PROYECTO COP´S

Octubre de 2012

Manual para Docentes en Gestión Ambientalmente Racional de

Productos Químicos

Inserción curricular en los Niveles Básico y Medio

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Manual para Docentes en Gestión Ambientalmente

Racional de Productos Químicos

Inserción curricular en los Niveles Básico y Medio

LEONARDO LENIN BANEGAS BARAHONA

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Manual de docentes para la inserción de la gestión ambientalmente racional de productos químicos en el nivel de educación básica y media

Copyright © SERNA/CESCCO PNICOP´s II- PNUD

Edificio Italia, Segunda planta. Colonia Palmira. Tegucigalpa, Honduras.

www.serna.gob.hn

Primera edición: Tegucigalpa, Honduras. Febrero de 2013

Revisado por:

Mirtha FerraryProyecto PNI-COP´s II

Héctor Alfredo MartínezDirección de Educación Media

José Cristobal RubíAsistente Secretaria de Educación

Arely Argueta PadillaSecretaria de Educación/ Dirección de Educación y Comunicación Ambiental

Inserción del tema de Gestión Ambientalmente Racional en los curriculums de Educación Básica (Tercer Ciclo) y Educación Media

www. red-deahn.blogspot.com

Consultor

Leonardo Lenin Banegas BarahonaConsultor elaboración de manual de docentes

Colaboradores

Allan Fabrissio López NúñezIlustrador

Elvis Alexis Del Cid ValladaresDiseñador Gráfico

Joel Alemán Ramírez

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Diseño de herramientas Web 2.0

Índice

Presentación de la Guia 050. Preliminares 06

1. Descripción del espacio pedagógico de ciencias naturales en el nivel básico y medio

06

2. Orientaciones para la promoción del aprendizaje

18

3. Planificación didáctica de los temas 26Unidad 1.Introducción a los Productos Químicos y su Gestión Ambiental

27

1.1 Química y productos químicos 271.2 Fuentes para la fabricación de productos químicos

28

1.3 Economía y Química 291.4 Usos de los Productos Químicos 30

1.4.1 Usos Agrícolas 30

1.4.2 Usos Industriales 301.4.3 Usos domésticos 31

1.5 Enfoque de ciclo de vida 32Actividad No. 1 Practica de investigación sobre residuos químicos domésticos

34

Prueba de preparación al examen o Quizá 38Unidad 2. Introducción a la contaminación por productos químicos

39

2.1 Contaminantes y Contaminación 392.1.1 Contaminante 392.1.2 Contaminación en los eslabones del ciclo de vida del producto químico

40

2.1.3 Contaminantes y Contaminación Química ejemplo del dióxido de carbono

42

Lectura No. 1 Historia de la Cultura y la Contaminación

43

Lectura No. 2 Usos de los Productos Químicos. Contaminación y Civilización

53

50Unidad 3. Naturaleza de los Productos Químicos 58

3.1 Metales Pesados 583.2 Contaminantes Químicos No Metálicos 683.3 Gases de Efecto de Invernadero. Su transmutación en el ciclo biogeoquimicos

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3.3.1 Óxidos de carbono 723.3.1.1 Monóxido de carbono 72

3.3.1.2 Dióxido de carbono 733.3.2 Metano 743.3.4 Agua 773.3.5 Óxidos de Nitrógeno (NOx) 773.3.6 Óxidos de Azufre (SOx) 81

3.4 Compuestos Orgánicos Volátiles y Oxidantes Fotoquímicas

82

3.5 Compuestos Orgánicos Persistentes 843.5.1 Dioxinas 873.5.2 Furanos 87

Actividad No. 1 Representando las enfermedades ambientales

89

Actividad No. 2 Introducción a los fenómenos químicos orgánicos

92

Actividad No. 3 Organizando la Semana de la Salud Ambiental

95

Unidad No. 4 Impactos de la Contaminación por Productos Químicos

100

4.1 Sobre el Ambiente Atmosférico 1004.2 Sobre el Medio Acuático 1004.3 Sobre el Ambiente Terrestre 1014.4 Bioacumulación o Bioconcentración 1024.5 Sobre la Salud del Ser Humano 1054.6 Sobre la Biota 106

4.6.1 Parálisis de las Funciones Vitales 1064.6.2 Adaptaciones 107

4.7 Sobre la Infraestructura 109Actividad No.1 Identificando los componentes de un Ecosistema

111

Actividad No. 2 Observaciones de las Adaptaciones Ecológicas de las Plantas en Sitios Contaminados por Productos Químicos

114

Actividad No. 3 Debate sobre la Contaminación de los Alimentos por Productos Químicos

117

Unidad No. 5 Gestión Ambientalmente Racional de Productos Químicos

120

5.1 Políticas Públicas 1205.1.1 Convenios Internacionales 1205.1.2 Derecho Ambiental Nacional 1215.1.3 La Agenda Química Nacional 2011-2013

122

5.2 Educación al Consumidor y Eco etiquetado 1225.3 Desarrollo de Sistemas de Producción Más Limpia

126

5.4 Aplicación de Tecnologías Ambientales 1275.4.1 La Gestión Integral de Residuos 1275.4.2 Operaciones Unitarias de Tratamiento 128

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5.4.3 Tratamiento de Aguas 1295.4.3.1 Procesos de Tratamiento de Aguas

129

5.4.4 Digestión Anaerobia y Tratamiento de Aguas

137

5.4.5 Tratamiento de Residuos Sólidos 142Actividad No. 1 Eco practica conducción de una campaña escolar de educación y comunicación para reducir, reutilizar y reciclar desechos escolares y generación de empresas escolares

148

Actividad No. 2 Manejo Seguro de Productos Químicos

154

Anexo: Respuestas a actividades 158

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Presentación de la guía

La presente guía es un esfuerzo que nace desde el Proyecto COP´s adscrito a la Secretaria de Recursos Naturales y Ambiente (SERNA) a través del Centro de Estudio para el Control de Contaminantes y apoyado por el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) con la participación de actores como la Secretaria de Educación y Organizaciones No Gubernamentales (ONG´s).

La guía si bien esta dirigida a los docentes de los niveles de educación básica y media, conteniendo reflexiones y aportes teóricos, también contiene elementos para realizar actividades practicas con estudiantes (Dinamicas, Actividades de Investigación de Campo, Orientación para la elaboración de murales y maquetas, cuestionarios para resolver en el aula, lecturas para el desarrollo de debates, guía para visitar crematorios y centros para el tratamiento de residuos).

La guía se encuentra organizada abordando primero el espacio pedagógico donde los docentes pueden realizar la incorporación y Transversalización del tema de gestión de productos químicos, esto con la finalidad que luego impregnen sus planificaciones didácticas en los niveles de objetivos, temas, actividades sugeridas, recursos y formatos de evaluación de aprendizajes.

Con la finalidad de promover el aprendizaje en los estudiantes se presenta un conjunto de recomendaciones que deben de ser entregadas a los estudiantes previos al estudio de la temática de gestión de productos químicos en los niveles básico y medio.

Finalmente la productividad que se pueda alcanzar es potenciada mediante la creación de recursos Infotecnologicos en este caso un edublog en el que se dispondrá de un conjunto de presentaciones que pueden ser usadas directamente con los docentes, algunos documentos que se utilizan como recursos para la profundización en los temas, además de disponer fraccionadamente de un guión metodológico para los docentes y las guías como separatas para los estudiantes.

También se han diseñado un conjunto de infografías en forma de laminas educativas para que los estudiantes se apoyen en sus actividades de investigación con fines informativos.

Con ello se espera incidir positivamente en las comunidades educativas locales compuestas por los docentes, estudiantes, madres y padres de familia para cambiar patrones de conducta que son nocivas a la salud del ecosistema y del ser humano.

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0. Preliminares

1. Descripción del espacio pedagógico de ciencias naturales en el nivel básico y medio

1.1 Área de Ciencias Naturales en el Nivel Básico

La enseñanza de las ciencias naturales por su carácter positivista, ha sido inundada de prácticas docentes conductistas, sin embargo con la reforma educativa al instaurar el DCNB se puede apreciar que cambian los paradigmas pedagógicas que dominan sobre la enseñanza y la educación en ciencias.

El DCNB en su tercer ciclo dentro del componente de Ciencias Naturales establece la existencia de componentes específicos que se interrelacionan para conformarse en un sistema consolidado de formación de capacidades humanas.

