentido de rotación del agua, y debido a diferencias en su peso, viajan a diferentes

velocidades, lo que provoca una colisión entre ella y por consiguiente un aumento en su tamaño. A este

proceso se le conoce como floculación orto cinética.

La agitación en los floculadores se puede lograr por medios hidráulicos o mecánicos:

a) La floculación hidráulica es el método más simple que se emplea para generar gradientes de

velocidad por disipación de energía en un fluido mediante bafles o deflectores instalados en la

trayectoria del fluido de alimentación al tanque de sedimentación.

b) La floculación mecánica se basa en la disponibilidad de agitadores mecánicos que ofrecen una mayor

versatilidad en el diseño y operación de los equipos. Se dividen en dos tipos :

Los floculadores oscilatorios se caracterizan por su movimiento de vaivén y ondulación para

producir bajas velocidades de circulación del fluido.

Los rotatorios funcionan con paletas que se desplazan a través del líquido, y pueden ser del tipo

horizontal o vertical, según sea el movimiento de las paletas.

El diseño y operación de los sistemas de floculación se relacionan mediante las sig. Ecuaciones

obtenidas empíricamente:

2

2vACD D

2

3vACP D

V

PG

Siendo:

D = resistencia a las rastras al avance ( kg )

DC Coeficiente de resistencia de las paletas del floculador con movimiento perpendicular al fluido

A = área de las paletas ( m2 )

Densidad de la masa del fluido ( kg/m3 )

v = velocidad relativa de las paletas en el fluido ( m/s )



47

P = potencia requerida ( kgm/s )

G = gradiente de velocidad media ( l/s )

V = volumen del tanque ( m3 )

Viscosidad absoluta del fluido ( kg s/m2 )

Como se indica G es una medida del gradiente de velocidad media en el fluido, o sea el grado de

mezclado, y depende de la potencia aplicada, la viscosidad del fluido y el volumen del tanque.

Si tomamos en cuenta el tiempo de retención teórico ( td):

Q

vt y multiplicamos ambos lados de la ecuación obtenemos:

PV

QV

P

Q

vGtd

1

Los valores típicos del tiempo de retención son entre 15 y 30 min y dan valores de G entre 20 y 75 (

s-1

). Los valores reportados para Gtd varían entre 104 y 105. El valor G es una medida de la intensidad de la

turbulencia creada. Un mezclado moderado se relaciona con un valor de G =20. Un mezclado vigoroso tiene

un valor de 100. En la tabla 6 se dan valores de G para varios tipos de floculos.

Tabla 6

Valores de gradiente de velocidad ( G )

Para varios tipos de floculos

Tipos de agua residual Gradiente de velocidad

G ( s-1

)

Floculos frágiles ( floculos biológicos ) 10-20

Floculo con esfuerzo cortante ( floculos que se

encuentran en la remoción de turbidez )

20-50

Floculos químicos con gran esfuerzo cortante (

floculos de los procesos de precipitación )

50-100

Existe un límite en los gradientes de velocidad o fuerzas de esfuerzo cortante que pueden generarse,

debido al hecho que, después de que el floculo alcanza un cierto tamaño puede llegar a disgregarse por un

esfuerzo cortante alto. Por consiguiente los valores óptimos de G que se pueden usar, solo se pueden

determinar empíricamente y variaran con el tipo de coagulante químico usado y del tamaño deseado de las

partículas, el tiempo de retención y la concentración de las partículas.

Tipos de floculantes

Los floculantes pueden ser del tipo natural o sintético, orgánicos e inorgánicos; entre los sintéticos

orgánicos se tienen los poli electrólitos que pueden ser aniónicos catiónicos o neutros.

Floculantes inorgánicos naturales

Los más usados son : bentonita y sílice activada.

Bentonitas

Las arcillas del tipo de la bentonita son floculantes naturales, se utilizan siempre con coagulantes del

tipo de hidróxidos metálicos.

El agua residual con poca turbidez, no coagulara tan rápidamente como la de turbidez apreciable,

pero con la adición de un floculante de esta naturaleza, se incrementa la masa crítica de la suspensión

coloidal. La adición de bentonita disminuye la dosificación del coagulante porque aumenta la cinética de la

partícula y la probabilidad de contacto. Así mismo incrementa la densidad de las partículas coaguladas

promoviendo una sedimentación más rápida.



48

La bentonita es un reactivo comúnmente usado en el tratamiento de aguas residuales de las fábricas

de papel. Normalmente, se agrega una dosis de 3 a 20 mg/l, y se recomienda realizar la prueba de jarras para

determinar la dosificación óptima.

Sílice activada

Es un poli silicato cargado negativamente (poli electrólito aniónico ), que se separa mediante la

neutralización parcial a un pH de 6 a 7, de una solución concentrada de silicato de sodio. Esta se diluye

subsecuentemente y debe ser empleada cuando esta recientemente preparada ya que es termodinámicamente

inestable.

Preparación de la sílice activada.

El sol de sílice activada se forma diluyendo silicato de sodio en agua, mezclándolo vigorosamente

con una cantidad determinada de reactivo químico para neutralizar toda o parte de la alcalinidad que tenga,

hasta alcanzar un pH de 6 a 7.

La solución parcialmente neutralizada se deja envejecer para permitir el crecimiento de partículas de

sílice activada cuyas dimensiones son inferiores a una micra. La disolución envejecida se diluye con agua

para producir un sol estable y prevenir la formación de un gel. Así mismo, posee la propiedad de forzar la

floculación por medio de la formación de capas con características iónicas e electrónicas, lo cual origina un

enlace entre ellas aumentando su volumen, y como resultado de esto, las partículas más pequeñas son

englobadas.

El tiempo de envejecimiento para sistemas intermitentes usualmente varía de 1 a 2 hrs, mientras que

para soles formados por método continuo pueden ser suficientemente envejecidos durante 1 minuto.

Los soles de sílice activada tienen una carga eléctrica negativa y cuando se introducen en agua

atraen a las sustancias cargadas positivamente. Las dosificaciones para el tratamiento de aguas residuales

domésticas varía entre 5 y 25 mg/l como SiO2.

Floculantes sintéticos orgánicos

Son polímeros con cadenas ramificadas o lineales, se caracterizan por el número de subunidades o

por su peso molecular.

Las dosis que generalmente se emplean son pequeñas, menos de un mg/l, pues la sobredosis puede

reestabilizar los sólidos, haciéndolos muy difíciles de sedimentar. Se recomienda hacer la prueba de jarras

para la correcta dosificación del polímero. En el tratamiento de las aguas residuales industriales se utilizan

diversos productos químicos para precipitar los contaminantes. En la tabla 7 se presenta una relación de las

descargas industriales y de los reactivos usados en cada caso.

Tabla 7

Descargas industriales y reactivos químicos usados

Descarga industrial Reactivo químico

Alimenticia Ac. lignin-sulfónico

Ac. dodecilbencen-sulfónico

Trisulfato de glucosa

Cloruro de fierro ( III )

Sulfato de aluminio

Coque y alquitrán Cal o hidróxido de sodio

Electrolítica Sulfuro de hidrógeno ( H2S )

Extractiva de cadmio Xantatos

Fertilizantes a) Para fosfatos :

Sales ferrosas

Sulfato de aluminio

Cal

b) Para nitrógeno :

Sulfato de magnesio y fosfatos



49

Fotográficos Sulfato de aluminio

Galvanoplastía Cal

Metalúrgica y minera Cal y sulfato de aluminio

Plástico Cal

Papel Bentonita, caolín, almidón, poliacrilamida

Productos químicos orgánicos Sulfato de aluminio y cloruro férrico

Refinería de petróleo Sulfato de aluminio y cloruro férrico

Textil Bentonita y sulfato de aluminio

Tratamiento biológico

El tratamiento biológico de las aguas residuales, tiene como finalidad remover la materia orgánica en

estado colidal y disuelta, la cual no fue removida con el tratamiento primario. Este tratamiento se realiza por

medio de una combinación de operaciones unitarias.

En forma general, el tratamiento biológico se lleva acabo por la transferencia de la materia orgánica

del agua residual hacia la película o floculo( biomasa ), por contacto interfacial, adsorción y absorciones

asociadas. La materia orgánica es utilizada por los microorganismos para su metabolismo y generación de

células nuevas, las células viejas mueren, deslavándose y precipitándose al fondo.

En los sistemas biológicos, se tienen complejas poblaciones de microorganismos mezcladas e

interrelacionadas, en las que cada uno de ellos tiene su propia curva de crecimiento, la cual depende de las

condiciones del sistema, pH, temperatura, aireación o anaerobiosis y disposición de nutrientes. En la figura 6

se ilustra la variación con respecto al tiempo de algunos microorganismos predominantes en una agua residual

en un sistema de tratamiento biológico.

Es importante conocer si el agua residual a tratar por medios biológicos contiene compuestos

químicos tóxicos que puedan ser inhibitorios para el crecimiento de los microorganismos, en tal caso, se

podría hacer un pre tratamiento para su eliminación o mejor cambiar a un tratamiento físico-químico.

En condiciones aerobias, los microorganismos utilizan el oxígeno en sus procesos vitales (

metabolismo y reproducción ), en cambio en ausencia de oxígeno ( anaerobiosis ) se usan otros compuestos

químicos en sustitución del oxígeno como aceptores de electrones.

Los procesos biológicos para el tratamiento de las aguas residuales constan de equipo que pone en

contacto la materia orgánica con los microorganismos adecuados, durante el tiempo suficiente para llevar a

cabo su oxidación, bajo condiciones aerobias o anaerobias.

Estos procesos, se clasifican de acuerdo a la dependencia del oxígeno por los microorganismos

utilizados en la biodegradación de la materia orgánica en :

- Tratamientos aerobios. La estabilización de la materia orgánica se efectúa en presencia de oxígeno.

- Tratamientos anaerobios. El proceso de estabilización de la materia orgánica se realiza en ausencia

de oxígeno.

Tratamiento aerobio

Se lleva a cabo por microorganismos aerobios y/o facultativos. Este proceso se puede

expresar de la sig. forma :

Materia orgánica + microorganismos aerobiosBiomasa + CO2 + Energía

y/o facultativos

Entre los procesos que efectúan tratamiento biológico aerobio se tienen los sig. :

A. Filtros biológicos.



50

Remueven la materia orgánica de las aguas residuales por medio de la biomasa que se encuentra

adherida a la superficie del material filtrante, el cual debe ser inerte a la biodegradación, por ejemplo : grava,

piedra triturada, piedra volcánica, bloques de material sintético, etc. Su tamaño varía entre 5 y 10 cm, la

profundidad del lecho filtrante varía de 1-6 m.

La biodegradación de la materia orgánica en los filtros biológicos se realiza por medio de

los sig. procesos :

- Oxidación aeróbica.

- Floculación biológica.

- Descomposición anaeróbica.

Tipos de filtros biológicos.

Lechos de contacto.

Son los sistemas más antiguos, básicamente se componen de un tanque impermeable relleno de material

filtrante grueso, el cual se llena y se vacía alternativamente. Durante el periodo de contacto, mientras el

filtro está lleno, la materia en suspensión se deposita sobre el material filtrante y es degradada por

microorganismos aerobios y/o facultativos. Posteriormente, durante la etapa en que el tanque permanece

vacío, los microorganismos se ponen en contacto con el oxígeno y oxidan la materia orgánica. Los lechos

de contacto no son de uso muy común, debido al mejor funcionamiento de los filtros percoladores y otros

sistemas biológicos más modernos.

Filtros de arena intermitentes.

Surgieron en Nueva Inglaterra, su sistema está formado de un lecho preparado de una forma especial,

constituido de arena, o de otro material granulado, en el que se vacía intermitente el agua residual, la cual

después de ser filtrada, es recolectada en el sistema de drenes colocados en la parte inferior del lecho.

La remoción de la materia orgánica se lleva a cabo cuando se vacía el lecho y la arena queda expuesta a

al aireación, los microorganismos aerobios se desarrollan en presencia del oxígeno suministrado a través

de los poros del lecho. Estos filtros tienen actualmente aplicación en el secado de los lodos residuales de

las plantas de tratamiento.

Filtros percoladores

Son semejantes a los de lecho de contacto, la diferencia es que los filtros percoladores tienen un sistema

de drenaje para recolectar el agua tratada y los lodos biológicos, que son separados del medio, su

alimentación se realiza por medio de rociadores rotatorios, con lo cual el agua se oxigena lo suficiente

para mantener vivos a los microorganismos de la película. La alimentación puede ser intermitente o

continua.

El material de empaque utilizado en estos filtros pueden ser rocas de 2.5 a 10 cm de diámetro geométrico,

de anillos de Rasching de cerámica de 2 pulgadas de diámetro empacados al azar, material sintético de

diferentes formas, etc.

Generalmente son de forma circular, teniendo una profundidad entre 1 y 6 m, aunque existen ya en el

mercado filtros que pueden tener 12 m de profundidad, utilizando como medio filtrante un tipo de

material plástico de diseño especial. La materia orgánica del agua residual es degradada por la pelicula

microbiana que se encuentra adherida al material filtrante (figura 7).

Cuando la película biológica aumenta de espesor, la oxigenación disminuye en la parte más profunda

produciéndose un microsistema anaerobio cercano a la superficie del medio filtrante. En el momento en que

los microorganismos de la superficie externa comienzan a morir por falta de fuente de carbono, pierden su

capacidad de adhesión y son arrastrados por el líquido filtrante, comenzando una nueva población en su lugar.

Este fenómeno depende de la carga hidráulica y orgánica del filtro.

La población biológica del filtro percolador esta compuesta principalmente de bacterias ( aerobia,

anaerobias y facultativas ), hongos, algas, protozoarios, caracoles, gusanos e insectos.

Las bacterias facultativas son las que predominan, los hongos proliferan cuando el pH baja; las algas

se desarrollan en la superficie produciendo problemas de taponamiento de filtro, pero ayudan al sistema

proporcionando oxígeno durante el día. Los protozoos y los caracoles, gusanos e insectos tienen como función

controlar la población bacteriana.



51

Estas poblaciones individuales que forman el ecosistema del filtro sufren variaciones de acuerdo a

las condiciones ambientales de pH, temperatura, carga orgánica, aireación, nutrientes, etc.

El sistema de filtros percoladores está formado por : sistema de distribución, sistema de drenaje,

medio filtrante, sedimentador secundario y sistema de ventilación ( cuando es necesario). Figura 8.

El sistema de distribución es el encargado de suministrar el agua residual al lecho filtrante. Existen

dos tipos, el distribuidor rotatorio y el sistema de distribución de boquillas pulverizadoras fijas en los vórtices

de los triángulos, que cubren el lecho del filtro.

El distribuidor rotatorio consiste de dos o más brazos montados sobre un eje central, los cuales giran

sobre el lecho filtrante distribuyendo el agua residual por medio de boquillas.

El medio filtrante debe ser de elevada área superficial por unidad de volumen, económico y

resistente. Generalmente se usa : grava, piedra triturada, piedra volcánica, materiales sintéticos, etc.

El sistema de drenaje conduce las aguas tratadas y los lodos al sedimentador secundario.

La ventilación del filtro es importante, pudiendo ser realizada de dos formas : por vía natural

originada por el gradiente de temperatura entre el agua residual y el aire circulante, lo cual genera una

corriente de aire, o por ventilación forzada necesaria cuando los filtros tienen cargas orgánicas altas o son

muy profundos.

En base a la carga hidráulica y orgánica, los filtros percoladores se clasifican en dos tipos : filtros de

baja carga y de alta carga.

Filtros percoladores de baja carga

Son sistemas secillos de baja carga orgánica ( 0.08-0.32 kg/m3.dia ) y baja carga hidráulica ( 1-4

m3/m

2.día ). Tienen buena eficiencia, soportan cambios de carga orgánica del agua residual. La población

microbiana predominante es de bacterias nitrificantes, razón por la cual el agua tratada es pobre en amoniaco

pero rica en nitritos y nitratos.

Los inconvenientes que presentan este tipo de filtros son : malos olores y la proliferación de moscas.

Este tipo de filtros se utiliza generalmente para aguas residuales municipales de menos de 100 000

habitantes y para aguas residuales industriales con baja concentración de materia orgánica y poco flujo para

hacerlos económicamente aceptables.

Filtros percoladores de alta carga

En este tipo de filtros, se efectúa una recirculación del agua tratada, lo cual permite la aplicación de

cargas orgánicas mayores. Las cargas orgánicas a las que trabajan estos filtros son del orden de 0.32-1 kg/m3

día y con cargas hidráulicas de 10-40 m3/m

2 día. La recirculación evita la obstrucción del filtro y reduce los

problemas de olores y desarrollo de moscas.



52

En la figura 9 se ilustran los diagramas de flujo de diversos sistemas de recirculación en filtros de

alta carga.

Afluente Clarificador Filtro Clarificación Efluente

primario

Recirculación


primario

Recirculación


primario

Figura 9

Diagrama de flujo de filtros percoladores de alta carga de una fase

B. Lodos activados

Es esencialmente un tratamiento por contacto de floculos biológicos suspendidos en tanques de aireación con

sistema de sedimentación secundario anexo. Este proceso tiene la particularidad de recircular los lodos o

floculos maduros, para mantener una “siembra” de microorganismos adaptados (lodos activados), en el

tanque.

Los floculos abundantes en bacterias, hongos y protozoarios se mantienen aerobios, en circulación y

suspensión, ya sea por agitación mecánica o neumática. En el tanque el oxígeno se suministra por aire

inyectado a presión o por aireación mecánica.

En este sistema de tratamiento el agua residual llega al tanque de aireación y permanece bajo un flujo

turbulento durante un tiempo de retención adecuado para la degradación de la materia orgánica hasta un nivel

fijado por el diseño del proceso.

El efluente denominado “licor mezclado”, se envía al sedimentador secundario, en donde es separada el agua

clarificada de los lodos formados por los microorganismos sedimentados.

Después que el sistema ha alcanzado un estado estable, una parte de los lodos sedimentados y maduros debe

desecharse y la otra es recirculada para mantener una concentración óptima de lodos.

El distribuidor rotatorio consiste de dos o más brazos montados sobre un eje central, los cuales giran sobre el

lecho filtrante distribuyendo el agua residual por medio de boquillas.

El medio filtrante debe ser de elevada área superficial por unidad de volumen, económico y resistente.

Generalmente se usa grava, piedra triturada, roca volcánica y materiales sintéticos.

El sistema de drenaje conduce las aguas tratadas y los lodos al sedimentador secundario.

La ventilación del filtro es importante, pudiendo ser realizada de dos formas: por vía natural originada por el

gradiente de temperatura entre el agua residual y el aire circulante, lo cual genera una corriente de aire, o por

ventilación forzada necesaria cuando los filtros tienen cargas orgánicas altas o son muy profundos.

Basándose en la carga hidráulica y orgánica, los filtros percoladores se clasifican en dos tipos: filtros de baja

carga y filtros de alta carga.



53

Filtros percoladores de baja carga.

Son sistemas sencillos de baja carga orgánica (0.08 – 0.32 kg/ mí³ día) y baja carga hidráulica (1 – 4m³/m²

día). Tiene buena eficiencia, soportan cambios de carga orgánica del agua residual. La población microbiana

predominante es de bacterias nitrificante, razón por la cual el agua tratada es pobre en amoniaco, pero ricas en

nitritos y nitratos.

Los inconvenientes que presentan este tipo de filtros son: malos olores y la proliferación de moscas.

Este tipo de filtros se utiliza generalmente para aguas residuales municipales de menos de 100 000 habitantes

y para aguas residuales industriales con bajas concentraciones de materia orgánica y poco flujo para hacerlos

económicamente aceptables.

Filtros percoladores de alta carga.

En este tipo de filtros, se efectúa una recirculación del agua tratada, lo cual permita la aplicación de cargas

orgánicas mayores. Las cargas orgánicas a las que trabajan estos filtros son de orden de 0.32 – 1.0 kg/m³ día y

con cargas hidráulicas de 10 – 40 m³/m² día.

La recirculación evita la obstrucción del filtro y reduce los problemas de olores y desarrollo de moscas.

En la figura No. 9 se ilustran los diagramas de flujo de diversos sistemas de recirculación en filtros de alta

carga.

La remoción de materia orgánica por este sistema es de 55 – 95% de DBO, 50 – 80% de DQO y 50 – 95% en

sólidos suspendidos, dependiendo del tipo de aguas de que se traten.

Las ventajas de este tipo de tratamientos son: Obtención de un efluente final claro, relativamente estable en

putrefacción, ausencia de olores durante el proceso y altos rendimientos en remoción de materia orgánica.

Los inconvenientes son: volumen de lodos mayor al que se obtiene en otros procesos y altos costos de

operación.

C. Laguna de estabilización.

Son depósitos naturales o artificiales de tierra, abiertos en contacto con el sol y al aire, en los cuales se lleva a

cabo la biodegradación de la materia orgánica mediante la actividad metabólica de bacterias y algas.

Primeramente son sedimentados los sólidos y luego la materia orgánica se oxida y estabiliza por medio de

microorganismos.

Las lagunas de estabilización pueden clasificarse en:

Lagunas aerobias o fotosintéticas. En este tipo de lagunas la materia orgánica es degradada y estabilizada

por medio de poblaciones microbianas (bacterias principalmente), con oxigeno abastecido por la acción

fotosintética de las algas y por la transferencia superficial de aire en la laguna.

Son de poca profundidad ( 1-2 pies) para poder mantener un sistema aerobio en ellas, y soportan aguas con

bajas cargas orgánicas.

Lagunas aireadas. Son del mismo tipo de las facultativas pero con la adición de aireación mecánica o

difundida en ella.

Estas se asemejan a las fosas de oxidación y a las unidades de lodos activados con aireación extendida.

Lagunas facultativas. En estas se desarrolla un medio hetero-aeróbico, en donde las substancias orgánicas

son degradadas por poblaciones facultativamente aeróbicas y anaeróbicas, causado por cambios cíclicos y

estacionales durante la fotosíntesis.

Este tipo de lagunas son mas profundas que las fotosintéticas, teniendo en su parte inferior una zona de

anaerobiosis, y en la superficie una zona aerobia.

Lagunas de maduración o pulido. Este tipo se usa para efectuar un tratamiento cuaternario cuando el

efluente de un tratamiento terciario lo requiera; su objetivo principal es la remoción de detergentes, nitrógeno

y fósforo así como también metales pesados y partículas radiactivas por medio de algas y plantas acuáticas

selectivas.

En algunos casos este tipo de lagunas se utiliza para la estabilización de los lodos residuales de algunas

plantas de tratamiento de aguas residuales.

Lagunas anaerobias. Los procesos de degradación de este tipo de lagunas son anaerobios, por lo cual, para

mantener un sistema anaerobio en ellas se requiere que sean mas profundas que las aerobias, generalmente

tienen de 6 a 10 pies de profundidad, pudiendo ser abiertas o cubiertas, debido a que despiden olores

desagradables que tienen que ser construidas lejos de las zonas urbanas. Los olores pueden ser reducidos si se



54

mantienen condiciones alcalinas en las lagunas, lo cual mantiene al ácido sulfhídrico en solución como ión

sulfhidrato (HS¯) en estas condiciones.

D. Biodiscos. Básicamente se refiere a un tratamiento combinado de crecimiento estacionario de biomasa

llamado biofilm y de lodos activados o floculos.

Este equipo consiste en unas celdas de plástico insertadas dentro de un tubo o carcasa de diseño

especial, colocados en la periferia de una rueda de acero que es sostenida por un eje sumergido dentro de la

cámara de contacto. La rueda permanece sumergida en el agua residual un 75 % y las rotaciones del sistema

pueden controlarse en forma manual o automática, con el fin de mantener en óptimas condiciones el nivel de

oxígeno disuelto.

El tratamiento ocurre por el crecimiento de microorganismos dentro de celdas y superficie del tubo

en forma suspendida dentro de la cámara de contacto. El oxígeno llega a los microorganismos por compresión

del aire que es atrapado al girar y es liberado burbujeando dentro de la cámara de suspensión al mismo tiempo

que agita y homogeneiza los lodos. El biofilm se oxigena directamente cuando sale a la superficie.

La cámara de suspensión es acompañada por sus sedimentador anexo, donde los lodos son

sedimentados y una parte de ellos se recircula a la cámara de suspensión y la otra es desechada.

Los tanques pueden ser construidos de acero o de concreto armado dependiendo del tamaño y

condiciones locales. La construcción total de un biodiscos, completamente equipado (tanque de contacto,

sedimentador, clarificador, etc. ), tiene la particularidad de convertirse en un módulo, lo cual trae la ventaja de

que si requiere ampliar la planta de tratamiento, puede realizarse adicionando nuevos módulos al sistema.

Ventajas y características operacionales de los biodiscos:

- Adecuado para complementar tratamientos anaeróbicos o efluentes con bajas cargas orgánicas.

- Tiempo de retención hidráulico dependiendo del tipo de agua residual y la carga orgánica.

- Buen nivel de aireación y mezclado.

- Alta eficiencia de remoción de materia orgánica, ya que combina lodos activados y desarrollo de biofilm

alcanzando altas concentraciones de microorganismos.

- Mantenimiento mínimo durante la operación.

- Bajo consumo de energía eléctrica durante la operación.

- No desprende olores y se mantiene en óptimas condiciones el nivel de oxígeno disuelto.

- Optima consistencia de los lodos.

- Rápida recuperación de la población microbiana.

Desventajas de los sistemas de biodiscos:

- No admite alimentación intermitente.

- No resiste cambios bruscos de pH.

- Por cualquier tipo de paro, ya sea en la alimentación o en la aereación, sufre cambios o eliminación de la

población microbiana.

Tratamiento anaerobio

El tratamiento anaerobio de las aguas residuales, es un proceso mediante el cual es degradada la

materia orgánica y/o inorgánica por medio de microorganismos, principalmente bacterias en ausencia de

oxígeno (anaerobiosis).

Este sistema degrada con mayor eficiencia la materia orgánica, produciendo una mezcla de gas,

llamada biogás, compuesta de metano ( 60 a 70 % ), bióxido de carbono ( 30 a 40 % ) y trazas de ácidos

sulfhídricos e hidrógeno.

Este proceso ocurre de forma natural en los pantanos y en el fondo de las lagunas y lagos, donde no

hay oxigenación.

La biodegradación de la materia orgánica en forma anaerobia se puede resumir de la sig. manera :

microorganismos

Materia orgánica biomasa + CO2 + CH4 +H2O

El proceso anaerobio se puede resumir en dos etapas :

- Acido génesis.

- Metano génesis.

En la primera etapa, la materia orgánica se hidroliza y los compuestos orgánicos complejos se

transforman en ácidos orgánicos simples, de los cuales los más comunes son ácido acético y ácido



55

propiónico. En esta etapa la degradación se lleva acabo por bacterias facultativas y anaerobias, llamadas

bacterias acido génicas.

En la segunda etapa los ácidos son metabolizados, por las bacterias metano génicas, produciendo

metano y bióxido de carbono.

Las bacterias metano génicas son anaerobias estrictas y tiene una velocidad de reproducción más lenta

que las bacterias acidogénicasa, ocasionando la acidificación del sistema de tratamiento, siendo esto a

veces una limitación del tratamiento pues disminuye su eficiencia.

El tratamiento anaerobio se aplica a los lodos residuales de las plantas de tratamiento y a las aguas

residuales industriales.

Ventajas del tratamiento anaerobio :

- Baja producción de lodos residuales.

- Producción de biogás, el cual puede ser usado como combustible.

- Baja demanda de nutrientes ( fósforo y nitrógeno ).

- Lodos residuales estables.

Desventajas:

- Largos periodos de tiempos de retención ( 3 días ).

- Periodos relativamente largos para estabilizar el sistema al principio.

- Altas temperaturas necesarias para lograr un adecuado tratamiento, lo cual representa gasto de energía.

Los sistemas más comunes para el tratamiento anaerobio son los sig. :

- Digestores.

- Lagunas anaeróbicas.

- Fosas sépticas.

En el caso de descargas industriales se usan los digestores, de los que actualmente existen diferentes

patentes comerciales. La figura 10 muestra un diagrama de un digestor anaeróbico de una etapa con

mezcla completa.

Las fosas sépticas han sido utilizadas para el tratamiento de las aguas residuales domésticas en

poblaciones rurales.

Figura 10

Diagrama de un digestor anaerobio de una etapa con mezcla completa.



56

Plomo

El plomo es un elemento nocivo. Se introduce a diario en pequeñas cantidades que se acumulan hasta

alcanzar niveles tóxicos.

Las exposiciones bajas al plomo pueden producir un deterioro importante del desarrollo mental antes

incluso de que aparezcan los signos de intoxicación (21), o lo que es peor en niños, la intoxicación por plomo

puede debutar incluso como una crisis encefalopatía catastrófica.

Existen innumerables fuentes de exposición al plomo en nuestro ambiente. En los niños, la mayor

amenaza la constituyen las pinturas a base de plomo, pero hay muchas otras fuentes como el polvo, el suelo o

las raíces vegetales contaminados con plomo, así como el papel impreso. Para los adultos, los peligros

principales son profesionales (minería y fundición de plomo, así mismo, la fabricación de pilas y objetos

emplomados).

Otros posibles peligros es el uso de la gasolina con plomo, cañerías o soldaduras de plomo, los

depósitos de mineral en la tierra, los tintes de pelo, las latas con soldaduras, la cerámica vidriada y las

destilaciones caseras de whisky.

Este metal ingresa al organismo por vía digestiva, respiratoria, cutánea o transparentaría. La cantidad

de plomo que ingresa al organismo se ve afectada por factores como la edad, estado fisiológico y nutricional

del individuo, así como también por factores físicos y químicos propios del metal (42,44,47).

La absorción se lleva a cabo a nivel del epitelio gastrointestinal y del respiratorio. La primera varía

con la edad; ya que se ha observado que los niños absorben aproximadamente el 40% del plomo ingerido

mientras que los adultos solo un 10% . Alrededor del 90% de las partículas de plomo inhalada se absorben. Se

ha demostrado en ratas que los niveles de plomo en sangre total fueron similares después de la ingestión y la

inhalación de dosis iguales. En promedio del 30 al 50% de este elemento que llega a la parte baja del tracto

respiratorio pasa a la sangre y el resto es eliminado. (20,26,61)

Sólo sus compuestos orgánicos se absorben a través de la piel, como es el caso del naftenato de

plomo (2,13).

Una vez absorbido este metal llega al hígado donde pone en juego la función antitóxica característica

de este órgano, que lo elimina parcialmente vía vesícula biliar. Cuando el aporte supera las posibilidades de

excreción de la glándula hepática, pasa a la circulación (12).

La forma inorgánica del plomo se acumula en varios órganos y tejidos como por ejemplo: tejido

óseo, bazo, hígado, riñón, tejido adiposo y tejido muscular estriado. Además del sistema nervioso simpático

(SNP), sustancia gris y ganglios basaleo del sistema nervioso central (SNC). Los compuestos orgánicos como

tetra etilo y tetra metilo de plomo se acumulan preferentemente en el hígado (43,47,50).

La vida media del plomo en la sangre es variable, siendo de aproximadamente de 35 días, en tejidos

blancos 40 días y en tejido óseo hasta 20 años (13).

En la sangre el plomo inorgánico circulante se encuentra principalmente unido a los eritrocitos,

donde su concentración es aproximadamente 16 veces más alta que en el plasma; queda una porción

significativa en éste sólo cuando se presenta en concentraciones relativamente altas. Sin embargo, la fracción

difusible del plasma constituyen el centro metabólicamente activo del plomo corporal total, a partir de esta

fracción se realiza el intercambio de éste, entre la sangre y los tejidos blandos (25,40,45).

Las vías de absorción del plomo en el organismo humano (OPS, 1979)



57

Tejidos duros Tejidos blandos

Plomo unoa Plomo unido a cerebro,

Huesos, cabellos, dientes riñón, médula ósea

Plomo difusible

Aparato respiratorio en el plasma Excreción urinario por el

Aparato digestivo sudor y gastrointestinal

Plomo unido a los eritrocitos Plomo unido a las proteínas plasmáticas

La excreción ocurre principalmente por la orina y en menor grado por vía gastrointestinal, saliva,

sudor, leche, pelo y uñas (4,5,59).

Los síntomas más comunes en la intoxicación por plomo son anorexia, dispepsia y estreñimiento,

posteriormente hay dolor abdominal generalizado.

Otros síntomas que se presentan son: diarrea, sabor metálico, náuseas, vómito, insomnio y debilidad

(2).

Al igual que otros metales pesados el plomo no se metaboliza; persiste en el organismo y ejerce sus

efectos tóxicos al combinarse con uno o más grupos reactivos esenciales para las funciones normales. El

plomo tiene afinidad por radicales sulfhídrico, amino, fenoxi y carboxilo ; además de los ligandos del azufre y

nitrógeno en mayor grado que por los del oxígeno. El plomo se fija a las biomoléculas que intervienen en

varias funciones, compitiendo quizás con metales esenciales por los sitios de unión; inhibiendo actividades

enzimáticas e inhibiendo o alterando el transporte de iones esenciales. Hay un grupo de enzimas

extremadamente sensibles al plomo, en particular la ácido deltaaminolevulínico dehidratasa (ALAD), la

ferroquelatasa, la 5-pirimidin nucleótidos, lipoamida deshidratasa y ATPasas (24, 25,38,79).

En la médula ósea interfiere por competencia con el metabolismo del hierro, de donde resulta un

alteración primaria en la constitución del grupo prostático de la hemoglobina, a nivel de las porfirinas, se

produce un exceso de éstas, las cuales se excretan por vía renal junto con el ácido delta-aminolevulínico, lo

cual permite su diagnóstico indirecto (12).

En el sistema hematopoyéctivo, el efecto más importante es la alteración e inhibición en la vía de

biosíntesis del grupo hemo, que se manifiesta por la presencia en la sangre y orina de concentraciones

anormales de sus precursores , siendo más sensibles las mujeres y los niños. Se manifiestan niveles elevados

de protoporfirina eritrocítica (protoporfirina libre eritrocítica y zinc-protoporfirina) y un decremento en la

actividad de la ácido deltaaminolevulínico deshidratasa (35,36). En ratas los niveles sanguíneos de plomo y

protoporfirina libre eritrocítica son significativamente mayores en los animales expuestos que en los

controles (71,72).

La vía metabólica de síntesis del grupo hemo se inicia con la formación del ácido delta-

aminolevulínico (ALA), a partir de succinil Co-enzima A y glicina llegando a la formación de protoporfirina

IX, después de varias reacciones de oxidación y descarboxilación; con la adición de un hierro divalente en el

anillo porfirínico se forma el grupo hemo (30,39). La ruta biosintética del grupo hemo se muestra en la figura

1.

El plomo inhibe un paso anterior a la condensación de glicina y succinil Co-enzima A para formar el

ácido delta-aminolevulínico (ALA). El mecanismo de esta inhibición no ha sido bien identificado, se sugiere

que el plomo interactúa con el fosfato del pridoxal, el cual es necesario para la activación de la glicina en la

síntesis del grupo hemo (79).



58

La formación del ácido delta-aminolevulínico (ALA) así como la actividad de la enzima ALA-

sintetasa es un paso fundamental en este mecanismo. Esta enzima se regula mediante un mecanismo de

retroalimentación negativa, el cual se inhibe por un incremento simultáneo o activa por un decremento en la

cantidad de hemo presente en la mitocondria. La producción enzimática es estimulada por la acumulación de

la porfirina (39).

La enzima deshidratasa del ácido delta-aminolevulínico (ALA-D), que cataliza la formación del

porfobilinógeno, es una enzima mitocondrial que es inhibida de la enzima ferroquelatasa. La inhibición de

estas dos últimas enzimas por el plomo lleva a la acumulación de los sustratos: el ácido delta-aminolevulico y

la protoporfirina respectimavente, se produce un acortamiento de la vida media del aritrocito y finalmente

ocasiona anemia cuando hay una exposición de tipo crónico (79).

En el sistema nervioso, en los niños provoca principalmente encefalopatía y daño en el desarrollo

mental, en los adultos neuropatía periférica. Además el plomo produce cambios de conducta al alterar el

metabolismo de los neurotransmisores cerebrales, especialmente de las catecolaminas (2,24).

En individuos expuestos se observó que un incremento de plomo en la sangre de 10ug/100ml a

20ug/100ml se asoció con un decremento de 2.6 puntos del coeficiente intelectual (IQ). El plomo interfiere

con la neurotransmisión GABaérgica (ácido gammaaminobutírico) y dopaminérgica (dopamina), ya que se

une al receptor N-metil-D-aspartato (NMDA) inhibiendo la potenciación a largo término en la región del

hipocampo del cerebro (19,64).

En la intoxicación aguda hay daño tobular en el riñón, fibrosos intersticial glomerular y atrofia

tubular en la intoxicación crónica. El plomo juega un papel importante en pacientes gotosos con disfunción

renal, ya que la exposición ambiental a niveles bajos en forma crónica afecta la excreción de uratos

(41,53,75).

En la boca se combina con los sulfuros producidos por la putrefacción habitual de los alimentos,

dando por resultado sulfuro de plomo que se deposita debajo del epitelio de la mucosa gingival y yugular

formando manchas, pero este signo es inespecífico, ya que pueden producirlo otros metales (12).

En el aparato digestivo produce cólico abdominal, constipación y diarrea (2).

MERCURIO

Características físicas (expansión y contracción por acción de la temperatura, capacidad de sufrir

compresión y transmitirla a otro punto) en la fabricación de instrumentos de medición como termómetros,

esfigmomanómetros Por su presencia natural y por sus usos, el mercurio se hace un compuesto altamente

ubicuo en el ambiente.

El mercurio circula en el ambiente según un ciclo biogeoquímico, en los tres principales ambientes

de la exósfera: continentes, atmósfera e hidrósfera.

El mercurio se sublima y pasa bajo formas volátiles del suelo al aire. El mercurio sufre en el medio

la acción de bacterias y de compuestos químicos que los transforman de la forma metálica a las formas

metilada y demtilada, derivados orgánicos que son más tóxicos y más volátiles que las sales inorgánicas. Bajo

estas formas se distribuyen el agua y en la atmósfera donde contamina a los organismos vivos tales como

peces y algas y otros que se alimentan de éstos.

El mercurio como otros metales, tiene sus principales fuentes de contaminación en las actividades de

extracción y refinamiento, en su utilización industrial y agrícola y en su presencia natural en el ambiente.