Diagrama No.1Componentes Específicos dentro del DCNB Tercer Ciclo en la asignatura de

Ciencias Naturales

Fuente: Elaboración Propia en base al DCNB Tercer Ciclo, 2002

AmbienteAmbiente

DiversidadDiversidad Interrelación

Interrelación

Sostenibilidad

Sostenibilidad

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Dentro del DCNB Tercer Ciclo en la asignatura de Ciencias Naturales se evidencian un conjunto de competencias de salida que pueden contribuir a la conformación del perfil de egreso en la transversalización e inserción del tema de gestión de productos químicos en el nivel de educación básico y medio en Honduras.

Las competencias más relevantes a efectos de este trabajo diagnostico identificadas en base al (DCNB Tercer Ciclo, 2002: 523) son:

1. Analizan algunas manifestaciones de la intervención humana en el medio, evalúan críticamente la necesidad y el alcance de las mismas y adoptan un comportamiento en la vida cotidiana acorde con la postura de defensa y recuperación del equilibrio ecológico y de conservación del patrimonio natural.

2. Identifican, se plantean y resuelven interrogantes y problemas con relación a los elementos significativos de su entorno social y natural, utilizando estrategias progresivamente más sistemáticas y complejas de búsqueda, almacenamiento y tratamiento de la información.

3. Identifican algunos objetos y recursos tecnológicos en el medio y evalúan críticamente su contribución a la satisfacción de determinadas necesidades humanas, adoptando posiciones favorables para que el desarrollo tecnológico se oriente hacia usos pacíficos, y a una mayor calidad de vida a través del trabajo productivo mejorando la situación ambiental del planeta Tierra, sin menoscabo de la dignidad humana.

Finalmente en el nivel de análisis de los contenidos es de hacer notar que se sustituye la tradicional división de las ciencias (biología, química, física) y se organizan las disciplinas pero por ejes temáticos que a veces son estudiados por dos o más ciencias, lo novedoso es que también se incluye a la geología como una ciencia natural.

Estos ejes temáticos son: 1. Los seres vivos y su ambiente; 2. El Ser humano y su salud; 3. La Tierra y el Universo; 4. Materia, energía y tecnología, los temas por bloque y por curso se han organizado con objeto de observar la gradualidad de los contenidos.

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Tabla No. 1Organización de contenidos por bloque y por grado

Séptimo grado Octavo grado Noveno grado

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Los seres vivos (bioelementos y biomoleculas).

Las plantas (sistemática, fisiología, adaptaciones ecológicas)

Los animales (clasificación y características del Phyllum)

Funciones de nutrición

Funciones de relación y reproducción

El Ecosistema y sus componentes

Biodiversidad en Honduras: Áreas y especies protegidas.

Los seres microscópicos (clasificación, estructura, ecología microbiana, utilización económica de los microbios).

Sistema de coordinación (nervios y sentidos)

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Enfermedades más comunes en Honduras

Sistema Sanitaria en Honduras

Enfermedades y cultura

Enfermedades carenciales

Enfermedades degenerativas

Enfermedades ambientales

Enfermedades Etiológicas

El VIH/SIDA

Nutrición y salud

La Nutrición y la relación entre las funciones

El huerto escolar y la producción de alimentos

El Sistema inmunológico y el VIH/SIDA

Alcohol, tabaco y otras drogas

Prevención del consumo de drogas

Sistema reproductor humano

Concepción y anticoncepción

Enfermedades de transmisión sexual

La sexualidad y el derecho a su disfrute

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Séptimo grado Octavo grado Noveno gradoLa

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oLa tierra y el cosmos

El Sistema solar

La Hidrosfera

- Propiedades del agua

- El agua y la vida

- El agua en la atmosfera

- Contaminación del agua

- Protección de los recursos hídricos

- Métodos de purificación del agua

La Atmosfera

- Composición del aire

- Estructura de la atmosfera

- Alteraciones atmosféricas y climáticas

- Desastres Naturales

La estructura de la tierra

Composición de la corteza terrestre

Clasificación de las rocas

Vulcanismo y Tectonismo

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Séptimo grado Octavo grado Noveno gradoM

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Introducción al método científico

Medidas simples y derivadas

Organización del conocimiento científico (Comunicación por enunciados verbales, matemáticos, tablas y gráficos).

Estructura de la materia (Propiedades los líquidos, sólidos, gases; Átomos y moléculas)

Energía (propiedades, medidas)

Leyes de la conservación de la materia y energía.

Maquinas térmicas

La Luz (naturaleza, vista, fotosíntesis, propagación, formación de imágenes).

Movimiento Rectilíneo

Movimientos Oscilatorios

Electricidad

Introducción a la teoría atómica

Clasificación de la materia

Reacciones químicas

Manejo seguro de los químicos

Importancia de la química en la vida humana

Manipulación de material y equipo de laboratorio

Introducción a los fenómenos químicos orgánicos (combustión, oxidación, fermentación descomposición, efervescencia).

Mezclas soluciones y coloides

Fuente: Elaboración propia (2012) en base a DCNB Tercer Ciclo (2002).

Se puede concluir que dentro de los bloques temáticos de ciencias naturales en el tercer ciclo los temas que se pueden utilizar para permear la inserción del tema de gestión de productos químicos son:

Séptimo Grado: Bloque 1. Los seres y su ambiente. Tema Adaptaciones ecológicas de las plantas; Bloque 2. El ser humano y la salud. Tema Enfermedades ambientales. Bloque 4. Materia, energía y tecnología. Tema Estructura de la materia.Octavo Grado. Bloque 1. Los seres y su ambiente. Tema El ecosistema y sus componentes; Bloque 2. El Ser humano y la salud. Tema Nutrición y salud; Bloque 3

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La Tierra y el Universo. Temas. a. Hidrosfera (contaminación del agua); b. Atmosfera (Composición del aire, alteraciones atmosféricas y climáticas).

Noveno Grado. Bloque 4. Materia, energía y tecnología. Temas a. Manejo seguro de químicos; b. Introducción a los fenómenos químicos orgánicos; c. Mezclas y soluciones.

1.2 Análisis del Nivel de Educación Media en cuanto a su abordaje del tema de Gestión de Productos Químicos

Actualmente el subsistema de educación media se encuentra en transición entre un sistema basado en la incorporación de elementos para la inserción laboral que desarrollo un gran conjunto de bachilleratos y peritos con especialidad como forma de educación para el trabajo.

La nueva estructura que comienza con los Bachilleratos Técnicos Profesionales impulsados por el Programa de Apoyo a la Enseñanza Media en Honduras (PRAEMHO) que desarrollo la experiencia de nuevos diseños curriculares. La nueva Ley Fundamental de Educación aprobada en 2012 por el Congreso Nacional de Honduras considera la readecuación curriculares en dos modalidades: Los Bachilleratos humanistas y los Bachilleratos Científicos, además de la supresión de la preparación de docentes en el nivel medio.

Sin embargo para que la Ley sea operativa se hace necesario que se creen un conjunto de reglamentos y la emisión de decretos especiales de transición o de desgaste de los viejos planes de estudio.

Por lo tanto nuestro análisis ha identificado dentro de los Planes de estudio vigentes identificando los siguientes hallazgos en cuanto a Asignaturas, temas donde poder realizar la inserción y transversalización del estudio de la Gestión de Productos Químicos.

Tabla No. 2

Carrera Asignatura Temáticas donde se puede transversalizar la Gestión de Productos Químicos

Bachillerato en Ciencias y Letras Biología II Tema de Niveles tróficos, cadenas y redes alimenticiasComponentes abióticosCiclos BiogeoquimicosContaminación

Química II Introducción a la

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Carrera Asignatura Temáticas donde se puede transversalizar la Gestión de Productos QuímicosQuímica OrgánicaHidrocarburos alifáticos y aromáticosAldehídos, CetonasOrganocloradosOrganofosforados

Bachillerato Técnico en Hostelería y Turismo

Legislación Legislación Ambiental de Honduras

Ecoturismo Evaluación de impacto ambientalEcodesarolloGestión Ambiental

Bachillerato Técnico en Mercadotecnia

Ecología Relaciones tróficas y cadenas alimenticiasContaminación

Bachillerato Técnico en Horticultura Ecología Relaciones tróficas y cadenas alimenticiasContaminación

Bachillerato Técnico en Caficultura Ecología Relaciones tróficas y cadenas alimenticiasContaminación

Bachillerato en Ecología y Medio Ambiente

Química II Introducción a la Química OrgánicaHidrocarburos alifáticos y aromáticosAldehídos, CetonasOrganocloradosOrganofosforados

Ecología Relaciones tróficas y cadenas alimenticiasContaminación

Legislación Ambiental

Principios de derecho internacional públicoLa Ley General del AmbienteReglamento del SINEIA

Conservación de Suelos y Cuencas

Contaminación del aguaConservación de cuencas

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Carrera Asignatura Temáticas donde se puede transversalizar la Gestión de Productos Químicos

Ecoturismo Evaluación de impacto ambientalEcodesarolloGestión Ambiental

Bachillerato en Salud Comunitaria Química I Introducción a la química del carbono

Biología I EcosistemasEpidemiologia Enfermedades

ambientalesMedicina Preventiva

Comunicación para la prevención de la enfermedad y la conservación de la salud

Bachillerato en Administración de Empresas Agropecuarias

Química II Introducción a la Química OrgánicaHidrocarburos alifáticos y aromáticosAldehídos, CetonasOrganocloradosOrganofosforados

Ecología Relaciones tróficas y cadenas alimenticiasContaminación

Legislación Legislación Ambiental de Honduras

Bachilleratos Técnicos (Industria de la Madera, Industria del Vestido, Electromecánica, Mecánica Automotriz, Mecánica Industrial, Maquinas y Herramientas, Refrigeración, Electricidad, Electrónica)

Química II Introducción a la Química OrgánicaHidrocarburos alifáticos y aromáticosAldehídos, CetonasOrganocloradosOrganofosforados

Biología II Tema de Niveles tróficos, cadenas y redes alimenticiasComponentes abióticosCiclos BiogeoquimicosContaminación

Higiene y Enfermedades

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Carrera Asignatura Temáticas donde se puede transversalizar la Gestión de Productos Químicos

Seguridad Industrial

ocupacionales

Medidas de protección en el manejo de sustancias químicas peligrosas

Bachillerato en promoción social Legislación Legislación ambiental de Honduras

Educación Ambiental II

Tratados y convenios internacionalesContaminaciónTratamiento de aguasGestión de Residuos Sólidos Urbanos

Recursos Naturales

Conservación ambientalMitigación de impactosRestauración ambiental

Educación Magisterial Educación Ambiental

Tratados y convenios internacionalesContaminaciónTratamiento de aguasGestión de Residuos Sólidos Urbanos

Taller Didáctico de Ciencias Naturales

Principios de educación en ciencias.Métodos de demostración de métodosMétodos de demostración de resultados.Seguridad humana en el laboratorio de ciencias.

Fuente: Elaboración Propia (2012) en base a los planes de educación media vigente

Dentro del manual se encuentran un conjunto de capítulos y ayudas pedagógicas para favorecer experiencias de aprendizaje y formatos de evaluación de aprendizajes, lo cual se sintetiza en la siguiente tabla.

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Distribución esquemática de niveles, asignaturas, bloques temáticas, temas, unidades didácticas dentro del Manual de docentes, actividades de aprendizaje

sugeridas y formatos de evaluación de aprendizajes

Nivel

Asignatura Unidad Temática o Bloque

Tema Unidad temática dentro de la guía

Experiencia de aprendizaje

Formato de evaluación de aprendizaje

Niv

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Bá

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Ciencias Naturales. Séptimo grado.

Los seres vivos y su ambiente

Adaptaciones ecológicas de las plantas

Unidad temática No.4 Impactos de los Productos Químicos en la Salud del Ser Humano y en el Ecosistema

Gira de campo para observar adaptaciones ecológicas de las plantas a sitios contaminados

Rubrica de evaluación de cada uno de los pasos de la actividad.

El ser humano y la salud

Enfermedades ambientales

Unidad Temática No. 3

Elaboración de un mural temático en el centro educativo

Rubrica de elaboración del mural.

Materia, energía y tecnología

Estructura de la materia

Unidad No. 1Introducción a los productos químicos y su gestión ambiental

Actividad Práctica de Investigación sobre los Residuos Químicos Domésticos

1. Rubrica de evaluación del informe de investigación escolar.

2. Prueba de preparación al examen o Quiz

Ciencias Naturales. Octavo grado.

Los seres vivos y su ambiente

El ecosistema y sus componentes

Unidad No. 4 Impactos de los Productos Químicos en la Salud del Ser Humano y en el Ecosistema

Practica No. Identificación de los elementos del ecosistema y cadenas alimenticias locales

Informe presentado por los estudiantes y rubrica para la evaluación de cada parte del trabajo

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Nivel

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Tema Unidad temática dentro de la guía

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Formato de evaluación de aprendizaje

El ser humano y la salud

Nutrición y salud Unidad No. 4 Impactos de los Productos Químicos en la Salud del Ser Humano y en el Ecosistema

Debate sobre la contaminación de los alimentos por productos químicos

Rubrica para evaluar lectura comprensiva, participación en el debate y capacidad de síntesis

La tierra y el universo

Hidrosfera (Contaminación del agua); Atmosfera (Composición del aire, alteraciones atmosféricas y climáticas)

Unidad Temática No. 2 Contaminantes y Contaminación

Lectura No. 1 Historia de la Cultura y la Contaminación. Preguntas para debate al final de la actividad.

Dinámica de identificación de palabras en un “químico-grama”

Rubrica de evaluación de la actividad.

Ciencias Naturales. Noveno grado.

Materia, energía y tecnología

Manejo seguro de químicos

Unidad Temática No. 5 Gestión Ambientalmente Racional de Productos Químicos

Lectura comprensiva de etiquetas para favorecer un consumo ambientalmente responsable.

Presentación de informe

Introducción a los fenómenos químicos orgánicos

Unidad Temática No. 2 Contaminantes y Contaminación

Describiendo la solubilidad y fotodegradabilidad de los productos químicos orgánicos

Rubrica para evaluación de la actividad.

Mezclas y soluciones

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Biología II Ecología Contaminación Química

Unidad Temática No. 2 Contaminantes y Contaminación

Lectura No. 2 Uso de productos químicos contaminación y civilización.

Evaluación mediante la aplicación de un test de términos pareados

Química I Periodicidad Química

Metales y No Metales

Unidad Temática No. 6 Acciones de Mitigación de Impactos

Eco practica: Conducción de una Campaña escolar de educación y comunicación para reducir, reutilizar y reciclar desechos escolares y Generación de Empresas Escolares

Evaluación mediante rubrica.

Unidad Temática No. 3

Conducción de la Semana de Salud Ambiental

Evaluación mediante rubrica.

Química II Compuestos orgánicos aromáticos

Propiedades de los ciclohidrocarburos

Unidad Temática No. 3

Conducción de la Semana de Salud Ambiental

Evaluación mediante rubrica.

Epidemiologia

Enfermedades ambientales

Preveción y diagnostico de enfermedades ambientales

Unidad Temática No. 3

Conducción de la Semana de Salud Ambiental

Evaluación mediante rubrica.

Medicina Preventiva

Prevención Sanitaria

Campañas de educación y comunicación en salud

Unidad Temática No. 3

Conducción de la Semana de Salud Ambiental

Evaluación mediante rubrica.

Seguridad e Higiene Industrial

Riesgos ocupacionales

Medidas de prevención y seguridad en la manipulación de productos químicos.

Unidad Temática No. 3

Conducción de la Semana de Salud Ambiental

Evaluación mediante rubrica.

Educación Ambiental

Contaminación Ambiental

Riesgos a la salud

Unidad Temática No. 3

Conducción de la Semana de Salud Ambiental

Evaluación mediante rubrica.

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Asignatura Unidad Temática o Bloque

Tema Unidad temática dentro de la guía

Experiencia de aprendizaje

Formato de evaluación de aprendizaje

Ecología Contaminación Ambiental

Riesgos a la salud

Unidad Temática No. 3

Conducción de la Semana de Salud Ambiental

Evaluación mediante rubrica.

Taller didáctico de enseñanza de las ciencias

2. Orientaciones para la promoción del aprendizaje

Le doy la más cordial bienvenida al espacio de gestión de productos químicos que es un eje transversal que se integra en la asignatura que ahora cursa y que brinda elementos de cultura general para comprender y valorar de una mejor forma el conocimiento preliminar que disponemos sobre nuestro país en el ámbito del tema de Contaminación por Productos Químicos basados en un enfoque de Ciclo de Vida y en su gestión ambientalmente racional de los productos químicos.