59

La industria hace uso del mercurio con variados objetivos. Uno es el aprovechamiento de sus, etc. La

industria también se vale de otras de sus características (opacidad y brillo) para la fabricación de lámparas de

tubos de rayos X, etc. Sus características de interferencia en determinados procesos.

El uso de derivados del mercurio en la agricultura tiene una gran importancia principalmente como

plaguicida para control de hongos en las plantaciones. No obstante se desestimula su uso por existir

alternativas con menor riesgo.

La importancia del mercurio en la práctica de la odontología radica en que es uno de los compuestos

básicos de la amalgama. Presenta un riesgo para los profesionales de ésta área y para su control en estas

personas deberá tenerse en cuenta los límites planteados para otras actividades ocupacionales en donde el

mercurio está presente.

Los compuestos del mercurio precipitan las proteínas por lo tanto, pueden inactivar enzimas sobre

todo las oxidasas del citobromo que intervienen en la respiración celular. Además el mercurio puede unirse a

grupos sulfhídricos y fosforilos y en esta forma lesionar membranas celulares. Los compuestos mercúricos

son más tóxicos que los mercuriosos.

En general las principales fuentes de exposición a mercurio para el hombre en el ambiente general

son los peces, las algas, mariscos, el pan preparado con cereales que hayan sido tratados o contaminados con

plaguicidas mercuriales y los animales y productos de animales que se alimentaron con otras fuentes

contaminadas, todos los cuales son intermediarios que sirven para que el mercurio que ha ingresado al

ambiente llegue al organismo humano.

Algunos medicamentos (antisépticos, antisifilitóicos catárticos y diuréticos) y pigmentos para

tatuajes, han tenido también importancia como fuentes de contaminación para el hombre, aunque se han

tomado muchas acciones para disminuir este tipo de exposición.

En general se puede decir que toda la población está expuesta a los compuestos mercuriales, ya sea a

través de su presencia en los alimentos o a través de su presencia en el ambiente general como contaminante

natural o como contaminante antropogénico. Mientras exista esta precondición general hay algunas personas

que estarán más expuestas que otras por las características de su ocupación, lugar de residencia, hábitos o uso

de determinados productos o medicamentos.

Se utiliza cloruromercúrico en las técnicas histológicas para la fijación de tejidos, los iones de

mercurio actúan principalmente en combinación con los grupos ácidos (carbóxilo – COOH) de las proteínas y

forman combinaciones especialmente estables con los radicales sulfuro. Algunas fórmulas de los fijadores que

contienen cloruro mercúrico son:

Fijador de Zenker.

Fijador de Helly (Zenker formulado)

Fijador “Susa” de HEIDENHAIN

Alcohol sublimado de Schawdinn.

Los fijadores mercuriales tienden a mejorar la tinción de núcleos y tejido conjuntivo, la tinción

tricromática resulta especialmente favorecida. La solución “ Susa “ es un excelente fijador, penetra bien a los

tejidos, produce buena tinción, con muy poco encojimiento. El líquido de Helley es buen fijador de médula

osea. Los fijadores de mercurio dan los mejores resultados con tinción metacromática y son los fijadores

ordinarios de elección para preservar los detalles cuando se quieren hacer fotografías. La solución de Zenker

destruye los glóbulos rojos – los fijadores a base de cloruro mercúrico disminuye la cantidad de glucógeno y

son de penetración lenta. Los cortes por congelación de tejidos fijados en soluciones mercuriales son

extraordinariamente difíciles de manejar.

Por lo anterior se considera importante destacar algunos aspectos toxicólogicos epidemólogicos, de

prevención y control atribuíos al cloruro mercúrico.

El término biotransformación de compuestos mercuriales se refiere a los cambios en el estado de

oxidación del metal y a la formación de ruptura de enlaces covalentes organomercuriales. El rompimiento



60

del enlace covalente ha sido observado en humanos como en varias especies animales . Parece ser que el

etilmercurio es más rápidamente degradado que los otros alquilmercuriales a la forma inorgánica.

Las formas ionizadas rápidamente se unen a la materia orgánica en el agua y se acumulan

principalmente en sedimentos orgánicos. Las sales mercuriales son tomadas por el organismo. Los peces

absorben este metal y los retienen en los tejidos aunque es en la forma metilada, la metilación se lleva acabo

en los sedimentos de lagos, rios, oceanos y sistemas de desagüe, es un proceso importante en el transporte del

metal a la cadena alimentaria acuática, pudiendo llegar al hombre.

Manifestaciones Clínicas

Las manifestaciones clínicas de las intoxicaciones con este metal pueden ser agudas o crónicas, con

carácter local o sistemático.

Las intoxicaciones que se pueden presentar en la población general salvo situaciones de accidentes o

contaminaciones masivas, por ejemplo de alimentos, en general suelen ser de carácter crónico. En la

población ocupacional es muy frecuente encontrar tanto intoxicaciones agudas como crónicas muy

características.

Se han observado que las intoxicaciones por sales inorgánicas de mercurio tienden a centrar el daño

en el parénquima renal.

La exposición a cantidades potencialmente tóxicas de sales inorgánicas de mercurio ocurre casi

exclusivamente de ambientes industriales.

La intoxicación por sales inorgánicas de mercurios tradicionalmente ha sido denominada

mercurialismo.

En general, el cuadro clínico de la intoxicación aguda y el de la crónica van a depender del tipo de

compuesto mercurial, de la intensidad de la exposición ( dosis y tiempo ) y de la vía de ingreso del mercurio

al organismo.

Manifestaciones agudas

En caso de ingestión accidental o intencional de sales inorgánicas de mercurio, los órganos más

afectados son los intestinos y los riñones. La acción corrosiva de estos compuestos sobre la mucosa

gastrointestinal ocasiona dolores, vómito y diarrea hemorrágica, con necrosis de la mucosa intestinal. Esto

puede llevar al paciente al colapso circulatorio y ala muerte. Si sobrevive, se desarrolla una segunda fase del

cuadro, en el cual los órganos más afectados son los riñones, que presentan necrosis de los túbulos

proximales y, por lo tanto, se presentará anuria, uremia y finalmente insuficiencia renal, que puede causar la

muerte.



61

DISEÑO DE PLANTAS TIPICAS PARA AGUA RESIDUAL Conocimientos Básicos

Las aguas de desecho municipal que se tratan en las plantas normalmente, se le dan los siguientes tipos

de Tratamiento, según se requiera:

a) Pretratamiento

b) Tratamiento Primario

c) Tratamiento Secundario

d) Tratamiento Terciario

e) Tratamiento Químico

f) Desinfección

PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES DEL DDF

PLANTA CAPACIDAD

LPS PROCESO DE AGUA TRATAMIENTO EN OPERACIÓN

PRET PRIMA SECUND DESINF LODOS

Acueducto Gpe 80 Biológico L Activa aeración meca X X X X X

Bosques de las Lomas 65 Biológico aeración extendida X X X

Cerro Estrella 2000 Lodos Activados DIE forzada X X X X

Cd Deportiva 230 L A DF X X X X

Coyoacan 1200 L A DF X X X X

Chapultepec 160 L A DF X X X X X

El Rosario 25 L A AM X X X X X

San Juan 500 L A DF X X X X

Tlatelolco 25 Químico Floc X X



62

TRATAMIENTO PRIMARIO

TRATAMIENTO DIAGRAMA DE FLUJO

PRETRATAMIENTO O TRATAMIENTO PRELIMINAR

En las plantas de desechos residuales el tratamiento preliminar tiene como fin proteger el equipo de

bombeo y poder hacer más fácil los procesos subsecuentes. Este consiste en separar de las aguas de desecho

aquellos constituyentes que pudiesen obstruir o dañar las bombas o interferir con los procesos subsecuentes

del tratamiento por lo tanto los dispositivos para el tratamiento preliminar se utilizan para:

A. SEPARAR O DISMINUIR EL TAMAÑO DE LOS SÓLIDOS ORGÁNICOS GRANDES que

flotan o están suspendidos. Estos sólidos consisten generalmente en trozos de madera, papel, basura

junto con algo de materia fecal.

B. SEPARAR LOS SÓLIDOS INORGÁNICOS PESADOS como la arena, la grasa e incluso objetos

metálicos.

C. SEPARAR CANTIDADES EXCESIVAS DE ACEITE O GRASA

Para alcanzar los objetivos de un Tratamiento Preliminar se emplean comúnmente el Cribado y la

Desarenación.

El objetivo del Cribado es la remoción de partículas flotantes o suspendidas, clasificándose los

dispositivos que intervienen en:

a. Rejillas

b. Cribas Finas

c. Desmenuzadores y Rejillas con dispositivos cortadores

d. Desarenadores

e. Tanques de Preparación

PRETRATAMIENTO TRATAMIENTO SECUNDARIO

Rejillas Cribas Finas Desmenuzadores Desarenadores Tanques de Prep

Sedimentación Primaria

Aireación Sedimentación Secundaria

*

*

Cloración Adsorción Osmosis Inversa Tratamiento Químico Ozonización

Desinfección Tratamiento Terciario



63

TRATAMIENTO PRIMARIO

Por este tratamiento se separan o eliminan la mayoría de los sólidos suspendidos en las aguas residuales,

o sea aproximadamente de un 40 a 60% mediante el proceso físico de asentamiento en Tanques de

Sedimentación.

El Tratamiento Primario se emplea como paso previo a un Tratamiento Biológico, tiene como función

disminuir la carga orgánica en las unidades de Tratamiento Biológico y además que eliminan de un 25 al 40%

la DBO. La actividad biológica en este proceso es muy escasa.

El propósito fundamental de los tratamientos primarios consiste en disminuir suficientemente por medio

de una sedimentación los sólidos.

TRATAMIENTO QUÍMICO

El Tratamiento Químico se suele considerar como un Tratamiento Intermedio, porque los resultados que

se obtienen con el son mejores que los del Tratamiento Primario común.

Este Tratamiento consiste en agregar uno o mas reactivos a las aguas para producir un floculo que es un

compuesto químico insoluble que absorbe la materia coloidal, envolviendo a los sólidos no sedimentables y

que se depositan rápidamente. La sustancia química que se precipita, también se disocia o ioniza en las aguas

residuales y neutraliza las cargas eléctricas que tienen las partículas coloidales, haciendo que se aglomeren y

formen grumos fácilmente sedimentables. Los reactivos que mas se emplean son el Sulfato de Aluminio,

Sulfato Ferroso en Cal, Sulfato Ferrico y el Cloruro Ferrico con o sin Cal.

TRATAMIENTO SECUNDARIO

Este tratamiento debe hacerse cuando las aguas residuales contienen todavía, después de un tratamiento

primario, una cantidad de sólidos orgánicos en suspensión.

El Tratamiento Secundario comúnmente depende principalmente de los organismos aerobios para la

descomposición de los sólidos orgánicos hasta transformarlos en sólidos orgánicos estables.

DESINFECCIÓN

En el Tratamiento de Aguas Residuales la ultima etapa de proceso que se lleva a cabo es la Desinfección.

La Desinfección significa una disminución de la población de bacterias hasta una concentración innocua.

En la actualidad el proceso de desinfección mas sencillo y barato es la Cloración.

SISTEMAS DE TRATAMIENTO

Los Sistemas de Tratamiento para su exposición los agrupamos en tres tipos que son:

A) Tratamiento Físico ----------------- Tratamiento Primario

B) Tratamiento Biológico ------------- Tratamiento Secundario

C) Tratamiento Químico -------------- Tratamiento Terciario



64

Esta secuencia se refiere al nivel de calidad de agua obtenida con el Tratamiento a que ha sido sometida

el agua residual. Así, una agua residual con un Tratamiento Primario tendrá una calidad mucho menor que

una sometida a un Tratamiento Terciario.

En cuanto al uso de una o varias de las unidades de Tratamiento Físico, Biológico y Químico estas se

usaran dependiendo del parámetro o parámetros y el nivel a que se quiera llegar en su remoción de agua

residual. En la siguiente figura y tablas se muestran algunas opciones de Sistemas de Tratamiento según el

parámetro o contaminante que se quiera remover e intervienen unidades de Tratamiento Físico, Biológico o

Químico.

EFICIENCIA % REMOCIÓN DE UN TRATAMIENTO FISICOQUÍMICO

Parámetro (mg/Lt) %Eficiencia o Remoción

Color aparente (u PTCo) 92.0

Turbiedad 93.8

Sólidos Sedimentables (mg/Lt) 100

Sólidos Suspendidos Totales 100

Detergentes (SAAM) 33.0

Fosfatos Totales 98.8

Grasas y Aceites 76.7

DQO 90.7

1. Características de las Aguas Residuales Municipales

Las características de las Aguas Residuales se clasifican de una manera muy general en:

Físicas

Químicas

Biológicas

Dependiendo del tipo de análisis que se requiera cada una de ellas para su determinación el comprender

la naturaleza de estas características de las Aguas Residuales es imprescindible para el proyecto y

funcionamiento de las instalaciones de una planta de tratamiento.

La naturaleza de las aguas residuales presenta un conjunto de sustancias orgánicas e inorgánicas que

proporcionan un marco de carácter fisicoquímico cuya influencia determina la supervivencia de

microorganismos típicos.

Las Aguas Residuales pueden contener millones de bacterias por mililitro, bacilos anaerobios,

coniformes, estreptococos, además las aguas residuales domesticas son un buen receptáculo de bacterias y

virus patógenos, tales como la disentería, el cólera y la fiebre tifoidea.



65

Los principales parámetros que se emplean para caracterizar el agua residual se citan en la siguiente

tabla:

PARÁMETRO ORIGEN

FISICAS

Sólidos Suministro de Agua, Residuos Industriales y Domésticos

Temperatura Residuos Industriales y Domésticos

Color Residuos Industriales

Olor Residuos Industriales

QUÍMICAS

ORGANICO

Proteínas Residuo Comercial y Doméstico

Carbohidratos Residuo Comercial y Doméstico

Grasa Animal/Mineral Residuo Comercial Industrial y Doméstico

Agente Tensoactivo Residuo Comercial Industrial y Doméstico

Fenoles Residuo Industrial

Pesticida Residuo Agrícola

INORGANICO

PIT Residuo Industrial

Cloruros Residuo Industrial

Alcalinidad Residuo Doméstico

Nitrógeno Residuo Agrícola, Doméstico, Industrial

Fósforo Residuo Industrial

Azufre Residuo Industrial

Compuestos Tóxicos Residuo Industrial

Metales Pesados Residuo Industrial

BIOLÓGICAS

Protistas Residuo Doméstico

Virus Residuo Doméstico

Plantas Corriente Natural

Animales Corriente Natural



66

En cuanto a la composición de las aguas residuales, ésta se refiere a los constituyentes físicos, químicos y

biológicos que se encuentran presentes en ellas. Dependiendo de la cantidad de estos componentes, el agua

residual se puede clasificar como fuerte, media o débilmente contaminada como se indica en la siguiente

tabla:

CONSTITUYENTE CONCENTRACIÓN (mg/L)

FUERTE MEDIA DEBIL

S.T.T 1200 700 300

S.D.T 850 500 250

S.F.T 525 500 145

S.V.T 325 200 100

S.S.T 380 200 100

S.S.F 75 50 30

S.S.G. 20 10 5

DBO5 300 200 100

COT 300 200 100

DQO 1000 500 250

NT 85 40 20

N ORGANICO 35 15 8

AMONIACO LIBRE 50 25 12

NITRITOS 0 0 0

NITRATOS 0 0 0

FOSFORO TOTAL 20 10 6

FOSFORO ORGANICO 5 3 2

FOSFORO INORGANICO 15 7 4

CLORUROS 190 50 50

ALCALINIDAD 200 100 50

GRASAS Y ACEITES 150 100 50



67

Totales Suspendidos Fijos Sedimentables

Amoniacal Orgánico Nitrito Nitratos

Total Ortofosfatos

Los Métodos Analíticos que se llevan a cabo para el control del proceso de una planta de Tratamiento de

Aguas Residuales son:

FÍSICOS

- Temperatura

- Sólidos:

- pH

- Color

- Turbiedad

- Conductividad

QUÍMICOS

- OD

- Nitrógeno:

- Fósforo:

- Sulfatos

- Alcalinidad Total y Fenolftaleína

- Cloruros

- Dureza

- Cloro Residual

- DQO Total y Soluble

- DBO Total y Soluble

- G y A

- S. A. A. M

BIOLOGICOS

- Examen al microscopio

- Examen Bacteriológico

MÉTODOS DE ANALISIS FISICOS – QUÍMICOS Y BIOLOGICOS

CARACTERISTICAS FÍSICAS

Se considera que la característica física mas importante del agua residual es su contenido total de sólidos,

el cual esta compuesto por materia flotante y materia en suspensión, en dispersión coloidal y en disolución y



68

ORGÁNICOS: (Compuestos de Carbono, Hidrogeno, Oxígeno y Nitrógeno) INORGANICOS: (Compuestos de Sales Inorgánicos)

Sedimentables No Sedimentables Fijos Volátiles

Totales Fijos Volátiles

Totales Fijos Volátiles

sólidos sedimentables y para determinar cada uno de ellos se llevan a cabo diferentes pruebas analíticas. Otras

características físicas importantes son la Temperatura, color, pH.

SÓLIDOS TOTALES

La determinación de sólidos, son de las mas importantes que se efectúan en el laboratorio.

Los sólidos se pueden clasificar de acuerdo a su composición:

Sólidos

Sólidos Totales

Sólidos Suspendidos

Sólidos Disueltos

Los Sólidos Totales se componen de materia que puede ser sedimentable, en solución o en suspensión.

Los Sólidos Sedimentables están constituidos por aquella materia que sedimenta en un periodo de una

hora, bajo la influencia de la gravedad y en condiciones de reposo, generalmente en un cono IMHOFF y se

reporta como mL/L; mediante este procedimiento se obtiene una aproximación de la cantidad de sólidos que

serán removidos mediante sedimentación.

Los Sólidos Suspendidos Totales constituyen aquella fracción de sólidos que se determinan filtrando el

agua residual y obteniendo posteriormente el peso seco del material retenido en el filtrado que reporta como

mg/L.

El líquido filtrado que se obtiene en la prueba anterior contiene los Sólidos Totales Disueltos

Mediante la Evaporación de este filtrado se obtiene la concentración de Sólidos Totales Disueltos que son

expresados en mg/L.

Todas las categorías de sólidos mencionadas antes pueden además ser clasificadas en base a otra

característica: su volatilidad a 600°C, bajo estas condiciones, cualquier fracción orgánica presente se

descompone en agua, amoniaco y óxidos de carbono y la inorgánica permanece en forma de cenizas; así, la

fracción orgánica se denomina volátil y la inorgánica fija.

TEMPERATURA

La Temperatura del Agua Residual es generalmente mas alta que la de abastecimiento, debido a la

adición de agua caliente procedente de las casas y de actividades industriales.



69

La Temperatura del agua es un parámetro muy importante por su efecto en la vida acuática, en las

reacciones químicas, la rapidez de reacción. Por otro lado el oxígeno es menos soluble en el agua caliente que

en la fría.

COLOR

El Color es un parámetro que nos indica que un agua residual reciente suele ser gris; sin embargo, como

los compuestos orgánicos son descompuestos por las bacterias y el oxígeno disuelto en el Agua Residual se

reduce a cero, el color cambia a negro. Algunas aguas residuales de tipo industrial añaden color al agua

residual doméstica, cuando son mezcladas.

OLOR

Los olores en un desecho son debidos a los gases producidos por la descomposición de la materia

orgánica. El olor característico de un desecho es debido al sulfuro producido por los microorganismos

anaeróbicos, los cuales reducen los sulfatos a sulfuros.

CONDUCTIVIDAD

La conductividad es la expresión numérica de la capacidad o habilidad de una solución acuosa de

conducir una corriente eléctrica. Mediante esta determinación, se nos permite conocer las variaciones de las

concentraciones de los minerales disueltos en las aguas residuales.

TURBIEDAD

La Turbiedad es una medida de la obstrucción óptica de la luz que pasa a través de una muestra de agua.

Esta se debe a la presencia de una amplia variedad de materia finamente dividida, desde partículas

microscópicas como arcilla, materia orgánica, microorganismos, etc.

La unidad de la Turbiedad es arbitraria y esto se debe a la gran variedad de materiales que la causan,

siendo esta unidad la siguiente:

1 mg S1O2/L = 1 unidad de Turbiedad

Los métodos empleados para su determinación son:

A) Método Turbidimetrico de Baylis o St Luis

B) Método Botiellas Estandar

C) Método Hrllor

D) Método Bofia Jackson

pH

El símbolo pH, representa el potencial de Hidrogeno o exponente hidrogeno y expresa la concentración

de iones hidrogeno. La escala practica del pH comprende del 0 muy ácido al 14 muy alcalino y la

neutralización de 7 a 25°C,

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

MATERIA ORGÁNICA

En un agua residual de intensidad media, aproximadamente un 75% de los sólidos suspendidos y un 40%

de los sólidos filtrables son de naturaleza orgánica. Estos proceden de los reinos animal y vegetal y de las

actividades humanas relacionadas con la síntesis de compuestos orgánicos. Los compuestos orgánicos están

formados fundamentalmente por una combinación de carbono, hidrogeno, oxígeno, nitrógeno y otros como



70

azufre, fósforo, hierro; también se hallan presente los principales grupos de sustancias orgánicas como las

proteínas (40 a 60%) carbohidratos (25 a50%) grasas y aceites(10%).

Proteínas. Las proteínas son los principales componentes del organismo animal ya que en loas plantas se

encuentra presente en menor grado. Las proteínas son de estructura química compleja e inestable, algunas son

solubles en agua. Las proteínas químicamente constituidas por aminoácidos los cuales forman grandes

cadenas. Todas las proteínas contienen carbono, oxígeno e hidrogeno y nitrógeno, azufre, fósforo, hierro.

Carbohidratos. Los carbohidratos constituidos por carbono, hidrogeno, oxígeno se encuentran

distribuidos en la naturaleza estos incluyen a los azucares, almidones, celulosa, fibra de madera. Algunos

carbohidratos como los azucares son solubles en agua, los almidones son insolubles. Los azucares tampoco

tienen predisposición a la descomposición; las enzimas de ciertas bacterias los fermentan dando lugar a una

producción de alcohol y CO2.

Los Almidones son mas estables pero se transforman en azucares por la actividad microbiana así como

por los ácidos minerales diluidos. Desde el punto de vista de volumen y resistencia de la descomposición, la

celulosa es considerada como el carbohidrato mas importante de las aguas residuales.

Grasas y Aceites. Las grasas y aceites animales y vegetal son cuantitativamente, el tercer componente de

los alimentos. Estos pueden ser las grasas, aceites, ácidos grasos libres, ceras, parafinas, aceites minerales.

Las grasas y aceites son compuestos muy estables y difíciles de degradar biológicamente.

Las grasas se hallan comúnmente en la carne, semillas, germen de los cereales, frutas.

Los ácidos minerales las atacan dando como resultado la formación de glicerina y ácidos grasos. En

presencia de álcalis, la glicerina se libera y se forman sales alcalinas de los ácidos grasos.

Los aceites minerales están constituidos por carbón e hidrogeno, en su mayoría flotan sobre el agua

residual e interfieren en la acción biológica y en la aireación de las aguas.

AGENTES TENSOACTIVOS (S.A.A.M)

Los Agentes Tensoactivos (jabones y detergentes) causan espuma en las plantas de tratamiento así como

en las aguas a las que se vierten efluentes industriales. Estos tienden a acumularse en la interfase aire-agua,

interfiriendo en la transferencia de oxígeno atmosférico.

FENOLES

Los fenoles son compuestos orgánicos que en su mayoría en descargas de tipo industrial imparten un

sabor desagradable al agua potable.

PLAGUICIDAS

Algunos plaguicidas son considerados como contaminantes peligrosos (DDT, Alorin, Dialorin, etc)

debido a su toxicidad y a la dificultad para ser degradados trazas de compuestos son muy tóxicos para

muchas formas de vida.

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE MATERIA ORGÁNICA

El contenido de materia orgánica presente en las aguas residuales puede realizarse usando diferentes

métodos de determinación perfectamente establecidas tales como:

DBO

DQO

COT

DTO

DTeO

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO)

El parámetro de contaminación orgánica mas usado y aplicado a aguas superficiales y de desecho es la

DBO a los 5 días (DBO5). Esta determinación comprende la medición del oxígeno disuelto empleado por los

microorganismos en la oxidación bioquímica de la materia orgánica.



71

Esta determinación nos da la cantidad aproximada de oxígeno que se necesita para estabilizar

biológicamente la materia orgánica presente. La medida de la DBO es importante en el Tratamiento de Aguas

Residuales ya que se mide el rendimiento de algunos procesos de tratamiento, y se podrá calcular la velocidad

a que se requerirá el oxígeno.

La oxidación bioquímica es un proceso lento y técnicamente tarda un tiempo infinito en completarse. Al

cabo de un periodo de 20 días. La oxidación se ha completado en un 45 a 94% y el plazo de 5 días utilizado

en la determinación de la DBO la oxidación se ha efectuado en un 60 a 70%. La Temperatura de 30°C es un

calor medio ya que a distintas temperaturas se obtendrán diferentes resultados, ya que las velocidades de

reacción bioquímicas son función de la temperatura.

La cinética de la reacción de la DBO por razones de tipo practico es de una reacción de primer orden y se

expresa como:

LTKdT

dLt' …………(1)

LT=Cantidad de DBO de la fase que queda en el agua en el Tiempo T.

Integrando (1)

TKeL

LT ' ……………(2)

L= DBO remanente en el tiempo T=0 (es decir la DBO total o ultima de la 1ª fase inicialmente

presente). La relación entre K’ y K es la siguiente:

303.2

'KK

La cantidad de DBO remante en el tiempo T es igual a:

)10( KTLLT

También y es la cantidad de DBO ejercida en el tiempo T y es igual a:

Y=L-LT=L(1-10-KT

)

La DBO en 5 días es igual a:

Y5= L-L5=L(1-10-5K

)

Esto se muestra en la siguiente figura:



72

Para agua residual, un valor típico de –K (20ºC) es de 10 días-1

. La gama de valores puede

encontrarse entre 0.05 día-1

a 0.3día-1

.

Para la misma DBO última, la absorción de oxigeno variara con el tiempo y con los diferentes

valores de K. Los diferentes valores de K se muestran en la siguiente figura:

La temperatura a la que se determina una muestra de agua residual suele ser de 20ºC; sin embargo, es

posible determinar la constante de reacción L a una temperatura distinta a 20ºC. Para ello se utiliza la

ecuación de Arrhenius:

K=Ko(t-20)



73

Nitrosomas

Nitrobacteria

= Coeficiente de Temperatura = 1.047 hasta 20ºC

= 1.056 20ºC - 30ºC

= 1.135 4 – 25ºC

Ko= constante de degradación a la temperatura Tc

Durante la hidrólisis de las proteínas se produce materia no carbonosa, tal como el amoniaco, algunas

bacterias autótrofas utilizan el oxígeno para oxidar el amoniaco a nitritos y nitratos.

2NH4+ + 3O2 2NO2

- + 2H2O + 4H

+

Los nitritos son oxidados a nitratos en la presencia de nitrobacterias.

2NO2- + O2 2NO3

-

DEMANDA DE OXÍGENO DE LAS MATERIAS NITROGENADAS

Se conoce como la segunda fase de la DBO como se muestra en la siguiente figura:

El valor de K es necesario si tiene que usarse la DBO5 para obtener el de la DBO a los 20 días o

DBO ultima. La K y L se determina por 3 métodos:

a) Método Diferencial Diario

Este método esta basado en la siguiente consideración:

Diferenciando la ecuación Y=Lo(1 – 10-KT

) con respecto al tiempo

KLordt

dY

KLnLordt

dY

KT

KT

)10(303.2

))(10)(10(

r=tasa de utilización de oxígeno

Log r = Log(2.303 Lo K) – KT

De donde K y Lo pueden ser obtenidos de forma de Log en un papel.



74

Ejemplo:

Los siguientes datos fueron obtenidos de agua residual, la cual se le determino la DBO. Obtener los

valores de K y Lo mediante la ecuación de la DBO.

Tiempo, días Y=(mg/Lt DBO)

0 0.0

1 9.2

2 15.9

3 20.9

4 24.4

5 27.2

6 29.1

7 30.6

0

5

10

15

20

25

30

35

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Dias (tiempo)

DBO

Tiempo, días Y=(mg/Lt

DBO)

ΔY(mg/Lt) = ΔY /

Δt

Intervalos medios

con respecto T

0 0 0 0

1 9.2 9.2 0.5

2 15.9 6.7 1.5

3 20.9 5 2.5

4 24.4 3.5 3.5

5 27.2 2.8 4.5

6 29.1 1.9 5.5

7 30.6 1.5 6.5



75

Con l os valores de intervalo medio de tiempo, los grafico en papel logarítmico.

Calculo de K de la ecuación

7

9578.0

7

0782.037.1

70

2.1log9.10log

Pendiente

Pendiente = -0.1368 por lo tanto K = 0.137 días-1

Calculo Lo

De la ecuación: Intercepto=2.305Log K

37)(2.303x0.1

10.9 Lo 34.54mg/Lt

MÉTODO DE MOMENTOS



76

Tiempo, días Y=Lo(1-10-KT)

T=1,2,3,….n TY

1 Lo(1 - 10-k

) Lo(1 - 10-k

)

2 Lo(1 - 10-2k

) 2Lo(1 - 10-2k

)

3 Lo(1 - 10-3k

) 3Lo(1 - 10-3k

)

4 Lo(1 - 10-4k

) 4Lo(1 - 10-4k

)

5 Lo(1 - 10-5k

) 5Lo(1 - 10-5k

)

6 Lo(1 - 10-6k

) 6Lo(1 - 10-6k

)

7 Lo(1 - 10-7k

) 7Lo(1 - 10-7k

)

. . .

. . .

. . .

. . .

n Lo(1 - 10-nk

) nLo(1 - 10-nk

)

Y TY

T días Y (mg/Lt DBO) tY

0 0.0 0.0

1 9.2 9.2

2 15.2 31.8

3 20.9 62.7

4 24.4 97.6

5 27.2 136.0

6 29.1 174.6

7 30.6 214.2

Y= 157.3 TY = 726.1



77

Calculo de la relación Y/TY

1.726

3.157

TY

Y0.216

Con el valor de 0.216 me voy a graficas de n = 7 y calculo K = 0.140 días

Y/Lo = 4.62

LtmgY

Lo /06.3462.4

3.157

62.4

MÉTODO GRAFICO DE THOMAS

TIEMPO Y mg/Lt DBO t/y (t/Y)1/3

0 0 0

1 9.2 0.1087 0.4742

2 15.9 0.1258 0.5011

4 24.4 0.1639 0.5473

6 29.1 0.2062 0.5902

8 30.6 0.2614 0.6394

GRAFICO



78

A= 0.44

B =0.0249 K =2.61(0.0249/0.49)



79



80

Ltmgx

Lo

AKLo

/45.36)44.0(14.03.2

1

)(3.2

1

3

3

DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO)

Es otro parámetro que nos indica el contenido de materia orgánica. En esta determinación el

equivalente de oxígeno que la materia orgánica necesita para oxidarse utilizando un fuerte oxidante químico

(oxidante que es el dicromato de potasio), en medio ácido.

La DQO de un agua residual siempre por lo regular es mayor que la DBO porque es mayor al

número de compuestos que pueden oxidarse por vía química que biológicamente.

CARBÓN ORGÁNICO TOTAL (COT)

Es una prueba que involucra la oxidación de los materiales orgánicos a CO2 y agua midiendo por

titulación el gas atrapado en una solución cáustica estandarizada.

DEMANDA DE OXIGENO TOTAL (DOT)

Se determina con un equipo de análisis de medición de oxigeno disuelto y correlacionando los

resultados con el DQO.

Problema:

La DBO5 de una agua residual es de 250mg/Lt, asumiendo que la constante de reacción es de

0.20días-1

; ¿cuál es la ultima demanda de DBO?

LtmgLtmg

Lu

Lu

LuY

Lt

mg

KT

/27890.0

/250

101250

)101(

)5)(20.0(

Problema:

Usando los siguientes datos determine la K’ (constante de reacción K’) y la ultima DBO Lu.

Tiempo

días 0 1 2 3 4 5 6 7

DBO

mg/Lt 0 72 120 155 182 202 220 237

a

bK 61.2'

3)('3.2

1

aKLu

3/13/1

120

2

72

1

(T/Y)1/3

0.240 0.255 0.262 0.280 0.291 0.301 0.309

Tiempo

días 1 2 3 4 5 6 7

Con estos datos, grafico y saco la pendiente



81

232.0

0115.061.2'K 0.129días

-1

3232.0129.03.2

1Lu 269.9 mg/Lt

AFORO

Existen los siguientes métodos de aforo:

A. Método de Sección de Velocidad

B. Método de Sección y Pendiente

C. Método Volumétrico

D. Método de Vertedores

E. Método de Formulas

F. Método de Parshall

A. MÉTODO DE SECCIÓN Y VELOCIDAD – PENDIENTE

Este método consiste en calcular separadamente la sección transversal de la corriente y la velocidad del

agua.



82

D d

SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA CORRIENTE. Generalmente este es un dato contenido en el proyecto

del sistema de tratamiento.

D = Diámetro de la línea

d = Altura del Tirante

2/13/249.1sr

nV V= Velocidad Flujo (ft/seg)

2/13/2 srn

AQ n= Coeficiente de Rugosidad

r= Radio Hidraulico (ft)

s= Pendiente

2

2* D

D

AA Graficas con d/D se calcula A/D

2

DD

rr * Graficas con d/D se calcula r/D

PARA EL CASO DE UN CANAL

Dhh

A *2

21 Para calcular la sección

La velocidad se mide por medio de: flotadores, molinetes.

Vp = 0.85 Vsuperficial

tiempo

ciadisVs

tan Q = V * A

B. MÉTODO VOLUMETRICO

Es uno de los métodos más fácil y exacto ya que el aforo se realiza en una cubeta y un cronometro.

Sistema Ingles

h1 h2

A



83

Tiempo

VQ HDV 2

4

C. MÉTODO VERTEDORES

Se llama VERTEDOR a un dispositivo hidráulico que tiene una escotadura a través de la cual se hace

circular el líquido. El caudal generalmente se mide con precisión razonable, sencillez y bajo precio.

Hay diferentes clases de vertedores según la forma que adopta la vena líquida, siendo los más comunes

los siguientes:

a. Rectangular (extendido o contraído)

b. Trapecial o Cipoletti

c. Triangular con ángulos de 30º, 60º

Para conocer el gasto que circula por estos dispositivos se mide el ancho (L) de la cresta, para evitar que la

medida este afectada por el tapamiento del manto sobre la cresta.

Tg

CHQ

5.2

2

3

Lh

Avc

c= constante= 0.0496

H = altura de carga, m

Q=caudal, m3/seg.

θ=ángulo de escotadora

Para θ=90º Q=c H 2.5

triangular

Para θ=60º Q=0.809 H 3/2

Para vertedero rectangular

Q=cL H 3/2

c=3.33



84

Para rectangular extendido

Q=6.62L H 3/2

Para rectangular contraído

Q=6.62 (L-0.1nH) H 3/2

Q=6.62 (L-0.2H) H 3/2

n= # de contracciones

Para trapezoidal o tipo Letti

Q=1.84 (L-0.1nH) H 3/2

+8/15 Tgαc(2g)1/2

H5/2

Q=1.859LH3/2

Por formulas

Esté método es usado cuando se presenta alguna de las siguientes condiciones.

La descarga se hace mediante bombeo

Cuando la tubería esta enterrada y solo se aprecia la salida

)1....(..........VT

)2...(..........2

2gTh

De la ecuación (1)

)3....(..........2

22

VT

De la ecuación (2)

)4..(..........9.4

2 22 hta

g

hT

Igualando ecuaciones (3) y (4):

)5....(..........9.42

2 h

V

Despejando la V de la ecuación (5)

)6.......(..........*2.2

*9.4*9.4 222

hV

hV

hV



85

Si consideramos sección circular

)7(..........785.04

* 22

DD

A

Por la ecuación de continuidad y sustituyendo ecuaciones (6) y (7), tenemos:

)8...(..........**2.2

785.0**2.2

2

2

h

D

Dh

VAQ

D. CANAL PARSHALL

El medidor Parshall, esta constituido por tres partes fundamentales, que son: la entrada, la garganta y la

salida. La primera esta formada por dos paredes verticales, simétricas y convergentes y de un fondo o plantilla

que es horizontal; la garganta esta formada por paredes también verticales, pero paralelas y el fondo es

inclinado hacia abajo, con una pendiente; la salida esta formada con dos paredes verticales divergentes y el

fondo es ligeramente inclinado hacia arriaba.

Tanto las paredes como el fondo son planos y la arista que se forma por la unión del fondo de la entrada y el

de la garganta se le llama cresta del medidor y a su ancho se le llama tamaño del medidor (9?)

Funcionamiento del aforador Parshall

Los muros convergentes de la entrada guían suavemente las filas de la vena líquida hasta la cresta,

que es propiamente la sección de control, en donde, debido al cambio brusco de la pendiente del piso en la

garganta, el agua escurre con un mínimo de energía, es decir, con la profundidad crítica, cuando el

escurrimiento es libre.

Al entrar el agua en el medidor, debido a que la sección va reduciéndose su velocidad va en continuo

aumento, pues al llegara la cresta de medidor, se precipita siguiendo el piso descendiente de la garganta, hasta

que al salir de ella empieza a perder velocidad y como esta es menor en el canal aguas abajo, resulta que debe

producirse un salto hidráulico cerca del extremo inferior de la garganta; la localización de este salto, es

variable según el gasto.

Se recomienda que el medidor trabaje con descarga libre, porque entonces para calcular el gasto, será

suficiente conocer solamente la lectura de carga Ha. Para sustituirse en la siguiente expresión:

medidordeltamañoelconiannym

mHaQ n

var



86

Muestreo

Las actividades de muestreo constituyen un apoyo muy importante en el curso de un proceso de

tratamiento de las aguas residuales. debido a que de su correcta ejecución depende, en gran medida la

confiabilidad de los resultantes de análisis de laboratorio.

El objetivo del muestreo es obtener una muestra representativa de una determinada fase del proceso

de tratamiento para que a partir de los resultados del análisis se puedan tomar decisiones que permitan un

adecuado control operativo.

Las técnicas de muestreo utilizadas en un examen de residuos deberá aportar muestras

representativas ya que de los datos que se obtienen de análisis. De las mismas servirán de base para el diseño

de las instalaciones de tratamiento.

Para lograr un buen muestreo deberán tenerse lugares representativos de las corrientes para la

realización de los muestreos, además deberán determinar la frecuencia y el tipo de muestras que ha de

tomarse.

Las muestras pueden ser simples o compuestas dependiendo de los parámetros que se vayan a

determinar.

Las actividades relacionadas con el muestreo constituyen un proceso integral de 3 partes:

Parte I. Toma de la muestra

Parte II. Preservación de la muestra

Parte III traslado de la muestra

La toma de la muestra en tubería s y canales estrechos y profundos deben tomarse a un tercio de la

profundidad del agua a partir del fondo.

La toma de las muestras en una planta de tratamiento en los puntos más importantes, son:

Influente

Efluente del sedimentador primario

Tanque de aeración

Líneas de circulación de lodos

Efluente del sedimentador secundario

Tanque de contacto de cloro

Efluente final

Las muestras deben ser representativas de las condiciones que existen en el punto y hora de muestreo y

tener el volumen suficiente para efectuar los análisis de laboratorio.

Una muestra simple: es aquella muestra individual tomada en corto tiempo y de forma tal que el tiempo

empleado en su extracción sea el transcurrido para completar el volumen necesario.

Una muestra compuesta: es la que resulta del mezclado de varias muestras simples.

Para la preparación de una muestra compuesta proporcional al volumen se procede de siguiente forma:

Se determina el volumen final de la muestra compuesta en base a los análisis de laboratorio a

efectuar.

muestrasde

compuestamuestradefinalvolumenmuestracadadevolumen

#

En el caso de muestras compuestas con caudal variable se establece el volumen final de la muestra

compuesta de acuerdo a los análisis que se llevaran acabo.



87

Se establece el # de muestras cuando el intervalo de tiempo entre cada toma. El gasto promedio se

calcula mediante la sig. Ecuación:

realizadaspruebas

casocadaenosconsideradgastoslosdesumapromediog

#.

)(*#

))(tantan(

promedioQcolectadasmuestrasde

muestradefinalvolumeneoinsQmuestracadadevolumen

Preservación de la muestra

Esta es la segunda fase de muestreo, la preservación tiene como objetivo prevenir que las muestras

sufran cambios físicos, químicos o biológicos que alteren su composición desde el momento que son tomadas

hasta su análisis.

Es importante señalar que la preservación de la muestra es indispensable cuando el tiempo entre el

muestreo cuando el tiempo entre el muestreo y el análisis sea mayor a 6 horas.

De nada servirá un programa de muestreo realizado con todo cuidado si la integridad física, química

o biológica de las muestras no se mantiene durante los periodos intermedios entre la toma y el análisis de las

mismas.

La tabla indica las técnicas para la preservación de muestras para analizar algunos parámetros

Parámetro Volumen

requerido(ml.) Recipiente Agente preservativo

Tiempo entre

el muestreo y

el análisis

pH 50 P, V Determinación en sitio ---

Temperatura P, V Determinación en sitio ---

Turbiedad 100 P, V Determinación en sitio 24hr

Color 50 P, V Enfriamiento a 4º C 48hr

Alcalinidad 200 P, V Enfriamiento a 4º C 24

Cloruros 50 P, V No

requiere

refrigeración ninguno

∞

Conductividad 500 P, V 28dias

S. D. T. 100 P, V 7dias

S. S. T. 100 P, V ---

TEMA II

TRATAMIENTO PRELIMINAR PRIMARIO

Tratamiento preliminar

Se le llama tratamiento preliminar primario al proceso que utiliza dentro del tratamiento de aguas

residuales para dejar en condiciones aceptables el agua que se someterá posteriormente a un tratamiento

primario, secundario o bien terciario.

Este pretratamiento es de fundamental importancia ya que con el se separan de las aguas residuales

cierto tipo de materiales, incorporados por corrientes pluviales que arrastran arenas, desechos industriales o

domésticos, que pueden llegar a obstruir o dañar los equipos de bombeo, o interferir con los procesos

subsecuentes de tratamiento.

Los objetivos del tratamiento preeliminar son los siguientes:



88

1) Separar o disminuir el tamaño de los sólidos orgánicos grandes que flotan o están suspendidos. Estos

sólidos consisten generalmente en trozos de madera, telas, papel, basura, etc.

2) Separar materia orgánica de mayor densidad que el agua, como pedazos de huesos, semillas, etc.

3) Separar los sólidos inorgánicos pesados como la arena, grava e incluso objetos metálicos.

4) Separar cantidades excesivas de grasas y aceites.

Entre los equipos que se instalan para el tratamiento preeliminar son:

Rejas

Cribado

Desmenuzado

Desarenado.

Rejillas

Es un dispositivo con aperturas generalmente de cierto tamaño uniforme, utilizado para retener

sólidos de cierto tamaño que arrastra el agua residual. Según el método de limpieza que se utilice serán

diseñados como mecánicos o de limpieza manual. Las rejas se fabrican con barras de acero soldadas a un

marco que se coloca transversalmente al canal. Las barras están colocadas verticalmente con una pendiente de

30º A 80º respecto a la horizontal.

Generalmente las rejas tienen las siguientes características:

Características de rejas

Rejas gruesas 5 cm. de separación entre rejas

Rejas medianas 2.5 cm. De separación entre rejas

Rejillas 1.2 cm. De separación entre rejas

Las características de la reja dependen de la forma que se efectúa su limpieza que puede ser manual

o mecánica.

Limpieza manual

Este proceso es muy sencillo y consiste básicamente en pasar un rastrillo cuyos dientes tengan

optimas condiciones para que pasen a través de las separaciones entre las rejas de abajo hacia arriba.

Fign3

Limpieza automática

Se lleva de distintas maneras, que pueden ser en base a cepillos rotatorios, chorros de agua o de aire,

etc. Este método consiste en un mecanismo accionado automáticamente mediante unos flotadores que marcan

los niveles del agua antes y después de pasar por unas rejillas fijas dentro del mismo mecanismo. Al

producirse una perdida de carga por la obstrucción de la rejilla debido a la acumulación de basura, un de los



89

flotadores subirá y accionara un motor, el cual accionara a su vez un rastrillo móvil cuyos dientes pasan a

través de los espacios de la rejilla fija con un movimiento los objetos retenidos, en un lugar determinado, ver

fig.

En general y con respecto de ambos métodos, es necesario lo siguiente:

Se debe procurar mantener una velocidad de cruce en las rejillas de cuando menos .45 m/seg. a gasto

medio, esto es con el fin de evitar la sedimentación.

Características

Características

Limpieza manual Limpieza mecánica

Ancho de la barra (plg.) ¼ a 5/8 ¼ a 5/8

Profundidad ----- ----

Espaciamiento (plg.) 1 a 2 5/8 a 3

Angulo 30-43 0-30

Velocidad del agua (ft/seg.) 1 a 2 2 a 3

Perdida de la carga (plg.) 6 6

Las pérdidas de carga en las rejillas limpias se calcula por la formula de Kirschner:

senhvb

whL *

3

4

hL = perdida de la carga (ft.)

β= factor de forma de la barra

Rectangular =2.42

Redonda cara principal =1.83

Circular =1.79

Rectangular con cara redonda =1.67

w = ancho máximo de las rejas (ft)

b = espaciamiento mínimo de entre barras (ft)

hv = carga de velocidad de acercamiento del fluido (ft)

θ = Ángulo de la rejilla con la horizontal

Problema:

Se quiere instalar un sistema de rejillas tipo mecánica para un municipio que tratara un agua residual

con las siguientes características:

Dotación de agua 300 lt/ hab. día

Disponibilidad del terreno Poca

Temperatura Templada

DBO5 275 mg/lt

SST 220mg/lt

pH 7.0

Grasas 85mg/lt

Sólidos disueltos 2.5 mg/lt

Mat. Flotante si

Población 150000 habitantes

G 9.8 m/seg2

Solución:

Determinación de flujo



90

día

lt

díahabit

LtteshabiQ 45000000

*300*tan150000

seg

m

seg

día

día

m

lt

m

día

lt

día

ltQ

333

39.86400

1*33750

1000

1*3375000075.*45000000

V1=0.6m/seg

θ = 45º

w= 15mm =1.5cm

b=25mm=2.5cm

Cálculo del área transversal

2

3

65.06.0

39.0

m

segm

segm

V

QAT

Cálculo de tirante y ancho

Suponiendo un tirante de .5 mts.

.30.15.0

65.0 2

mtsm

m

T

Aancho T

Calculo del número de rejas y ancho de reja.

Si

n = número de espacios

n-1 = numero de rejas o de barras.

))(1()( wnbnA

87.3204.0

315.1

040.0315.1

015.0025.0015.030.1

)015.0()015.0)(()025.0(30.1

)015.0)(1()025.0(30.1

n

n

nn

nn

nn

Por lo tanto, tendremos 33 espacios y 32 barras.

Recalculando el ancho

))(1()( wnbnA

mtsA 30.1)015.0)(133()025.0(33

Recalculando el tirante

.5.030.1

65.0 2

mtsm

m

A

AT T



91

Área entre rejas

242.05.0*025.0*33

))((

mA

TbnA

Velocidad entre rejas

segm

m

segm

A

Qntrerejasvolocidade

ER

95.041.0

39.0

2

3

segm

segm 195.0

Perdidas de carga hidráulica

senhvb

whL *

3

4

β=2.42 Rectangular

θ = 45º

m

g

vhv 018.0

)81.9(2

6.0

2

22

1

mmmsenhL 16016.045*018.0*025.0

015.042.2

3

4

Perdida de carga para un 50% de obstrucción

mg

vvhf 105.0

7.0*81.9*2

)6.0()95.0(2

)7.0(2

2 222

1

2

2

Admisible

cmmhf 15105.0

Sedimentación primaria

Se le llama a la operación que consiste en separar de una suspensión un fluido claro, que sobrenade

la superficie, y un lodo con concentración elevada de materia sólida. Esta separación se consigue

disminuyendo la velocidad de circulación de las aguas residuales hasta alcanzar un valor lo suficientemente

pequeño como para que la materia sedimentable se deposite en el fondo del equipo de sedimentación.

Clasificación

A los procesos de sedimentación se les clasifica en discretos, floculación o de zona.

Discreta: ocurre cuando las partículas mantienen su individualidad, tamaño, forma y densidad.

Floculenta. Es aquella que ocurre cuando las partículas se aglomeran durante el periodo de

sedimentación; con el resultado de cambio en el tamaño de las partículas y en la velocidad de

asentamiento.



92

Zona: una suspensión floculenta forma una estructura que sedimenta como una masa completa; se

observa una interfase durante el proceso.

Sedimentación discreta

Esta sedimentación es relacionada con la ley de Stokes, y es debida a dos fuerzas.

1) La fuerza de gravedad

2) La fuerza de fricción o rozamiento

La fuerza de gravedad se debe a:

La fuerza de aceleración

vgFa s

Fa = Fuerza de aceleración

ρs = densidad de la partícula

v = volumen de partícula

g = aceleración de la gravedad

Por la ley de Arquímedes sabemos que la partícula tiene un empuje de abajo hacia arriba igual a

vgFe L

L= densidad del líquido

g = Aceleración de la gravedad

v = volumen de la partícula

Fe = Fuerza de empuje

F = Fuerza (peso) de la partícula efectiva

)( LsLs gvvgvgFeFaF

Al sedimentarse las partículas se generan fuerzas de resistencia proporcionales a la velocidad de

sedimentación

2

2VCdAF L

R

FR= Fuerza de resistencia

Cd= Coeficiente de rozamiento o arrastre

A = Área proyectada de la partícula

2

4

1DA

V= Velocidad relativa entre la partícula y el líquido

Como la velocidad de sedimentación parte de un estado estacionario V= 0, hasta una velocidad,

entonces



93

2)(

2VCdAgv

FF

LLs

R

Despejando la velocidad, V

L

Ls

CdA

gvV

)(2

discreta

partícula

unadetoasentamien

develocidad

degeneralEcuación

Si consideramos que ρ L= 1, tendremos;

1

s

L

Ls S

Ss = Densidad relativa de la partícula.

Y, si la partícula es una esfera

Dividiendo el volumen de partícula entre el área de partícula, tenemos

d

d

d

A

v

3

2

4

16

1

2

3

Sustituyendo en la ecuación general la relación v/A y la densidad relativa

Cd

dSgd

Cd

SgV ss

*3

*)1(**4

3

2*

)1(2

PURIFICACIÓN DE AGUAS, TRATAMIENTO Y REMOCIÓN DE AGUAS RESIDUALES

G. M. Fair Limusa, encontró que Cd varía con el número de Reynolds de la sig. manera:

Régimen turbulento

5.0104 NR

34.0324

NRNR

Cd



94

Para el régimen laminar

NRCd

NR

24

5.010 3

Para el número de Reynolds

vdNR

Sustituyendo para un flujo laminar y el valor del número de Reynolds

18

*)1(* 2

2 dSgV s ; Ley de stokes para flujo laminar

γ = viscosidad cinemática

Para el caso de flujo turbulento G. M.Fair limusa, desarrollo una grafica compuesta por dos términos,

el de la partícula y el de la velocidad obtenidos a partir de la ecuación

Cd

dSgd

Cd

SgV ss

*3

*)1(**4

3

2*

)1(2

Despejando y sustituyendo, la ecuación de numero de Reynolds, en función del diámetro. Y

despejando la velocidad, tenemos

Cd

NRSgV s

*3

**)1(**43

Termino de la velocidad

3

1

3

1 3

4

)1(

NR

Ssg

v

Termino del diámetro

3

1

3

1

2 3

4)(

)1(

NRd

Ssg

Diseño del canal desarenador:

Q=33750000 lt/día= 33750 m3/día=0.39m

3/seg.

d = 0.6mm

Ss= 2.65 (densidad relativa del sólido)

T=20º C

Γ20ºC=0.9867X10-2

cm2/seg. (Viscosidad cinemática)



95

18

*)1(* 2

2 dSgV s

segcmV

XV

s

S

/8.32

109867.0*18

)06.0(*)165.2(*9812

22

5.05.199

5.199109867.0

06.0*8.322

NR

X

VdNR

No es aplicable ley de Stokes

31.15)06.1()109867.0(

)165.2(*981)(

)1()(

3

1

22

3

1

2

Xd

Ssgf

31.15)( f Con este valor buscamos f (Vs), en la grafica 21.3 del Fair-Geyer-Okun.

segcmVs

XSsgVs

Ssg

VsVsf

/07.10

)109867.0)165.2(*981(*0.4))1((*0.4

0.4

))1((

)(

3

1

23

1

3

1

Calculo del área superficial

287.31007.

39.0m

Vs

QA

Calculo de la longitud

Suponiendo b=2.0mts

L=A/b=3.87/2=1.93mt ≈ 2mt

Tirante

Vació v=0.30m/seg.

230.130.

39.0m

v

QAT

mb

AT T 65.0

0.2

30.1

Con arena v = 0.35m/seg.

211.135.

39.0m

v

QAT

mb

AT T 55.0

0.2

11.1



96

Longitud practica:

2mts+2(0.65)=3.30mts

Vertedor

)3/2(2 ahgabq

Figp64

h+a=0.55mts

h= 0.55-.025=0.525

h+2/3a=0.525+.0167=0.5417

Despejando b

)3/2(2 ahga

qb

q=1/2 Q

mb 514.0)5417.0(*025.0*81.9*2

39.*5.

Figp65

a

yTgbX

21

4823.0025.0

765.021*524.0

TgX

Y X

0,765 0,819731411

0,7 1,014413851

0,65 1,317744713

0,6 2,24728988

0,55 -14,37544836

0,5 -0,82168151

0,45 - 0,13058240

0,4 0,13513563

0,35 0,290104426

0,3 0,404650256

0,25 0,507230449

0,2 0,619961421

0,15 0,785226828



97

0,1 1,228992672

0,05 -1,558661861

0,025 0,004382244

Velocidad critica

2

1

*)1(*8

f

dSKgV s

C

K=constante experimental=0.06

f=Factor de fricción = 0.03

segcmV

V

C

C

/41.39

03.0

)06.0(*)165.2(*981 2

1

Problema:

En una obra de toma se desea proyectar una fosa de sedimentación con el fin de proteger los equipos

de bombeo para sedimentar partículas con un mm02.0 con los datos siguientes:

Q = 1.26 m3/ seg.

Ss = 2.65

T = 14 º C

mm02.0

Para T= 14 º C ==> γ=1.1756X10-2

cm3/seg.

De la ecuación de Stokes

18

*)1(* 2

2 dSgV s

s

segcmXV

XV

s

S

/1006.3

101756.1*18

)002.0(*)165.2(*981

2

2

22

5.0102.5

102.5101756.1

002.0*1006.3

3

3

2

2

XNR

XX

XVdNR

Por lo tanto, si es aplicable la ley de Stokes



98

Q

VTv

AH

QVs

AH=Área horizontal

2

44117

1006.3

26.1m

XVs

QAH

Guardando una relación 4:1, para evitar cortos circuitos, se tiene que la longitud será:

mtAHL 128)4117(44

El ancho será

mtAncho 324

128

Para evitar una resuspensión de partículas

f

dSKgVa s *)1(*8

K=coeficiente de adherencia y forma

f = coeficiente de Darcy Werstanch

Va = velocidad del agua a partir de la cual hay resuspensión.

Para K=0.04 y f=0.03

segcmVa

Va

/88.5

03.0

002.*)165.2(*981*04.0*8

Para la velocidad del caudal (agua)

schecardatosegm

A

QVagua

2*32

/26.1 3

segmsegm /88.5/97.1

Flujo turbulento



99

Calcular la velocidad de asentamiento

De una partícula cuyo peso especifico Ss =1.002, D = 0.1cm y T = 15º C

Para T= 15 º C ==> γ=1.1457X10-2

cm3/seg.

Aplicando ley de Stokes

18

*)1(* 2

2 dSgV s

s

segcmXV

XV

s

S

/1051.9

101457.1*18

)1.0(*)1002.1(*981

2

2

22

5.082.0

82.0101457.1

1.0*1006.32

2

X

XVdNR

Por lo que no es aplicable la ley de Stokes

Determinar el término del diámetro

3

1

3

1

2 3

4)(

)1(

NRd

Ssg

Sustituyendo los datos

68.2)1.0()101457.1(

)1002.1(981 3

1

22

X

Entrando a la grafica con el término del diámetro. El término de la velocidad es igual a 0.30, por lo tanto,

nuestra velocidad será:

3.0

])1([ 3

1

Ssg

v

segcmXSsgv /085.0]101457.1*)1002.1(*981[3.0])1([3.0 3

1

23

1

Por lo tanto, la velocidad de la partícula será: v=0.085cm/seg.

Sedimentación floculenta

Este tipo de sedimentación ocurre debido a la coalescencia de las partículas, mientras la partícula se

sedimenta se incrementa su diámetro y su velocidad, produciendo una trayectoria de sedimentación curvilines.



100

La mayoría de los sólidos suspendidos proveniente de la industria son de naturaleza floculenta. No es

posible analizar la sedimentación floculenta matemáticamente, se requiere análisis de laboratorio para

establecer los parámetros de diseño, se usan columnas como la mostrada en la siguiente figura

Ejemplo

Se toma una muestra de agua residual y se somete a una prueba de sedimentación en una columna, la

suspensión tiene una concentración inicial de 430 mg/LT (SSo), después se toman muestras y se analizan en

el laboratorio, dando los siguientes resultados:

Concentración de sólidos suspendidos

Tiempo (minutos) 2ft 4ft 6ft

5 356.9 387 395.6

10 309.6 346.2 365.5

20 254.6 298.9 316.1

30 197.8 253.7 288.1

40 163.4 230.1 254.6

50 144.1 195.7 232.2

60 116.1 178.5 204.3

75 107.5 143.2 180.6

Calcular:

a) % De S.S. contra el tiempo

b) % De S.S. contra el gasto gal. /día ft2



101

c) % De S.S. contra la velocidad de sedimentación a un tiempo de residencia de 25 minutos.

Solución:

yz

SSox

Ssy

SSo

Ssx

1

100

Para la determinación de los sólidos removidos a las diferentes alturas

% de sólidos removidos

Para la altura de 2ft.

Tiempo (min) Con S.S.(mol/lt) %sólidos remanentes(y) % sólidos removidos (z)

5 356.9 83 17

10 309.6 72 28

20 254.6 58.5 41.5

30 197.8 40 54

40 163.4 38 62

50 144.1 33.5 66.5

60 116.1 27 73

75 107.5 25 75

Para 4ft

5 387 90 10

10 346.2 80.5 19.5

20 298.9 69.5 30.5

30 253.7 59 41

40 230.1 53.5 46.5

50 195.7 45.5 54.5

60 178.5 41.5 58.5



102

75 143.2 33.3 66.7

Para 6ft

5 395.6 92 8

10 365.5 85 15

20 316.1 73.5 26.5

30 288.1 67 33

40 254.6 58.5 41.5

50 232.2 54 46

60 204.3 47.5 52.5

75 180.6 42 58

GRAFICO I

%Sólidos removidos vs. tiempo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Tiempo

% d

e s

óli

do

s r

em

ovid

os

2ft

4ft

6ft

Con la grafica I se calcula la siguiente tabla II

Concentración de sólidos suspendidos

% SS removidos 2ft 4ft 6ft

5 1.5 2.5 3.5

10 3.0 5.0 6.5



103

20 7.0 10.5 14.5

30 12.5 19.5 25

40 18.5 29.5 39

50 26 43.5 56.5

60 37 61.5 77.5

70 54 67

75 75

Con estos valores se construye la grafica II

Ahora de la grafica II, a 6ft y 5, 10, 20, 30, 40, 50 y 60%, calculo de la velocidad de sedimentación.

H=6ft

% Remoción T (min.)

Vs=H/T

=6/(T/60)=360/T

5 3.5 102.85

10 6.5 55.38

20 14.5 24.82

30 25.0 14.40

40 39.0 9.23

56.5 6.37

60 77.5 4.64

Grafica II



104

Vamos a calcular el % de sólidos removidos

100%

Remoción a 5% 5

1 Intervalo a 7.50% (3.75/6.0)x10 6.25

2 Intervalo a 15% (1.4/6.0)x10 2.33

3 Intervalo a 25% (.75/6.0)x10 1.25

4 Intervalo a 35% (.5/6.0)x10 0.83

5 Intervalo a 45% (.375/6.0)x10 0.62

6 Intervalo a 55% (.125/6.0)x10 0.2

∑=16.48

Tiempo 6.5 min (Gráfica II)

100%

Remoción a 10% 10

1 Intervalo a 15.00% (3.0/6.0)x10 5

2 Intervalo a 25% (1.375/6.0)x10 2.29

3 Intervalo a 35% (.9/6.0)x10 1.5

4 Intervalo a 45% (.5/6.0)x10 0.83

5 Intervalo a 55% (.25/6.0)x10 0.41

6 Intervalo a 65% (.125/6.0)x10 0.2

∑=20.23

Así calculamos los otros valores

Tiempo

(min)

%SS

Removidos

3.5 16.48

6.5 20.23

14.5 33.9

25 45.2

39 55

56.5 64.3



105

77.5 71.1

Con estos valores construyo la sig curva

Pasar a carga

Superficial

Tiempo

(min) Vs (ft/hr)

Carga

Superficial

(gal/día ft2)

% S.S.

Remoción

3.5 102.85x179.5 18461 16.48

6.5 55.38x179.5 9940 20.23

14.5 24.82x179.5 4455 33.9

25 14.40x179.5 2584 45.2

39 9.23x179.5 1656 55

56.5 6.37x179.5 1143 64.3

77.5 4.64x179.5 832 71.1

%SS Vs Tiempo

0

20

40

60

80

0 20 40 60 80 100

Tiempo de Retención

% S

.S. re

mo

vid

os

% S.S. Removidos Vs Carga Superficial

0

20

40

60

80

0 5000 10000 15000 20000

Carga Superficial (gal/dia ft2)

%S

.S.

Rem

ovid

os



106

Cálculo del sedimentador (Bibliografía Tablas de diseño)

Profundidad: 2 - 3.5 m

Tiempo de residencia: 0.5 - 1.5 hr

Velocidad: 18 - 80 m/hr

Carga Superficial: 36 - 50 m3/m

2hr

Rendimiento

S.S.T. %: 40 - 60%

DBO’s %: 30 - 50 %

VR QQQ 0

VVRR XQXQXQ 00

diamQ

3

0 Influente

ltmg

TSSX ...0 Influente

diamQR

3

Efluente (vertedor)

ltmg

TSSX R ... Efluente (permanecen en el sedimentador)

diamQV

3

Salida del sedimentador (lodo)

ltmg

TSSXV ... Salida del sedimentador (lodo)

RV

V

QX

XXQQ

)( 00

0

RV QQQ 0

(Ver hoja 80 figura 3.22)

Ejemplo de un sedimentador de sección circular para

MEZCLADO

Potencia disipada= Fuerza x Velocidad

FvP

P = ΖAv

Ζ = Esfuerzo cortante



107

A = Área

Ζ =dy

dv

dy

dvvP

2

v

PG

G = gradiente de velocidad 53DnKP Flujo turbulento NR > 10,000

32DnKP Flujo laminar NR < 10

nDN R

2

n = Revoluciones por segundo

D = del impulsor

Densidad del agua

K= cte. El valor está en función de las

(Ver hoja 81)

Características del equipo a comprar

K

Impulsor Laminar Turbulento

Propela 3 aspas 41 0.32

Turbima 6 aspas planas 71 6.3

Turbina 6 aspas puntiagudas 71 4

PROBLEMA:

sLtQ 50

min5rT

CT 15

3999

m

kg

2

51063.11m

sgkx

I. Propela 3 aspas

=100cm

n = 50 rpm

v = ?

P = ?

L = ?

A = ?



108

Suponemos un tanque circular

residenciadeTiempo

volumenQ

V = Q Tr =

min1

60min550

s

s

lt

V = 15000 lt = 15m3

altura

volumenA

Suponemos una altura de 3m

23

53

15m

m

mA

Suponiendo un tanque cilíndrico

4

2DA

AD

4

mD 5.21416.3

54

nDN R

2

5

2

1063.11

81.9

99983.00.1

x

N R

2

4

22

2

2

32

11

m

sgk

m

skg

s

revm

m

sgk

sm

mkg

s

revm

N R

24

24

2

4

22

smkg

smkg

m

skgms

smkg

N R

5103.7 xNR

Como NR > 10,000 flujo turbulento 53DnKP



109

mD

rpsrpmn

m

skg

K

0.1

83.050

8.10181.9

999

32.0

4

2

s

mkgP

62.180.183.08.10132.0

53

s

mkgHp

761

HpP 245.0

Si X0= concentración de sólidos suspendidos tanto en mg/lt en el efluente

licorMlb

TSSlbX

licorgal

licorlb

dia

licorQMgalS

...34.80

S = 8.34 QX0

dia

TSSlb ...

0

21

X

CC

A

S

Con recirculación

0

21

X

CCQ

R

S

A

A = 0.5

Ejemplo, al realizar una prueba en el laboratorio de cálculo la relación sólidoslb

airelb

S

A04.0 . El gastoo a

tratar en la industria de agua residual es de 1 millon de galones por día y tiene una concentrción de 250mg/lt

de S.S.T. El efluente descarga con una concentración de S.S.T. de 25mg/lt . La temperatura es de 20°C.

Calcule el área superficial requerida:

1251

1 0

Sa

XS

A

fP



110

Ecualización:

Este proceso se utiliza para evitar las diferencias de gastos y las diferencias de carga organica en las

plantas de tratamiento.

Ejemplo: Un estudio que se ha realizado en una descarga de aguas resuiduales durante un día de 24hrs está

dado en la siguiente tabla:

Hora 12 16 20 24 4 3 12 16

Gasto lt/s 1.89 4.63 4.21 4.55 2.45 3.33 3.95 4.81

Determine el volumen diario del agua residual que se va a tratar

Calcule el % de flujo en lt/min

Volumen diario = 654321

7

1

AAAAAAAi

i

i

Calcule el área usando el método de los trapecios

Fig (1)



111

ltlt

ltA 469448.2774.1132

1

1

min6041

ltlt

ltA 636486.2528.2772

1

1

min6042

ltlt

ltA 630722736.2522

1

1

min6043

ltlt

ltA 504001472732

1

1

min6044

ltlt

ltA 416168.1991472

1

1

min6045

ltlt

ltA 524162378.1992

1

1

min6046

Volumen diario lt318096

min9.220

min60

1

24

1318096

lthr

hrs

dia

dia

lt

Ecualización de la DBOs

Q

VTr



112

Xi = valor de DBO en el influente

DBO vs Tiempo

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

10 12 14 16 18 20 22 24 26

Tiempo (días)

DB

O In

fluen

te (m

g/lt)

(Ver hoja 90) formula wT

TwsenxKxyi ii

K = cte

w =T

2 T =Periodo del ciclo

wT = 1

iiii xKxKxx )1(max

21

22

1

11

wT

wTTanwTsenK

x

x

r

r

i

e

T = tiempo

K = cte

xB = DBO maxima

wT = Tan-1

wTr = 1

n

i

iiii

n

xxv

1

2

2



113

n

i

eeee

n

xxv

1

2

2

v = varianza del efluente - influente

– efluente

xi = Valor DBOs influente

xe =Valor DBOs efluente

n = No, valoraciones

Ejemplo: Calcular la y la v

dias

Tiempo 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

4 717 1135 1035 1174 316 505 329 1019 340 853 256 454 776 619 722 1110 472

8 946 241 265 1105 758 221 371 1023 949 847 847 1080 502 691 368 374 671

12 623 396 419 659 769 957 1081 1167 940 207 711 940 1146 416 686 494 556

4 490 1070 498 801 574 654 621 1056 233 852 1185 872 1054 1111 915 268 672

8 666 440 961 720 1135 510 235 650 1158 318 825 294 888 973 361 1078

12 828 534 308 454 1142 1007 995 708 407 356 618 763 266 892 346 981

100n

100

68975

100

672...368....1135828666490623946717

100

100

11

i

n

i

i

x

n

x

x

lt

mgxi 75.689

99

690

1100

100

1

2100

1

iii

i

xxx

v

22222100

1

2690672690556...690623690946690717690 ix

2

2100

1

28568514690

lt

mgxi

2

2

8655199

8568514

lt

mgvi

lt

mgvii 19.2942

1

TEMA III TRATAMIENTO SECUNDARIO

Procesos biológicos

Introducción



114

Los métodos de tratamiento en los cuales se consigue la eliminación de contaminantes por una

actividad u oxidación biológica son conocidos como procesos biológicos unitarios.

El tratamiento biológico se usa básicamente para eliminar las sustancias orgánicas biodegradables

presentes en el agua residual. Estas sustancias se convietenen gases, que pueden escapar a la atmósfera y en

tejido celular biológico que puede separarse por sedimentación.

El tratamiento biológico se usa tambien para la eliminación del nitrogeno contenido en el agua

residual.

Con un control adecuado des medio, el agua residual puede tratarse biológicamente en la mayoria de

los casos

Los procesos de oxidación biológica pueden ser aerobios o anaerobicos, los primeros se realizan en

presencia de oxigeno libre disuelto, mientras que los anaerobicos transcurren en ausencia de oxigeno libre

disuelto.

El mecanismo de la oxidación biológica consiste en la asimilación de la materia orgánica contenida

en las aguas residuales por los microorganismos en presencia de oxigeno y nutrientes.

Como los productos finales del metabolismo aerobio son CO2 y H2O. el efluente de una planta de

tratamiento biológico aerobio será estable si todos los microorganismos se han separado.

En un ambiente anaerobio, la actividad de los microorganismos depende del oxigeno, de la materia

orgánica o de ciertos compuestos inorgánicos como nitritos, nitratos y sulfatos. Muchas bacterias pueden

utilizar nitritos y nitratos en lugar de oxigeno disuelto, los sulfatos pueden actuar como fuente do oxigeno

para un grupo especifico de bacterias.

Las reacciones biológicas pueden dividirse en dos fases: Síntesis y oxidación. La fase de síntesis

supone la conversión de una parte de la materia orgánica en nuevo protoplasma celular.

Además del carbono, hidrógeno, oxigeno y nitrogno, el protoplasma contiene algunos elementos

como el fosforo, azufre, sodio, potasio, magnesio, calcio, hierro.

La mayoria de estos elementos se encuentran en trazas en el agua residual, comúnmente suele faltar

nitrogeno y fosforo, por lo tanto es necesario adicionarlos al agua residual para garantizar un buen

funcionamiento del proceso.

Las cantidades precisas de nutrientes dependen de las caracteristicas del agua resisiual y del tipo de

tratamiento biológico empleado, aunque pueden utilizarse como representativo los valores siguientes:

43gr de N / Kg DBO y 6mg de P/kg DBO

Lagunas de estabilización

Lagunas aireadas por medios mecánicos

Una laguna aireada es un estanque en el que se trata el agua residual que la atraviesa de forma

continua.

El oxigeno es generalmente suministrado por aireadores superficiales o por difusos, la acción de los

aireadores es mantener en suspensión el contenido del estanque, dependiendo del grado de mezclado las

lagunas suelen clasificarse en aerobias o aerobias-anaerobias.

El contenido de una laguna aerobia está totalmente mezclado y no sedimentan ni los sólidos entrantes

ni los biológicos producidos a partir del agua residual. La función esencial de este tipo de lagunas es la

estabilización de desechos orgánicos, en el caso de una laguna aerobia-anaerobia o facultativa el contenido



115

del estanque no está totalmente mezclado y gran parte de los sólidos entrantes y los biológicos producidos se

sedimentan hacia el fondo de la laguna, cuando comienza a aumentar la cantidad de sólidos, parte de ellos

sufrirán una descomposición anaeróbica. Por lo tanto, el efluente de este tripo de laguna estará mas

estabilizado.

Lagunas aerobias (Sin aireación mecánica)

Esta es una laguna de estabilización que contiene algas y bacterias en suspensión y en toda su profundidad

prevalecen las condiciones aeróbicas

Lagunas anaerobias

Estas lagunas son anaerobias en toda su profundidad excepto en una capa extremadamente delgada en la

superficie como objeto de conservar la energía térmica y mantener las condiciones anaerobias estos estanques

se construyen a profundidades de hasta 6m. La estabilización se consigue mediante una combinación de

precipitación y degradación anaerobia de los residuos orgánicos

Bases Aireada Aerobia Facultativa Anaeróbica

Profundidad 2.5 - 5 0.2 - 0.3 1 - 2.5 8.5 - 5

Tiempo de retención 2 - 10 2 - 6 7 - 50 ??? 97

Carga DBO kg/Ha/dia??97 -- 111 - 222 22 - 55 280 - 4500

remoción DBO % 80 - 95 80 - 95 79 - 95 50 - 80

Concentración Algas mg/lt -- 100 10 -- 50 0

Q

VK

S

S

1

1

0

S =Concentración DBOs en el efluente mg/lt

S0 = Concentración DBOs del influente mg/lt

K = constante de remoción de 1er orden día-1

V = Volumen m3



116

Q = Flujo m3/día

Q

AfTTTT aw

wi

Ti = temperatura agua residual influente

Tw = Temperatura de la laguna °C

Ta = Temperatura del aire ambiente °C

f = Factor de proporcionalidad = 0.5

A = Área superficial

Q = Flujo de agua residual m3/día

QfA

TQTfAT ia

w

Problema: Determine el efecto o (re????98) Del area superficial de una laguna de (¿???) A 5000ml, que

tiene las siguientes condiciones de operación.

a) Flujo de agua residual = 3800m3/día

b) Temperatura agua residual = 15.6°C

c) Temperatura del aire = -6.7°C

d) Constante de proporcionalidad = 0.5

QfA

TQTfAT ia

w

día

mm

Cdía

mCm

Tw 32

2

3800)5.0(1000

6.153

3800)7.6)(5.0)(10000(

CTw 93.2

CTw

75.6

3800)5.0)(5000(

)6.15)(3800()7.6)(5.0)(5000(

PROBLEMA: Se quiere dimensionar una laguna aereada para tratar un agua residual que tratara un flujo de

agua de 5000 ¿??/día. Determinar el número y la superficie de los aireadores y su garga en HP.

El líquido tratado tendrá un tiempo de retención de 2 días y se tienen las siguientes condiciones de

operación.

a) Sólidos suspendidos influente = 200 mg/lt

b) DBOs Influente = 200 mg/lt

c) DBOs Efluente = 20 mg/lt

d) Sólidos suspendidos efluente = 20 mg/lt

e) Constantes: Y=0.65

Ks = 100mg/lt

K = 6 días-1

K1 = 0.07 días-1

f) La constante de remoción DBOs es de (¿???99) K20 = 2.5 días-2

a 20°C

g) Temperatura del aire verano 30°C

h) Temperatura del aire 10vierno 10°C

i) Los sólidos suspendidos del influente no son biológicamente degradables

j) El total de sólidos producidos son evaluados como S.S.V. y divididos por 0.80

k) Temperatura del agua residual = 15.6°C



117

n) elevación 6.10m

ñ) Concentración del oxigeno mantenido en el líquido = 1.5 mg/lt

o) Altura de la laguna 3m

p) Tiempo de residencia celular Qc = 4 días

Solución

1.- Con los datos del tiempo de residencia celular determino el area superficial de la laguna

Volumen 33

1520043800 mdíadía

mQ C

Área superficial 2

3

50673

15200m

m

m

dprofundida

volumen

2.- Calculamos la temperatura de la laguna en época de verano

CTw

4.21

3800)5.0)(5067(

)6.15)(3800()30)(5.0)(5067(

Invierno

CTw

4.13

3800)5.0)(5000(

)6.15)(3800()10)(5.0)(5067(

3.- Cálculo de las DBOs soluble del efluente durante el verano

1)(

)1(

1

kyK

KKS dS

d

c (para una laguna aireada)

lt

mgdia

lt

mg

S 9.8107.0665.04

407.01100 1

Este valor ha sido calculado usando una constante cinética de degradación derivada de una temperatura en un

rango de 20 a 25°C. Durante los meses de verano el efluente requiere de 20 mg/lt. Pero esto no es correcto ya

que la constante varia con la temperatura de invierno de 13.3°C

4.- Cálculo des DBOs en el efluente utilizando la ecuación de remoción en función de la temperatura

20

20

T

K

KT

Verano 21.4°C 71.206.15.2204.21

4.21

K

Invierno 13.4°C 7.106.15.2204.13

4.13

K

KS

S

1

1

0

Verano 21.4°C

lt

mgS9.16

)4)(71.2(1

1

200

Invierno 13.4°C

lt

mgS6.25

)4)(7.1(1

1

200



118

Relación 5.19.16

6.25

invierno

verano

S

S

5.- Cálculo de la concentración de sólidos biológicos producidos

dK

SSYX

1

)( 0

lt

mgX 97

)4)(07.0(1

)9.8200(65.0

S.S.V.