Conocer las bases del estudio de la Ecología y del impacto ambiental de nuestras actividades sobre el medio ambiente, permite entre otras cosas adquirir una conciencia ambiental sobre el cuido y la conservación del medio ambiente. Apreciar la importancia de la ecología es vital si queremos sobrevivir como especie.

Los seres humanos vivimos en un ecosistema y como parte integrantes de los mismos, obtenemos beneficios tangibles de los mismos por lo que su conservación determinara la manera en como los seres humanos se desarrollan y construyen las formas de desarrollo.

La ecología asimismo permite comprender la naturaleza de las relaciones existentes dentro del ecosistema en cuanto a la parte no vivo o abiótica y la parte biótica o vivo.

Muy importante dentro de los cursos y asignaturas afines es comprender la forma en cómo los compuestos químicos potencialmente contaminantes pueden afectar la salud del ecosistema y del ser humano.

La ecología en si misma determinara la forma en cómo nosotros interactuamos con nuestro medio ambiente, y adquirimos conciencia de su conservación y restauración.

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APRENDE A APRENDER

Mediante esta guía didáctica pretende estimular en ustedes, jóvenes estudiantes, promesas para nuestro país, el interés por el estudio y el aprecio de todos los conocimientos.

Los conocimientos que encontraras dentro de esta disciplina te ayudaran a comprender mejor las dinámicas de los sistemas naturales, y como nosotros influimos sobre el medio ambiente, pero también como el ambiente codifica o determina lo que podemos lograr en cuanto al desarrollo físico, social, económico y ambiental en nuestras comunidades.

Aprender es un proceso

Aprender es un proceso, todas las personas aprendemos en cada una de las etapas de la vida. Un anciano o anciana sigue aprendiendo: por ejemplo, cada día el periódico le muestra información, igual la radio, la televisión, les lleva nuevos conocimientos y cada día sus condiciones físicas y mentales les imponen nuevo hábitos y adaptaciones.

Entonces está claro que el aprendizaje se da de muchas maneras y en diversas situaciones, sin nadie que enseñe, rebasando con ello la situación formal de enseñanza-aprendizaje.

Donde y cuando es posible aprender

La persona tiene oportunidad de aprender en todas las circunstancias, siempre y en cualquier lugar. En los juegos, reuniones, espectáculos, discusiones, asambleas, escuelas, universidades, centros de trabajo, la calle y en nuestra relación con las demás personas.

También se puede aprender a través de múltiples medios: La radio, cine, televisión, libros, revistas, periódicos, conversaciones, discusiones en equipo y en cualquier actividad cotidiana.

En cualquier etapa de la vida se puede aprender; se aprende en la niñez, en la adolescencia, cuando somos personas adultas.

Podemos concluir esta parte diciendo que la persona esta siempre en un proceso permanente de aprendizaje, día a día descubre que lo aprendido es muy poco con relación a lo que debo de aprender.

“El cambiar no es algo nuevo es un factor de la vida” (Postman y Weinfartner).

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“Yo solo sé que no sé nada” (Sócrates).

El aprendizaje se realiza a través de la interacción con el ambiente. Como resultado de nuestra relación con el medio obtenermos los aprendizajes necesarios para modificarlo y satisfacer nuestras necesidades, por ejemplo: “Tome agua sin hervir, me enferme, aprendí que para no enfermarme antes de tomarla debo hervirla”

Las experiencias pueden ser directas (o en contacto con las cosas mismas),o bien mediatizadas (información del profesor o profesora, transmitida por otras personas a través de representaciones, símbolos y lenguajes).

El aprendizaje se realiza por la actividad de la personas, de manera espontánea y natural.

Existe además, el aprendizaje formal que de manera sistemática e intencionada se pretende en las instituciones educativas.

Para que una personas aprenda requiere que sea capaz de percibir e interactuar con una situación nueva y que resulte importante hacerlo, porque encuentra sentido y valor en la experiencia.

Todo lo que existe en el universo es sujeto de aprendizaje, por parte del ser humano. Pero se puede clasificar en cuatro grandes areas:

Los Conocimientos Las Habilidades Las Actitudes Las Conductas.

¿Cómo puedo aprender?

Puedo aprender efectivamente en la medida que:

Confronte situaciones nuevas para las que todavía no hay respuesta previa.Considere útil e interesante estudiar, investigar y experimentar.Actué sobre los materiales de estudio, y a través de la actividad obtenga experiencias nuevas.Las experiencias resulten significativas, por que correspondan a las necesidades e intereses y se relacionan con los conocimientos y experiencias previas.

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Me doy cuenta de los resultados de mi esfuerzo y ratifican o rectifican sus actividades.

Normalmente no estamos acostumbrados ni acostumbradas a ir mas allá de la información que recibimos a indagar, a ampliar nuestros conocimientos, utilizando al máximo los conocimientos que ya poseemos.

El aprender a aprender es entonces un procesos intencionado de desarrollo y uso de herramientas intelectuales, con el fin de que no sean mas útiles en el trabajo de adquisición de nuevos conocimientos, destrezas y habilidades y en la formación de actitudes y valores.

Si quieres aprender a aprender

Piensa: Así estarás más cercano de ti mismo o misma.Comunícate: Los demás también saben cosas.Observa: Es la puerta hacia el conocimiento del mundo.Analiza: Así empezaras a entender la vida.Experimenta: El riesgo te hará sentirte vivo.Compara; Es la forma de hacer fácil lo difícil.Organiza: Aun en lo no lógico hay orden.Concéntrate; Solo así veras todo lo que te rodea.Resume: Es el símbolo de la comprensión.Practica: Así llegaras a dominar las cosas.Evalúa; Es la clave para el continuo avance.Cuestiónate: Sabrás lo que te falta para llegar.

Joven estudiante:

El curso que ahora inicias es de carácter propedéutico, esto es que es un curso introductoria no Terminal, por lo que existe mucho mas conocimiento de Contaminación Ambiental, asignatura optativa de las Ciencias Naturales del cual el libro de texto es solo una síntesis.

Puedes encontrar más información en la red informática Internet, o visitar la biblioteca de tu comunidad y la colección de referencia de la Universidad

Ahora hablemos del compromiso que debes de asumir con respecto al estudio dentro y fuera de tu centro de aprendizaje.

Te haré algunas preguntas, piensa, luego lee la respuesta:

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¿Qué es estudiar?Es un proceso que requiere varias actividades: Asimilar, interpretar, aprender, pero para eso es necesario leer.

¿Para qué estudiar?

Para mejorar el rendimiento académico, para terminar el año académico con éxito, para adquirir nuevos conocimientos, cultura o bien para obtener capacidad de ejecución en un quehacer especializado.

¿Cuáles son los factores que facilitan tu estudio?

El lugar de estudio debe ser el más tranquilo de la casa en el cual tú te puedas concentrar, eliminar de él lo que nos distrae.

Algo que favorece cualquier método de estudio es tener un sitio fijo para esta actividad. Debemos entender que los lugares públicos, como las bibliotecas, el trabajo, etc.; solo son adecuados cuando quien estudia posee un alto grado de responsabilidad y disciplina.

Es también importante contar con una mesa limpia y ordenada para colocar todos los materiales que nos serán de utilidad para comprender la materia que nos interesa.

La ventilación del lugar, su iluminación y el grado de silencio que se pueda lograr en el sitio de estudio son aspectos que también logran influir al momento de querer aprovechar el tiempo de estudio. La hora de estudio, el objetivo del horario consiste en establecer un modelo de estudio que se vaya haciendo natural y que se convierta en un hábito. Recuerde que “Hay tiempo para casi todo”

Si nos metemos a muchas actividades podemos no llegar a cumplirlas totalmente, si queremos llegar a tener éxito en el estudio, lo primero es analizarse con respecto al tiempo que se dispone para dicha actividad y pensar que el estudio es lo principal y que por lo tanto las demás actividades debelan supeditarse a él.

Tendremos que hacernos un HORARIO DE ESTUDIO en un papel, tomando en cuenta las horas de trabajo, clases, exámenes, pruebas, laboratorios y cualquier otra actividad que comúnmente realicemos.

Dejando siempre el espacio de tiempo suficiente para cumplir con cada una de estas actividades. En el horario hay que planificar los tiempos de descanso, los cuales son necesarios para restablecer el potencial de energía invertido.

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Este horario debe cumplir con varios requisitos entre ello: ser realista, personalizado, revisable, equilibrado, escrito.

Cada persona debe observarse para determinar en qué momento puede sacar mejor rendimiento, pero de cualquier forma es imprescindible estudiar todos los días durante las mismas horas para crear un hábito. ¿Cómo me preparo para el estudio?

Prepara todo lo necesario para evitar tener que estarte levantando del lugar de estudio, prepara ante todo lo que puedas necesitar para realizar tus tareas por ejemplo:

Lápices Regla Libro de consulta Diccionario etc.

Antes que todo deberás eliminar de ti cualquier pensamiento negativo que pudiera llegar a convertirse en un obstáculo para tu aprendizaje, nos referimos a dudas tales como: “No puedo”, “No soy capaz”, “Nunca podré comprenderlo”, “No sirvo para el estudio”…etc.

Debes siempre iniciar motivado cualquier proceso de aprendizaje en la vida, pero estos motivos tienes que distribuirlos en pequeños logros a corto plazo (Diarios, por evaluación, por curso…), para que al concluir cada etapa nos estimulemos para empezar la siguiente con verdaderas ganas.

¿Cómo debo estudiar?

El método de estudio, consiste en tener un sistema de estudio que te permita seguir un orden sobre lo que estás haciendo y así mejorar la forma de aprender.

En el estudio generalmente lo más importante es la MEMORIA a largo plazo pues buscamos que cada uno de los conocimientos adquiridos no sean de utilidad para aplicarlos a lo largo de la vida, pero para poder lograr este tipo de memoria será necesario y fundamental poner atención y dedicar el tiempo necesario al proceso de estudio.

Algunas técnicas para lograr La asimilación del tema estudiado son:

Organizar el material de forma que los temas tengan alguna relación entre ellos, que tengan sentido y que se integren en algo lógico.

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Agrupar los elementos de manera que formen historietas o comics que le vayan llevando de un tema a otro.

El empleo de la rima o el ritmo al memorizar, por ejemplo cuando de niños aprendieron las tablas de multiplicar.

¿Quién puede ayudarme a comprender un tema?

En algunas ocasiones será necesario que te reúnas con tus compañeros de asignatura para comparar notas o apuntes o pedir explicaciones que te ayuden a salir de dudas. También es de importancia tener siempre a mano el número telefónico y la dirección de correo electrónico del asesor de la asignatura al cual podrás consultar sobre los temas estudiados.

¿Cuáles son los requisitos del aprendizaje?

Poder aprender Querer aprender Saber aprender

No basta con poder aprender y querer hacerlo, es necesario saber aprender.

Los alumnos que estudian sin hacerse preguntas tienen un aprendizaje más mecánico

Interrogantes:

¿Qué Aprender? Temas que contribuyan con tu formación como individuo.

¿Cómo Aprender? Mediante el uso de gráficos y diagramas investigando y confrontando opiniones. ¿Cuándo Aprender? Fijando un horario de acuerdo a tu conveniencia. ¿Dónde Aprender? En un lugar lejos del ruido y la distracción.

¿Para Qué Aprender? Para alcanzar propósitos definidos, para lograr la realización plena de la persona.

Recomendaciones Metodológicas

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Para el desarrollo de este sistema de estudio utilizaremos técnicas de la metodología participativa, el alumno trabajara los temas a tratar por medio de libros, guías de aprendizaje, auto evaluación y videos vía Internet.

Una de las técnicas más utilizadas es la que sigue las siguientes etapas:

Prelectura. Lectura. Esquema. Memorización. Autoevaluación.

PRELECTURA: Consiste en echar un vistazo al índice o al tema, fijándose en los apartados y subapartados para saber de que trata el tema. LECTURA: Es necesario leer activamente todo el contenido en forma lenta tratando de localizar las ideas principales y subrayando las mismas.

CUIDADO Subrayar no es marcar toda la página que se ha de estudiar, sino señalar las palabras clave. Esto ayuda a aumentar la concentración y la comprensión del tema y también, facilita al repaso.

ESQUEMA: Es como el “esqueleto” del tema, debe ser grafico, estar ordenado en niveles y del tamaño no mayor a una página de papel. De esta manera se tiene un vistazo global del tema. Si el tema es demasiado extenso para caber en una página será necesario hacer un esquema general que si quepa y luego subesquemas de cada subtema por aparte que cumplan las mismas condiciones.

MEMORIZACIÓN: Este un proceso que comienza con comprender el tema que se estudia, memorizar las ideas principales y repetirlas, relacionar lo que se aprende con recuerdos anteriores, escribirlos muchas veces, estudiar con interés, repetir en voz alta o baja lo que estudias. AUTOEVALUACIÓN: Se puede hacer explicando oralmente el tema a alguna persona, o realizando un examen por escrito (sin escribir todo el tema) poniendo las palabras claves mientras se va recitando todo el tema,; después se compara con el libro o los apuntes.

Aquí juega un papel importante LA SINCERIDAD del estudiante, ya que será fácil engañarse solo diciéndose que lo contestaron todo bien cuando en realidad hubo errores, estos serán un indicativo que será necesario repasar nuevamente el tema.

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RECUERDA que: Al final de cada tema será necesario someterse a una evaluación acumulativa o parcial con lo cual se lograra comprobar el nivel de asimilación que pudiste tener.

Evaluación:

Para efectos de promoción, la evaluación de este curso comprenderá tanto el aspecto teórico, análisis interpretativos de lectura, guías o ejercicios y auto evaluaciones.

El aspecto técnico se evaluará aplicando por lo menos una prueba en cada parcial.

3. Planificación didáctica de los temas

La didáctica es la ciencia que estudia el proceso de enseñanza y aprendizaje y operacionaliza el curriculum a través de la planificación educativa.

Los planes didácticos se desprenden de los curriculums oficiales y de los planes analíticos de clase y de unidad.

La unidad didáctica es el espacio pedagógico que incluye temas, objetivos, metas de aprendizaje, recursos para el aprendizaje, temporización para la enseñanza y formatos de evaluación de aprendizajes.

De forma que una transversalización exitosa de los temas como lo es la educación ambiental, necesita del concurso y el trabajo docente en el nivel de la planificación didáctica impregnando las derivaciones del curriculum con los temas, en los objetivos, en la selección de los recursos de aprendizaje, en la asignación de tiempo y en la aplicación de formatos de evaluación de aprendizaje que incluyen la elaboración de rubricas para evaluar en forma objetiva el desempeño y aprendizaje del educando.

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Unidad 1. Introducción a los Productos Químicos y su Gestión Ambiental

1.1 Química y Productos Químicos

La Química es una ciencia de la naturaleza, etimológicamente se deriva de los vocablos latinos Quimos que significa materia y Ica que significa esencia o relativa a, de manera que la química estudia la esencia de la materia.

Específicamente la química estudia las transformaciones que sufre la materia en las llamadas reacciones químicas. Y es que durante un cambio químico la apariencia de las cosas materiales se modifica radicalmente. Por ejemplo, parece mentira que a partir de un metal muy activo (sodio) y un gas toxico verdoso (cloro) se obtenga la sal común con la que condimentamos los alimentos.

Tampoco el leño que se mete a la hoguera en nada se parece a las cenizas que se recogen y a los gases que se producen durante la combustión.

Esta magia del cambio químico ha fascinado a la especie humana durante siglos. De hecho los primeros químicos llamados alquimistas, buscaban la reacción química fundamental que pudiera convertir la materia ordinaria en oro. En una de esas ocasiones en que se buscaba la reacción química fundamental, se calentó un mineral rojizo llamado Cinabrio, el resultado fue sorprendente cuando se comenzaron a condensar gotas de un metal líquido, el cual desde ese momento hasta entonces llamamos mercurio.

Es así y como con la aplicación del método científico hace poco más de 200 años hasta el presente que por medio de la química se han logrado sintetizar miles de compuestos químicos nuevos, que tienen la posibilidad material de existir pero que solo un proceso de fabricación diseñado y desarrollado por los humanos ha permitido concentrar y crear artefactos y utensilios que hacen la vida más fácil.