6.- Cálculo de sólidos suspendidos en la laguna

S.S. = lt

mglt

mg

lt

mg321

8.0

97200

7.- cálculo de los requerimientos de oxigeno

Pxf

SSQO kr

gr

dia

kg42.1

)10)(( 13

0

2

13 )10( kg

grxQPx

día

mg

kg

gr

dia

m

m

grPx 6.36810380097

133

3

Asumiendo que el factor de conversión de (????) de 0.08 determine los requerimientos de oxígeno.

día

mg

kg

gr

m

gr

diam

dia

kgO 6.36842.1

100068.0

9.82003800 3

3

2

día

kg

día

kgO 5442

8.- Cálculo de la relación oxigeno-DBOs removida

13

2

1038009.8200

544

3

3

kg

gr

día

m

m

gr

día

kg

removidos

requerido

DBOs

O

75.02

removidos

requerido

DBOs

O

9.- Cálculo de la superficie del aireador requerido asumiendo que el aireador consumira 2kgO2/kwhora

La concentración oxigeno saturado 8.93mg/lt (de tablas)

a 21.4°C

Hay que corregir la saturación del oxigeno por la altitud (de graficas) 0.94 pag. 502 ¿???103

a 21.4°C = (0.94)(8.93) = 8.39mg/lt

Factor de corrección = 20

024.117.9

tCLBCwg??????103

85.0024.117.9

5.139.8 204.21

FC

66.0FC



119

hrkw

kgO

hrkw

kgOxNcN

22 32.166.0266.0

Las caracteristicas químicas de los contaminantes en las aguas residuales determinan los organismos que

pueden desarrollarse en un sistema de tratamiento biológico. Los microorganismos primarios son las bacterias

y otro tipo de plantas unicelulares que pueden metabolizar la mayoria de los materiales orgánicos.

Debe considerarse tambien a los hongos, plantas multicelulares sin clorofila, que en determinadas condiciones

ambientales, desempeñan un papel importante en la estabilización de la materia orgánica. Los hongos pueden

predominar sobre las bacterias a pH bajo (menores a 6) cuando existe un déficit de nitrógeno o la

concentración de oxigeno disuelto es baja (0.0 - 0.5mg/lt). Los hongos son capaces de metabolizar casi todos

los compuestos orgánicos conocidos, pero en condiciones ambientales normales de pH y temperatura no

pueden competir con las bacterias. Las algas son plantas clorofilicas más sencillas, pueden utilizar luz solar

como fuente de energía. Por si mismas, las algas no estabilizan la materia orgánica, sino que debido a su

producción de oxígeno, ayudan a las bacterias y a los hongos a mantener un medio aerobio. Las bacterias

metabolizan la materia orgánica para dar CO2, NH3 y fosfatos para sintetizar nuevas células en presencia de

luz solar, liberando O2 como producto final.

Los animales microscópicos, de los cuales los protozoos son los mas sencillos, no obtienen suficiente materia

orgánica en la s aguas residuales, su actividad principal es separar el exceso de bacterias no floculadas,

produciendo un efluente clarificado. Las formas superiores de animales microscópicos que se encuentran en

los sistemas de tratamiento biológico son los rotíferos y crustáceos, que tan solo aparecen en los sistemas muy

purificados.

El suelo es la principal fuenrte de microorganismos capaces de estbilizar a los contaminantes orgánicos. La

expoeriencia ha demostrado que los culticvos especiales no brindan mas ventajas que las bacterias que se

desarrollan por efecto de la contaminación natural. En general lo mas recomendable es estimular el

crtecimiento de los microorganismos presentes en el agua residual. Después de varios ciclos se produce la

selección adecuada, al cabo de esta predominan los microorganismos requeridos mientras los demás

desaparecen.

La factibilidad para efectuar la oxidación biológica para estabilizar la materia orgánica, reduciendo así la

DBO de las aguas residuales, depende de la estructura química de las moléculas orgánicas que deben ser

atacadas, o de la biodegradabilidad de dichas moléculas. Se debe tomar en cuenta además el papel que

desempeña la propia aceptación de los microorganismos al medio. En otras palabras, por medio de una

aclimatación adecuada de los microorganismos puede producirse el metabolismo en presencia de sustancias

que desde el punto de vista teórico, no son biodegradables e inclusive en las sustancias directamente tóxicas.

Las variables físicas y químicas más importantes en estos procesos son; temperatura, ph y la presencia de

sales.

En la mayoría de las reacciones en que intervienen microorganismos, la velocidad de reacción aumenta con la

temperatura hasta aproximadamente 37°C para descender a continuación al morir los microorganismos por

desnaturalización de proteínas del protoplasma celular. La temperatura influye además en concentración de

oxígeno disuelto y este es inversamente proporcional a la misma.

El pH del medio influye no solo sobre la velocidad de reacción, sino además sobre los tipos de

microorganismos susceptibles de sobrevivir. La mayoria de los microorganismos se desarrollan a un pH

óptimo de 7.0 aproximadamente y experimentan ligeras variaciones para valores del pH entre 6.5 y 8.5. A ese

pH óptimo las bacterias constituyen el grupo principal de microorganismos responsables de la estabilización

de la materia orgánica. Las proteínas del protoplasma celular se desnaturalizan por los iones H+ y OH

-, razón

por la cual muy pocas bacterias pueden sobrevivir a un pH inferior a 4.0 o superior a 9.5 los hongos pueden

desarrollarse fácilmente a un pH de 4.5 y predominan sobre las bacterias en medios con un valor de pH entre



120

4.5 y 6.0. Aparentemente este fenómeno se debe al menor contenido de proteínas en el protoplasma celular de

los hongos.

En lo que respecta al contenido de sales disueltas en las aguas residuales no tóxicas para las bacterias, por

regla general pueden afirmarse que los microorganismos se adaptan bien a los medios de concentraciones

elevadas de sales, de hasta 3gr/lt, es más empleado filtros percoladores parece ser que pueden tratar aguas

residuales copn hasta un 2% de sales. En el proceso de lodos activados no debe sobrepasarse normalmente

una concentración de sales de 8gr/lt, ya que en este casolos lodosson difíciles de flocular y en consecuencia de

decantar,. Además, el exceso de lodos que se somete a digestión anaerobica crea nuevos problemas debido a

que los procesos snaerobicos son más sensibles a la presencia de sales.

Los metales pesados (hierro, aluminio, cromo, cobre y zinc) ejercen un efecto perjudicial sobre los procesos

biológicos actuando sobre las enzimas catalizadoras de la síntesis de proteínas responsables del metabolismo.

Los microorganismos solo pueden tolerar concentraciones de algunos miligramos por litro. Muchos de los

metales pesados tienden a formar compuestos insolubles que precipitan de la solución. Como tan solo los

iones solubles son tóxicos para los sistemas enzimáticos bacterianos, las características químicas del medio

resultan decisivas para determinar la toxicidad de los distintos metales pesados, como el hierro y el aluminio

precipitan su forma de hidróxidos insolubles, las bacterias pueden tolerar concentraciones elevadas de estos

elementos, sin embargo, su acción tóxica puede deberse a que los precipitados formados pueden recubrir las

celulas e impedir el paso de nutrientes. La toxicidad del cromo depende de su estado de valencia, el cromo

hexavalente soluble es tóxico, mientras que el trivalente es insoluble. La acción del cobre y el zinc está

influenciada por el pH del medio ya que precipitan a valores elevados de pH, las bacterias pueden tolerar

mayores concentraciones de cobre en medio alcalino que en medio ácido.

Tipos de procesos

El tratamiento biológico de las aguas residuales puede llevarse a cabo por difenertes procesos, la elección del

proceso más adecuado en cada caso depende tanto de razones puramente tecnológicas como imperativos

económicos.

Lagunas de estabilización

Las lagunas de estabilización se construyen en el terreno con profundidades de 1 a 2 m, constituyen el proceso

más simple de oxidación biológica en un medio aerobio. Para lograr reducciones considerables de la DBO las

cargas deben ser bajas normalmente de 25 a 100 kg de DBO por hectárea y día, con lo cual las necesidades de

terreno se eleva enormemente. Aún cuando las algas son la fuente principal de oxígeno, a aireación natural

superficial puede aportar una cantidad adicional de este elemento. El rendimiento varía considerablemente en

función de la estación del año, la temperatura y la insolación.

Las lagunas de estabilización se pueden dividir en las categorías siguientes:

Lagunas aerobias

Dependen de las algas por el suministro de oxigeno y por lo tanto de la luz solar. Por ello la profundidad no

debe ser superior a 1.5m.

Lagunas facultativas

Funcionan en forma aerobia en la superficie y anaerobia en el fondo. La capa superficial aerobia presente

durante la horas diurnas y disminuye durante la noche. Los lodos depositados en el fondo sufren una

descomposición anaerobia, con desprendimiento de metano y otros gases. Si no se mantiene la capa aerobia se

despiden olores desagradables.

Lagunas anaerobias

Son aquellas en que la carga orgánica es tan elevada que las condiciones anaerobias se mantienen para todo el

volumen del líquido.

Lagunas aireadas.



121

Son similares a las lagunas de estabilización, excepto en lo que se refiere al suministro de oxigeno

que se realiza por medio de aireadores mecanicos superficiales, esto permite aumentar el rendimiento y

reducir la superficie necesaria hasta 15 veces. Debido a el empleo de los aireadores comno fuente de oxigeno,

las algas no juegan el papel preponderante que desempeñan en las lagunas de estabilización, los aireadores

sirven tambin para mezclar el contenido de las lagunas evitando la sedimentacion de los solidos en suspensión

que de producirse daria lugar a la formación de una capa anaerobia en el fondo de la laguna. Las lagunas

aireadas equivalen a los sistemas de lodos activados sin recirculación.

Filtros percoladores.

Los filtros percoladores son procesos aerobios de tratamiento en cultivo fijo. El concepto de filtro

percolador nacio del uso de los filtros de contacto, que eran estanques impermeables rellenos con piedra

machacada. En su funcionamiento el lecho de contacto se llenaba con el agua residual desde la parte superior

y se dejaba que se pusiese en contacto con el medio durante un corto periodo de tiempo. El lecho se vaciaba a

continuación y se le permitia que reposase antes de que se repitiese el ciclo. Un ciclo tipico exigia 12 horas,

de las cuales seis eran de reposo. El filtro percolador moderno consiste en un lecho formado por un medio

sumamente permeable al que se adhieren los microorganismos y a traves del cual se filtra el agua residual. El

medio filtrante consiste de piedras cuyo tamaño oscila de 2.5 a 10 cm de diámetro. La profundidad del lecho

varia de .9 a 2.4 m con una profundidad medio de 1.8 m. los filtros actuales utilizan medios filtratntes

plasticos con un area de transferencia mucho mayor y que alcanzan profundidades de lecho de .9 a 15 m. el

filtro generalmente es circular y el liquido a tratar se rocia por encima del lecho mediante un distribuidor

giratorio o por medio de boquillas de pulverización fijas, los filtros estan provistos de drenaje en la parte

inferior para recoger el agua tratada y favorecer la aireación.

La materia organica del agua residual es degradada por una población de microorganismos adheridos al

medio. Dicha materia organica es adsorbida sobre la película biologica, en cuyas capas externas es degradada

por los microorganismos aerobios. Cuando los microorganismos crecen, el espesor de la película aumenta y el

oxigeno es consumido antes de que pueda penetrar en todo el espesor de la película. Por tanto, se establece un

ambiente anaerobio cerca de la superficie del medio.

Conforme la película aumenta de espesor, la matria organica adsorbida es metabolizada antes de alcanzar los

microorganismos situados cerca de la superficie del medio filtrante. Al no disponer de una fuente organica

extrena de carbono celular los microorganismos cercanos a la superfifice del medio filtrante alcanzan la fase

endogena de crecimiento en la que pierden su capacidad de adherirse a lña superficie del medio. En estas

condiciones el liquido a su paso a traves del medio arrastra la película y comienza el crecimiento de otra

nueva.

Lodos activados.

Este proceso fue desarrollado en Inglaterra en 1914 y llamado así porque suponía la producción de

una masa activada de microorganismos capaz de estabilizar un residuo por vía aerobia. El residuo orgánico se

introduce en un reactor donde se mantiene un cultivo bacteriano aerobio en suspensión. El contenido del

reactor se consigue mediante el uso de difusores o arreadores mecánicos que, a su vez, sirven para mantener

el líquido mezcla en un régimen de mezcla completa.

Tras un periodo de tiempo, la mezcla de las nuevas células con las viejas se conduce a un tanque de

sedimentación donde las células se sepáran del agua residual tratada. Una parte de las células sedimentadas es

recirculada para mantener la concentración deseada de organismos en el reactor, mientras que otra es puegada

del sistema. La fracción purgada corresponde al crecimiento del tejido celular. El nivel al cual se debe

mantener la masa biológica depende de la eficiencia deseada del tratamiento y de otras consideraciones

referentes a la cinética del crecimiento. En la actualidad se utilizan muchas versiones del proceso original,

pero todas ellas son iguales.

Variantes del sistema de lodos activados.

Proceso convencional



122

El proceso convencional se lleva a cabo en un depósito o reactor biológico, seguido de otro de sedimentación.

En el reactor (Tanque de licor mezclado), la cinética corresponde a un flujo pistón, el periodo de aereación

suele ser de 6 hrs. El lodo activado separado en el sedimentador se recircula (de 25 al 50% respecto al

influente) Al reactor biológico para mantener una concentración uniforme del mismo. Como el lodo activado

crece gradualmente, es necesario purgar el exceso. En la mayoria de los sistemas de lodos activados la purga

se lleva a cabo en forma continua a un caudal relativamente pequeño.

Mezcla completa

En el proceso de mezcla completa, el contenido total del tanque de aereación se mezcla completa y

uniformemente. La alimentación de residuos orgánicos se mezcla con toda la masa microbiana en lugar de

hacerlo con sólo una fracción como en el caso del proceso convencional, esto trae como consecuencia que el

tanque de aereación se utiliza también como tanque de regulación para reducir las fluctuaciones en las

características de la alimentación. El sistema puede funcionar con cualquier grado de síntesis y purga de

lodos, desde los sistemas de capacidad elevada a los sistemas de baja capacidad o de aereación prolongada.

Aereación escalonada

Mediante la aereación escalonada la carga orgánica se distribuye en varios puntos del tanque de aereación en

lugar de hacerlo en uno solo.

Aereación graduada

La demanda de oxígeno en el tanque de aereación no es uniforme en todo el aparato, sino que más bien

decrece a lo largo de longitud. En los sistemas de aereación, su numero disminuye en el extremo del mismo,

para equilibrar el suministro con la demanda de oxígeno.

Estabilización por contacto

En el proceso de estabilización por contacto se aprovecha la capacidad de absorción de los lodos activados, se

divide en dos etapas. La p´rimera es la fasse de absorción que requiere de 20 a 40min. Y durante la misma la

mayor parte de la materia orgánica coloidal y disuelta se absorbe en el lodo activado. En la segunda etapa se

produce la oxidación y la materia orgánica absorbida se asimila metabólicamente. El agua residualdecantada

se mezcla con el lodo activado de retorno y se somenten a aereación en el tanque de contacto durante 20 – 40

min., la materia orgánica se absorbe en el flóculo de lodo. A continuación se separa el lodo por sedimentación

y se somente a aereación durante 3 a 5 hrs en el sedimentador.

Aereación prolongada

En este proceso se trabaja en la zona de metabolismo endógeno de la curva de crecimiento, que requiere una

carga orgánica relativamente pequeña y periodos de aereación largos. Se suele utilizar el proceso para plantas

pequeñas.

De capacidad elevada

Este tipo de proceso satisface la necesidad de un tratamiento parcial. Es a comprobado que cuando la masa

microbiana se mantiene en el tanque se aereación durante un periodo de tiempo 1/5 a 1/10 más corto que en el

proceso convencional, las bacterias estabilizan aproximadamente 2/3 de la materia orgánica en 1/3

aproximadamente del tiempo requerido en aquel proceso

Aereación con oxigeno puro

En este sisema se utiliza oxígeno puro o bien aire enriquecido como variantedel proceso convencional. Los

autores de esos procesos convencionales; menor consumo de energía, menor producción de lodos, mejores

características de sedimentación y menor tamaño de la instalación.



123

Cinética del proceso de lodos activados

En el proceso biológico aerobio para el tratamiento de residuos líquidos tiene lugar la siguiente reacción

bioquímica simplificada:

Productos Lodos Oxigeno ismosMicroorgan orgánicos Desechos

Proporcionando el oxígeno, nutrientes requeridos y con un suministro orgánico prácticamente uniforme, la

reacción es catalíticamente dependiente, y es posible mantenerla a cualquier tasa deseada eliminando

microorganismos mediante purgas de cierta cantidad de biomasa.

En la remoción del desecho (se le denominará sustrato) se efectuan dos reacciones fundamentales, una de

oxidación para producir energía para crecimiento y otra de síntesis de nueva biomasa (células).

La relación entre el crecimiento biológico y la utilización de sustrato se establece con la ecuación:

kdxdt

dFY

dt

dx (1)

Donde:

dt

dxTasa neta de crecimiento de microorganismos por unidad de volumen del reactor biológico, en masa

por volumen-tiempo

Y = coeficiente de crecimiento, pasa de células producidas por masa de sustrato removido.

dt

dFTasa de utilización del sustrato por unidad de volumen del reactor biológico, en masa por volumen-

tiempo

kd = coeficiente de decaimiento o tasa de respiración endógena, en masa degradable remanente-tiempo.

x = concentración de masa microbiana, en masa por volumen.

A partir de la ecuación 1, se obtiene:

¿?????113? kdYU ? (2)

Donde:

¿114? = Tasa neta de crecimiento específico de microorganismos (Incremento en masa de microorganismos

presentes, por unidad de tiempo), en tiempo-1

U = Tasa de utilización específica de sustrato (masa de sustrato usada por unidad de masa de

microorganismos presentes, por unidad de tiempo) en tiempo -1.

En un proceso biológico que opera bajo régimen establecido, al recíproco de ¿?? Se le denomina tiempo de

retención por medio de las células o edad de lodos (Oc); es decir tiempo promedio en que los

microorganismos permanecen en el proceso.

mAt

AX

XmOc

(3)

Donde:

Xm = Masa microbiana total actova en el sistema.

( mAt

AXCantidad de masa microbiana total activa extraida diariamente del sistema, en masa por tiempo.



124

Para la eficiencia requerida en el tratamiento biológico, es necesario controlar uno de los dos parámetros (U ó

Oc); sin embargo, dadas las características complñejas del proceso, Oc se puede definir y controlar mejor que

U.

La ecuación 3 se puede escribir como:

kdEM

FY

Oc

1 (4)

Donde:

F = sustrato disponible en el efluente al sistema

M = Masa de microorganismos en el sistma.

E = Eficiencia del tratamiento, en decimales.

Las ecuaciones analizadas se aplican a la porción de desechos que es soluble y biodegradable.

Modelos de tratamiento.

En condiciones de régimen establecido, se puede preentar el proceso biologico de flujo continuo como:

1.- Reactor completamente mezclado sin recirculación de lodos biológicos (por ejemplo lagunas aereadas)

2.- Reactor completamente mezclado con recirculación de lodos biológicos (por ejemplo lodos activados)

3.- Reactor de flujo-pistón con recirculación de lodos biológicos (por ejemplo, zanjas de oxidación).

En la fig. 4.1 se presentan los esquemas respectivos, donde se emplea la notación siguiente:

Q = gasto de afluente

q = Gasto de recirculación de lodos

w = Gasto excedente de lodos que se purga

So = concentración orgánica en el reactor y en el efluente.

X = concentración de la masa microbiana en el reactor y en el efluente

X = Concentración promedio de la masa microbiana en el efluente del reactor.

Xr = Concentración de la masa microbiana en los lodos recirculados y purgados

Xe = Concentración de la masa microbiana en el efluente del sedimentador.

Balance de masa:

Tasa de la concentración de microorganismos en el reactor = Tasa neta de crecimiento de microorganismos en el reactor - Tasa de microorganismos que se extraen

Sin recirculación

QXVkddt

dFY

dt

dXV (5)

Con recirculación:

??????XwQwXrkddt

dFY

dt

dXV (6)????116???

Como ejemplo se analiza en reactor completamente mezclado con recirculación de lodos.

Este modelo emplea un segundo reactor para la separación de SSLM y la recirculación continua de una

fracción de ¿?116? lodos. Para desarrollarlo se hacen las siguientes consideraciones:

a) La utilización del desecho tiene lugar en el reactor biológico.

b) El volumen del separador es pequeño y la recirculación es continua, con lo que la masa biológica total en el

sistema es igual a la masa biológica en el reactor.

Relaciones:



125

La tasa de utilización del sustrato depende de la concentración de microorganismos en el reactor y de la

concentración de sustrato que rodea a los organismos:

SKs

XSk

dt

dF

(7)

Donde:

k = Tasa máxima de utilización de sustrato por unidad de peso de microorganismos (ocurre a una

concentración alta del sustrato), en tiempo -1

S = Concentración de sustrato que rodea a los microorganismos. En masa por volumen

Ks = Coeficiente de velocidad media igual a la concentración del sustrato cuando

kdt

dF

2

1

La ecuación 7 indica que la relación funciona entre la tasa de utilización del sustrato y la concentración de

ésta, es continua en el ámbito total de las concentraciones del sustrato.

Para este modelo la edad de lodos es:

XewQwXr

VXOc

)( (8)

De un balance de materia (masa microbiana) en el sistema, la concentración del sustrato efluente relacionada

con Oc es:

1

1

kdkYOc

OckdKsS (9)

Para agua residual específica si se tinen, biomasa y temperatura de operación, se pueden definir los

coeficientes Y, kd, k y ks. Por lo tanto, la concentración límite para que tenga lugar una sedimentación

efectiva. Esto da como resultado una pérdida de microorganismos en el efluente, (Q-w)Xe. Esta limitación se

muestra con la ecuación:

X

rXrr

V

Q

Oc1

1 (10)

Que se deriva de un balance de materia alrededor del separador de SSLM

Donde:

r = 'Q

q relación de recirculación volumétrica.

X

Xr es función de la eficiencia del separador sólido-líquido y de las características de sedimentación de la

masa biológica.

Asumiendo que el ciento por ciento de las SS se remueven por sedimentación en el separador, el valor

máximo de Xr, se evalua a partir del índice volumétrico de lodos (IVL):

IVLXrMAX

610 (11)

O sea, IVL es la relación del volumen ocupado por el lodo (en porcentaje) de una muestra del efluente

después de 30 minutos de sedimentación, a la concentración de SSLM (en porcentaje):

Peso total de biomasa en el reactor

Ockd

SSoOcQYVX

1

)1())(( (12)

4.1 REQUISITOS DE OXIGENO Y PRODUCCIÓN DE LODOS.



126

4.1.1 REQUISITOS DE OXIGENO.

En un sistema biologico se requiere satisfacer la demanda de oxigeno para suministrar energia en la

síntesis de nuevas celulas y para respiración endogena de los microorganismos. La tasa de utilización de

oxigeno sin considerar demanda inmediata se obtiene de la ecuación:

VXabQSraVRr '' (13)

Donde:

Rr: Utilización de oxigeno, en kg / dia – m3

V: Volumen del reactor en m3.

S

1: Fraccion del sustrato utilizado para oxidación.

Sr: Sustrato removido, en kg / m3.

Q: Flujo, en m3 / dia.

b1: Fraccion por dia de SSV oxidados, en dia -1.

Xs: SSLVM promedio en el reactor, en kg / m3.

4 . 2 . 2 PRODUCCIÓN DE LODOS.

La producción de lodo es ocasionada por lo que se enlista a continuación:

a) Incremento debido a sólidos suspendidos en el efluente.

b) Incremento debido a síntesis celular.

c) Decremento debido a oxidación celular o respiración endógena.

d) Decremento debido a sólidos suspendidos en el efluente.

Estos componentes se relacionan de acuerdo a la ecuación:

XeQVXa:--QSrYXoQ(AX)(V) (14)

Donde:

AX = producción de lodos, en kg/dia m3.

Y = Fracción de sustrato convertido en nuevas células.

Kd = Fracción por dia de SSV oxidados, en día - 1 -.

Xo = Sólidos suspendidos en el afluente, en kg/día.

Xe = Sólidos Suspendidos en el efluente, en kg/día.

En general QXo y QXe de la ec. 14 son despreciables comparados con los otros dos, sobre todo

cuando existe una operación eficiente en el balance de producción de lodos.

Las ecuaciones 13 y 14 se pueden escribir como:



127

bXat

Sra

Xa

Rr (13a)

KdXat

Sr

Xa

AX (14a)

t = Tiempo de retención hidráulico, V/Q en días.

A partir de estudios experimentales con los residuos líquidos problema, se determinan y se ajustan los valores

de Sr, Xa y Rx y a partir de ellos se calculan.

t

Sr,

Xat

Sr,

Xa

Ax,

Xa

Ax y

Rr

Con estos datos se calculan los coeficientes a’, b’, Y y Kd

Xa Xat

FLUJO TOTALMENTE MEZCLADO SIN RECIRCULACION.

FLUJO TOTALMENTE MEZCLADO CON RECIRCULACION.

1, SX

SoQ,

XSQ ,, 1

1, SX

SoQ, )( qQ

1, SX

1),( SWQ

1,, SXrq

XrWq ),(

Xrw,



128

FLUJO PISTON CON RECIRCULACION.

FIGURA 4.1 SISTEMAS BIOLOGICOS TIPO CONTINUO.

Características típicas de diseño

Rejillas

RLM RLA

Espesor de las barras (cm) 0.6-1.6 0.6-1.6

espaciamiento (cm) 2.5-5.1 1.6-7.6

Inclinación 30-60 0-30

Velocidad de llegada del agua (cm/seg) 30-60 60-90

Pérdida de carga permisible 15 15

Profundidad útil del canal (cm) 30 30

Características típicas de diseño

desarenadores horizontales

Partícula

No. Malla

Partícula

tamaño (mm)

Vel. Sed.

(cm / seg)

Vel. Sed.

(l/m seg)

Área requerida

(m2/lt seg)

18 0.833 7.47 74.70 0.013

20 0.595 5.34 53.40 0.019

35 0.417 3.76 37.60 0.027

48 0.295 2.64 26.40 0.038

85 0.208 1.88 18.80 0.053

100 0.147 1.32 13.20 0.076

150 0.105 0.92 9.20 0.109

Densidad de partícula = 2.65 g/cm

SoQ, )( qQ

1, SX

1,, SXrq

SWQ ),(

XrWq ),(

XrW ,



129

CAPITULO 4. CONTAMINACIÓN DEL AIRE.

LA AMOSFERICA

La atmósfera no es un sujeto pasivo de la contaminación, todos los fenómenos meteorológicos pueden jugar un papel

importante en la evolución de los contaminantes en la atmósfera y, por lo tanto, algunos aspectos relacionados con estos

fenómenos deben tenerse en cuenta.

ASPECTOS METEOROLOGICOS

El viento, la humedad, la inversión y las precipitaciones tienen un papel importante en el aumento o disminución de la

contaminación.

El viento generalmente favorece la difusión de los contaminantes ya que desplaza las masas de aire en función de la

presión y la temperatura. El efecto que puede causar el viento depende de los accidentes del terreno o incluso de la

configuración de los edificios en las zonas urbanizadas.

Al contrario del viento, la humedad juega un papel negativo en la evolución de los contaminantes ya que favorece la

acumulación de humos y polvo. Por otra parte, el vapor de agua puede reaccionar con ciertos aniones aumentando la

agresividad de los mismos, por ejemplo el trióxido de azufre en presencia de vapor de agua se transforma en ácido sulfúrico,

lo mismo ocurre con los cloruros y los fluoruros para dar ácido clorhídrico y fluorhídrico respectivamente.

CONTAMINANTES DEL AIRE

Desde el descubrimiento del fuego el hombre ha contaminado la atmósfera con gases perniciosos y polvo. Cuando se

empezó a utilizar el carbón como combustible en el siglo XIX este problema comenzó a ser una preocupación general. El

aumento de consumo de los combustibles por la industria, por las grandes concentraciones humanas en las áreas urbanas y

por la aparición del motor de explosión, ha empeorado el problema año tras año, debemos tener en cuanta que la principal

causa de contaminación atmosférica es la producida por los motores de gasolina.



130

Cualquier sustancia que añadida a la atmósfera produzca un efecto apreciable sobre las personas o el medio puede ser

clasificado de contaminante, así pues las partículas en suspensión o las especies radiactivas producida en los ensayos

nucleares están también incluidas.

CONTAMINANTES GASEOSOS

Los contaminantes gaseosos son, sin duda los que han merecido un estudio en profundidad. Existen infinidad de gases que

se liberan a la atmósfera y que pueden ser calificados como contaminantes. Estos gases se pueden clasificar como derivados

de sus elementos más característicos, así pues tenemos compuestos derivados del carbono, azufre, nitrógeno etc.

LOS COMPUESTOS GASEOSOS DEL CARBONO

a) Los hidrocarburos

El principal gas de estas características que poluciona la atmósfera es el metano. En un estudio realizado en la ciudad

de Los Angeles entre 1970 y 1972 indico que en la contaminación por hidrocarburos el metano representaba el 85%

del total, los alcanos el 9%, los alquenos el 2.7%, los alquinos el 1% y los aromáticos el 2.3 %.

Los hidrocarburos presentan en general, una baja toxicidad, el problema principal que tiene, es la reactividad

fotoquímica en presencia de la luz solar para dar compuestos oxidados.

b) Los hidrocarburos oxigenados

En este grupo se incluyen los alcoholes, aldehídos, cetonas, éteres, fenoles, esteres, peróxidos y ácidos orgánicos.

La principal causa de su presencia en el aire esta asociada a los automóviles, aunque también pueden formarse por

reacciones fotoquímicas en la propia atmósfera.

c) El monóxido de carbono

Esta considerado como un peligroso gas asfixiante porque se combina fuertemente con la hemoglobina de la sangre

reduciendo la oxigenación de los tejidos celulares.

Se produce en la combustión incompleta del carbón y de sus compuestos, y una de sus principales fuentes de

emisión son los automóviles, aunque también se produce en la naturaleza, fundamentalmente por la actividad de

algas.

d) El dióxido de carbono

La mayor parte del CO2 se produce en la respiración de las biocenosis y, sobre todo, en las combustiones de

productos fósiles ( petróleo y carbón ), el CO2 es un componente del aire es utilizado por los vegetales en la

fotosíntesis.

El nivel de CO2 en la atmósfera esta aumentando de modo alarmante durante los últimos decenios, debido el

desarrollo industrial. Por otra parte se sabe que al aumentar la concentración de CO2 en la atmósfera aumenta la

energía que queda en la tierra procedente del sol, y ello lo hace en forma de calor, este efecto se conoce como el

efecto invernadero, es causado por la transparencia del CO2 , que por una parte permite pasar mejor la radiación

solar y por otra provoca una mayor retención de la radiación IR emitida desde la tierra.

LOS COMPUESTOS GASEOSOS DEL AZUFRE

a) Los óxidos de azufre

De los posibles óxidos de azufre que existen solo el dióxido y el trióxido son importantes contaminantes del aire.

El SO3 se emite conjuntamente con el SO2 en una proporción del 1 a 5 % , pero se combina rápidamente con el

vapor de agua para formar ácido sulfúrico



131

El SO2 es un gas incoloro y de olor irritante, las emisiones de este gas provenientes principalmente de la combustión

de petróleo y carbón, y de una manera especial de las calderas de calefacción y de las instalaciones industriales.

b) Sulfuro de hidrógeno

El sulfuro de hidrógeno es toxico y de olor característico a huevos podridos. Son emitidas a la atmósfera por fuentes

contaminantes, principalmente de papeleras que lo utilizan para extraer celulosa de la madera.

En la atmósfera el sulfuro de hidrógeno es oxidado a dióxido de azufre en pocas horas, aumentando el nivel de éste.

LOS COMPUESTOS GASEOSOS DEL NITROGENO

El nitrógeno forma un gas diatómico muy estable que es el principal componente del aire con un 78%. Por otra parte,

forma un gran numero de compuestos gaseosos, algunos de los cuales tienen origen en el desarrollo de la actividad humana.

a) Oxidos de nitrógeno

Los óxidos de nitrógenos incluyen los siguientes compuestos: oxido nitroso (N2O), oxido nítrico (NO), trióxido de

nitrógeno (NO3), sesquióxido de nitrógeno ( N2O3), tetroxido de nitrógeno (N2O4) y pentoxido de nitrógeno (N2O5),

también pueden encontrarse en el aire los correspondientes ácidos: el ácido nítrico ( HNO3) y el ácido nitroso

(HNO2).

De todos ellos son los tres primeros los que se encuentran en cantidades apreciables.

El NO es producido por acción biológica y en los procesos de combustión. Es oxidado por acción del ozono para

producir NO2 y el tiempo de residencia es de solo 5 días.

El NO2 es uno de los contaminantes más peligrosos, en primer lugar por su carácter irritante y, en segundo lugar,

porque se descompone por medio de la luz solar según la reacción:

NO2 + hv = NO + O

La formación de oxigeno atómico, que es muy reactivo, convierte al oxigeno en ozono.

b) Amoniaco

El amoniaco (NH3) esta considerado un contaminante de poca importancia. Su presencia en la atmósfera se debe

principalmente a la acción de las bacterias, el tiempo de residencia esta estimado en 7 días no conociéndose efectos

dañinos para la salud.

LOS GASES HALOGENADOS

En este grupo se consideran los derivados del fluor, cloro y bromo.

De todos ellos el cloro, el fluoruro, el cloruro de hidrógeno, los freones, los pesticidas y los herbicidas halogenados son los

que se encuentran con mayor frecuencia. Los más peligrosos para el medio ambiente, por sus efectos nocivos en animales y

plantas, son los herbicidas y plaguicidas, así como los fluoruros, que, a su vez, son altamente corrosivos en presencia de

vapor de agua. Por otra parte, los freones deben tenerse en cuenta debido a su posible capacidad de destruir la capa de ozono.

EL OZONO

El ozono (O3) se forma en la atmósfera a partir de la reacción entre el oxigeno molecular y el atómico por reacción

fotoquímica catalizada por la luz solar. Cuando hay acumulación de este gas o bien de otros oxidantes, como peróxidos, en

las capas bajas de la atmósfera se producen efectos nocivos para la salud: irritación en los ojos y membranas mucosas, la

primera vez que se observó este fenómeno fue en Pasadena, un suburbio de los Angeles EEUU.

METALES

Algunos metales y sus derivados presentan valores suficientemente altos de presión de vapor y, por lo tanto, pueden existir



132

como gases en la atmósfera. Un ejemplo típico es el mercurio, cuya emisión a la atmósfera se debe principalmente a los

procesos de obtención del metal y, en segundo termino, a la combustión de fuel con un elevado contenido de mercurio.

Otro ejemplo es el plomo, principalmente en forma de sus alquilderivados utilizados en las gasolinas y emitidos a la

atmósfera por los motores de automóviles.

PARTICULAS Y AEROSOLES

En una atmósfera urbana pueden identificarse partículas de diferentes características, polvo debido a la desintegración

mecánica, con tamaño entre 0,1 y 0,5 micrones, humos que se forman por la condensación de vapores sobresaturados, por

sublimación o bien producidas en las reacciones químicas, con un tamaño aproximado de 1 micrón, brumas formadas por la

suspensión de goticulas procedentes de la condensación de gases o vapores sobre núcleos adecuados, el tamaño de estas

partículas son aproximadamente de 10 micrones.

Cada partícula es diferente en forma, tamaño y composición, al mismo tiempo tiene su historia particular si nos fijamos en

su origen, crecimiento, interacción y desaparición. El proceso de generación de partículas y su posterior eliminación es

continuo y depende de las especificas fuentes contaminantes, ya sean naturales o antropogónicas, interviniendo de manera

importante la meteorología y la topografía de la zona en estudio.

Al conjunto de partículas que pueden encontrarse en la atmósfera se conoce con el nombre de aerosol. El aerosol de las

zonas urbanas contaminadas esta formado, generalmente, por polvo de sílice, no obstante otros compuestos químicos de

diversa índole pueden encontrarse en la atmósfera en forma de aerosol; este es el caso de los sulfatos.

Hay tres mecanismos posibles por lo menos:

a) Fotooxidacion de SO2 en presencia de hidrocarburos insaturados y NO2

b) Oxidación de SO2 en presencia de gotas de agua catalizada por iones metálicos

c) Oxidación catalítica de SO2 adsorbido en partículas sólidas

También pueden encontrarse en el aerosol metales contaminantes, el plomo, producido por los aditivos añadidos a las

gasolinas que utilizan los motores de los automóviles, es uno de los más característicos. Otros metales como cromo, cadmio,

hierro, zinc, etc., también han sido determinados así como diferentes aniones: cloruros, bromuros, nitratos, etc.

Clasificación de los contaminantes atmosféricos más importantes y sus principales fuentes:



133

SINERGIAS ENTRE CONTAMINANTES ATMOSFERICOS



134

Casos históricos:

Mouse Valley, Belgium. 1930 63 muertos por SO2.

Donora, Pennsylvania. 1948 20 muertos por SO2.

Poza Rica, México. 1950, 22 muertos por H2S.

En los Ángeles en 1953 se propusieron cinco ideas para reducir la contaminación.