Este conjunto de sustancias o productos químicos son de variada naturaleza e incluyen:

- Ácidos- Bases- Sales- Polímeros o plásticos- Materiales metálicos- Medicamentos o fármacos- Pesticidas o Biocidas- Antibióticos

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- Colorantes- Aromáticos- Materiales de construcción como el cemento- Combustibles y Energéticos- Refrigerantes- Solventes- Antisépticos- Textiles- Cerámicas- Productos fotográficos- Papel y derivados de celulosa- Dispositivos eléctricos y electrónicos- Productos cosméticos- Fermentados industriales- Fermentados alimenticios

Los productos químicos son la expresión de reacciones químicos que se dan dentro de los organismos vivos (productos químicos naturales) o en procesos de fabricación (productos químicos industriales).

1.2 Fuentes para la Fabricación de Productos Químicos

Todos los productos químicos sintéticos utilizados en la agricultura, la industria, la medicina y el hogar son elaborados a partir de la extracción de sustancias de los siguientes medios:

- El Aire (La cual es fuente de oxigeno, nitrógeno y gases nobles como el Argon, el Neon , el Xenon y el Kripton).

- El agua de mar que contiene en disolución (Cloruro de sodio, magnesio y bromo). Además ahora se investiga extraer hierro y cobre del agua de mar.

- Suelo del cual se extraen materias primas para la fabricación química en dos depósitos:

o Depósitos minerales en forma de roca, extrayéndose piedra caliza

(CaCO3), Dolomita (CaCO3. MgCO3) que son utilizadas en la industria del acero, en el tratamiento de aguas, en las industrias de la pulpa del papel, en la agricultura. También destaca las minas del carbón mineral del que por destilación destructiva se obtienen los productos de coque, alquitrán y gas natural.

o Gas natural y petróleo. El gas natural es una mezcla de hidrocarburos

alifáticos (metano, etano, propano y butano) así como la serie alifática mayor. De la química del carbono se desprenden múltiples compuestos que se sintetizan todos los años.

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- Vegetación. Del cultivo de los vegetales se extraen muchos compuestos químicos orgánicos complejos como las esencias para perfumería, principios activos para los fármacos o medicamentos. Otros productos químicos naturales extraídos de los vegetales incluyen los aceites de palma, castor, oliva, maíz, canola, ajonjolí y sus subproductos (jabones, detergentes, margarinas).

La producción de químicos se eleva anualmente, la Chemical American Society (CAS) estima que la cantidad de químicos sintéticos con propiedad intelectual puede ascender a 67,000 productos químicos, aumentándose la cifra anualmente en 6,000 nuevos productos.

1.3 Economía y Química

La química industrial, agrícola y farmacéutica representa importantes contribuciones a las economías de los países industrializados. En los Estados Unidos de Norteamérica la Industria química representa el 25% del Producto Interno Bruto (PIB).

Otros países industrializados productores de químicos son Francia, Inglaterra, Irlanda, Alemania, Japón, Bélgica, China, India, Singapur, Rusia y menor medida en Latinoamérica México y Venezuela.

La importancia de los productos químicos en el comercio internacional es solamente inferior al comercio de alimentos frescos y semiprocesados y es superior a otras manufacturas y servicios.

La industria química forma parte de la economías de transición entre las economías basadas en la extracción (minería, agricultura, pesca, forestería) y las manufactureras (Transformación de la materia y empacado del producto terminado).

Según la Organización Mundial del Comercio (OMC) para el año 2009 el intercambio de productos químicos como parte del total de mercancías fue de un 11.9% y un 17.3% si se considera solo de los productos manufacturados. El producto de la balanza comercial de exportaciones e importaciones fue el siguiente:

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Exportaciones ImportacionesComercialización de productos químicos en base al total de mercancíasMundo 11.9 11.9América del Norte 12.3 10.3América del Sur y Central 6.3 14.4Europa 17.2 14.3Comunidad de Estados Independientes 5.9 11.9África 3.7 9.9Oriente Medio 6.3 7.8Asia 7.7 10.1Comercialización de Productos Químicos en base al total de productos manufacturadosMundo 17.3 17.3América del Norte 17.5 14.1América del Sur y Central 22.9 20.9Europa 22.2 20.1Comunidad de Estados Independientes 24.7 16.4África 19.3 14.3Oriente Medio 23.0 10.1Asia 9.7 16.0

Fuente: OMC (2009)

Como se puede observar en los datos del cuadro anterior el desbalance es negativo para la región económica a la que pertenece Centroamérica y específicamente Honduras, de tal forma que se puede concluir que Honduras no es un país productor de químicos pero si un consumidor de los mismos.

El comercio de productos químicos es acompañante de los procesos de fabricación, transporte y almacenamiento de los mismos, lo que acarrea importantes riesgos por emergencias químicas (fugas intencionadas y no intencionadas).

1.4Usos de los Productos Químicos

Algunas de las principales aplicaciones y usos que se dan a los productos químicos ya sea sintetizados artificialmente o purificados de la naturaleza son:

1.4.1.Usos Industriales

Destacan dentro de los usos industriales la aplicación de ácidos, álcalis y sales como insumos para la fabricación de otros productos químicos, dentro de los que se encuentran materiales de construcción, materiales metálicos.

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Destacan el uso de materiales de construcción, cerámicas para el diseño y desarrollo de productos más elaborados como viviendas, edificios, sistemas de alcantarillado.

1.4.2 Usos agrícolas

Algunas sales de nitrógeno (nitratos y nitritos) de sulfato (sulfatos y sulfitos) y compuestos orgánicos derivados de la urea son aplicados como fertilizantes. Otros compuestos de naturaleza orgánico clorado u orgánico fosforado son aplicados como biocidas siendo los principales:

- Lo herbicidas para el combate de las malezas o arvenses- Los insecticidas para el combate de insectos- Los rodenticidas para el combate y muerte de roedores- Fungicidas para el combate de los hongos patógenos a plantas y animales

domésticos- Bactericidas para el combate de bacterias.- Nematicidas para dar muerte a los nematodos terrestres patógenos de las

plantas.

También los productos químicos pueden actuar como soporte de las plantas como la vermiculita en los cultivos hidropónicos (sin suelo) y agricultura protegida (con cobertura de saranda que es un polímero o con acolchado de poliestireno en los casos donde se practica agroplasticultura).

1.4.3 Usos domésticos

En el ambiente domestico es donde se usan menos cantidades de químicos pero mucha más variedad, disponiendo en nuestras viviendas de productos químicos:

- Ácidos como el cloro usado como antiséptico.- Bases fuertes como la sosa caustica utilizada para liberar los caños de las

tuberías.- Polímeros y plásticos utilizados como recipientes de contención de agua,

alimentos y colecta de basura.- Materiales metálicos contenidos como componente de acumuladores,

transformadores, transistores y conductores en aparatos electrodomésticos como televisores, refrigeradores, ordenadores, radiograbadoras, ventiladores, impresoras entre otros.

- Medicamentos o fármacos, disponibles en todos los botiquines familiares.- Pesticidas o Biocidas para el combate de insectos, roedores.- Antibióticos usados como medicinas.- Colorantes naturales como condimentos de comidas y colorantes artificiales

utilizados en impresiones a pequeña escala.

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- Aromáticos, presentes en las esencias, permufes, cremas de cuerpo.- Combustibles y Energéticos como la gasolina, el gas butano, el diesel.- Refrigerantes presentes como componentes en refrigeradoras, aires

acondicionados de las unidades habitacionales como de los automóviles.- Solventes principalmente alcohol etílico y acetona.- Textiles presentes en toda la indumentaria que se encuentra en los hogares y

que por los colorantes que poseen han tenido ya impacto ambiental en las fuentes de agua durante los proceso de fabricación que tuvieron lugar en los países industrializados que las producen.

- Cerámicas presentes en diferentes formas y usos (vidriería utilizada como cubiertos, cerámicas utilizadas en el ornato).

- Papel y derivados de celulosa, presentado en distintas formas como papel blanco, impreso, periódico, satinado, cartón.

- Dispositivos eléctricos y electrónicos presentes en los capacitores dieléctricos en las cercanías del hogar.

- Productos cosméticos que incluyen jabones, cremas corporales, cremas dentales y geles.

- Fermentados alimenticios en forma de licores, almibares, yogures, ácidos débiles como el vinagre presente en encurtidos.

1.5 Enfoque de Ciclo de Vida

De tal forma que los productos químicos se encuentran presentes en la naturaleza en los medios atmosférico, acuático, terrestre en la misma vida en los vegetales, de ella se extraen, purifican, empacan, transportan y almacenan, para luego ser usados en la agricultura, la industria y los hogares con distintos usos y propósitos, posteriormente se despilfarran en forma de residuos que son devueltos al medio atmosférico en forma de gases, a los ríos en forma de efluentes, a los suelos en forma de derrames o de disposiciones finales en crematorios.

A este proceso que sufren los productos químicos se le conoce como enfoque de ciclo de vida, que analiza el producto desde la cuna hasta la tumba y que se refleja a continuación en el diagrama No. 1

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Diagrama No. 1 Ciclo de Vida de un producto químico

Transporte: Incluye la movilización de materias primas y productos terminados desde distintos destinos.

Almacenamiento: Incluye el guardar dentro de espacios físicos o bodegas tanto los insumos como el producto terminado

Uso: Consiste en el consumo del producto químico para labores de agricultura, medicina, salubridad e higiene tanto en las comunidades rurales como en las comunidades urbanas

Fuentes: Son indicativos de la naturaleza química y mineral

Procesos de Producción: Transforman los elementos y minerales en productos a través de un proceso de fabricación

Cierre del Ciclo producto de la aplicación de tecnologías ambientales de recuperación de residuos (Reciclaje o reutilización), la reducción de los desperdicios.

Disposición final: Es el fin de los productos en sumideros (botaderos municipales, ríos, océanos, suelo, atmosfera, cuando los desperdicios se queman)

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Actividad No. 1 Práctica de Investigación sobre los Residuos Químicos Domésticos

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Unidad 2. Introducción a la Contaminación por Productos Químicos

2.1 Contaminantes y Contaminación

Antes de comenzar a estudiar el tema de Gestión Ambientalmente Racionalmente de Productos Químicos (GARPQ), es necesario realizar las aclaraciones conceptuales que nos permitan aproximarnos a la definición de contaminante y contaminación.

2.1.1 Contaminante

Para entender lo que es un contaminante químico, es necesario decir que este es un compuesto químico generado por proceso naturales (emisiones volcánicas, remociones en masa y procesos erosivos que permiten el afloramiento de sustancias no presentes en el medio-agua, aire, suelo-) o por procesos artificiales (proceso de producción, almacenamiento, consumo, deposición).

Un contaminante siempre es potencialmente causa de un desequilibrio o de una toxisicidad, pero su capacidad de realizarlo está en función de su abundancia y de la superación de un umbral en el que pasa de ser una sustancia integrada al medio a ser una sustancia contaminante.

De tal forma podríamos preguntarnos ¿Contamina una naranja en la rivera de un río?, quizás la respuesta sea que no, ya que el río tiene la capacidad de degradar una naranja que se encuentre en su rivera sin afectar con ello las dinamicas bióticas y abióticas que le son propias.

Ahora podríamos preguntarnos ¿Contaminan la presencia de 3,000 naranjas en la rivera de un río?, la respuesta a esta interrogante posiblemente es que sí, ya que la descomposición de las naranjas en la rivera del río puede causar la absorción del oxigeno

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disuelto en el agua y por tanto provoque un desequilibrio en el sistema ecológico, incluyendo la asfixia de toda forma de vida que necesite del oxigeno disuelto en el agua y que ahora es tomado por las naranjas para poder descomponerse.

Este ejemplo nos ilustra que la noción de contaminante no está asociada a la naturaleza del compuesto como a su dosis, abundancia que causa un desequilibrio en el sistema ecológico y que puede causar efectos tóxicos en los seres vivos.

Edward Calabrese llama a este principio “Hormesis” y supone que cualquier compuesto químico es potencialmente contaminante y toxico dependiendo de su concentración y acumulación.

2.1.2 Contaminación en los Eslabones del Ciclo de Vida del Producto Quimico

Una vez que hemos esclarecido el concepto de contaminante nos será útil definir el término contaminación y podemos decir que es el proceso mediante el cual un compuesto químico a través de un ciclo de vida es potencial causante de impactos en la biota y en la salud del ser humano en específico.

El análisis de ciclo de vida (ACV) es una forma de ilustrar los procesos de generación de impacto de un contaminante:

Producción: En esta fase del ciclo de vida de un contaminante se extraen los insumos de la naturaleza, se combinan en un proceso de fabricación generando durante su proceso residuos de los mismos insumos, del compuesto químico contaminante y de otros contaminantes necesarios para su fabricación.

Transporte: Durante el transporte de grandes cantidades de productos químicos concentrados, pueden suceder desvíos en los protocolos de seguridad y ocurrir desastres como el hundimiento de un buque, el bolcamiento de un remolque, el aterrizaje forzoso de una aeronave liberando producto del accidente cantidades concentradas de químicos al agua, al aire o al suelo provocando con ello un desequilibrio ecológico o efectos tóxicos en la biota (fauna, flora, microbiota). Por ejemplo la contaminación con petróleo en el mar por el naufragio de un barco que lo transporta.

Almacenamiento: Durante el almacenamiento pueden ocurrir fallas en los sistemas de seguridad produciéndose

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fugas dentro de los almacenes o de los embalajes, por ejemplo el evento toxicológico de la fábrica de pesticidas en Bophal, India o las fugas radiactivas de Chernobil.

Tanto los sucesos desastrosos por problemas en los protocolos de seguridad en el transporte como en el almacenamiento se conocen con el nombre de emergencias químicas o tecnológicas

Uso: El destino de un compuesto químico siempre es satisfacer una necesidad humana (controlar una plaga, servir de combustible, lubricante, insumo para la fabricación de un nuevo producto, combatir una enfermedad, entre otros múltiples usos), este proceso debe de ir acompañado de un fuerte componente de educación al consumidor para utilizar las dosis adecuadas, seguir protocolos de seguridad en su almacenamiento y manipulación con la finalidad de disminuir los impactos sobre la salud del mismo ser humano y de la biota en general.

Disposición final: Consiste en el desecho después del uso, generalmente en un sumidero que puede ser un crematorio para los residuos sólidos urbanos (RSU), las aguas de un rio en el caso de las aguas grises, negras y aguas lluvias a través del sistema de alcantarillado de la ciudad.

Cierre del Ciclo: Por medio de la utilización de la tecnología ambiental, para restaurar los medios alterados como para aprovechar los residuos como materia prima para iniciar un nuevo proceso de producción a través del reciclaje y la reutilización.

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2.1.3 Contaminantes y Contaminación Química: Ejemplo del Dióxido de Carbono

Para entender ello por ejemplo analicemos la proporción del Gas de efecto invernadero (GEI) llamado Dióxido de Carbono, el cual si examinamos sus fuentes encontraremos que es producido naturalmente por la respiración de plantas, animales, los incendios forestales naturales y que se encuentra acumulado en la atmosfera de la cual se transmuta nuevamente a la biomasa a través de la fotosíntesis y por descomposición de los seres vivos en procesos de tiempo muy largos en depósitos de carbón, gas natural, petróleo, grafito e incluso diamantes, también se le encuentra depositado en los caparazones de bivalvos y gasterópodos en ríos y mares. Este equilibrio se encuentra esquematizado en un ciclo eterno de transmutación entre el aire, el suelo, el agua y la vida llamado ciclo biogeoquimicos del carbón.

El desequilibrio se encuentra cuando el ser humano a comenzado a aumentar la proporción del carbono en alguna de sus formas en cierto medio en este caso la atmosfera, cuando producto de quemas forestales intencionadas, extracción de hidrocarburos del subsuelo y su combustión para alimentar la industria, el transporte y otros actos civiles produce un aumento en el nivel de concentración del dióxido de carbono en la atmosfera. El calentamiento climático global es justamente un efecto indirecto de la acción directa del desequilibrio provocado por el ser humano en el ciclo biogeoquimicos del carbono.

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Lectura No. 1 Historia de la Cultura y la Contaminación

Lectura No. 2 Uso de los Productos Químicos, Contaminación y Civilización

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Unidad 3. Naturaleza de los Productos Químicos

3.1 Metales Pesados

En ciertos medios del ecosistema, la concentración de algunos metales se puede elevar tanto que llega a constituir un proceso de contaminación, la cual puede ser de origen natural, de acuerdo con un ciclo biogeoquimicos o bien puede ser una contaminación causada por la actividad humana, entonces es considerada como antropogenica.

Los metales pesados se definen arbitrariamente como aquellos metales cuya densidad es por lo menos cinco veces mayor que la del agua. Dichos metales se encuentran en forma natural en la corteza terrestre, en forma muy concentrada, constituyendo yacimientos minerales. Algunos están en la naturaleza en grandes cantidades y se acumulan en la cadena alimenticia.