Reducir las emisiones de hidrocarburos

Fijar estándares de emisiones de automotores

Promover el uso del gas licuado en lugar de diesel para camiones

Considerar la reducción en el crecimiento de industrias

Prohibir el uso de incineradores de basura

Contaminación del aire en el área de loa s Ángeles

%

Hidrocarburos NO

Industria pesada 19 15

Vehículos 44 55

Trenes, barcos, aviones 6 22

Otras fuentes 31 8

CONTAMINANTES EN EL AIRE

Contaminante. Es una sustancia que causa una desviación en la composición media geoquímica

(Contaminantes naturales y antropogenicos).

Contaminante (Polulante). Es una sustancia que causa un efecto adverso en la atmósfera.

Contaminación atmosférica. Condición atmosférica en que sustancias presentes producen un efecto

medible en el humano, animales, vegetales y /o materiales.

Contaminantes atmosféricos: Naturales y antropogenicos.

Naturales: Donde el hombre no tiene nada que ver, por ejemplo: los volcanes, polvaredas, etc.

Hidrocarburos Vapor de agua CO NO Metales pesados

O2, NO2

Compuestos Orgánicos Partículas Ácidos Nitratos Sulfatos

Smog fotoquímico

hv



135

Antropogenicos: Tiene que ver el hombre. La polución antropogénica es muy diversa por ejemplo

los CFCs (clorofluorocarbonos), gases de combustión, HCs (hidrocarburos), etc.

Para los contaminantes aparte de la clasificación de naturales y antropogenicos también se clasifican

como primarios y secundarios.

Los contaminantes primarios son emisiones directas de los compuestos de los compuestos, ejemplos

SO2, H2, S, NO, NH3, CO, hidrocarburos y halógenos (freones, CFCs).

Los contaminantes secundarios son formados de los contaminantes primarios y de las condiciones

meteorológicas; algunos ejemplos de los contaminantes secundarios son; NO2, O3.

PROBLEMA DE LA CONTAMINACIÓN EN EL AIRE

GRUPOS DE CONTAMINANTES Compuestos que tienen

Azufre, Nitrógeno, Carbono, Halógenos, Sustancias toxicas, Compuestos radioactivos

Casos históricos de contaminantes.

1273 se prohíbe la quema de carbón en Londres

Las actividades que producen mas polutantes antes de la revolución industrial era:

1. Metalúrgica. (En aquella época: achas, lanzas, espadas, etc)

2. Cerámica

3. Preservación de productos animales

En 1848 aparece la primera “public Healt act”.

En 1952 hay un gran desastre de contaminación del aire en donde hobo 4000 muertos por SO2.

Aparece el SMOG

smogSomokeFog NeblumaNiebla

Homo

Análisis general de los contaminantes:

Gruesas, dp>2.5m

Finas, dp<2.5m

Inhalables, dp<10m

Partículas primarias:

Iones (radiación solar y cósmica, material radioactivo, combustibles)

Partículas finas. Roció del océano, incendios en bosques

Materiales carbónicos

Emisiones de automotores

Partículas con metales ligeros (Na, Mg, Al, K, Ca)

Partículas con metales pesados (Ti, V, Cr, Mn, F, Ni, Cu, Zn)

Partículas “vivas” (microorganismos, polen, insectos).

Fuentes de

Emisión

Atmósfera

Receptores

Minimizar y controlar

Contaminate

Mezclado y Transformación química



136

Partículas secundarias:

Transformación de 42 SOSO

Transformación de 32 NONO

Transferencia de compuestos orgánicos para formar partículas orgánicas.

Proceso de la planeación de la calidad del aire.

Como se mide la concentración de contaminantes.

PPM. En fase liquida

L

mgr1

1Lt

O1000ml H

econtaminat de1gr

econtaminat1000mgr

agua del m10x1

econtaminat gr1

OmlH

OgrH1

agua de gr10x1

econtaminat gr1ppm1 2

62

2

6

PM

Mn

En fase gaseosa (En fase gas, puede ser relación volumen o relación molar)

atm gasesde .vol10x1

econtaminat vol1ppm1

6 o

atm gasesde .mol10x1

econtaminat mol1ppm1

6

nRTPV RTPM

MPV

RT

PPM

V

M

L

gr

P

nRTVg

¿Qué es la capa de Ozono?

Es una capa de gas formada hace más de 400 millones de años y ubicada en la estratosfera a una

altura entre los 20 Km. y los 35 Km., está compuesta químicamente por 3 moléculas de Oxígeno (O3). Esta

capa evita que gran parte de la radiación solar (ultravioleta) penetre a la superficie terrestre, evitando así que

haya una reducción en la capacidad de los vegetales de producir la fotosíntesis (proceso ocasionado por la luz

en el cual el principal - y más importante - producto obtenido es el Oxígeno), alteraciones en el sistema

inmunitario, producciones de cáncer de piel en los seres humanos, en fin, la capa de ozono mantiene las

condiciones de vida para muchos especies en el planeta.

Diseño de estrategias de control

Distribución de Emisiones

Modelo de calidad Del aire

Distribución de Contaminante

Metereología

Química Atmosférica

Impacto Objetivos



137

EFECTOS DE LOS CONTAMINANTES

EFECTOS DIRECTOS DE LOS CONTAMINANTES

Efectos en la atmósfera

Efectos en los materiales

Efectos en la vegetación

Efectos en la salud humana

Deposición de aerosoles en las vías respiratorias

Estándares de calidad del aire y emisiones

Mecanismos de remoción de contaminantes en la Atmósfera.

Sedimentación : Gravedad y absorción en agua

Lavado

Impacto

Efectos en las propiedades atmosféricas

Reducción de la visibilidad

Formación de neblina y precipitación

Reducción de la radiación solar

Alteración de la temperatura y distribución de vientos

Cambio global en el sistema

Absorción de radiación

Inicio del ciclo fotoquímico

La reducción de la radiación ocurre por:

Absorción y dispersión de la radiación

Causada por el “domo” del calentamiento sobre una ciudad.

Los niveles de reducción de la radiación solar directa están en el orden de un 10% a un 20%.

G A S

hv

P A R T I C U L A

hv



138

Efectos en los materiales

Erosión de las edificaciones

Corrosión de las edificaciones

Debilitamiento de las construcciones

Factores que afectan la fisiología de las plantas.

La planta es más susceptible a los contaminantes a humedad relativas altas, esto se debe al estar

absorbiendo el aire, se recibe la humedad con mayor cantidad de contaminantes.

También la planta causa grandes efectos por la variación estacional diurna. Durante las noche y en el

otoño-invierno la planta recibe más contaminantes.

Efectos en salud humana.

Estudios epidemiológicos. Estos estudios nos permiten determinar los niveles que afectación y mortandad

para enfermedades especificas que son:

Hábitos personales (fumar, ejercicio)

Dietas

Condiciones de vida

Exposiciones ocupacionales

Factores hereditarios

Enfermedades del sistema respiratorio

Bronquitis. Inflamación de los bronquios

Bronquitis aguda. Inflamación del sistema bronquial, tos y respiración afectada.

Enfisema pulmonar. Destrucción de las paredes de los alvéolos.

Efectos del monóxido de carbono

El CO compite con el O2 por uno de los cuatro sitios de Fe en la molécula de hemoglobina

La afinidad del sitio de Fe por el CO es de aproximadamente 210 veces mayor que por el O2

Forma carboxihemoglobina

Efectos en la salud a varios exposiciones de SO2

Enfermedades cardiovasculares

Enfermedades cardiorrespiratorias

Problemas de bronquitis

Muerte

Cambios en los pulsos respiratorios

Resistencia a la respiración

EFECTO INVERNADERO

Actualmente la producción de los gases que provocan el llamado Efecto Invernadero ha aumentado.

Estos gases (principalmente (CO2)) se encargan de absorber la energía emitida por el Sol, impidiendo que los

días sean demasiado calurosos o las noches demasiado frías.

Tensión en la fisiología de la

planta

Factor de explosión

Luz

Humedad relativa

Nutriente

Temperatura

Variación estacional diurna

Disponibilidad de

humedad



139

El efecto invernadero es producido tanto de manera natural como de manera artificial debido a la

acumulación de los gases invernaderos en la atmósfera.

DESCRIPCION DEL PROCESO

A: Absorción de la radiación emitida por el Sol en las capas atmosféricas

B: Reflexión de la radiación solar (aproximadamente un 30% de la radiación absorbida)

C: Captación de la radiación solar reflejada por los gases invernaderos

D: Radiación solar liberada al espacio

El ciclo formado por los puntos B y C, es el responsable de la elevación de la temperatura en las capas más

cercanas a la superficie terrestre.

¿Por qué se produce el efecto invernadero?

El efecto invernadero se origina porque la energía que llega del sol, al proceder de un cuerpo de

muy elevada temperatura, está formada por ondas de frecuencias altas que traspasan la atmósfera con gran

facilidad. La energía remitida hacia el exterior, desde la Tierra, al proceder de un cuerpo mucho más frío,

está en forma de ondas de frecuencias mas bajas, y es absorbida por los gases con efecto invernadero. Esta

retención de la energía hace que la temperatura sea más alta, aunque hay que entender bien que, al final, en

condiciones normales, es igual la cantidad de energía que llega a la Tierra que la que esta emite. Si no fuera

así, la temperatura de nuestro planeta habría ido aumentando continuamente, cosa que, por fortuna, no ha

sucedido.

Podríamos decir, de una forma muy simplificada, que el efecto invernadero lo que hace es provocar que le

energía que llega a la Tierra sea "devuelta" más lentamente, por lo que es "mantenida" más tiempo junto a la

superficie y así se mantiene la elevación de temperatura.

Gases con efecto invernadero

Acción

relativa

Contribución

real

CO2 1 (referencia) 76%

CFC

s

15 000 5%

CH4 25 13%

N2O 230 6%

Como se indica en la columna de acción relativa, un gramo de CFC produce un efecto invernadero 15 000



140

veces mayor que un gramo de CO2, pero como la cantidad de CO2 es mucho mayor que la del resto de los

gases, la contribución real al efecto invernadero es la que señala la columna de la derecha

Otros gases como el oxígeno y el nitrógeno, aunque se encuentran en proporción mucho mayor, no son

capaces de generar efecto invernadero.

Aumento de la concentración de gases con efecto invernadero

En el último siglo la concentración de anhídrido carbónico y otros gases invernadero en la atmósfera ha ido

creciendo constantemente debido a la actividad humana:

A comienzos de siglo por la quema de grandes masas de vegetación para ampliar las tierras de

cultivo

En los últimos decenios, por el uso masivo de combustibles fósiles como el petróleo, carbón y gas

natural, para obtener energía y por los procesos industriales.

La concentración media de dióxido de carbono se ha incrementado desde unas 275 ppm antes de la

revolución industrial, a 315 ppm cuando se empezaron a usar las primeras estaciones de medida exactas en

1958, hasta 361 ppm en 1996.

Los niveles de metano se han doblado en los últimos 100 años. En 1800 la concentración era de

aproximadamente o.8 ppmv y en 1992 era de 17. ppmv

La cantidad de N2Ose incrementa en un 0.25% anual. En la época preindustrial sus niveles serían de

alrededor de 0.275 ppmv y alcanzaron los 0.310 ppmv en 1992.

CAMBIO CLIMÁTICO Por lógica muchos científicos piensan que a mayor concentración de gases con efecto invernadero se

producirá mayor aumento en la temperatura en la Tierra. A partir de 1979 los científicos comenzaron a

afirmar que un aumento al doble en la concentración del CO2 en la atmósfera supondría un calentamiento

medio de la superficie de la Tierra de entre 1,5 y 4,5 ºC.



141

Estudios más recientes sugieren que el calentamiento se produciría más rápidamente sobre tierra

firme que sobre los mares. Asimismo el calentamiento se produciría con retraso respecto al incremento en la

concentración de los gases con efecto invernadero. Al principio los océanos más fríos tenderán a absorber una

gran parte del calor adicional retrasando el calentamiento de la atmósfera. Sólo cuando los océanos lleguen a

un nivel de equilibrio con los más altos niveles de CO2 se producirá el calentamiento final.

Como consecuencia del retraso provocado por los océanos, los científicos no esperan que la Tierra se

caliente todos los 1.5 - 4.5 ºC hasta hace poco previstos, incluso aunque el nivel de CO2 suba a más del doble

y se añadan otros gases con efecto invernadero. En la actualidad el IPCC predice un calentamiento de 1.0 -

3.5 ºC para el año 2100.

La temperatura media de la Tierra ha crecido unos 0.6ºC en los últimos 130 años Los estudios más recientes indican que en los últimos años se está produciendo, de hecho, un

aumento de la temperatura media de la Tierra de algunas décimas de grado. Dada la enorme complejidad de

los factores que afectan al clima es muy difícil saber si este ascenso de temperatura entra dentro de la

variabilidad natural (debida a factores naturales) o si es debida al aumento del efecto invernadero provocado

por la actividad humana.

Para analizar la relación entre las diversas variables y los cambios climáticos se usan modelos

computacionales de una enorme complejidad. Hay diversos modelos de este tipo y, aunque hay algunas

diferencias entre ellos, es significativo ver que todos ellos predicen relación directa entre incremento en la

temperatura media del planeta y aumento de las concentraciones de gases con efecto invernadero.

Pasos del efecto invernadero

El efecto invernadero es un fenómeno atmosférico natural que permite mantener la temperatura del

planeta, al retener parte de la energía proveniente del Sol. El aumento de la concentración de dióxido de

carbono (CO2) proveniente del uso de combustibles fósiles ha provocado la intensificación del fenómeno y el

consecuente aumento de la temperatura global, el derretimiento de los hielos polares y el aumento del nivel de

los océanos.

ETAPA

1

El vapor de agua, el dióxido de carbono (CO2) y el gas metano forman una capa natural en la

atmósfera terrestre que retiene parte de la energía proveniente del Sol. El uso de combustibles

fósiles y la deforestación ha provocado el aumento de las concentraciones de CO2 y metano,

además de otros gases, como el óxido nitroso, que aumentan el efecto invernadero

ETAPA

2

La superficie de la Tierra es calentada por el Sol. Pero ésta no absorbe toda la energía sino que

refleja parte de ella de vuelta hacia la atmósfera.

ETAPA

3

Alrededor del 70% de la energía solar que llega a la superficie de la Tierra es devuelta al

espacio. Pero parte de la radiación infrarroja es retenida por los gases que producen el efecto

invernadero y vuelve a la superficie terrestre.

ETAPA

4

Como resultado del efecto invernadero, la Tierra se mantiene lo suficientemente caliente como

para hacer posible la vida sobre el planeta. De no existir el fenómeno, las fluctuaciones

climáticas serían intolerables. Sin embargo, una pequeña variación en el delicado balance de la

temperatura global puede causar graves estragos. En los últimos 100 años la Tierra ha registrado

un aumento de entre 0,4 y 0,8ºC en su temperatura promedio



142

INVERSIÓN TERMICA

Es un fenómeno que se presenta cuando en las noches despejadas el suelo ha perdido calor por radiación, las

capas de aire cercanas a él se enfrían más rápido que las capas superiores de aire lo cual provoca que se

genere un gradiente positivo de temperatura con la altitud . Esto provoca que la capa de aire caliente quede

atrapada entre las 2 capas de aire frío sin poder circular, ya que la presencia de la capa de aire frío cerca del

suelo le da gran estabilidad a la atmósfera porque prácticamente no hay convección térmica, ni fenómenos de

transporte y difusión de gases y esto hace que disminuya la velocidad de mezclado vertical entre la región que

hay entre las 2 capas frías de aire. ¿Cuánto se presenta? Este fenómeno climatológico se presenta

normalmente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire en todos los ecosistemas

terrestres. También se presenta este fenómeno en las cuencas cercanas a las laderas de las montañas en noches

frías debido a que el aire frío de las laderas desplaza al aire caliente de la cuenca provocando el gradiente

positivo de temperatura. ¿Por qué ocurre? Cuando se emiten contaminantes al aire en condiciones de

inversión térmica, se acumula debido a que los fenómenos de transporte y difusión de los contaminantes

ocurren demasiado lentos, provocando graves episodios de contaminación atmosférica de consecuencias

graves para la salud de los seres vivos. ¿Es un fenómeno natural peligroso? La inversión térmica es un

fenómeno peligroso para la vida cuando hay contaminación porque al comprimir la capa de aire frío a los

contaminantes contra el suelo la concentración de los gases tóxicos puede llegar hasta equivaler a 14 veces

más. Condiciones de inversión térmica de larga duración con contaminantes de bióxido de azufre y partículas

de hollín causaron la muerte de miles de personas en Londres, Inglaterra en 1952 y en el Valle de Ruhr,

Alemania en 1962. La inversión térmica se rompe cuando se calienta el suelo y vuelve a emitir calor lo cual

restablece la circulación normal en la troposfera.

Para poder entender qué es una inversión térmica o atmosférica, es necesario saber cómo se encuentra la

temperatura de la atmósfera normalmente: en las partes bajas de la atmósfera la temperatura es más cálida,

mientras que en las partes altas tiende a ser más fría.

Lo que pasa en la inversión térmica, como su nombre lo indica, es precisamente que se invierte la

temperatura, el aire frío se queda abajo y el aire caliente sobre el frío. Pero, ¿cómo sucede este fenómeno?

Los procesos que dan origen a este fenómeno se dan durante la ausencia de calor, es decir en la noche, ya que

la temperatura del suelo al no recibir los rayos del Sol se enfría, haciendo lo mismo con el aire que se

encuentra en su entorno; el aire que se encuentra en las capas superiores no modifica su temperatura y por lo

tanto queda un aire más frío y denso debajo de un aire tibio y por lo tanto menos denso. El aire tibio que

queda arriba, precisamente por ser más ligero que el aire frío, impide la salida del aire frío creándose así la

inversión térmica.

La inversión térmica se rompe cuando el Sol calienta nuevamente a la superficie, volviendo a nivelar la

temperatura atmosférica.



143

Como vemos, es un fenómeno que podemos presenciar todos los días, pero que combinado con los

contaminantes puede ser un arma mortal ya que éstos no suben a la superficie sino que se quedan atrapados en

el aire frío, este problema se vuelve más grave en el período invernal.

Tipos de inversión térmica. Inversión térmica de altura.- se da normalmente en los períodos de invierno y es la que afecta más

gravemente a la población, pues no permite la dispersión de los humos y gases debido a que el aire frío llega a

tener una altura de 800 a 1,200 mts. y puede permanecer durante muchas horas.

Inversión térmica a nivel del suelo.- se produce normalmente en los meses no invernales; se le

llama así por su baja altura (menos de 20 mts.). Se puede identificar fácilmente por la formación de una

pequeña capa de vapor de agua sobre la hierba durante las primeras horas del día, que no desaparece sino

hasta que el Sol calienta el suelo. Debido a que se rompe fácilmente, no influye mucho en la contaminación

atmosférica.

El calentamiento de la atmósfera funciona por que se presenta el efecto invernadero.

La atmósfera tiene las siguientes capas:

La máxima concentración del ozono se encuentra en la estratosfera que se encuentra entre 15 y 40Km.

La atmósfera sufre cambios diurnos(se enfría y se calienta), lo que ocasiona que los gases se mezclen.

Hay tres niveles básicos de estabilidad atmosférica en base a la cual se tratan de realizar los estudios de

contaminares.

20

40

60

80

Altura (Km.)

200

0 300 Temperatura °K

Troposfera Tropopausa

Estratosfera

Estratopausa

Mesosfera

Mesopausa

Termosfera

INGENIERÍA AMBIENTAL

M EN C. GABRIEL MARTINEZ HERRERA. FAC. DE INGENIERÍA QUÍMICA 144

La altura a la cual el gas puede ascender y él limite que es la inversión térmica se le conoce como zona de

mezclado.

Lluvias acidas

La lluvia ácida es un asunto de significativo interés ambiental y económico en el mundo. Esta

sección explica de dónde proviene y cuáles son los efectos de ese fenómeno.

Se forma generalmente en las nubes altas donde el SO2 y los NOx reaccionan con el agua y el

oxígeno, formando una solución diluida de ácido sulfúrico y ácido nítrico.

La radiación solar aumenta la velocidad de esta reacción.

Causas de la lluvia acida:

Los causantes de esta lluvia se da por los óxidos de azufre se emiten al quemar combustibles, los

carbones o fracciones pesadas del petróleo.

Los proceses de combustión que se efectúa habitualmente.

Uso del combustible de motor para fines distintos del transporte.

Combustion de productos energéticos.

Eliminación de desechos sólidos.

Consecuancias:

a Atmósfera neutral b Atmósfera estable c Atmósfera inestable

1 Km

2 Km

3 Km

4 Km

Atmósfera

H(altura)

0 10 20 30 40 T

Zona de mezclado

c a b



Afecta a las hojas de los vegetales, quitándoles la cubierta cerosa y provocando pequeñas lesiones en

la acción fotosintética.

Daña las plantas recién nacidas.

en lo humano no trae tanta consecuencia ya que en esa lluvias lo utilizamos en algo mas importante;

como por ejemplo: para hacer aluminios.

FUENTES DE CONTAMINANTES

Fuentes y clasificación de contaminantes

Gases

Primarios

Secundarios (formados por reacciones de los primarios)

Partículas

Primarias inhalables, finas

Secundarias gruesas

Fuentes

Naturales (volcanes, pantanos(metano, etc.), etc.)

Antropogenicas (Industria, comercio, transporte urbano)

Combustión de hidrocarburos y carbón

Los hidrocarburos tienen distintos potenciales de formación de ozono (reactividad)

Metano reactividad mas baja (casi cero).

Si se realiza una comparación entre las fuentes contaminantes en el aire en algunos casos las fuentes

naturales son de mayor magnitud que las antropogenicas; sin embargo las emisiones antropogenicas se

encuentran concentradas en las ciudades o en zonas.

El combustible que “normalmente]” se utiliza en las fuentes móviles son las gasolinas, por lo que

definiremos él número de octanos.

El octanaje es el porcentaje en volumen de isoctano (2,3,4 trimetil pentano) en una mezcla de n-

heptano e isoctano.

El número de octanos se puede mejorar a través de aditivos en los combustibles.

Tetraetilo de plomo (es de uso en México)

Dibromoetileno

Dicloroetileno

Eter metil- terbutilico

Razón de estequimetria:

Octano (C8H8)

Combustión del octano

22222188 N47OH9CO8N47O5.12HC

12.5+47=59.5 16+9=25/2=12.5

Relación de 22 O/N en aire 1

59.5

comb

airemolar Relacion

22 O/N =0.79/0.21=3.76

2N en la reacción de combustión:

3.76 mol 22 molO/N (12.5 mol O2)=47 moles

La misma relación se puede establecer en base masa

PM 188HC =8(12)+18(1)=114kg

PM 2O =12.5(16*2)=400Kg



PM 2N =47(28)=1316Kg

PM 2CO =8(12+32)=352Kg

PM OH2 =9[2(1)+16]=162Kg

En condiciones atmosféricas la relación volumen = relación molar

combKg

aireKg 05.15

114

1716

combm

airemmolar Relacion

El nitrógeno y él oxigeno se disocian térmicamente y empiezan a formar NOx (óxidos de nitrógeno).

Uso de carbón combustible

La combustión y control de emisiones es un problema complejo.

Primero reaccionan componentes volátiles y después otros compuestos que pueden contener

nitrógeno.

Las especies con azufre(designadas como R-S o X-S) reaccionan para formar SO2 o SO3 .

Finalmente el material mineral es volatilizado y subsecuentemente condensado para formar

partículas submicronicas.

Se ha detectado que las fuentes móviles son causa de una gran cantidad de NOx en el ambiente; estas

fuentes móviles son motores de combustión interna, que los podemos clasificar como:

Motores de 4 tiempos (Carga, explosión, liberación de gases, preparación para la carga)

Motor de diesel

Motor turbina de gas

MOTOR DE GASOLINA

Encendido Por chispa. La mezcla de aire/combustible se prepara en el carburador (En sistemas nuevos se

tiene otro modelo de inyección de combustible llamado “fuel Inyección”)

Aire/combustible

Mezcla estequiométrica 14.7

Rica <14.7

Pobre >14.7

No combustible >20 o >10

La gasolina es una mezcla de Hidrocarburos HC como:

Parafinas

Olefinas

Naftalenos

Compuestos aromáticos

Las formulaciones varían dependiendo de: La zona geográfica y de La época del año.

MOTOR DE DIESEL

Emisiones:

Olores

Humo

Ruidos

Monóxido de Carbono

HC no quemados

Óxidos de nitrógeno



PRODUCCIÓN DE OXIDOS DE NITRÓGENO

Los óxidos de nitrógeno al igual que los del carbono, tienen enlaces múltiples. Se conocen los óxidos que

corresponden a todos los estados de oxidación del nitrógeno de +1 a +6.

COMPUESTO VALENCIA

Óxido de di nitrógeno, óxido nitroso N2O +1

Óxido de nitrógeno, óxido de nitrógeno NO +2

Trióxido de dinitrógeno N2O3 +3

Dióxido de nitrógeno NO2 +4

Tetróxido de dinitrógeno N2O4 +4

Pentóxido de dinitrógeno N2O5 +5

Trióxido de nitrógeno (inestable) NO3 +6

El N2O, conocido como gas hilarante, se prepara calentando nitrato de amonio a unos 200ºC.

NH4 NO3 2H2O + N2O (g)

El NO se prepara por oxidación a altas temperaturas del N2 o NH3, en laboratorio por reducción de nitrato de

sodio con sulfato ferroso.

El NO es un gas incoloro. Es una sustancia paramagnética por su número impar de electrones. Se presenta en

todos los procesos de combustión con el aire y rápidamente se oxida a NO2.

El NO2 O-N=O se prepara industrialmente por oxidación de NO y calentando nitrato de plata:

NO + ½ O2 NO2 (g)

2Pb (NO3)© 2PbO© + 4 NO2 (g) +O2

El NO2 es un gas café-rojizo. Es paramagnético y su carácter de radical libre lo predispone a combinarse

consigo mismo:

2NO2 (g) N2O (g)

El NO2 es un veneno fatal; la exposición inicial puede causar inflamación de los pulmones con muy poco

dolor, pero se puede presentar la muerte por el edema resultante. La exposición continua a concentración tan

bajas como 500 ppm (0.05 % en volumen), puede ser fatal en 48 horas. El NO2 reviste gran importancia en la

contaminación atmosférica pues es el principal óxido del nitrógeno que se forma durante la combustión con el

aire, o en reacciones secundarias a partir de otros óxidos, así como debido a que interviene en una serie de

reacciones atmosféricas que conducen a la formación de humo y niebla. El humo de cigarrillo contiene 300

ppm de NO2.

Puede formarse de manera Primaria (contaminación), como la formación térmica; pero también de manera

secundaria (Atmósfera)

22 NOO2

1NO Se forma en la punta de la flama (en el lugar más caliente)

La formación térmica se da en las puntas (lengüeta) de la flama (zona caliente) y su formación depende de la

temperatura. Para la formación térmica de los NOx por disociación del O2 se necesitan temperaturas mayores

a 2000°K y menores a 4500°K.

Reacciones para la formación térmica de NOx

MO2MO2

NNONOO 2

ONOON 2



Para resolver estas expresiones podemos realizarlas por aproximaciones al estado pseudoestacionario. (Así

como se generan se descomponen)

R1 MO2MO,1

1

k

k2

R2 NNONOO2

,2

k

k2

R3 ONOON,3

3

k

k2

Entonces el cambio de concentración para la formación de NOx es:

,3

,232 RRRR

dt

NOd

222 NOkR 233 ONkR

NNOkR,2

,2 NNOkR

,3

,3

Los cálculos de equilibrio muestran:

2. La máxima concentración de NO se da a 3500°K

3. La disociación de O2 es grande arriba de 3000°K

4. La disociación del N2 es importante a temperaturas superiores a 4500°K

Para bajar las emisiones se debe asumir combustibles alternos; donde los más importantes son:

Gas licuado de petróleo

Gas natural

Metanos

Etanol

Debido a que estos gases presentan una temperatura adiabática de flama menor que los HC(hidrocarburos)

mayores y por lo tanto tendrán menos formación de NOx

Para minimizar algunas emisiones de las fuentes móviles, ahora se utilizan convertidores catalíticos que

realizan la siguiente función

Los convertidores catalíticos pueden estar formados de los siguientes metales: Pt/Pd, CuO, NiO,Cu/Ni, Pt/Fe,

Pt/Ni, Ru, Pt/Rh El tiempo de residencia de los gases en el convertidor es del orden de 2seg y la reacción se

lleva a cabo a altas temperaturas.

Un estudio comparativo de uso de diesel y gas natural nos muestra los siguientes resultados:

Teniendo en cuenta que las combustiones frías tienen baja producción de NOx



QUÍMICA ATMOSFÉRICA

QUIMICA ATMOSFERICA EN FASE GASEOSA

Reacciones fotoquímicas: Estas reacciones se inician por la absorción de un fotón por un átomo, radical libre

o Ion.

A+hA*

Caminos que sigue el componente una vez que se excita:

colision por ionDesactivac *

ciaFluorescen *

Pr...*

....*

4

3

212

211

MAMA

hAA

oductosCCBA

nDisociacioBBA

Del total de las moléculas se seguirán diferentes caminos en diferentes proporciones dependiendo de la

temperatura y la radiación incide.

RENDIMIENTO CUANTICO

0.1

absorbidosfotonea de numero

iprocesoel por n reaccionaque * Ade oleculasm

4

1i

i

i

EXPRESIONES CINETICAS

Velocidad de formación de A*

Ak

dt

Ad

Donde:

K= Constante llamada razón de absorción especifica

La especie excitada tiene un tiempo de vida muy corto por lo que rápidamente pasara a ser producto. Ejemplo:

La velocidad de formación de C1 en (2) es:

*Ah A;Ak

dt

Cd2

1

De la reacción:

Ak

dt

*Ad

Ak

dt

Cd

Akdt

Ad

dt

Cd

21

21

El flujo solar o radiación actínica esta definido por segcm

FotonesF

2 y la densidad de radicación actínica I La

cual esta en función del ángulo con el CENIT dIdF

oductosPr...CCB*A 212



Ahora para la Constante de Velocidad por descomposición (1) se evalúa con la siguiente

integral

2

1

aa dIT,T,k

Donde:

a(,T)= Sección transversal de absorción de la molécula A@I y T; [=]cm2

T,a =Rendimiento Cuántico

I = Densidad de radiación

Para resolver esta integral se tiene que hacer por un método numérico, utilizando los promedios en el rango de

integración

ii I T,T,k

12

12i

LL

2

LL

la Se obtiene de diferentes compuestos de la Fig. 4.1 de Seinfeld (Pág. 114) y i de Fig. 4.2 Y para la

radiación Solar utilizaremos la tabla 4.a4 del apéndice 4

Para

ONOhNO1

2

MOMOO 32

2

223

3 ONONOO

24

2 ONONOO

3M

52 NONOO

26

3 NO2NONO

2M

7NONOO

52M

832 ONNONO

329

52 NONOON



A partir de la reacción (4) y estableciendo un mecanismo de estado pseudoestacionario.

(-) Reactivos

(+) Productos

Al asumir el estado Pseudoestacionario tenemos:

Para

0RR:NO 653 por lo tanto 65 RR

0RR:ON 9852 por lo tanto 98 RR

0RRRRR:O 75421

Como cambia la concentración de [NO2] con respecto al tiempo desde al primer reacción

98765431

2 RRRR2RRRRdt

NOd (8)

Recordando que 65 RR y 98 RR

Al sustituir en la ecuación (8)

88755431

2 RRRR2RRRRdt

NOd

Eliminando términos semejantes nos queda:

75431

2 RRRRRdt

NOd (9)

Ahora despejamos R1 de 0RRRRR:O 75421

75421 RRRRR (10)

Sustituyendo (10) en (9)

75437542

2 RRRRRRRRdt

NOd

Recordando que 321 RRR obtenemos

75427542

2 RRRRRRRRdt

NOd

Eliminando términos semejantes

44

2 RRdt

NOd

Quedando



4

2 R2dt

NOd (11)

Del análisis anterior se concluye que la reacción (4) es la que controla la [NO2]

24

2 NOOk2dt

NOd (12)

QUIMICA ATMOSFERICA EN FASE ACUOSA

Cuando se llevan a cabo las restricciones en fase gaseosa se considera que es una reacción homogénea; sin

embargo debido a que en el ambiente hay humedad, entonces la reacción se lleva a cabo en una fase

heterogénea (Gas-Liquido)

LEY DE HENRY

.ACOH

g

22g

AA

OH.AOHA

2

Realizando la expresión para la constante de reacción:

atm*Lt

molH

P

OH*Ak A

A

2

De acuerdo con la Ley de Henry podemos predecir que en fase se va a encontrar el contaminante

En la tabla 5.2 se encuentran algunos coeficientes de la ec. De Henry.

EQUILIBRIO CO2/H2O

La absorción de CO2 en agua nos lleva al siguiente equilibrio:

3COH

3HCO

3HCOHO

2H

2CO

O2

H2

COO2Hg2

CO

Las constantes de equilibrio para cada expresión:

3HCO

3COH

C2K ;

O2

H2

CO

3HCOH

C1K ;

2CO

P

O2

H2

CO

hcK

EQUIPO PARA CONTROLAR LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE

Antes de sugerir un equipo de control, se sugiere considerar los siguientes parámetros:

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LAS PARTÍCULAS. Distribución del tamaño, densidad,

reactividad, etc.

GASTO A TRATAR, INCLUYENDO CONCENTRACIÓN DE LAS PARTICULAS.

TEMPERATURA Y PRESIÓN DEL FLUJO.

CARACTERÍSTICAS DE LA FASE GASEOSA. En especial su corrosividad.

REQUERIMIENTO DEL FLUJO TRATADO. Éste parámetro es de mucho importancia dado que indica la

eficiencia requerida, la cual estará en función de que cumpla con la NOM, y la recuperación de polvos y

líquidos comercialmente valiosos para su venta.

Las medidas correctivas a manejar para controlar los contaminantes del aire son, proponer otro tipo de nergía,

mejores combustibles, cambio de proceso, cambio de ubicación, control en la fuente (chimeneas, equipos de

separación, equipos de conversión etc.)



Sedimentación de partículas

Libre: No hay obstrucción contra partículas.

Impedida: Hay obstrucción del movimiento atmosférico, el movimiento se considera como un movimiento

libre.

Para el caso de la contaminación atmosférica, el movimiento se considera como un movimiento libre.

Fuerzas que actúen sobre la partícula:

Realizando un balance de fuerzas en la partícula tenemos:

maF

maFFF DBG

Si dt

dva

dt

dv

gc

mFFF DBG

mgFG

gc

gV

gc

gmfF PFb

RpV6FD (Para flujo laminar)

Ley de Stokes Re<1

Apgc2

VCF

2D

D (Para un flujo turbulento)

F

F VpDpRe

Si sustituimos estas tres ecuaciones en la expresión de dt

dv

m

Ap

2

VC1g

dt

dv2

D

P

F

21

DP

FP

CAp

mg2Vt

PP2P

3PP

2P

PP D3

2

D4

D6

D4

D

Ap

m

Sustituyendo Ap

men Vt

21

P

F

FD

PP 1gC3

D4Vt

FB FD

FG



CD=f(Re) F

tF VDpRe

Para un flujo laminar CD=24/Re

18

D1gVt

2PP

P

F

18

DgVt

2PFP

Para ecuaciones en las cuales la velocidad de la partícula no esta en un régimen laminar, se deben corregir las

expresiones y estas expresiones son de tipo empírico.

200000Re500 44.0

500Re2 0.15Re1Re

24

0.2Re0.1 Re2lnRe160

9Re

16

31

Re

24

0.1Re Re

24

C

0.687

2

D

Cámara De Sedimentación Por Gravedad

Una cámara de sedimentación es simplemente una cámara grande a través del cual pasa un gas

contaminado lentamente, dando el tiempo necesario para que las partículas sedimenten por gravedad en el

fondo. Es un equipo no sofisticado que debe ser limpiado manualmente a intervalos regulares. La

construcción es simple, requiere poco mantenimiento y tiene algunos usos en industrias con gases sucios

como algunos procesos metalúrgicos.

La velocidad de sedimentación de las partículas debe ser mayor a 13 cm/s lo cual aplica para partículas

mayores a 50 μm si la partícula tiene baja densidad, y de 10 μm si la partícula tiene densidad alta. La

siguiente figura muestra un sedimentador por gravedad

El área transversal (WH) es mucho más grande que aquella sección que dirige los gases hacia la

entrada o salida, por lo tanto, la velocidad en la cámara es menor que en estos dos ductos. Se utilizan bafles

colocados en la cámara para distribuir el flujo de aire en su interior. Si no se usan bafles, el flujo de aire irá

por la parte central y el resultado será una pobre colección de partículas

Diagrama esquemático de un sedimentador por gravedad típico



.

Filtros de Tela

Cuando se desea una alta eficiencia en el control de partículas menores que 5 μm se utilizan los filtros como

método de control. Existen dos tipos:

a) Filtros de lecho profundo

b) Filtros de bolsas

Los filtros de lecho profundo se asemejan a los filtros de hornos. Fibras empacadas se usan para interceptar

partículas en la corriente de gas. Para gases relativamente limpios y bajos volúmenes, como sistemas de aire

acondicionado son efectivos. Para gases industriarles con altos volúmenes, se prefieren filtros de bolsas.

La teoría de la colección mediante la impactación por inercia sobre lechos de filtración en mucho más

compleja que para colectores ciclónicos debido a que se forma una torta que altera la geometría.

Considere un gas cargado de polvo que se acerca a una fibra cilíndrica de diámetro df. Si se proyecta el área

de la sección transversal de la fibra (por longitud unitaria de fibra, por ejemplo)corriente arriba es una

dirección paralela a flujo, solo aquellas partículas en el flujo no perturbado corriente arriba, que están dentro

del área proyectada podrán impactar en el cilindro. Por lo tanto, una eficiencia de impactación se define como

fracción de partícula de tamaño dado que pasan a través del área



Colectores Húmedos

En un colector húmedo, se utiliza un líquido, por lo general, agua, para capturar las partículas o para aumentar

el tamaño de los aerosoles. En cualquiera de los dos casos, el tamaño aumentado resultante facilita la

remoción del contaminante de la corriente de gas. Partículas finas tanto líquidas como sólidas, que varían

entre 0.1 y 2.0 μm, se pueden remover de un modo efectivo de una corriente de gas, por medio de colectores

húmedos. El fin primordial del dispositivo es la adecuada dispersión de la fase líquida a fin de obtener un

buen contacto entre la fase de las partículas (o de aerosol) y la fase líquida. Existen varios tipos de equipo,

entre los que destacan:

1. Lavadores de cámara de aspersión (con o sin placas de choque, Fig. 1)

2. Lavadores ciclónicos (ciclones húmedos, Fig. 2a)

3. Lavadores venturi (Fig. 2b)

Independientemente del tipo de equipo utilizado, el principal requerimiento es la manera de iniciar el impacto

o intercepción de una partícula con una gota. Por lo tanto es importante determinar, cuáles propiedades de la

partícula, gotas y del fluido influyen en dicho choque.

Fig. 1. Esquema de un lavador de placas de choque húmedas



a) b)

Fig. 2: Lavadores húmedos: a) Tipo ciclón, b) Tipo venturi vertical de flujo descendente

Precipitadores Electrostáticos

Son equipos de alta eficiencia en la recolección de partículas que pueden trabajar corrientes con temperatura

relativamente altas. Existes equipos para gastos volumétricos desde 100 a 4,000 ft3/min y se utilizan para

remover partículas entre 0.05 y 200 μm.

Existes diferente arreglos geométricos, los más generales son los de alambre - tubos y los de alambre – platos

(Fig 3). Se suministra un potencial alto de corriente directa (30-75 kV) entre los platos y alambres. Esto

resulta en la creación de un campo de iones entre el alambre y el plato (Fig 4). A medida que el flujo de gas

pasa entre el alambre y el plato, los iones se “adhieren” en las partículas, dándoles una carga negativa . Las

partículas migran hacia el plato con carga positiva donde se “pegan”. Los platos son limpiados en intervalos

frecuentes y las hojas de partículas aglomeradas caen en un contenedor.

A diferencia de los filtros de tela, no es necesario parar el flujo de gas entre los platos durante la limpieza. La

velocidad del gas es lenta (menos de 1.5 m/s) para permitir las migración de la partícula. De esta forma, la

velocidad terminal de la hoja de partículas es suficiente para depositarse en la tolva antes de que exista

resuspensión.



Figura 3: Precipitadores Electrostáticos con: a) alambre en tubo, b) alambre y plato

Electrostático

Figura 4. Precipitador electrostático y sus partes.

Control de Contaminantes Gaseosos

Absorción



Consiste en transferir un contaminante de la fase gaseosa a la fase líquida. Este es un proceso de transferencia

de masa en el cual el gas se disuelve en el líquido. La disolución puede o no ser acompañada de una reacción

química. La transferencia de masa es un proceso de difusión en donde el contaminante en el gas se mueve de

un punto con alta concentración a un punto con baja concentración. La remoción del contaminante se puede

resumir en tres pasos:

1. Difusión del contamínate gaseoso a hacia la superficie del líquido

2. Transferencia a través de la interfase gas/líquido (disolución)

3. Difusión del gas disuelto de la interfase hacia el líquido (Fig. 5)

Figura 5. Esquema de las variaciones de concentración cerca de la interfase entre el líquido y el gas

Existen dos tipos de equipos para absorción: cámaras de aspersión (Fig. 6) y torres o columnas de absorción

(Fig. 7). Los lavadores húmedos son una clase de cámaras de aspersión pero son ineficientes para absorber

gases, aunque son muy eficientes para colectar partículas.

En las torres de absorción se utiliza una película de líquido como medio de absorción a diferencia de las

cámaras de aspersión en donde se utilizan gotas del líquido para absorber el gas. En cualquiera de los casos,

es necesario que la solubilidad del gas sea relativamente alta. Si se utiliza agua como solvente, los gases

susceptibles a absorberse son limitados a compuestos inorgánicos como el amoniaco (NH3), cloro (Cl2) y

dióxido de azufre (SO2).

Concentración volumétrica en

la fase

gaseosa, YAG

Posición de la

interfase

Gas

yAi

xAi

Concentración del volumen en la

fase líquida, XAL

Distancia z

xA o yA



Figura 6. Cámara de Aspersión

Figura 7. a) Distribución de una torre de absorción y b) formas de los empaques convencionales



Relaciones de Transferencia de Masa

Con base a la Ley de Fick para la difusión de un gas (A) a través de un segundo gas (B) inactivo, se

puede demostrar que NA, la tasa molar de transferencia de A por unidad unitaria de la sección transversal, está

dada por:

cc

zcDN

A

AABA

1

/

Donde DAB es el coeficiente de difusión molecular, o de difusividad, expresado en unidades de

longitud al cuadrado por unidad de tiempo (L2/T); cA es la concentración molar de la especia A, en moles por

unidad de volumen; c es la concentración molar de la especie A, en moles por unidad de volumen; y z es la

dirección de transferencia de masa, en unidades de longitud.

Para la difusión molecular de la especie A a través de otro líquido, la tasa de transferencia de masa se expresa

usualmente por

12 AAL

A ccz

DN

La absorción para una sustancia no reactiva está gobernada por la presión parcial del contaminante. Para

soluciones diluidas (consideración muy común en sistemas de control de contaminación) la relación entre la

presión parcial y la concentración del gas en la solución esta dada por la Ley de Henry:

*

1

* HCP

donde:

P* = Presión parcial en equilibrio del contaminante, atm.

H = Constante de Henry, atm-m3/g

C*1 = Concentración del contaminante gaseoso en la fase líquida, g/m3

Si la concentración C*1 se expresa en fracción mol, H tiene unidades de presión. Debido a la definición

parcial, la Ley de Henry representa también la razón de concentración en el gas y en el líquido:

x

y

C

CH

L

g

La constante de Henry puede ser expresada en diferentes unidades. Cuando la ley de Henry es desarrollada

para transferir aire en agua, la constante típicamente toma unidades de mg/L-atm o mol/L-atm. Es

extremadamente importante revisar las unidades cuidadosamente antes de usar los valores reportados en las

tablas. Una forma adimensional de la constante se obtiene por:

RT

HH ´

Donde:

H´= constante de Henrry (adimensional)

H = constante de Henrry (atm-m3/mol)

R = Constante universal de los gases= (8.25 x 10-5

atm-m3/mol-°K)

T = Temperatura (°K)



Flujo contracorriente

Figura 3. Notación para una torre empacada de absorción con flujo contracorriente

Adsorción

Es una operación de transferencia de masa en el cual un gas se acumula en una interfase o en la superficie de

un sólido. Al material que se acumula se le llama adsorbato y el material que lo acumula se le llama

absorbente.

La atracción puede ser:

Electrostática (atracción iónica)

Física (movimiento de moléculas)

Química (reacción entre adsorbato y adsorbente en la superficie)

Isotermas de Adsorción

Es la descripción entre la relación soluto adsorbido y soluto en solución cuando se ha alcanzado el equilibrio.

adsorbente de Masa

adsorbido soluto de Masa

m

xqe (1)

Ce = Concentración de equilibrio

La isoterma de adsorción describe la relación entre Ce y qe

Una forma de predecir si el compuesto puede ser adsorbido es revisando la forma de la curva

dz

Lm,2 Ls X2 X2

Lm,1 Ls X1 X1

Gm,

2 Gc y2 Y2

Gm,

1 Gc y1 Y1

Área de sección Transversal, A

(1)

(2)

T = Const. P = Const.



Figura 1. Tipos de Adsorción

Modelo Lineal

ee KCq (2)

Fig. 2 Modelo lineal

Donde K es una constante experimental

Isoterma de Freundlich

Es un modelo empírico que es válido para un rango limitado de concentración de soluto.

n

ee KCq /1 para n > 1 (3)

)(1

)()( ee CLogn

KLogqLog (4)

Donde n es una constante del experimento.

Si de grafica la ecuación anterior en un papel Log – Log se obtiene una línea recta.

qe

Ce

K

I. Adsorción

Favorable

II. Adsorción

Lineal

III. Adsorción

Desfavorable

qe

Ce



Modelo de Langmuir

Suposiciones:

La adsorción máxima corresponde a una monocapa saturada de moléculas de soluto

No existe trasmigración del adsorbato en la superficie

e

e

o

ebC

bCQq

1 (5)

Fig.3 Modelo Langmuir

Q° = número de moles de soluto adsorbidos por peso unitario de adsorbente que forma una monocapa

en la superficie

b = Constante

qe = Cantidad de soluto adsorbido por unidad de masa de adsorbente

Ce = Concentración de soluto en la solución

Formas lineales de la Isoterma de Langmuir

a.

Q

C

bQq

C e

e

e 1 (6)

b.

ee CbQQq

1111 (7)

Fig4. Modelos lineales de Langmuir

qe

Ce

Q°

1/bQ° 1/Q°

Ce/qe Ce

1/qe



Modelo de B.E.T.

Suposiciones:

Se pueden formar varias capas de adsorbato en la superficie

Existe una distribución uniforme de energía de adsorción en la superficie

s

ees

ee

CC

BCC

QBCq

11

(8)

donde Cs es la concentración de saturación y B es una constante del modelo

Fig. 5 Modelo B.E.T

Forma lineal del modelo

Cs

Ce

BQ

B

BQqCC

C

ees

e 11

)( (9)

CAPITULO 5. RESIDUOS SÓLIDOS

La legislación de los residuos busca proteger el bien público de los riesgos que conlleva para el

ambiente y la salud la generación y manejo inadecuados de los residuos, es decir, las conductas negativas de

quienes los generan y manejan.

Por lo anterior, se anticipa que una legislación en la materia debe proponer pautas de conducta o

normas jurídicas que orienten las conductas de los particulares involucrados en la generación y el manejo de

residuos, de una manera susceptible de verificar y, en su caso, de sancionar por incumplimiento.

La importancia que adquiere el manejo integral de los residuos se percibe al considerar el contenido de

los principios establecidos en las disposiciones generales de la Ley General de referencia que hacen mención

a lo siguiente:



Sujetar las actividades relacionadas con la generación y manejo integral de los residuos a las

modalidades que dicte el orden e interés público para el logro del desarrollo nacional sustentable;

La prevención y minimización de la generación de los residuos, de su liberación al ambiente, y su

transferencia de un medio a otro, así como su manejo integral para evitar riesgos a la salud y daños a

los ecosistemas;

Corresponde a quien genere residuos, la asunción de los costos derivados del manejo integral de los

mismos y, en su caso, de la reparación de los daños;

La disposición final de residuos limitada sólo a aquellos cuya valorización o tratamiento no sea

económicamente viable, tecnológicamente factible y ambientalmente adecuada;

La producción limpia como medio para alcanzar el desarrollo sustentable

En estos principios se identifican algunos de los componentes del manejo integral de los residuos:

Los de carácter preventivo en cuanto a la generación de residuos, que incluyen la consideración a la

producción más limpia, entre otros.

Los destinados a evitar daños a la salud y al ambiente, mediante medidas de seguridad en el manejo

de los residuos para prevenir su liberación al ambiente.

Los que se relacionan con modalidades de manejo, como la valorización (por ejemplo, a través de su

reciclaje), el tratamiento y la disposición final.

Estas consideraciones hacen anticipar que:

A las autoridades gubernamentales les corresponde elaborar las guías, lineamientos o normas

jurídicas que especifiquen las pautas de conducta, procedimientos o medidas para prevenir la

generación y manejar de manera segura y ambientalmente adecuada los residuos, así como verificar

su cumplimiento.

A los generadores y a quienes manejan los residuos les corresponde acatar las disposiciones jurídicas

al respecto emanadas de las autoridades competentes y adoptar voluntariamente las guías y

lineamientos formulados para orientarlos a cumplir tales disposiciones normativas de carácter

obligatorio.

Manejo integral de los residuos sólidos

Tratándose de una norma jurídica de carácter obligatorio, centrada en el manejo integral de los residuos,

la legislación en la materia precisa definir con claridad lo que se entiende como tal, lo cual quedó expresado

de la manera siguiente en la Ley General de referencia:

Manejo Integral: Las actividades de reducción en la fuente, separación, reutilización, reciclaje, co-

procesamiento, tratamiento biológico, químico, físico o térmico, acopio, almacenamiento, transporte y

disposición final de residuos, individualmente realizadas o combinadas de manera apropiada, para adaptarse a

las condiciones y necesidades de cada lugar, cumpliendo objetivos de valorización, eficiencia sanitaria,

ambiental, tecnológica, económica y social.

Nuevamente nos encontramos ante otra definición compleja, que comprende variados componentes, tales

como:



La reducción de los residuos en la fuente.

La separación de los residuos.

El reciclaje.

El co-procesamiento.

El tratamiento biológico.

El tratamiento químico.

El tratamiento físico.

El tratamiento térmico.

El acopio.

El almacenamiento.

El transporte.

La disposición final.

Las implicaciones de tal definición son desafiantes ya que, entre otros, demandan el desarrollo de una

serie de acciones por parte de las propias autoridades, de los generadores de residuos, de los inversionistas

interesados en contribuir al desarrollo de los mercados de servicios al respecto, de las instituciones educativas,

de las cámaras o asociaciones empresariales, que deben quedar reflejadas en las legislaciones locales.

Componentes del manejo integral de los residuos

A manera de ejemplo, se citan a continuación algunas de las definiciones contenidas en la Ley General

respecto de los componentes del manejo integral de los residuos.

Aprovechamiento de los

Residuos:

Conjunto de acciones cuyo objetivo es recuperar el valor económico de los

residuos mediante su reutilización, remanufactura, rediseño, reciclado y

recuperación de materiales secundarios o de energía

Co-procesamiento: Integración ambientalmente segura de los residuos generados por una industria o

fuente conocida, como insumo a otro proceso productivo

Disposición Final: Acción de depositar o confinar permanentemente residuos en sitios e

instalaciones cuyas características permitan prevenir su liberación al ambiente y

las consecuentes afectaciones a la salud de la población y a los ecosistemas y sus

elementos

Incineración: Cualquier proceso para reducir el volumen y descomponer o cambiar la

composición física, química o biológica de un residuo sólido, líquido o gaseoso,

mediante oxidación térmica, en la cual todos los factores de combustión, como la

temperatura, el tiempo de retención y la turbulencia, pueden ser controlados, a

fin de alcanzar la eficiencia, eficacia y los parámetros ambientales previamente

establecidos. En esta definición se incluye la pirólisis, la gasificación y plasma,

sólo cuando los subproductos combustibles generados en estos procesos sean

sometidos a combustión en un ambiente rico en oxígeno

Producción Limpia: Proceso productivo en el cual se adoptan métodos, técnicas y prácticas, o

incorporan mejoras, tendientes a incrementar la eficiencia ambiental de los

mismos en términos de aprovechamiento de la energía e insumos y de

prevención o reducción de la generación de residuos

Reciclado: Transformación de los residuos a través de distintos procesos que permiten

restituir su valor económico, evitando así su disposición final, siempre y cuando

esta restitución favorezca un ahorro de energía y materias primas sin perjuicio

para la salud, los ecosistemas o sus elementos

Reutilización: El empleo de un material o residuo previamente usado, sin que medie un proceso

de transformación

Separación Primaria: Acción de segregar los residuos sólidos urbanos y de manejo especial en

orgánicos e inorgánicos, en los términos de esta Ley

Separación Secundaria: Acción de segregar entre sí los residuos sólidos urbanos y de manejo especial

que sean inorgánicos y susceptibles de ser valorizados en los términos de esta

Ley



Tratamiento: Procedimientos físicos, químicos, biológicos o térmicos, mediante los cuales se

cambian las características de los residuos y se reduce su volumen o peligrosidad

Termólisis: Proceso térmico a que se sujetan los residuos en ausencia de, o en presencia de

cantidades mínimas de oxígeno, que incluye la pirólisis en la que se produce una

fracción orgánica combustible formada por hidrocarburos gaseosos y líquidos,

así como carbón y una fase inorgánica formada por sólidos reducidos metálicos

y no metálicos, y la gasificación que demanda mayores temperaturas y produce

gases susceptibles de combustión

Tratamientos por

Esterilización:

Procedimientos que permiten, mediante radiación térmica, la muerte o

inactivación de los agentes infecciosos contenidos en los residuos peligrosos

Valorización: Principio y conjunto de acciones asociadas cuyo objetivo es recuperar el valor

remanente o el poder calorífico de los materiales que componen los residuos,

mediante su reincorporación en procesos productivos, bajo criterios de

responsabilidad compartida, manejo integral y eficiencia ambiental, tecnológica

y económica

A continuación se citan algunas de las facultades de las autoridades gubernamentales de los tres

niveles, relativas al establecimiento de normas jurídicas o pautas de conducta para el manejo integral de los

residuos de su competencia, referidas en la Ley General.

Facultades de

las autoridades

federales

Expedir reglamentos, normas oficiales mexicanas y demás disposiciones jurídicas

para regular el manejo integral de los residuos peligrosos, su clasificación,

prevenir la contaminación de sitios o llevar a cabo su remediación cuando ello

ocurra;

Expedir reglamentos, normas oficiales mexicanas y demás disposiciones jurídicas

para regular el manejo integral de los residuos de la industria minero-metalúrgica

que corresponden a su competencia de conformidad con esta Ley y la Ley

Minera;

Expedir las normas oficiales mexicanas relativas al desempeño ambiental que

deberá prevalecer en el manejo integral de residuos sólidos urbanos y de manejo

especial;

Expedir las normas oficiales mexicanas que establezcan los criterios para

determinar qué residuos estarán sujetos a planes de manejo, que incluyan los

listados de éstos, y que especifiquen los procedimientos a seguir en el

establecimiento de dichos planes;

Regular los aspectos ambientales relativos al transporte de los residuos peligrosos;

Verificar el cumplimiento de la normatividad en las materias de su competencia, e

imponer las medidas de seguridad y sanciones que en su caso correspondan;

Emitir las normas oficiales mexicanas para prevenir la contaminación por

residuos cuya disposición final pueda provocar salinización e incrementos

excesivos de carga orgánica en suelos y cuerpos de agua.

Facultades de

las autoridades

de las entidades

federativas

Expedir conforme a sus respectivas atribuciones, y de acuerdo con las

disposiciones de esta Ley, los ordenamientos jurídicos que permitan darle

cumplimiento conforme a sus circunstancias particulares, en materia de manejo de

residuos de manejo especial, así como de prevención de la contaminación de

sitios con dichos residuos y su remediación;

Verificar el cumplimiento de los instrumentos y disposiciones jurídicas referidas

en la fracción anterior en materia de residuos de manejo especial e imponer las

sanciones y medidas de seguridad que resulten aplicables.

Facultades de

las autoridades

municipales

Emitir los reglamentos y demás disposiciones jurídico-administrativas de

observancia general dentro de sus jurisdicciones respectivas, a fin de dar

cumplimiento a lo establecido en la presente Ley y en las disposiciones legales

que emitan las entidades federativas correspondientes;

Verificar el cumplimiento de las disposiciones de esta Ley, normas oficiales



mexicanas y demás ordenamientos jurídicos en materia de residuos sólidos

urbanos e imponer las sanciones y medidas de seguridad que resulten aplicables.

La Ley General a la que se hace referencia, previó que las autoridades de los tres órdenes de

gobierno realicen los siguientes actos de autoridad respecto al manejo integral de los residuos y de la

infraestructura y servicios requeridos para ello:

A nivel federal Autorizar el manejo integral de residuos peligrosos, así como la prestación

de los servicios correspondientes, de conformidad con lo previsto en esta

Ley;

Promover, en coordinación con los gobiernos de las entidades federativas, de

los municipios, de otras dependencias y entidades involucradas, la creación

de infraestructura para el manejo integral de los residuos con la participación

de los inversionistas y representantes de los sectores sociales interesados.

A nivel de las

entidades federativas Autorizar el manejo integral de residuos de manejo especial, e identificar los

que dentro de su territorio puedan estar sujetos a planes de manejo;

Promover, en coordinación con el Gobierno Federal y las autoridades

correspondientes, la creación de infraestructura para el manejo integral de

residuos sólidos urbanos, de manejo especial y residuos peligrosos, en las

entidades federativas y municipios, con la participación de los inversionistas

y representantes de los sectores sociales interesados.

A nivel municipal Prestar, por sí o a través de gestores, el servicio público de manejo integral

de residuos sólidos urbanos, observando lo dispuesto por esta Ley y la

legislación estatal en la materia;

Otorgar las autorizaciones y concesiones de una o más de las actividades que

comprende la prestación de los servicios de manejo integral de los residuos

sólidos urbanos.

Manejo integral de residuos peligrosos

De manera específica, diversas de las disposiciones de la legislación en la materia a la que se hace

mención, abordan como sigue las responsabilidades en el manejo integral de los residuos peligrosos, de

manera a orientar a sus generadores y a quienes ofrecen servicios de manejo.

Responsabilidades

Los generadores de residuos peligrosos y los gestores de este tipo de residuos, deberán manejarlos de manera

segura y ambientalmente adecuada conforme a los términos señalados en esta Ley.

Los generadores y demás poseedores de residuos peligrosos, podrán contratar los servicios de manejo de estos

residuos con empresas o gestores autorizados para tales efectos por la Secretaría, o bien transferirlos a

industrias para su utilización como insumos dentro de sus procesos, cuando previamente haya sido hecho del

conocimiento de esta dependencia, mediante un plan de manejo para dichos insumos, basado en la

minimización de sus riesgos.

La responsabilidad del manejo y disposición final de los residuos peligrosos corresponde a quien los genera.

En el caso de que se contraten los servicios de manejo y disposición final de residuos peligrosos por empresas

autorizadas por la Secretaría y los residuos sean entregados a dichas empresas, la responsabilidad por las

operaciones será de éstas, independientemente de la responsabilidad que tiene el generador.

Los generadores de residuos peligrosos que transfieran éstos a empresas o gestores que presten los servicios

de manejo, deberán cerciorarse ante la Secretaría que cuentan con las autorizaciones respectivas y vigentes, en

caso contrario serán responsables de los daños que ocasione su manejo.

Las personas que generen o manejen residuos peligrosos deberán notificarlo a la Secretaría o a las autoridades

correspondientes de los gobiernos locales, de acuerdo con lo previsto en esta Ley y las disposiciones que de

ella se deriven.



En la Ley General que sirve de ejemplo en este documento, se establecieron disposiciones de carácter

general para el manejo de los residuos peligrosos y otras que plantean modalidades de manejo con algunas

diferencias en función de los volúmenes de generación de estos residuos.

Incluso se prevé la posibilidad de que los establecimientos industriales, comerciales y de servicios

que son microgeneradores de residuos peligrosos estén sujetos a control por parte de las autoridades locales,

lo cual amerita una consideración particular en las legislaciones locales, lo que también ocurre con los

residuos peligrosos domésticos, según se indica a continuación.

Obligaciones comunes y diferenciadas

Obligaciones comunes Los generadores de residuos peligrosos, deberán identificar, clasificar y

manejar sus residuos de conformidad con las disposiciones contenidas en

esta Ley y en su Reglamento, así como en las normas oficiales mexicanas

que al respecto expida la Secretaría.

En cualquier caso los generadores deberán dejar libres de residuos

peligrosos y de contaminación que pueda representar un riesgo a la salud

y al ambiente, las instalaciones en las que se hayan generado éstos, cuando

se cierren o se dejen de realizar en ellas las actividades generadoras de tales

residuos.

Grandes generadores Los grandes generadores de residuos peligrosos, están obligados a

registrarse ante la Secretaría y someter a su consideración el Plan de

Manejo de Residuos Peligrosos, así como llevar una bitácora y presentar

un informe anual acerca de la generación y modalidades de manejo a las

que sujetaron sus residuos de acuerdo con los lineamientos que para tal fin

se establezcan en el Reglamento de la presente Ley, así como contar con

un seguro ambiental, de conformidad con la Ley General del Equilibrio

Ecológico y la Protección al Ambiente.

Pequeños generadores Los pequeños generadores de residuos peligrosos, deberán de registrarse

ante la Secretaría y contar con una bitácora en la que llevarán el registro

del volumen anual de residuos peligrosos que generan y las modalidades de

manejo, sujetar sus residuos a planes de manejo, cuando sea el caso, así

como cumplir con los demás requisitos que establezcan el Reglamento y

demás disposiciones aplicables.

Microgeneradores Las personas consideradas como microgeneradores de residuos peligrosos

están obligadas a registrarse ante las autoridades competentes de los

gobiernos de las entidades federativas o municipales, según corresponda;

sujetar a los planes de manejo los residuos peligrosos que generen y que

se establezcan para tal fin y a las condiciones que fijen las autoridades de

los gobiernos de las entidades federativas y de los municipios competentes;

así como llevar sus propios residuos peligrosos a los centros de acopio

autorizados o enviarlos a través de transporte autorizado, de

conformidad con las disposiciones legales aplicables.

El control de los microgeneradores de residuos peligrosos, corresponderá a

las autoridades competentes de los gobiernos de las entidades federativas y

municipales, de conformidad con lo que establecen los artículos 12 y 13 del

presente ordenamiento.

Generadores domésticos Las disposiciones del presente Título no serán aplicables a los residuos

peligrosos que se generen en los hogares en cantidades iguales o menores a

las que generan los microgeneradores, al desechar productos de consumo

que contengan materiales peligrosos, así como en unidades habitacionales o

en oficinas, instituciones, dependencias y entidades, los cuales deberán ser

manejados conforme lo dispongan las autoridades municipales

responsables de la gestión de los residuos sólidos urbanos y de acuerdo con

los planes de manejo que se establezcan siguiendo lo dispuesto en este

ordenamiento.



La Secretaría, en coordinación con los gobiernos de las entidades

federativas y de los municipios, promoverá acciones tendientes a dar a

conocer a los generadores de los residuos a que se refiere este precepto, la

manera de llevar a cabo un manejo integral de éstos.

Los aspectos relativos a los procesos mismos de manejo a lo largo del ciclo de vida integral de los

residuos peligrosos, así como a los planes de manejo correspondientes, serán objeto de capítulos ulteriores de

este Manual.

Manejo integral de residuos sólidos urbanos y de manejo especial

En la Ley General de los residuos que se ha venido empleando para describir el tipo de disposiciones

jurídicas que pueden sustentar la gestión y el manejo integral de los residuos, se ha puesto énfasis en describir

lo que procede en el caso de los residuos peligrosos de competencia federal, salvo en lo que respecta al

control de los residuos peligrosos domésticos y de establecimientos microgeneradores.

Por el contrario, en lo que respecta a los residuos sólidos urbanos y de manejo especial de jurisdicción

municipal y de las entidades federativas, respectivamente, la Ley General solo establece principios, criterios y

disposiciones de orden general, previendo que sean los ordenamientos jurídicos locales los que precisen las

formas de gestión y de manejo integral, lo cual quedó asentado como sigue:

La regulación de la generación y manejo integral de los residuos sólidos urbanos y los residuos de manejo

especial, se llevará a cabo conforme a lo que establezca la presente Ley, las disposiciones emitidas por las

legislaturas de las entidades federativas y demás disposiciones aplicables.

Por la importancia ambiental que tiene la disposición final de este tipo de residuos, en la Ley General

se dispuso lo siguiente, que debiera verse reflejado en los ordenamientos jurídicos locales:

Las normas oficiales mexicanas establecerán los términos a que deberá sujetarse la ubicación de los sitios, el

diseño, la construcción y la operación de las instalaciones destinadas a la disposición final de los residuos

sólidos urbanos y de manejo especial, en rellenos sanitarios o en confinamientos controlados.

Las normas especificarán las condiciones que deben reunir las instalaciones y los tipos de residuos que

puedan disponerse en ellas, para prevenir la formación de lixiviados y la migración de éstos fuera de las

celdas de confinamiento. Asimismo, plantearán en qué casos se puede permitir la formación de biogás para su

aprovechamiento.

Los municipios regularán los usos del suelo de conformidad con los programas de ordenamiento ecológico y

de desarrollo urbano, en los cuales se considerarán las áreas en las que se establecerán los sitios de

disposición final de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial.

En cuanto a los residuos de manejo especial, la Ley General dispone que:

Para la prevención de la generación, la valorización y la gestión integral de los residuos de manejo especial,

las entidades federativas establecerán las obligaciones de los generadores, distinguiendo grandes y pequeños,

y las de los prestadores de servicios de residuos de manejo especial, y formularán los criterios y lineamientos

para su manejo integral.

A su vez, en lo que se refiere a los residuos sólidos urbanos, la Ley General prevé que:

Los municipios, de conformidad con las leyes estatales, llevarán a cabo las acciones necesarias para la

prevención de la generación, valorización y la gestión integral de los residuos sólidos urbanos, considerando:

Las obligaciones a las que se sujetarán los generadores de residuos sólidos urbanos;

Los requisitos para la prestación de los servicios para el manejo integral de los residuos sólidos

urbanos, y



Los ingresos que deberán obtener por brindar el servicio de su manejo integral.

Finalmente, en la mencionada Ley General, se prevé la posibilidad de que se establezcan

prohibiciones respecto de los residuos sólidos urbanos y de manejo especial, de la manera siguiente:

La legislación que expidan las entidades federativas, en relación con la generación, manejo y disposición final

de residuos sólidos urbanos podrá contener las siguientes prohibiciones:

Verter residuos en la vía pública, predios baldíos, barrancas, cañadas, du ctos de drenaje y

alcantarillado, cableado eléctrico o telefónico, de gas; en cuerpos de agua; cavidades subterráneas;

áreas naturales protegidas y zonas de conservación ecológica; zonas rurales y lugares no autorizados

por la legislación aplicable;

Incinerar residuos a cielo abierto, y

Abrir nuevos tiraderos a cielo abierto.

Ejemplo real sobre clausura y saneamiento un ex tiradero de basura y, construcción y operación de un

relleno sanitario.(Tlalnepantla de Baz, estado de México).

Resumen.

Una vez detectados los problemas originados por la mala disposición de la basura en el Municipio de

Tlalnepantla, sus autoridades decidieron clausurar y sanear el tiradero a cielo abierto a través de CIMA; para

ello fue necesario realizar estudios de reconocimiento y un proyecto ejecutivo que considerase variables

técnicas, económicas y climatológicas. Fue así como la obra se realizó en tres etapas relacionadas con la

época de lluvias y la naturaleza de los trabajos por ejecutar.

Por otro lado, el diseño, construcción y operación del relleno sanitario se apega a lo estipulado en las

Normas Oficiales Mexicanas en materia de ecología y aún se han implementado actividades de apoyo que

permiten garantizar la preservación del medio ambiente.

Antecedentes.

Las principales ciudades de la República Mexicana siguen creciendo aceleradamente y demandando

servicios públicos que ofrezcan a sus habitantes condiciones de vida con estándares de calidad elevados

dentro del ámbito nacional e internacional, y el Municipio de Tlalnepantla no es la excepción. Durante

muchos años el servicio referente al manejo de los residuos sólidos urbanos ha quedado circunscrito tan solo a

la recolección, sin prestar la suficiente atención a la disposición final de estos y, es ahí donde actualmente se

presentan los mayores problemas de contaminación; por mencionar algunos tenemos:

Incendios recurrentes (fotografía 1).



Fotografía 1.

Proliferación de fauna nociva.

Dispersión de diversos materiales hacia terrenos aledaños (fotografía 2).

Malos olores.

Fotografía 2. Dispersión de materiales.

Escurrimiento y filtración de lixiviados de naturaleza contaminante hacia cuerpos de agua superficiales o

subterráneos (fotografía 3).

Fotografía 3. Escurrimiento superficial de lixiviados.

La separación rudimentaria de subproductos conocida como pepena deriva en problemas de salud

pública y marginación social para las personas que a ello se dedican; además, ocasiona disputas muy severas

por el control de su mercado y retribuciones.

Por todo esto, en el año de 1997 las autoridades del H. Ayuntamiento de Tlalnepantla licitaron y

adjudicaron en un contrato administrativo de prestación de servicios la Clausura y Saneamiento del extiradero

de Basura de Tlalnepantla, así como la Construcción y Operación del nuevo Relleno Sanitario.

Clausura y saneamiento del ex tiradero.

Generalidades.



El antiguo tiradero de basura utilizado por el Municipio de Tlalnepantla de Baz para la disposición

final de sus residuos durante poco más de seis años, tiene una superficie de 16.34 hectáreas, se estima que

durante su vida útil recibió aproximadamente 1’800,000 toneladas de residuos a razón de 700 ton/día y picos

de hasta 1000 ton/día.

Se localiza en la zona Norte del Área Metropolitana de la Ciudad de México. En la margen

occidental de la Autopista México-Querétaro, al N-NW de la colonia La Providencia, zona de Barrientos,

Municipio de Tlalnepantla de Baz, Estado de México. Colinda al Sur con el actual Relleno Sanitario y ambos

están dentro del terreno destinado para este particular (figura 1).

Figura 1. Localización del sitio.

Su clausura y saneamiento es parte del contrato de concesión para la construcción y operación del relleno

sanitario.

Objetivos.

Estabilizar la masa de residuos, evitando así posibles deslizamientos de material que pongan en

peligro la seguridad e integridad de la infraestructura colindante así como de las personas que

habitan en la zona.

Sellar la totalidad de la superficie con arcilla para mitigar la filtración de agua de lluvia hacia el

interior, evitar la dispersión de materiales ligeros por la acción del viento, malos olores, proliferación

de fauna nociva e incendios, así como permitir la salida controlada del biogas.

Convertir el sitio en un área verde que se puede incorporar al entorno de manera armoniosa.

Proceso de la clausura y saneamiento.

Se planeó en tres etapas bien definidas para evitar en lo posible trabajar en épocas de lluvia; o bien,

cuando el terreno se encuentra saturado por sus efectos.

La etapa uno fue prácticamente de reconocimiento y evaluación de la problemática, de ésta se

desprendió la urgencia por atacar una primera zona en la que ya eran evidentes las fallas de taludes por la

sobrecarga que soportaban en los hombros y el incremento de las presiones de poro. Se desarrolló de abril de

1998 a julio del 2000.

La segunda etapa se planeó para atacar de manera definitiva el problema, concentrando los esfuerzos en el

período enero-julio del 2001.



Por último, la etapa tres es prácticamente de mantenimiento de las condiciones topográficas originales y la

revegetación paulatina del sitio; por lo tanto su duración será el de la vida útil del sitio de disposición actual.

Etapa I.

Estudio topográfico de detalle en 16.34 hectáreas de terreno.

Estudio de geofísica para detectar espesores de residuos, contactos con el terreno natural y tipos de

materiales al interior.

Proyecto ejecutivo, en el que se consideró el menor movimiento de residuos posible.

Captación y conducción de lixiviados hacia la laguna del relleno sanitario para su control. Longitud total

del sistema implantado 320.0 m.

Construcción de cunetas para captación y desvío de agua pluvial en 550.0 m.

Acondicionamiento de caminos de acceso en aproximadamente 550.0 m.

Formación y estabilización de taludes, incluyó el corte, carga, acarreo, conformación, bandeo y cobertura

de 150,000 m3 de residuos (fotografía 4).

Fotografía 4. Vista de la geometría del extiradero después de los trabajos en la etapa I.

Perforación y habilitación de 39 pozos de venteo de biogas.

Etapa II.

Estabilización de taludes cuyas alturas oscilan entre los 15 y 20 m con una relación de pendiente

horizontal:vertical de 2.5:1, incluyó el corte, carga, acarreo, conformación y bandeo de 215,000 m3 de

residuos (fotografía 5).



Fotografía 5.

Conformación de bermas. Permite la circulación vehicular para mantenimiento futuro y la captación y

conducción de aguas pluviales para su desalojo de manera controlada.

Colocación de material de sello. Se colocó una capa de arcilla compactada en 60 cm de espesor, para

evitar la filtración de agua de lluvia hacia el interior de los residuos. La superficie total trabajada fue de

140,000 m2 (fotografía 5).

Lavadero, cunetas y cárcamos. Se construyó un lavadero principal para el desalojo del agua de lluvia, así

como cunetas en 750.0 m de camino de acceso.

Camino de acceso. Su longitud total en esta etapa fue de 1300.0 m de terracería con bombeo del 2%,

suficiente para dar salida al agua de lluvia.

Inducción de especies vegetales silvestres propias de la región en algunas zonas, para su adecuación a

las condiciones del sitio y su posterior proliferación a todo el predio.

Etapa III.

El cuidado continuo de esta zona y su revegetación hasta lograr la total incorporación al entorno, es una

tarea constante que tendremos que realizar hasta el final de la vida útil del relleno sanitario.

Perforación de pozos de venteo de biogas.

Las fotografías 6 y 7 muestran las condiciones iniciales y finales del extiradero de basura de Tlalnepantla.



Fotografía 6.

Fotografía 7.

CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN DEL RELLENO SANITARIO.

Características generales del proyecto.

La superficie del terreno cedido en usufructo para la construcción y operación del relleno sanitario es de 28.27

hectáreas. En este lugar deposita sus residuos el Municipio de Tlalnepantla de Baz y algunos usuarios

particulares que aportan hasta el 12% del ingreso total mensual, en total se reciben 800 toneladas diarias los

365 días del año, con horario de las 6:00 a las 22:00 horas.

El proyecto contempla una producción inicial de 800 ton/día y un incremento anual del 1.0%, durante los

veinte años que durará la concesión y que a su vez es la vida útil total estimada para el sitio.

Estudios previos.

De acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-083-ECOL-1996 se hicieron estudios previos a la

construcción del relleno sanitario que garantizaran la seguridad e integridad del medio ambiente. A

continuación se mencionan cada uno de ellos.

Geología regional y local.

Geofísica.

Mecánica de suelos.

Geohidrología.

Manifestación de impacto ambiental.



Las conclusiones más relevantes de estos son:

El sistema en su conjunto es de permeabilidad pobre.

En general el área se considera tectónicamente estable.

Para el caso de las excavaciones, los taludes de éstas permanecerán estables con pendientes de tan

solo 2.5:1.

No se detectó la presencia del nivel freático en los primeros 50 metros de profundidad.

La ejecución del proyecto es ambientalmente favorable, ya que está orientado a la solución de un

importante problema que está actualmente afectando zonas territoriales, masas de agua, atmósfera y

la salud de la población.

Obras complementarias y construcción.

Una vez terminados los estudios previos, se complementó el proyecto ejecutivo del relleno sanitario para su

inmediata construcción y puesta en marcha. Las obras complementarias con que cuenta son:

Caseta de vigilancia (fotografía 8).

Portón de acceso (fotografía 8).

Oficinas administrativas, taller, almacén, regaderas y vestidores (fotografía 8).

Fotografía 8. Vista exterior del área de servicios.

Báscula camionera del tipo eliminadora de fosa de cimentación, computarizada, capacidad de 70.0

toneladas y 23.0 metros de longitud.

3,000 m2 de estacionamiento para vehículos y camiones recolectores.

Cerca perimetral a base de malla ciclónica y tres hilos superiores de alambre de púas, en 2.0 metros de

altura con una longitud total de 2,800 metros.

Forestación de la zona de amortiguamiento perimetral a partir de árboles trueno, talla mínima al momento

de sembrar 2.0 metros, a cada 3.0 metros en tres hileras al tres bolillo. En la colindancia con la colonia La

Providencia se sembraron en siete hileras.

Camino perimetral, pavimentado con material recuperado, longitud 800.0 metros con 2,000.0 metros de

terracería.

Drenes para captación y conducción de agua pluvial, destinados mayoritariamente al desvío del agua de

lluvia antes de su ingreso a la parcela.

Caminos de acceso, principal y secundarios totalmente pavimentados en aproximadamente 2.0

kilómetros.



Instalación eléctrica, hidráulica, sanitaria y de gas L.P. para servicio de regaderas.

Tanque para almacenamiento de diesel con capacidad de 12,000 litros, incluye dique de seguridad por

derrames accidentales.

Laguna de almacenamiento y evaporación de lixiviados, con capacidad para 4,000.0 m3, totalmente

impermeabilizada mediante la colocación de las siguientes capas:

- Geotextil de 200 gm/m2. Para protección de la membrana plástica en su contacto con el terreno natural.

- Primera Geomembrana de polietileno de alta densidad, virgen, en 1 mm de espesor. Es el material que

proporciona la impermeabilidad del conjunto y retiene cualquier posible fuga de la segunda

geomembrana.

- Georred 140. Proporciona una separación y protección adicional entre las dos membranas plásticas en

caso de ruptura de la que se encuentra al exterior.

- Segunda Geomembrana de polietileno de alta densidad, virgen, en 1 mm de espesor. Es el material que

proporciona la impermeabilidad del conjunto.

Como medida de seguridad se aisló esta zona mediante una malla ciclónica de 2.0 metros de altura, y para

mejorar aún más su estética, se plantó bambú plumoso en todo su perímetro (fotografía 9).

Fotografía 9. Vista superior de la laguna de lixiviados.

Preparación de la celda 1.

Trazo y nivelación. Se marcó físicamente en el terreno lo que se había diseñado en los planos del

proyecto, el área total de la primera celda fue de 7.0 hectáreas.

Excavación. Con la intención de obtener material de cobertura de buena calidad, así como prolongar la

vida útil del sitio, se hizo una excavación de 3.0 metros de profundidad. El material producto del corte se

almacenó en un banco cercano a la zona futura de operación y con ello su fácil ulterior extracción para la

cobertura diaria de residuos.

Afine de las superficies. Esta actividad es mecanizada en las superficies horizontales y manualmente en

los taludes; independientemente de cómo se afinaron, se inspeccionaron minuciosamente en recorridos a

pie quitando exclusivamente a mano las pequeñas salientes o imperfecciones que pudiesen dañar la

membrana.

Excavación de drenes de captación y conducción de lixiviados. Una vez que se terminó de afinar la celda

se procedió a trazar los drenes y a excavarlos; las dimensiones mínimas prácticas de estos son: 1.5 metros

de ancho por 0.4 metros de profundidad.

Colocación de geotextil. El material empleado es de 200 gm/m2 y se colocó en taludes y en aquellas

zonas donde el afine fue exclusivamente manual. Su función es proteger la membrana plástica de las

imperfecciones del terreno sobre el que se coloca. Debido a las grandes alturas de taludes que tenemos en

este relleno sanitario, la impermeabilización vertical se hace progresivamente de abajo hacia arriba, en

franjas de 7.0 a 8.0 metros de altura, de tal forma que los residuos recibidos en la operación diaria sean

los que le den el soporte necesario al sistema; mientras esto sucede, los materiales se fijan a la pared

mediante clavos y rondanas de hule que evitan rasgaduras.



Colocación de geomembrana. Al igual que el afine, la colocación de geomembrana fue una etapa crítica,

en superficies horizontales se hizo de la siguiente forma: Sobre el terreno perfectamente fino y libre de

cualquier objeto punzocortante, se tienden los paños de membrana del largo requerido, la unión entre

paños se hizo por termofusión a 415 ºC y a una velocidad de 1.0 metro por minuto aproximadamente. Las

máquinas de unión empleadas tienen contacto continuo sobre el área de traslape en dos puntos

equidistantes, que al final del trabajo forman un conducto.

Se comprobó la hermeticidad de las uniones taponando ambos extremos de los conductos formados, e

inyectando aire a 50 lb/pulg2 durante 5 minutos, al cabo de los cuales ésta no descendió más de 1 lb/pulg

2.

Las pequeñas perforaciones hechas al material durante su manejo se vulcanizaron mediante material de aporte

fundido y colocado sobre el área por reparar. Las pruebas de hermeticidad en éstas fueron por aplicación de

vacío a 50 lb/pulg2.

En los taludes los paños de geomembrana son de largo variable, siempre y cuando no exceda los 10.0 metros,

y con un ancho de 6.86 metros; se colocan verticalmente con ayuda de poleas y escaleras para finalmente

anclarles a la pared mediante clavos. En estos casos las uniones se hacen por medio de aplicación directa de

aire a 600 ºC de temperatura.

Protección mecánica de la geomembrana. La membrana de polietileno es un material que puede ser

fácilmente dañado por el tránsito de la maquinaria pesada, para evitarlo fue necesario protegerla

mecánicamente de la siguiente forma: En superficies horizontales, se logró colocando una capa de arcilla

producto de las excavaciones en dos espesores de 20 centímetros cada una, compactadas al 90% Proctor.

Es de suma importancia que el material empleado esté libre de rocas y/o terrones y, delimitar los drenes de

captación y conducción de lixiviados con costales para evitar su azolve.

Si se trata de superficies de taludes, la protección es a partir de llantas de desecho, apiladas horizontalmente; o

bien, costales rellenos de arcilla, siendo esta última opción la menos recomendable por su alto costo en

materiales y mano de obra.

Drenes de captación y conducción de lixiviados. Esta es la última tarea en la fase de construcción y se

ejecutó como sigue:

Durante la colocación de la protección mecánica se tendió una hilera de costales rellenos de tepetate a tres

hiladas de cada lado de los drenes, quedando perfectamente delimitados por ellos.

Posteriormente, se barrió con agua a presión y/o aire la geomembrana de la superficie del dren y se colocó un

paño de geotextil en toda su longitud. Inmediatamente se vació manualmente una cama de boleo de 4

pulgadas de diámetro como mínimo libre de finos, finalmente se remató vaciando rocas de origen ígneo de la

misma granulometría indicada para el boleo, libre de finos y cuyos cantos pudieron o no, tener aristas.

En tanto los drenes quedaban inmersos en la masa de residuos, se cubrieron temporalmente con plásticos para

evitar el ingreso de azolve a su interior.



Operación.

La operación en el Relleno Sanitario de Tlalnepantla de Baz inicia diariamente a las 6:00 hr y termina a las

22:00 hr durante los 365 días del año. Está integrada básicamente por cuatro operaciones que son:

Ingreso. Los trabajos de operación comienzan con el ingreso de los vehículos al área de báscula donde se

registran y pesan, siempre y cuando estén autorizados por la Dirección de Ecología del H. Ayuntamiento:

Descarga. Ya en el frente de vertido los acomodadores de la empresa concesionaria le indican al

conductor del camión el sitio donde debe depositar los residuos. Posteriormente, la unidad sale del frente

de vertido y toma el camino señalado como Salida para dirigirse directamente a la báscula.

Extendido y compactación. Esta actividad se desarrolla inmediatamente después de que algunos

vehículos recolectores han vaciado sus residuos en el frente de vertido. Consiste básicamente en

empujarlos con la hoja topadora de la maquinaria, la cual al ir avanzando sobre el talud de basura

(con pendiente 4:1) comienza a elevar la cuchilla para perder bajo ésta una capa de

aproximadamente 60.0 centímetros de residuos, que debido al efecto de las repetidas ocasiones en

que se realiza esta actividad se compactan de manera inicial.

Los trabajos de extender y compactar los residuos se circunscriben a un frente de vertido de 35.0 metros de

largo para dentro de él poder atender hasta 8 vehículos a la vez, pudiendo avanzar en dirección transversal al

frente la longitud necesaria según el ingreso de residuos. La altura de la celda de proyecto es de 5.0 metros.

La compactación definitiva de los residuos se alcanza con el uso del compactador de rellenos sanitarios 816F,

cuyo trabajo esencial es conformar taludes y definir los pisos de acuerdo con la topografía diaria. Para lograr

su cometido, esta máquina debe empujar residuos hacia las zonas a donde falte, recortar en algunas otras y

pasar sobre la totalidad de la masa de residuos de manera uniforme de tres a cuatro veces. Finalmente, recorta

con la cuchilla el excedente y deja el piso listo para recibir la cobertura de arcilla.

En el frente de vertido el servicio invariablemente siempre se presta con dos máquinas:

Tractor y compactador.

Tractor y cargador.

Compactador y cargador.

Cobertura de los residuos. Diariamente y al final de la jornada, el frente de vertido queda cubierto

con tepetate hasta el hombro del talud, esta cobertura se tiende con cierre de huella en dos

direcciones ortogonales.

Actividades complementarias.

Para una correcta operación del relleno sanitario es indispensable la ejecución de diversas tareas de apoyo; las

más importantes son:

Colocación de pozos de biogas. En el plano de ubicación de pozos de biogas del proyecto se detallan

las coordenadas X,Y y Z de cada una de estas estructuras, las cuales son replanteadas en la celda

donde se comenzará el vertido de residuos; se fabrican a partir de tambos limpios de lámina

perforados al tresbolillo en sus paredes, quedando listos para sobreponer y asegurar.

Cada pozo se desplanta sobre una cama de basura de 2.0 metros de altura, desde la primera plataforma de

vertido. Una vez desplantado se llena su interior con boleo mayor a 4” de diámetro.

Colocación de malla de papeleo. La malla de papeleo se usa en el frente de vertido para interceptar

los materiales que son arrastrados por el viento.

Papeleo manual. Esta actividad consiste en levantar manualmente todos los papeles, bolsas, etc, que son

arrastrados por el viento fuera del frente de vertido.



Revisión de residuos. Diariamente se realizan cuatro revisiones en horarios aleatorios a los

vehículos recolectores que hacen uso del relleno sanitario, la intención es detectar posibles

introducciones de residuos peligrosos para confinamiento.

Con todos estos elementos bien manejados, se logra configurar una zona de operación de formas geométricas

agradables a la vista y, sobre todo, de protección al medio ambiente.

Planeación.

En el sitio se cuenta con información estadística del ingreso diario promedio de vehículos y residuos, tiempos

de espera, etc. que permite proyectar con un alto grado de confiabilidad la vida útil de cada celda,

estableciendo así programas de trabajo tanto para el área operativa como para el área encargada de la

construcción y/o ampliación de celdas.

Otra actividad imprescindible para la planeación del proyecto es el seguimiento topográfico, de cuyos

registros se desprende el valor de la densidad alcanzada.

Con estas dos herramientas, se construyen los planos constructivos en los que claramente se indica la

secuencia de operación así como los tiempos de utilización en cada zona, figura 3 y fotografía 10.

Figura 3. Secuencia de operación en el tiempo.



Fotografía 10. Vista general del relleno sanitario.

CONCLUSIONES.

Las condiciones prevalecientes en los tiraderos a cielo abierto demandan su rápida clausura y saneamiento

para evitar que la contaminación que generan siga creciendo y afectando al medio ambiente, cuyas

repercusiones reales son impredecibles e inevitables. El saneamiento de un tiradero requiere de un proyecto

técnico que considere la topografía del sitio, espesores de residuos, climatología de la región, etc. y, además,

una importante cantidad de recursos económicos para mitigar y sólo eso, la contaminación originada.

En el Municipio de Tlalnepantla de Baz, Estado de México, las autoridades decidieron en su día, clausurar y

sanear el extiradero de basura y, a su vez, poner en funcionamiento un relleno sanitario que cumpliese con

todos los preceptos de las Normas Oficiales Mexicanas en materia de ecología, cuya ubicación, construcción

y equipamiento implica el empleo de la más alta tecnología en este campo. Por otra parte, la operación de los

residuos que ingresan es altamente tecnificada, ágil y segura, con lo cual se logra cambiar de manera radical

la óptica sobre el manejo de basura que la población en general tiene; dignificando, además, el trabajo de las

personas que a ello se dedican.

Los rellenos sanitarios son una opción viable para la solución de una parte de la problemática de los residuos

sólidos, siempre y cuando sean correctamente diseñados, construidos y operados.

Aún quedan aspectos por desarrollar en el país, como es el aprovechamiento del biogas o el tratamiento de los

lixiviados, que en la misma medida que este tipo de instalaciones cobren importancia, se obtendrán avances

tecnológicos nacionales que permitan hacerles frente.

Por otro lado, sería conveniente trabajar en dirección a la disminución de la generación y aprovechamiento de

los subproductos, y paralelamente, reforzar los medios asignados a la supervisión de la aplicación de las

Normas Oficiales en esta materia.

Por lo antes expuesto es urgente abandonar los viejos esquemas de manejo de residuos para adoptar nuevas

tecnologías que nos permitan vivir de manera armónica y en equilibrio con el medio ambiente.



CAPITULO 7. CONTAMINACIÓN POR RUIDO

Objetivo: Conocer la problemática de la contaminación por ruido, considerando sus efectos en el organismo

humano, los mecanismos de control y prevención, y la legislación existente al respecto.

Introducción

La contaminación por ruido es la forma de contaminación más frecuente y subestimada.

Considerada por la mayoría de la población de las grandes ciudades como un factor ambiental muy

importante, que incide de forma principal en su calidad de vida, es una consecuencia directa no deseada de las

propias actividades que se desarrollan en las grandes ciudades.

Este tipo de contaminación existe desde la antigüedad, pero es a partir del siglo pasado, como

consecuencia de la Revolución Industrial, del desarrollo de nuevos medios de transporte y del crecimiento de

las ciudades cuando comienza a aparecer realmente el problema.

Las primeras normas conocidas relativas a la contaminación por ruido datan del siglo XV, cuando en

la ciudad de Berna se prohibió la circulación de carretas que, por su estado, pudieran producir ruidos

excesivos que molestasen a los ciudadanos. En el siglo XVI, en Zurich, se dictó una norma que prohibía hacer

ruidos por la noche para no alterar el descanso de los ciudadanos. En la actualidad, cada país ha desarrollado

la legislación específica correspondiente para regular el ruido y los problemas que éste conlleva.

Definición

El sonido es una sensación auditiva que tiene por origen una onda acústica que proviene de una

vibración. Es una percepción agradable, no molesta, que no causa daño al oído.

Por otro lado, el ruido, aunque resulta difícil describirlo, porque lo que es molesto para unos puede

ser grato para otros, se define como un sonido excesivo, no deseado y molesto, que puede ser nocivo al oído e

interferir en las actividades propias del ser humano. Puede ser continuo, cuando permanece constante a lo

largo del tiempo; discontinuo, cuando se produce de forma intermitente; y de impacto, cuando es un suceso

sonoro de corta duración.

De acuerdo a lo anterior, el término de contaminación por ruido hace referencia al ruido (entendido

como sonido excesivo y molesto), provocado por las actividades humanas (tráfico, industrias, construcciones,

música estrepitosa, aparatos domésticos, aviones, etc.), que produce efectos negativos sobre la salud auditiva,

física y mental de las personas; así como alteraciones en las comunidades animales.

Medición y unidades

La intensidad del ruido se mide en decibeles (dB). Entre más sean los decibeles, más fuerte es el

ruido. Sonidos arriba de los 80 dB son considerados potencialmente peligrosos, esto implica que tienes que

subir tu voz para ser escuchado, no puedes escuchar a tu interlocutor a 60 cm de ti, y tienes dolor y sonidos

como de campanas en tus oídos después de exponerte al ruido.

Para conocer la intensidad de un ruido se realiza la medición del nivel de presión acústica (NPA),

mediante sonómetros y dosímetros, para los ruidos continuo y discontinuo; y la medición del nivel de pico,

mediante el analizador de pico para el ruido de impacto.

Efectos

Los efectos del ruido sobre el organismo dependen de la cantidad de ruido y el tiempo expuesto a él,

pero pueden concretarse en los siguientes:



Efectos fisiopatológicos: aceleración de la respiración y del pulso, aumento de la presión arterial,

disminución del peristalismo digestivo, que ocasiona gastritis o colitis, problemas neuromusculares

que ocasionan dolor y falta de coordinación, disminución de la visión nocturna, aumento de la fatiga

y dificultad para dormir. Generalmente esto sucede por encima de los 60 dB.

Efectos psicológicos: disminuye la concentración, la efectividad y la productividad; y aumenta la

frecuencia de accidentes de trabajo, la irritabilidad y los estados histéricos y neuróticos.

Efectos lesivos: el silbido en los oídos, sordera crónica y permanente.

Sin embargo, los efectos inmediatos al ruido son: la dilatación de las pupilas, la contracción de los

músculos que se ponen tensos y dolorosos, sobre todo los del cuello y espalda, taquicardias, movimiento

acelerado de los párpados que se cierran una y otra vez, agitación respiratoria y disminución de la secreción

gástrica que dificulta la digestión, además hay una menor irrigación sanguínea y una mayor actividad

muscular. En enfermos con problemas cardiovasculares, arteriosclerosis o problemas coronarios, los ruidos

fuertes y súbitos pueden llegar a causar hasta un infarto y en los enfermos de diabetes, la elevación del azúcar

puede ocasionar estados de coma y hasta la muerte.

PREVENCIÓN

A diferencia de la planeación que establece las acciones a realizar, o no, para que algo suceda, la prevención

busca establecer acciones para que algo no suceda, o el establecer que hacer si algo llegase a suceder.

La prevención es un factor importante en el ruido ambiente futuro de una comunidad, por ejemplo la

planificación de zonas. Para las empresas el prevenir el ruido representa ahorros y menos problemas con

vecinos, autoridades, sindicatos, medios de difusión etc.

TABLA A.1

LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE EXPOSICION

NER TMPE

90 dB(A) 8 HORAS

93 dB(A) 4 HORAS

96 dB(A) 2 HORAS

99 dB(A) 1 HORA

102 dB(A) 30 MINUTOS

105 dB(A) 15 MINUTOS

Nivel de exposición a ruido (NER): es el nivel sonoro “A” promedio referido a una exposición de 8 horas.

Tiempo máximo permisible de exposición (TMPE): es el tiempo bajo el cual la mayoría de los

trabajadores pueden permanecer expuestos sin sufrir daños a la salud.

CONTROL DE RUIDO

El tener que controlar el ruido producido por una fuente es, en sí, un indicador de un error, negligencia,

ignorancia o delincuencia. La lucha contra los ruidos urbano y comunitarios tiene dos objetivos principales:

• Protegernos del ruido que actualmente nos molesta y que perturba nuestra vida diaria. • Protegernos en el

futuro contra los crecientes niveles de ruido que puedan reducir, aún más, la calidad de nuestro medio

ambiente y por lo tanto nuestra calidad de vida. La lucha contra el ruido puede utilizar diferentes tipos de

acciones, pudiéndose estas agrupar de la siguiente manera:

• Acciones ingenieriles.

• De diseño.

• De control de ruido.

• Acciones legislativas.

• Acciones de autoridad.

• Acciones administrativas.



• De prevención.

• Inmediatas.

• De planeación.

• Acciones educativas.

A) Tapones auditivos

B) Conchas acústicas

C) Otros

NOM-017-STPS-2001, EQUIPO DE PROTECCION PERSONAL - SELECCION, USO Y MANEJO EN

LOS CENTROS DE TRABAJO

SITUACIONES DEL RUIDO A NIVEL BLOBAL Y REGIONAL

IMPACTO DEL RUIDO

Los estudios realizados en relación al ruido y sus efectos en la población han sido numerosos en los

últimos años. Estas investigaciones han permitido constatar los graves efectos de la exposición al ruido en la

salud y el bienestar de la población. No obstante, el problema del ruido urbano, lejos de solucionarse, se

incrementa. A pesar de las mejoras derivadas de la aplicación de algunas medidas correctoras en determinadas

situaciones (instalación de pantallas acústicas, mejor calidad acústica de las viviendas...) y del mayor control

del ruido a nivel legislativo, los problemas generados actualmente en relación a este contaminante, se deben

en buena medida a la falta de planteamientos preventivos en relación a este aspecto del medio. En este

sentido, la adopción de planteamientos preventivos contribuiría sin duda a evitar muchos de los problemas

actualmente planteados, resultando más rentable tanto desde un punto de vista económico como del bienestar

social.

En efecto, centrar la preocupación sobre el medio sonoro en la relación ruido-molestia ha dado lugar

al desarrollo de una política en relación a este aspecto del medio de tipo fundamentalmente reactivo o

curativo.

Este planteamiento, aunque necesario, dada la cantidad de situaciones patológicas existentes en el

medio urbano en relación al ruido, no resulta suficiente y, actualmente parece imprescindible, la adopción de

planteamientos más previsores, lo que implica la toma en consideración de esta variable en los procesos de

planificación y diseño del espacio. Finalmente, hay que tener en cuenta que, tal como hemos señalado, el

nivel sonoro no explica por sí sólo la mayor parte de sus efectos sobre el hombre. Parece por tanto razonable

que para obtener un mejor conocimiento en relación a este problema es fundamental tener en cuenta, junto a

los datos acústicos, los únicos tenidos en cuenta hasta el momento, los parámetros subjetivos. El grave

impacto del ruido en la población justifica la necesidad de incorporar, en cualquier programa de intervención

territorial (aeropuertos, carreteras, líneas de tren de alta velocidad, desarrollos urbanísticos...) en el que esta

variable pueda tener un efecto importante, un estudio psicosocial sobre la población del área afectada, con el

fin de poder diagnosticar y controlar las posibles repercusiones sobre la población. Es decir, el planteamiento

interdisciplinar en la resolución de los problemas medioambientales debe reconocerse como un planteamiento

ineludible a la hora de entender y solucionar la compleja realidad de este problema.



Arizmendi, L. J. (1995). Contaminación acústica y urbanismo. Fundación Bancaja (ed.), La contaminación

sonora: evaluación efectos y control. Valencia.

GUIAS PARA EL RUIDO URBANO

Este documento de la OMS sobre Guías para el ruido urbano es el resultado de la reunión del grupo

de trabajo de expertos llevada a cabo en Londres, Reino Unido, en abril de 1999. Se basa en el documento

“Community Noise”, preparado para la Organización Mundial de la Salud y publicado en 1995 por la

Stockholm University y el Karolinska Institute.

En la Unión Europea, alrededor de 40% de la población están expuestos al ruido del tránsito con un

nivel equivalente de presión sonora que excede 55 dB(A) en el día y 20% están expuestos a más de 65 dB(A).

Si se considera la exposición total al ruido del tránsito se puede calcular que aproximadamente la mitad de los

europeos vive en zonas de gran contaminación sonora. Más de 30% de la población están expuestos durante la

noche a niveles de presión sonora por encima de 55 dB(A), lo que trastorna el sueño. El problema también es

grave en ciudades de países en desarrollo y se debe principalmente al tránsito. Las carreteras más transitadas

registraron niveles de presión sonora de 75 a 80 dB(A) durante 24 horas.

Berglund B., Lindvall T., Schwela D. H. (http://bvsde.per.paho.org/bvsci/e/fulltext/ruido/ruido2.pdf)

MAPAS DE RUIDO

El mapa de ruido es una herramienta que entrega información visual del comportamiento acústico de

un área geográfica, en un momento determinado. No debe ser considerado como un fin en si, sino como

herramientas para mejorar o preservar la calidad del ambiente sonoro. También es una excelente herramienta

para la planificación urbana. El uso de la técnica de mapas de ruido como herramienta de planificación

permite, entre

otras cosas (Santos y Valado 2004):

• cuantificar el ruido en el área en estudio y la posibilidad de evaluar la exposición de la población

expuesta.

• crear una base de datos, para planificación urbana: localización de actividades ruidosas y de zonas

mixtas y sensibles.

• Modelar diferentes escenarios de evolución futura y realizar la previsión del impacto acústico de

infraestructuras y actividades ruidosas aun en proyecto. VI Congreso Iberoamericano de Acústica - FIA 2008

FIA2008-A016

La elaboración de mapas puede ser hecha a través de mediciones reales en puntos previamente

determinados, a través de predicción, mediante simulación que considera diversos factores que afectan en el

ruido o un sistema mixto, donde las simulaciones se complementas e verifican con las mediciones reales.

Fernando A.N.C. Pinto, Maysa D. Moreno M. Universidade Federal do Rio de Janeiro – Depto./Progr.

Engenharia Mecânica

CIUDAD DE MÉXICO, México, sep. 30, 2006.- El gobierno del Distrito Federal informó que el

pasado 28 de septiembre entró en vigor la norma ambiental para regular la contaminación por ruido. La norma

ambiental para regular la contaminación por ruido en el DF contemple que sólo se permitirán 62 decibeles de

ruido como máximo de 20:00 horas a 06:00 horas. Estos niveles, dijeron, equivalen al ruido que emiten

plantas de luz, bares, discotecas o troqueladoras. GDF

Dirección General de Comunicación Social

México, D.F., a 10 de julio de 2005

Boletín de Prensa N° 64/2005

http://bvsde.per.paho.org/bvsci/e/fulltext/ruido/ruido2.pdf



LA CDHDF INTERVIENE PARA QUE LA SECRETARÍA DEL MEDIO AMBIENTE ATIENDA

QUEJA DE CONTAMINACIÓN POR RUIDO

La Secretaría del Medio Ambiente (SMA) capitalina clausuró temporal y parcialmente los equipos

generadores de ruido de una fábrica de muebles metálicos al sur de la ciudad, gracias a la intervención de la

Comisión de Derechos Humanos del Distrito Federal (CDHDF) para que atendiera una queja sobre ruido, olor

insoportable a solventes y vibraciones que ocasionaron problemas de salud en una familia.

Cabe señalar que el reinicio del funcionamiento de los equipos está sujeto a que el propietario y/o

representante legal de la fábrica presenten un programa de trabajo donde describan las acciones que realizarán

para respetar los límites máximos de emisión de ruidos de la Norma Oficial Mexicana NOM—081-

SEMARNAT-1994.

CAPITULO 8. CONTAMINACIÓN TÉRMICA

Se considera como contaminación térmica cualquier cambio del calor en alguna parte del ambiente que es

resultado de la actividad humana.

Cualquier alteración en la cantidad de energía calorífica recibida o emitida por una zona traerá como

consecuencia una acumulación (exceso) de esta energía en ciertas áreas y una disminución en otras alterando,

así, un sinnúmero de factores bióticos y abióticos.

La contaminación térmica se produce tanto en el agua como en aire, aunque es común referir este término

únicamente al agua.

En la atmosfera, el aumento del calor es producido por las grandes concentraciones urbanas, el incremento de

CO2 (efecto invernadero) y los efluentes gaseosos de los sistemas industriales de enfriamiento. En este caso,

el calor transferido proviene de diversos procesos llega mediante conducción, convección, radiación y

evaporación de agua. Los principales efectos de este fenómeno ocurren en las zonas metropolitanas, donde

una fuente importante de rechazo de calor a la atmosfera son los motores de combustión interna. En efecto, la

energía liberada en zonas muy pobladas bajo condiciones climatológicas propicias puede elevar la

temperatura del aire hasta 7ºC como ocurre en los Ángeles y en la Cd. De México. En otras palabras, la

contaminación térmica de la atmosfera es más marcada en la ciudad que en el campo.

Generalmente, en el agua, esta contaminación es de origen antropogénico, causado por la disposición de calor

en exceso o de desecho térmico como resultado de los procesos de enfriamiento de las plantas generadoras de

energía. La contaminación térmica es una forma importante de contaminación en sistemas acuáticos y ocurre,

en la mayoría de los casos, cuando el agua utilizada para el enfriamiento de las plantas generadoras de energía

es liberada al medio ambiente a una temperatura mayor de la que se encontraba naturalmente (entre 9 y 20 °C

mas caliente).

PRINCIPALES FUENTES

Estas fuentes pueden clasificarse como naturales y antropogénicas.

FUENTES NATURALES. La principal fuente de energía calorífica en nuestro sistema planetario es el sol.

El núcleo de nuestro planeta es también una fuente natural de energía calorífica que se libera en forma de

explosiones volcánicas y aguas termales.

FUENTES ANTROPOGÉNICAS. En la mayoría de las actividades productivas del hombre moderno se

genera energía calorífica como un subproducto no deseado.

Actualmente todas las industrias de transformación liberan energía calorífica de alguna manera; son ejemplos

típicos los procesos de enfriado del lingotes de metal para algunos procesos de templado, las plantas

termoeléctricas y los reactores nucleares.

Con base en la definición de la contaminación térmica dada anteriormente, se mencionan también en este

punto a los conglomerados humanos y la tala inmoderada de los bosques, ya que ambos fenómenos tienen

como consecuencia trastornos en la distribución de temperatura y, por ende, causa trastornos climáticos que

afectan, de manera determinante, como a la flora y a la fauna.

EFECTOS DE LA CONTAMINACION TÉRMICA



La definición de contaminación térmica es tan amplia que dentro de ella podría incluirse una gran variedad de

efectos.

Para facilitar su análisis éstos se dividirán en:

a) Efectos en los ecosistemas acuáticos

b) Efectos en los ecosistema terrestres

c) Efectos en el ser humano

d) Efectos según el tipo de cuerpo receptor

EFECTOS EN LOS ECOSISTEMAS ACUÁTICOS

Todas las plantas generadoras de electricidad, ya sean nucleares o que utilicen combustible fósil, desechan

grandes cantidades de agua caliente en su proceso, la cual se vierten a los cuerpos acuáticos, ya que el hombre

aun no es capaz de emplear esta energía.

En estas industrias, el vapor que pasa a través de las turbinas debe estar bajo presión y para considerarlo

(enfriarlo) se utiliza grandes cantidades de agua que se toman del cuerpo acuático más cercano.

Esta agua fresca pasa a través de una serie de condensadores, lo que hace que al mismo tiempo que enfría el

vapor, se caliente ella; al terminar su función, se vierte como agua caliente al cuerpo acuático del que se tomó.

A continuación se muestra un diagrama de un sistema industrial de enfriamiento de vapor:

Otras industrias, como la del acero, utilizan el agua superficial para enfriar diversos materiales en algunos

puntos de sus procesos.

Actualmente la industria eléctrica es la que más contribuye a la contaminación térmica de ríos, lagos y

lagunas.

Los efectos a corto plazo de esta agresión térmica en los cuerpos acuáticos pueden generar:

Disminución de la producción de diversos organismos

Disminución del tamaño de diversas especies

Disminución del periodo de vida

Cambios conductuales (periodos de desove, apareamiento, velocidad de movimiento)

Muerte

El hecho de que algunos organismos sean más sensibles a los cambios de temperatura que otros, trae como

consecuencia el aumento de la población de los más resientes, por ejemplo, algunos tipos de algas.

En la siguiente grafica se presentan algunos datos de los intervalos de temperatura óptima y letal para varias

especies de peces.



En forma general, se puede decir que los animales de sangre fría (poliquilotermos) como peces, almejas y

ostiones son los más vulnerables ya que su temperatura varia conforme a la del medio que los rodea y sus

procesos de adaptación funcionan solo cuando el cambio de temperatura es gradual, como en los cambios de

estación. Así, cuando se incrementa súbitamente la temperatura del cuerpo acuático, la de estos animales se

incrementa también, produciendo los efectos antes mencionados además de aumentar su respiración, lo que, a

su vez, incrementa su necesidad de oxigeno.

Al elevarse la temperatura del agua, desciende su contenido de oxigeno por lo que estos organismos sufren de

“asfixia”. El descenso del contenido de oxigeno al aumentar la temperatura, aunado a la muerte de

organismos, propiciara el desarrollo de vida anaeróbica y la eutroficación prematura, sobre todo en los

cuerpos acuáticos con poco movimiento como los lagos.

Los efectos a largo plazo de este tipo de contaminación se desconocen pero, tomando en cuenta, el aumento

de la población y del número de industrias que generan contaminación térmica, así como los datos de

toxicidad aguda, es lógico suponer que es factible la desaparición de especies y, por ende, que se observen

alteraciones graves den al cadenas alimenticias.

EFECTOS EN LOS ECOSISTEMAS TERRESTRES.

Los cambios de temperatura en la superficie terrestre originados por el hombre se deben principalmente a las

industrias, a las grandes extensiones urbanas y a la deforestación de las selvas y bosques.

Las funciones y la industria de vidrio son ejemplos de industrias generadoras de grandes cantidades de calor.

En el caso de las plantas generadoras de electricidad, se diseñaron métodos de condensación de vapor para

solucionar el problema de las descargas de agua a altas temperaturas; estos sistemas son las torres de

evaporación.

A pesar de que estos sistemas evitan la contaminación térmica de los cuerpos acuáticos, la gran cantidad de

vapor o calor producido por estos sistemas, por desgracia va directamente a la atmósfera creando problemas



de elevación de temperatura en las capas de aire circundante, y en algunos casos favorece la aparición de

neblina cuando el clima es frío, esta neblina puede combinarse con contaminantes atmosféricos de diversos

orígenes y descender luego a la superficie.

El calor que procede de las industrias y que es emitido a la atmósfera, junto con en el generado por el asfalto y

muchas actividades humanas, contribuye más a crear una cúpula o isla de calor que cubre a muchas ciudades

y que afecta el clima de esas zonas.

Conviene señalar que esta cúpula de calor puede influir en la distribución de las lluvias en las zonas cercanas,

ya que actúa como barrera, desviando las nubes.

El proceso de desertificación trae como consecuencia cambios graves en el clima y en la distribución de

lluvias en el planeta. Algunas causas de este proceso son el mal manejo de la tierra agrícola y la explotación

forestal incorrecta.

Las consecuencias serán catastróficas si no se controla el saque inconsciente de estos recursos.

Además de los problemas antes señalados se generarán también:

- La sedimentación de ríos, lagos y lagunas.

- La erosión de grandes extensiones de tierra.

- La desaparición de especies vegetales y, por ende, la extinción de animales.

- La baja en la producción agrícola mundial.

EFECTOS EN EL SER HUMANO.

Los cambios bruscos de temperatura en el hombre pueden causar incluso su muerte. Si el cambio no es

extremadamente brusco, los resultados dependerán de la variación de la temperatura, la velocidad del cambio

y de una serie de factores externos como humedad y otros. Además, también influyen los factores

individuales como la adaptación de los cambios de temperatura, el estado de nutricional, la protección

corporal, etc.

Las afecciones relacionadas con los cambios de temperatura son, por ejemplo, los sabañones, la eritrocianosis,

la vasoconstricción cutánea, la hipotermia general y las enfermedades broncupulmonares y reumatológicas.

Se sabe que la exposición laboral a elevadas temperaturas puede afectar adversamente la vigilancia, el tiempo

de reacción y la coordinación psicomotora; a ello puede atribuirse la mayor incidencia de accidentes en los

trabajadores expuestos al calor. Igualmente, entre los trabajadores no aclimatados ocurre un mayor número

de accidentes que entre los aclimatados.

Poco se sabe de los efectos a largo plazo por el hecho de trabajar en condiciones de intenso calor ya que hasta

la fecha no se ha llevado a cabo ninguna investigación epidemiológica concluyente.

Principales efectos negativos de la contaminación térmica

EFECTOS

COMENTARIOS

Metabolismo

- Modificación de la velocidad e intensidad de las reacciones químicas y, por

tanto, de los procesos biológicos.

- Disminución del oxígeno disuelto del agua y, a la vez, aumento de los

requerimientos de este elemento al aumentar la velocidad de las reacciones

metabólicas.

- Pérdida del suministro de alimento.

Choque térmico - Muerte.

Crecimiento

- Reducción de la diversidad de los ecosistemas.

- Cambio de la productividad y en la composición de las poblaciones.

- Cambio de la tasa de crecimiento de las especies.



Reproducción - Interferencia a nivel celular.

Desorientación - Alteración de los patrones de migración.

y Coordinación

Indirectos

- Aumento de la susceptibilidad a parásitos, enfermedades y toxinas (efectos

sinergísticos).

- Reemplazo de especies económicamente interesantes por especies no

deseadas.

- Mutilación de especies grandes en las obras de toma y muerte de algunas de

las especies que pasan por el circuito.

EFECTOS SEGÚN TIPO DE CUERPO RECEPTOR

Corrientes superficiales. la manifestación de contaminación térmica en ríos y arroyos, a pesar de ser

similar a la de lagos y lagunas, tiene características propias. La diferencia principal entre corrientes y

cuerpos estáticos es que en los primeros existe un flujo de agua propio que les sirve tanto de

mecanismo autodepurador como para atenuar los efectos térmicos.

Una forma simple de analizar el efecto de la temperatura en ríos y arroyos es considerar el área

afectada por la descarga como un área triangular cuyo ápice es el punto donde la descarga entra el

río.

Normalmente, el agua descargada se dispersa sobre la superficie del río debido al flujo y el fondo se

afecta muy poco o casi nada. La longitud del área triangular que será afectada por el agua caliente

depende de la velocidad y cantidad en el río en una relación inversamente proporcional al flujo de la

descarga.

Lagos. la descarga es cuerpos d agua estáticos implica problemas especiales. Los lagos profundos se

encuentran estratificados (en temperatura y densidad) en tres o más capas cuyo espesor es variable a

lo largo del año. La estratificación térmica se lleva a cabo en diferentes formas, dependiendo de las

condiciones climatológicas, localización geográfica, profundidad y volumen de agua. Por ejemplo

lugares donde los vientos superficiales son moderados, la estratificación puede significar un

gradiente de 3°C a 5°C desde el fondo hasta la superficie. Si los cuerpos de agua son alimentados por

manantiales subterráneos el agua fría acarreada por estas corrientes puede provocar la estratificación

si entran al cuerpo de agua por el fondo.

La diferencia de temperatura entre la superficie y el fondo hace que se prefiera el agua profunda para

el enfriamiento. Como la descarga se efectúa en forma superficial se tiene un paso neto de agua no

oxigenada. Ello no implica que se deba descargar al fondo el agua caliente pues se tiene el riesgo de

afectar a las especies acostumbradas al agua fría.

Puede apreciarse así que el equilibrio de un cuerpo de agua en término de la temperatura es más

delicado y son numerosos los factores físicos que pueden afectarlo.

Estuarios y océanos. En este caso se debe tener cuidado, adicionalmente, de los cambios de salinidad.

Los estuarios frecuentemente son áreas de alimentación de muchas especies oceánicas y su población

puede verse seriamente afectada pro el paso de sus huevos y larvas a través del condensador. Estos

efectos han llegado a ser tan grandes que impiden la colocación de un sistema de un solo paso.

El empleo de agua de estuario y océanos requiere que los condensadores así como la tubería de carga

y descarga estén hechos de un material resistente a la corrosión diferente de cobre.



En los océanos se emplean descargas sumergidas pero también se puede usar la superficial ya que el

oleaje favorece el mezclado. La descarga se debe colocar lejos del estuario, donde las mareas pueden

llevar el agua a zonas internas, áreas de menor desove y migración

PREVENCION Y CONTROL

Se considera que existen ocho formas para controlar los problemas ocasionados por la contaminación

térmica, los cuales son:

1. Localizar las obras de descarga donde hay menor productividad biológica y mayor dilución.

2. Utilizar torres, tanques y lagunas de enfriamiento. Sin embargo esto conlleva a la perdida de agua. Se

estima que en los tanques se pierde del 1% al 2%, en tanto que en las torres la perdida es mucho

mayor.

3. Limitar el número de plantas que se abastecen de agua por zona al igual que juntar descargas

térmicas.

4. Diseñar circuitos que permitan a los peces retirarse del punto de descarga en caso necesario.

Seleccionar y dosificar adecuadamente los desinfectantes y otros productos químicos.

5. Controlar en el efluente los reactivos añadidos.

6. Establecer temperaturas de descargas a partir de bioensayos.

7. Reutilizar el calor de salida.

8. Con ayuda de los modelos matemáticos se puede evitar la mezcla inmediata de las aguas del cuerpo

receptor con el agua de descarga, construyendo un pequeño muro que permita que las aguas se

mezclen en la parte inferior, mientras que el agua caliente y fría escurran separadamente hasta el

momento en que su mezcla no presente ningún peligro.

RECOMENDACIONES

a) Divulgar este problema para crear conciencia en la sociedad.

b) Fomentar el desarrollo de investigaciones de otras posibles fuentes de energía, vgr. Energía solar,

para reducir la contaminación térmica causada por las plantas termoeléctricas.

c) Fomentar la investigación y la tecnología sobre la utilización de la energía calorífica emitida por las

industrias (empleo del agua caliente para uso domestico o para fines recreativos)

d) Planear el desarrollo de los centros urbanos de tal forma que afecten los menos posible las áreas

verdes y otros recursos que existan a su alrededor.

e) Estudiar el impacto climático y en general ecológico que acarrearían las obras de ingeniería como la

desecación de lagos, el entubado de ríos, etc., antes de realizarlas.

f) Modificar el proceso productivo, cuando sea el caso, para aminorar el riesgo ocupacional relacionado

con la exposición a altas o bajas temperaturas. Si esto no es posible, es fundamental brindar el equipo

necesario a los trabajadores expuestos.

CONTAMINACIÓN TÉRMICA EN MÉXICO

En varias regiones de México la temperatura del agua es de 25°C y fácilmente puede ser elevada a 35°C por

el sistema de enfriamiento de una planta de generación de energía. Si la temperatura de un cuerpo de agua

rebasa 35°C el contenido de oxígeno disuelto es tan bajo que no se puede desarrollar vida aerobia.

Los resultados obtenidos en los países en desarrollo sobre la adaptación de especies, generalmente de clima

templado, no son aplicables a nuestro país, ni en general, a los ríos tropicales, cuyas temperaturas en verano

están muy próximas a las letales de los organismos que lo ocupan y que limitan seriamente la adición de

calor. En estas regiones se recomienda emplear torres de enfriamiento y evitar en lo posible los circuitos

abiertos. Muy pocos son los datos de los que se dispone al respecto de la contaminación térmica.

En la siguiente tabla se presenta un resumen de algunos criterios de descarga para algunas centrales

termoeléctricas en México.



Criterios de descarga para algunas centrales termoeléctricas en México.

Termoeléctrica Ciclo de Enfriamiento Temperatura Límite

Rosario II

Tijuana, BC.

Agua de mar

(ciclo abierto)

26°C por más de 24 hrs en

Chopas y M. californianus.

Para M. californianus la

tolerancia al cloro resultó de 3

mg/L en 72 h y para los peces de

1.9 mg/L en 1 h.

Se recomienda no exceder de

24.5°C y de 0.35 mg/L de cloro

(recomendada de 24°C)

Punta prieta, BCS

Sistema de enfriamiento con

ciclo abierto y aumento de

temperatura de 7°C

Temperatura letal para el necton

de 36°C y para el bentos de 37°C

Valor de descarga de cloro

recomendado de 0.5 mg7L con

35°C durante 30 min diarios

Coyutlán, Col.

La temperatura media letal para

mitella strigata es de 41.9°C a 1

hora y de 36.8°C para más de 24

h.

El efecto sinergístico medio letal

del cloro varia de 1 mg/L a

41.8°C y 1 h y 30°C durante 96

h y 2mg/L a 42.8°C durante 1h y

30°C para más de 72 h.

LEGISLACION

Para la legislación de la contaminación térmica se rige por la LGEEPA, a través de los siguientes artículos:

• Artículo 155.- quedan prohibidas las emisiones de energía térmica en cuanto rebasen los límites

máximos establecidos en las normas oficiales mexicanas que para este efecto expida la

SEMARNAT.

• Artículo 156.- Las Normas Oficiales Mexicanas en materia de energía térmica establecerán los

procedimientos a fin de prevenir y controlar la contaminación.

CAPITULO 9. CONTAMINACIÓN POR RADIOACTIVIDAD

Los alquimistas medievales emplearon años en tratar de convertir otros metales en oro sin éxito. Los años de

fracasos y la aceptación de la teoría atómica de Dalton a principios del siglo XIX convencieron a los

científicos de que los elementos no eran interconvertibles. Posteriormente, en 1896, Henri Becquerel

descubrió los rayos radiactivos (radiactividad natural) procedentes de un compuesto de uranio. El estudio de

Rutherford sobre estos rayos mostró que los átomos de un elemento pueden ser convertidos en átomos de

otros mediante desintegraciones nucleares espontáneas. Años más tarde se demostró que las reacciones

nucleares iniciadas por el bombardeo de los núcleos con partículas subatómicas aceleradas u otros núcleos

también podían transformar un elemento en otro acompañado por la liberación de radiación (radiactividad

inducida).

El descubrimiento de Becquerel condujo a otros investigadores, incluyendo a Marie y Pierre Curie (1903), a

descubrir y estudiar nuevos elementos radiactivos (radio y polonio), llamados radioisotópos.

REACCIONES NUCLEARES



FISIÓN NUCLEAR: Es el desdoblamiento de un núcleo pesado en otros más ligeros

FUSIÓN NUCLEAR: Es la combinación de núcleos ligeros para producir uno más pesado

Ambos procesos liberan enormes cantidades de energía.



Ejemplo de reacción de (fisión), reacción en cadena: bomba atómica

U-235 + 1 neutrón Ba-142 + Kr-91 + 3 neutrones + energía

U-235 + 1 neutrón I-137 + Y-97 + 2 neutrones + energía

Ejemplo de reacción de fusión ( Sol)

2 3 4 1

H + H He + n + energía

1 1 2 0

DEFINICION

1. Es la propiedad del radio y de otros compuestos inestables para emitir ciertos elementos en forma de

radiaciones de alta energía, Marie Curie (1897).

2. La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico natural, por el cual algunos cuerpos o

elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de

impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la

luz ordinaria, etc. Debido a esa capacidad se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste

con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o

rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones,

rotones u otras.

http://es.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X

http://es.wikipedia.org/wiki/Rayo_gamma

http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_alfa

http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_beta

http://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3n



Nivel energético de la radiactividad frente a otro tipo de radiaciones

radiación no ionizada radiación

ionizada

De los 350 Isótopos naturales que existen, 50 son Radiactivos (RADIOISÓTOPOS)

Isótopo: tiene las propiedades químicas del elemento, difiere en peso molecular, se representa con el mismo

símbolo indicando para cada uno su peso atómico.

Símbolo utilizado

tradicionalmente para

indicar la presencia de

radiactividad.

Símbolo utilizado

tradicionalmente para

indicar la presencia de

radiactividad.



1 2 3

Hidrógeno Hidrógeno (H) H Deuterio (D) H Tritio (T) H

1 1 1

El estudio de la radiactividad ha dado origen a importantes hallazgos cambiando la idea sobre la estructura de

la materia.

APLICACIONES:

• Generación de energía

• Radiografías industriales y médicas

• Medicina nuclear

• Esterilización de productos químicos y biológicos y de material quirúrgico desechable.

• Trazado en estudios de procesos físicos, químicos, biológicos y médicos.

• Control del espesor de hojas y láminas en la industria del papel, hule, etc.

• Control del llenado de líquidos en frascos y latas.

TIPOS DE RADIACIONES

TIPO Y SIMBOLO FUENTE ENERGÍA DE

EMISIÓN

PENETRACIÓN ( cm)

Aire Seco Tejido Plomo

Ra-226

Rn-222

Po-210

5 MeV

4 cm

0.005 cm,

No atraviesa

La piel

0

Beta β, 0-1β, 0-e Tr

Sr-90

I-131

C-14

0.05 – 1 MeV

0.06 – 3 m

0.006 – 4 cm

0.005 – 0.3 mm

Gamma 00γ Co-60

Cs-137

Productos de

descomposición del Ra

1 MeV

400 m

50 cm

30 mm

Rayos X Diagnósatico terapéutico 90 keV

250 keV

120 m

240 m

15 cm

30 cm

0.3 mm

1.5 mm

Adpotado de: Holum (1997) y Bulbulian (1987).

235 ................. masa o peso atómico

U símbolo elemento

92 .................. número atómico



UNIDADES DE MEDICIÓN

TIPO Y SIMBOLO SI MIDEN APLICAN

Becquerel (Bq) 3.7 x 1010 Bq = 1 Ci

1 Bq = 1 dps

El número de descomposición

por segundo (dps)

* La actividad del material

radiactivo

Reportan la cantidad de

radiactividad (núcleos

inestables se desintegran)

y reportan las cantidades

necesarias para fines

médicos

Curie (Ci) 1 Ci = 3.7 x 1010 dps

mCi, µCi

Electronvolt (eV) 1 eV = 3.8 cal

1 eV = 15.9 x 10-20 J

MeV, GeV

La energía proveniente del Co-

60, Ra, rayos X, rayos

cósmicos. Dosis de radiación

absorbida

Describe la energía de las

partículas en una corriente

de radiación

Rad (rad)

acrónimo de “radation

absorbed dose”

1 rad = 1x 10-5 J energía

absorbida/gr tejido

100 rads = 1 Gy = 1 J energía

absorbida/Kg tejido

La dosis de radiación absorbida

por los tejidos vivos

Fines médicos

TIPO Y SIMBOLO SI MIDEN APLICAN

Rem ( rem)

“roentgen equivalent

man”

Dosis equivalente = (dosis absorbida

en rads)(factor de calidad)

Sievert (Sv)

Sv = (dosis absorbida en Gy)(factor

de calidad)

Factor de calidad

1 para β y γ

5 para p+ y n0 de ↓E

20 para p+ y n0 de ↑E

Daños biológicos a través de

dosis equivalente: cantidad de

energía absorbida dependiendo

de la naturaleza y tipo de

radiación.

Determina la cantidad de

daño biológico a los

tejidos vivos incluyendo

un factor de calidad



Roentgen (R) 1 Ci de rayos γ ≠ 1 Ci de rayos β

1 R = Cantidad de rayos X o γ que

producen iones con 2.1 x 109

unidades de carga eléctrica en un

mililitro de aire seco a TPN

1 R = 84 ergios/gr aire seco ≈ 1 rad

Radiación electromagnética con

longitud de onda similar a la

visible, no conveniente para β, γ

o de neutrones.

Cuantifica la radiación, se

basa en efectos producidos

sobre el aire más que en el

número de emisiones

PRINCIPALES CONTAMINANTES:

I.-FUENTES NATURALES (FONDO): PROVIENE DE LA CORTEZA TERRESTRE, RADIACIÓN

CÓSMICA Y SERES VIVOS.

II.- DE ORIGEN ANTROPOGENICO: LOS DESECHOS ORIGINADOS DURANTE LA PRODUCCION

DE LA ENERGIA NUCLEAR SON LOS MAS IMPORTANTES (ARROJA 5 mrem/año A LA

ATMOSFERA Y 0.05 mrem/año AL AGUA, AUNQUE SE EMPLEAN TRATAMIENTOS MUY

EFICACES).

Radiación de Fondo:

Fuente Mrem/año

Radiación cósmica 50

Radioactividad natural (promedio) 100

Suelo (6h/d) 15

Material de construccion (18 h/d) 45

Aire 5

Agua y alimentos 25

Radiactividad interna 18

ORIGEN DE LA RADIACTIVIDAD EN UN PAIS DESARROLLADO:

ORIGEN PORCENTAJE

FUENTES NATURALES 68

USOS MEDICOS 30

INDUSTRIA NUCLEAR PRECIPITACION

RADIACTIVA

2

EFECTOS

La radiación afecta a los organismos y los puede enfermar o curar es decir se usa como medicina o puede ser

letal en otros casos. La radiaciones desplazan electrones de los átomos produciendo iones anormales con alto

poder de reactividad y que en caso de la materia viva interfieren con el funcionamiento de las células

clasificándose en 5 grupos: cáncer (reproducción celular acelerada y fuera de control provocando tumores

más común pulmón, piel, colón, aparato digestivo, leucemia en sangre entre otros), alteraciones genéticas

(alteración del núcleo celular en el ADN derivando alteraciones genéticas e incluso esterilidad), efectos en los

embriones, daños a tejidos (destrucción de leucocitos, lesión de médula ósea, aparición de cataratas en tejido

ocular), quemaduras (provocadas por exposiciones muy fuertes que pueden provocar la muerte inmediata por

una exposición de 10000 rads).Se deben tener en cuenta los tiempos de reactividad de los isótopos según la

siguiente tabla es decir vida media.

Isótopo

Símbolo Número Atómico Vida Media Principal Emisión

Bario-140 Ba 56 12 d Beta

Cesio-137 Cs 55 30 años Beta

Cesio-140 Cs 55 28 d Beta

Estroncio-89 Sr 38 53 d Beta

Estroncio-90 Sr 38 28.8 años Beta

Yodo-131 I 53 8 d Beta

Kriptón-85 Kr 36 10.8 años Beta

Uranio U 92 4.74x(10)9 a. Alfa



Zirconio-95 Zr 40 6.5d Beta

El manejo de los Residuos Radiactivos tiene una especial reglamentación y tecnologías de tratamiento para su

disposición atendiendo a su estado físico (líquido, sólido y gas) según el Organismo Internacional de Energía

Atómica (OIEA) que propuso la estandarización según la siguiente tabla.

CATEGORIA RESIDUOS

GASEOSOS

Actividad: Ci/m3

RESIDUOS

LIQUIDOS

Actividad: Ci/m3

RESIDUOS

SOLIDOS

Actividad: Ci/m3

1

2

3

4

5

<10-10

10-10 -10-6

>10-6

-

-

≤10-6

10-6 – 10-3

10-3 – 10-1

10-1 – 104

>104

<0.2

0.2 – 2 Emisores

>2 β y γ

Emisores α

Actividad: Ci/m3

Efectos en los humanos por recibir diferentes dosis de radiación

Dosis Aguda

(rems)

Efecto

5-75 Alteración cromosomática, disminución glóbulos blancos en sangre

75-200 Vómito en corto tiempo en 5-50 % de la población, acompañado de fatiga y falta de

apetito. Recuperación de síntomas en pocas semanas

200-600 Vómito después de dos horas por dosis de 300 rems, modificación de la

composición de la sangre con hemorragias, aumento a las infecciones. Pérdida de

cabello por dosis mayores a 300 rems. Solo 20 % de individuos sobrevive a las

dosis correspondientes a 600 rems

600-1000 Vómito después de 1 hora, cambios severos en la sangre, hemorragia, pérdida del

cabello. El 80-100 individuos puede morir en dos meses. Los sobrevivientes

permanecen en estado de convalecencia.

Fuente: Glasstone y Jordan, 1986

Los efectos en animales expuestos de 10 a 70 MHz específicamente en ratas varían desde disminución en la

actividad sanguínea , cambios en glándula tiroides, cambios de los reflejos condicionados hasta cambios en

encefalogramas

Dosis radiactivas recibidas por exposición en algunos procesos:

Proceso Dosis

Vuelo aéreo 4 mrem

Carátula luminosa de reloj 2 mrem

Televisión 5 mrem

Rayos X 55 mrem

Radiografía de torax 20 mrem

Radiografía 1 a 5000 mrem

Fumar 1.5 cajetilla/d 8 mrem

Vuelo trasatlántico 5 mrem

Preservación de papas por radiación 5000 rads

Destrucción de salmonelas 1000 000 rads

Dosis máxima permitida al personal que trabaja con radiación 5 mrem/año

100 mrem/semana

Esterilización de insectos 50 00 rads



CONTROL Y MANEJO DE LOS DESEHECHOS RADIACTIVOS

En la actualidad la Radiactividad es un problema causado por la utilización de la energía nuclear a gran escala

pues se desconoce la manera de disminuir la actividad o duración de una sustancia radiactiva y la propuesta es

mejorar las técnicas de disposición más que remediación.

Para líquidos: categoría del desecho, cantidad de líquido, posibilidad de reciclaje, presencia de partículas

sólidas, composición qca (comp radiactivos y no radiactivos), pH, límites de descarga permitidos, toxicidad

no radiactiva y contenido de calor, sistemas de almacenamiento.

Para gases: para efluentes gaseosos de baja reactividad se usa una descarga controlada, previo decaimiento de

los isótopos de vida corta, a través de chimeneas de altura apropiada y utilizando como diluyente el aire de

ventilación (p.e. Xe entre otros gases nobles).

Para sólidos: su objetivo es reducir el volumen y su acondicionamiento a largo plazo o evacuación. Esto

implica fijarlos en cemento o asfalto y envasarlos para lograr la máxima resistencia posible a la acción de

agentes naturales. Los pasos son recolección, tratamiento y disposición.

Tabla 4.9

Métodos empleados para el control de la radiactividad

1 Filtración

2 Centrifugación

3 Intercambio iónico

4 Separación por membranas

5 Absorción en gránulos de arcilla

6 Procesos Criogénicos

7 Evaporación

8 Coagulación y floculación

9 Precipitación

10 Tanques de oxidación

11 Incineración

12 Separación de espumas

13 Extracción con solventes

14 Mezcla con agua residual doméstica para tratamiento conjunto

15 Dilución

LEGISLACION.

En México, aunque ya se utilizan materiales radiactivos desde los principios de siglo (específicamente para

aplicaciones médicas ), es hasta 1955 que se crea la Comisión Nacional de Energía Nuclear (CNEN). Las

atribuciones de la CNEN iba desde la exploración y el beneficio del uranio, la investigación del uso de

energía nuclear hasta los aspectos de reglamentación y vigilancia de usos. Posteriormente la CNEN se

transformó en el Instituto Nacional de Energía Nuclear (INEN) ampliando y haciendo más explícitas sus

atribuciones. En 1979 se decidió dividir al INEN en tres organismos: Uranio de México (URAMEX), Instituto

Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ) y Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias

(CNSNS). Esta última se redefinió en el año de 1985 como un órgano independiente de la Secretaría de

Energía, Minas e Industria Paraestatal.

El marco legal sobre el cual se rigen las actividades relacionadas con la energía nuclear en México así como

las atribuciones otrotgadas a la Comisión Nacional de Energía Nuclear, se basan el la Ley Reglamentaria del

Artículo 27 Constitucional en Materia Nuclear, El Reglamento General de Seguridad Radiológica (RGSR) y

las Normas Oficiales elaboradas por la CNSNS.

Algunas de las Normas Oficiales Mexicanas:

Clave Descripción

Publicación en

el DOF

NOM-012-STPS-Condiciones de seguridad e higiene en los centros

de trabajo donde se produzcan, usen, almacenen o 20-XII-1999

http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/nom_012_stps_1993.pdf



1999 transporten fuentes de radiaciones ionizantes.

NOM-002-SSA2-

1993

Para la organización, funcionamiento e ingeniería

sanitaria del servicio de radioterapia. 11-X-1994

NOM-001-NUCL-

1994

Factores para el cálculo del equivalente de dosis. 6-II-1996

NOM-002-NUCL-

2004

Pruebas de fuga y hermeticidad de fuentes

selladas. 04-II-2004

NOM-003-NUCL-

1994

Clasificación de instalaciones o laboratorios que

utilizan fuentes abiertas.

7-II-1996

NOM-004-NUCL-

1994

Clasificación de los desechos radiactivos 04-III-1996

NOM-005-NUCL-

1994

Límites anuales de incorporación (LAI) y

concentraciones derivadas en aire (CDA) de

radionúclidos para el personal ocupacionalmente

expuesto

16-II-1996

NOM-006-NUCL-

1994

Criterios para la aplicación de los límites anuales

de incorporación para grupos críticos del público 20-II-1996

NOM-007-NUCL-

1994

Requerimientos de seguridad radiológica que

deben ser observados en los implantes

permanentes de material radiactivo con fines

terapéuticos a seres humanos

04-III-1996

NOM-008-NUCL-

2003 Control de la contaminación radiactiva 29-XII-2003

NOM-012-NUCL-

2002

Requerimientos y calibración de monitores de

radiación ionizante 19-VI-2002

NOM-012-NUCL-

2002

Requerimientos y calibración de monitores de

radiación ionizante. Aclaración 19-VI-2002

NOM-013-NUCL-

1995

Requerimientos de seguridad radiológica para

egresar a pacientes a quienes se les ha

administrado material radiactivo

11-I-1999

NOM-018-NUCL-

1995

Métodos para determinar la concentración de

actividad y actividad total en los bultos de

desechos radiactivos

12-VIII-1996

NOM-019-NUCL-

1995

Requerimientos para bultos de desechos

radiactivos de nivel bajo para su almacenamiento

definitivo cerca de la superficie

14-VIII-1996

NOM-020-NUCL-

1995

Requerimientos para instalaciones de incineración

de desechos radiactivos 15-VIII-1996

NOM-021-NUCL-

1996

Pruebas de lixiviación para especímenes de

desechos radiactivos solidificados 4-VIII-1997

NOM-022/1-NUCL-

1996

Requerimientos para una instalación para el

almacenamiento definitivo de desechos

radiactivos de nivel bajo cerca de la superficie.

Parte 1. Sitio

5-IX-1997

NOM-022/2-NUCL-

1996


almacenamiento definitivo de

desechos radiactivos de nivel bajo cerca de

5-IX-1997

http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/nom_012_stps_1993.pdf

http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/002_ssa2_1993.pdf

http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/002_ssa2_1993.pdf

http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/001_nucl_1994.pdf











http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/006_nucl_.pdf

http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/006_nucl_.pdf







http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/012_nucl_2002_aclaracion_15ago02.pdf

http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/012_nucl_2002_aclaracion_15ago02.pdf



http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/nom018nucl1995.pdf

http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/nom018nucl1995.pdf







http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/022-1_nucl_1996.pdf






la superficie. Parte 2. Diseño

NOM-022/3-NUCL-

1996


almacenamiento definitivo de

desechos radiactivos de nivel bajo cerca de

la superficie. Parte 3. Construcción, operación,

clausura, post-clausura y control institucional

14-I-1999

NOM-024-NUCL-

1995

Requerimientos y calibración de dosímetros de

lectura directa para radiación electromagnética 5-VIII-1997

NOM-025/1-NUCL-

2000

Requisitos para equipo de radiografía industrial.

Parte 1. Requisitos generales 11-IX-2000

NOM-025/2-NUCL-

1996

Requisitos para equipo de radiografía industrial.

Parte 2. Operación 18-VIII-1997

NOM-026-NUCL-

1999

Vigilancia médica del Personal Ocupacionalmente

Expuesto a radiaciones ionizantes 5-VII-1999

NOM-027-NUCL-

1996

Especificaciones para el diseño de instalaciones

radiactivas Tipo II Clases A, B y C 23-IX-1997

NOM-028-NUCL-

1996

Manejo de desechos radiactivos en instalaciones

radiactivas que utilizan fuentes abiertas 22-XII-1998

NOM-031-NUCL-

1999

Requerimientos para la calificación y

entrenamiento del Personal Ocupacionalmente

Expuesto a radiaciones ionizantes

28-XII-1999

NOM-032-NUCL-

1997

Especificaciones técnicas para la operación de

unidades de teleterapia que utilizan material

radiactivo

30-XII-1998

NOM-033-NUCL-

1999

Especificaciones técnicas para la operación de

unidades de teleterapia. Aceleradores Lineales 5-VII-1999

NOM-034-NUCL-

2000

Requerimientos de selección, calificación y

entrenamiento del personal de Centrales

Nucleoeléctricas

4-IX-2000

NOM-035-NUCL-

2000

Límites para considerar un residuo sólido como

desecho radiactivo 19-V-2000

NOM-36-NUCL-

2001

Requerimientos para instalaciones de tratamiento

y acondicionamiento de desechos radiactivos 26-IX-2001

NOM-39-

NUCL2003

Especificación para la exención de fuentes de

radiación ionizante y de prácticas que las utilicen 10-XII-2003

Las intalaciones radiactivas en México son operadas por instituciones públicas o privadas, las cuales deben

obtener el otorgamiento de de la Comisón de Licencias, permisos o autorizaciones.

Actualmente, la Comisión Nacional de Energía Nuclear tiene registrados 1074 titulares de licencias,

autorizaciones y permisos para utilizar material radiactivo, siendo los principales usuarios los sectores de la

medicina y la industria. Algunas instalaciones radiactivas de importancia en el país son las siguientes:

Laboratorio de Materiales Radiactivos del ININ.

Irradiador del ININ.

Centro de Almacenamiento de Desechos Radiactivos del ININ.

Irradiador de la Universidad Autónoma de México (UNAM).

Irradiadores en el estado de Chiapas.

En el ámbito internacional la única autoridad reconocida para fijar exposiciones máximas permisibles a

radiaciones es la Comisión Internacional para Protección Radiológica (ICRP) fundada en 1928. el organismo

oficial de los Estados Unidos que legisla estos aspectos es el (NCRP) National Comittee on Radiation

Protection and Measurement, fundado en 1951.






http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/nom_025_1_nucl_2000_11sep00_equisitos_para_equipo_radiografia_industrial_parte_1_requisitos_grales.pdf

http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/nom_025_1_nucl_2000_11sep00_equisitos_para_equipo_radiografia_industrial_parte_1_requisitos_grales.pdf





















http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/039nucl.pdf

http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/otras_disp/039nucl.pdf



Los estandares de protección usulamente se expresan como la dosis de radiación ionizante en exceso de la

radiación de fondo y de la que usualmente una persona recibe como resultado de diagnósticos y tratamientos

médicos. En la tabla 1 se muestran los criterios de la NCRP para la protección radiológica.

En la tabla 2 se presentan las principales acciones efectuadas en torno a la organización de comités para la

protección contra la contaminación radiactiva.

CONCEPTO DOSIS

Dosis máxima permisible para la exposición ocupacional

Para todo el cuerpo

Límite anual promedio

Límite anual retrospectivo

Acumulación a largo plazo para un numero de años

Piel

Manos

Antebrazos

Otros órganos y tejidos

Mujeres fértiles

Dosis límite para el público o para exposiciones ocasionales

individuales o colectivas

Individual u ocasional

Estudiantes

Dosis Límite para la población

Genético

Somático

Dosis límites de emergencia. Para rescate

Individual (>de 45 años, si es posible)

Manos y antebrazo

Límites de emergencias. Menos Urgente

Individual

Manos y antebrazo

Familiares de pacientes radiactivos

Individual (<45 años)

Individual (>45 años)

5 rem en un año

10 a 15 rem en un año

(N-18) x 5 rem

15 rem en un año

75 rem en un año

30 rem en un año

15 rem en un año

.5 rem en periodo de gestación

0.5 rem en un año

0.2 rem en un año

0.17 rem en un año

0.17 rem en un año

100 rem

200 rem, adicional (total: 300rems)

25 rem

100 rem total

0.5 rem en un año

5 rem en un año

Tabla 1. Estándares de la protección contra la radiactividad NCPR.



Tabla 2. Fechas importantes en la creación de comités para el control de la contaminación radiactiva.

FECHA SUCESO

1925

1928

1929

1934

1946

Primer congreso internacional de radiología. Reunión de

grupo que formaría (Comisión Internacional para el

Establecimiento de Medidas y Unidades Radiactivas) en

1929.

Segundo congreso internacional de radiología. Se proponen

las unidades Roetgen (que fueron adoptadas en 1931). Se

forma el comité ICRP (Comisión para la Prevención

Radiológica).

Se forma el comité de prevención de los Rayos X y del Rdio

en Estados Unidos.

Aparición de los primeros estándares para protección en

unidades R.

Fundación del Comité Nacional para la Protección de la

Radiactividad y Establecimiento de Medidas.

CONVENIOS INTERNACIONALES EN MATERIA NUCLEAR

Convenio acerca de la Responsabilidad Civil en Materia de Energía Nuclear.París, 29 de julio de 1960.

Convención de Viena sobre Responsabilidad Civil por Daños Nucleares.Viena, 21 de mayo de 1963.

Convención sobre la Protección Física de los Materiales Nucleares.Viena, 26 de octubre de 1979.

Convención sobre la Pronta Notificación de Accidentes Nucleares.Viena, 26 de septiembre de 1986.

Convención sobre la Asistencia en Caso de Accidente Nuclear o Emergencia Radiológica.Viena, 26 de

septiembre de 1986.

Tratado por el cual se Prohiben los Ensayos con Armas Nucleares en la Atmósfera, en el Espacio

Ultraterrestre y debajo del Agua.Moscú, 5 de agosto de 1963.

Tratado para la Proscripción de las Armas Nucleares en la América Latina y el Caribe.Ciudad de

México, 14 de febrero de 1967.

Tratado sobre la No Proliferación de Armas Nucleares.Washington, Londres y Moscú, 1º de julio de 1968.

Tratado sobre Prohibición de Emplazar Armas Nucleares y otras Armas de Destrucción en Masa en los

Fondos Marinos y Oceánicos y su Subsuelo. Washington, Londres y Moscú, 11 de febrero de 1971.

ACCIDENTES

Afortunadamente, pocos han sido los accidentes derivados de la generación de energía por medios atómicos.

El primero fué famoso es el de Three Mile Island, en estados Unidos; sin embargo, es sin lugar a dudas el de

Chernobyl el más importante hasta la fecha.

El 26 de Abril de 1986, en la central nuclear de Chernobyl a 150 km de la ciudad de Kiev, en la entonces

Unión Soviética, se tuvo el pero accidente de una central nuclear. El problema ocurrido, de acuerdo con la

información oficial, se debió a una falla humana ocurrida durante una experimentación con los reactores. De



acuerdo con Calvillo (1987), el laboratorio de Livermore, en California, estimó que se vertieron a la atmósfera

8000 millones de curies de I-131 y aproximadamente 6 millones de Cs-137 así como grandes cantidades de

Sr-90 y Pu. El accidente aectó no únicamente a Rusia, sino que durante la primera semana el polvo radiactivo

llegó a ciudades como Polonia, Dinamarca, Rumania, Hungría, Suecia, Noruega. El sur de Alemania, el norte

de Italia, Bulgaria y el norte de Grecia. Como ejemplo, en Polonia, donde la radiación normal es de entre 10 y

15 Bq, se llegó a medir concentraciones de 3000 a 6000 Bq.

Contaminación Radiactiva en México.

En 1980, en Ciudad Juárez, Chihuahua una “bomba de cobalto”, aparato utilizado para la curación del cáncer,

fué desechada por un hospital y vendido po 10 USD como chatarra (Ortíz Monasterio, 1987). En 1983 este

aparato se abrió, mezclandose en varilla corrugada para la construcción y patas para mesa que distribuyeron

en México, Estados Unidos, Hawai y Kuwait. Después de enormes esfuerzos se logró recuperar parte del

material para ser enterrado en la pedrera, Chihuahua. No se logró cuantificar ni los efectos ni el número de

personas dañadas.

BIBLIOGRAFIA

2. Metcalf & Hedí Inc. Ingeniería de Aguas Residuales, Tratamiento, Vertido y Reutilización. 3ª

Edición. Ed. McGraw Hill USA 1997

3. J. Glynn Henry, Gary W. Heinke, Ingeniería Ambiental 2ª Ed. Prentice Hall, México 1999

4. Nalco Chemical Co. The Nalco Water Handbook Nalco Chem. Com. 1979

5. Ramalho R.S. Tratamiento de aguas residuales 2ª Edición Ed. Reverte S.A. Barcelona 1991

6. Normas oficiales mexicanas y sus reglamentos.

7. American Society for Testing and Materials, Manual de Aguas para uso Industrial, Limusa Noriega

Editores 1994 Seinfeld, John H.: “Atmospheric Chemistry and Physics of Air Pollution”, Wiley-

Interscience, 1986.

8. Wark, Kennet y C.F. Warner, “Contaminación del aire, origen y control”, Limusa, México.

9. Alley, E. Roberta and Asociantes, 2000, “Manual del Control de la Calidad del Aire”, McGraw Hill,

México

10. Noriega, J.O., 1992, “Gaseous Pollutants, Characterization and Cycling”. John Wiley & Sons , New

York

11. De Nevers: “Air Pollution Control Engineering”, MacGraw Hill, Second edition, 2000, USA

12. Constitución política de los estados unidos mexicanos (1917), con reformas hasta: 12.02.07.

13. Conferencia de Estocolmo (1972)

14. La cumbre de la tierra (1992)

15. Agenda 21 (1999)

16. Cumbre mundial de Johannesburgo (2002)

17. Ley general de equilibrio ecológico y protección al ambiente (1998)

18. Ley general para la prevención y gestión integral de residuos (2004)

19. Ley de caminos, puentes y autotransporte federal

20. Reglamento de la ley general para la prevención y gestión integral de residuos (2006)

21. Reglamento para transporte terrestre de materiales peligrosos

22. Reglamento de tránsito en carreteras federales

23.-Flores-Dominguez, E.; Sánchez González, J.M. 1998. “Contaminación Acústica”.

• 24.- ENCICLOPEDIA SALVAT "CÓMO FUNCIONA". Radioactividad, átomo nuclear, desintegración

alfa, beta y gamma.

Director Juan Salvat

Volumen IX Pue-Te Salvat Editores, S.A

Páginas 41 – 44



• 25.- NUEVA ENCICLOPEDIA TEMÁTICA "PLANETA", FÍSICA. Química, número atómico, masa

atómica atómica; Física, fisión y fusión nuclear; XXII generación de corrientes eléctricas.

Páginas 19 - 20 y 134 –135

26.- Jiménez Cisneros Blanca Elena, “La contaminación ambiental en México causas, efectos y

tecnología apropiada”, México, Editorial Limusa 2008.

27.- Chang Raymond, “Química”, México, Editorial Mc Graw Hill 1999, 6ta. Edición.

28.- JIMENEZ CISNEROS BLANCA ELENA, LA CONTAMINACION AMBIENTAL EN MEXICO:

CAUSAS, EFECTOS Y TECNOLOGIA APROPIADA, EDIT: LIMUSA, COLEGIO DE INGENIEROS DE

MEXICO A.C., INSTITUTO DE INGENIERIA DE LA UNAM Y FEMISCA , CAPITULO 6: 28.- 29.-

29.- CONTAMINACION TERMICA, P.P. 547-581, 2005.

LOERA GALLARDO ROGELIO, CONTAMINACION TERMICA, CAPITULO SIETE: P.P. 123-136, 1985

30.- Diccionario de Ecología: paisajes, conservación y desarrollo sustentable para Latinoamérica; Fausto O. Sarmiento, Fernando Vera, José Juncosa; Editorial AbyaYala, 2000 - 226 páginas

32.- Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible; Paolo Bifani; IEPALA Editorial, 1999 - 593 páginas 33.- Ordenamiento Ecológico y ordenamiento territorial: retos para la gestión del desarrollo regional

sustentable en el siglo XXI; Wong-González, Pablo; estudios sociales vol 17, enero 2010 pp 10-39; Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, AC: México.

http://www.conam.gob.pe/educamb/cont_ruido.htm.

http://www.si-educa.net/basico/ficha317.html.

http://www.cnsns.gob.mx/

http://www.cnsns.gob.mx/acerca_de/marco/normas_oficiales.aspx

http://www.paralibros.com/passim/p20-cat/pg2086ch.htm

http://www.oeia.ca/

http://www.crid.or.cr/digitalizacion/pdf/spa/doc3320/doc3320-1.pdf

http://www.crid.or.cr/digitalizacion/pdf/spa/doc1961/doc1961-contenido.pdf

http://www.andinia.com/b2evolution/index.php/noticias-aire-libre/supervivencia-emergencias-

sobrevivir/supervivencia-nuclear-biologica-quimica-nbq/laguna_verde_emergencia_nuclear

http://es.wikipedia.org/wiki/Desintegraci%C3%B3n_radiactiva

http://www.maloka.org/f2000/waves_particles/index.html

http://portal.perueduca.edu.pe/modulos/m_termodinamica1.0/contaminacion.htm

http://www.cricyt.edu.ar/enciclopedia/terminos/ContamTerm.htm

http://orbita.starmedia.com/dalai591/contaminacion.htm

http://portal.perueduca.edu.pe/modulos/m_termodinamica1.0/contaminacion.htm

http://www.cricyt.edu.ar/enciclopedia/terminos/ContamTerm.htm

http://orbita.starmedia.com/dalai591/contaminacion.htm



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Libro Ing. Amb. Para Ing. 2012-2