Otra característica importante de los metales es que presentan ciertas propiedades importantes como conductividad eléctrica y térmica altas, maleabilidad, ductibilidad y brillo.

Antimonio

El antimonio fue el primer metal obtenido por el hombre, antes que el cobre y el hierro, la dureza de sus aleaciones lo hicieron valioso igual que el estaño.

Paracelso fue el primero en introducirlo con usos médicos en 1530, mas tarde fue usado como vino emético (tartarato) y empleado por Luis XIV en 1658.

Algunas de sus propiedades son que es uno de los pocos elementos químicos junto con el galio que presenta dilatación al solidif icarse.

Sus principales usos en la modernidad incluyen las aleaciones con plomo que son usados como material de impresión, en la fabricación de texti les a prueba de l lamas, en aplicaciones a fuegos artif iciales, también se emplea como

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semiconductor en usos electrónicos y electricistas.

Los principales síntomas de toxicidad se observar en el tracto gastrointestinal, el corazón, el tracto respiratorio, la piel y el hígado. Existe alguna evidencia que implica que el antimonio está involucrado en problemas reproductivos en mujeres.

Bario

El Bario es un elemento químico, perteneciente a la familia de los alcalinotérreos. Fue aislado por Davy en 1808, el Bario se encuentra especialmente en forma mineral en menas de Baritina (BaSO4) y la Witterita (BaCO3).

Desde el punto de vista químico presenta características muy similares a las del calcio, la forma general de sulfato de Bario es insoluble en agua, por lo que su límite máximo permitido es bastante alto y se encuentra en el orden de 2 mg/l.

Sus principales usos son en pinturas ya que forma parte del Blanco Fijo en forma de Sulfato de Bario (BaSO4), aunque también es utilizado para las radiografías, lodos de perforación, linóleo y fabricación de papel.

Algunas pruebas de exposición prolongada en animales de laboratorio han mostrado alteraciones musculares, cardiovasculares y daño renal.

Berilio

Es un elemento químico perteneciente a la familia de los metales. Con número atómico 9, sus compuestos minerales son muy tóxicos. Con facilidad produce intercambio cationico con los compuestos de manganeso.

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El Berilio se encuentra en forma mineral dentro de las Cristobalitas y en las Esmeraldas. Este elemento fue aislado por Vauquelin en 1798 a través de una purificación de Cloruro de Berilio BeCl2.

Sus principales usos fueron en aplicaciones de moderador o reflector de neutrones en reactores nucleares, sin embargo más adelante sus aplicaciones se desarrollaron y extendieron más a usos civiles como en los tubos de neón presentes en vallas publicitarias, focos ahorradores, en la fabricación de maquinas de rayos X, y en combustibles para cohetes.

Su presencia no se ha detectado en las aguas naturales debida a su escasez, y a la insolubilidad de los óxidos y los hidróxidos.

Se ha observado que es causa de cáncer en los animales, por lo que se cree que podría provocar efectos carcinogenéticos en seres humanos.

Cadmio

Es un elemento químico con número atómico 48 y símbolo Cd. Es un metal blanco, maleable y dúctil, perteneciente a la segunda serie de los metales de transición.

Fue descubierto por el químico Stromeyer en 1817 a partir de una impureza del Carbonato de Zinc, presente en el mineral Smithsonita. También se ha descubierto que está presente en la Grrenockita (CdS) y en subproducto de minerales del Cinc como el ZnS.

Los principales usos del cadmio incluyen su uso como revestimiento protector del acero, recubriendo tornillos, tuercas y otros artefactos de acero para prevenir la corrosión, se usa también en la formación de depósitos para electrólisis principalmente en baterías. Algunas de sus aleaciones de bajo punto de fusión se emplean como disparador de extinguidores de incendio automáticos. Las barras de Cadmio sirven para absorber los neutrones en reactores de fisión nuclear. Sus usos menos frecuentes incluyen su presencia en pinturas resistentes a la luz y a

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la intemperie y para la estabilización del PVC (Cloruro de Polivinilo).

Una de las industrias emisoras de residuos que contienen cadmio al sistema acuático es la manufactura del enchapado. El principal medio contaminado por el cadmio es el medio acuático. Existen muy pocas cantidades de este elemento en el aire, el suelo y los alimentos.

Algunos de los principales efectos toxicológicos del Cadmio son: A niveles prolongados provoca la enfermedad del “Itai Itai” caracterizada por fragilidad ósea e intenso dolor. A niveles bajos pero exposición prolongada causa hipertensión (alta presión sanguínea), esterilidad masculina, lesiones renales en los riñones y el bazo así como alteraciones respiratorias similares a la gripe o la influenza. Recientemente se ha descubierto que dentro del humo de cigarrillo se encuentran cantidades importantes de cadmio.

Cromo

Su nombre etimológicamente significa color. Es un elemento químico perteneciente a la familia de los metales de transición. De características físicas color blanco muy duro, que en aleaciones permite dar colores violeta, verdes y azules a los vidrios y otras cerámicas.

Fue descubierto por Vauquelin en 1797. Enseguida se integro a la industria metalúrgica como elemento dentro de las aleaciones con acero, se encuentra presente en el acero inoxidable que contiene 18% de cromo y 8% de níquel.

Su comportamiento químico en soluciones con el agua permite su hidrólisis formando precipitados de hidróxido, quedando pequeñas porciones en formas solubles.

Sus usos incluyen la fabricación de acero inoxidable, pinturas y soluciones limpiadoras en los laboratorios.

La intoxicación por cromato causa enfermedades de la piel y lesiones hepáticas a nivel del hígado. Hay

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evidencias que parecen indicar que también las sales de cromatos tienen impactos oncogénicos o carcinógenos.

Cobre

Es un elemento químico perteneciente a los metales en transición, con número atómico 29. Su nombre significa Sal de Chipre.

El cobre se encuentra naturalmente en depósitos minerales como la Cuprina (Cu2O), la Calcopirita (CuFeS2) y la Malaquita (CuCO3).

El cobre ha sido conocido por la humanidad desde hace mucho tiempo, las primeras extracciones de cobre en presencia de carbón de madera ocurrieron posiblemente hace unos 4,500 años antes de Cristo.

Sus principales usos incluyen su trefilación para fabricar hilos de alambre conductores eléctricos y térmicos. Algunas sales como el Sulfato de Cobre se utilizan como caldo bordales para combatir hongos en la agricultura. Por sus numerosos usos sus concentraciones en los sistemas hídricos alcanzan concentraciones que puedan hacerlas toxicas. En seres humanos solamente se conocen un pequeño grupo poblacional que son sensibles a concentraciones mayores a 1.3 mg/l causándoles irritaciones en el tracto gastrointestinal.

Los mayores impactos del cobre se encuentran a nivel de las plantas acuáticas que incluyen las algas y algunas especies de peces dulceacuicolas que son sensibles a concentraciones mayores a 1 mg/l.

Plomo

El Plomo es un elemento químico de número atómico 82 perteneciente a la familia de los metales raros. En estado natural es maleables y resistente a la corrosión. Una característica importante es que es de los pocos elementos químicos que tiene isotopos estables. Estos se producen por descomposición radioactiva del Uranio (Pb206), del Actinio (Pb 207) y del Torio (Pb 208).

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El Plomo existe en varias formas minerales como la Galena (PbS), Cerusita (PbCO3), Minio (Pb3O4) y Anglesita (PbSO4).

El Plomo tiene muchas aplicaciones entre las que se encuentra la fabricación de vidrios plomados, su dinámica electrolítica en las baterías, como agente antiherrumbre, como condensadores debido a su constante dieléctrica alta, y como difractores de las radiaciones laser.

El Plomo también se utiliza en las pantallas absorbentes de Rayos X. También se emplea en la composición de pinturas de exteriores como el Cromato de Plomo (PbCrO4) de color amarillo o la cerusa [Pb (OH)2 (CO3)2] de color blanco.

Al igual que sus usos son variados sus efectos tóxicos y carcinogénicos en los seres humanos provocan distintos tipos de Plumbosis. La intoxicación por plomo ha sido reconocida durante muchos años. La plumbosis se caracteriza por un ataque a nivel de sistema nervioso central específicamente el cerebro y también provoca efectos a nivel del sistema renal.

En adultos jóvenes que han sido expuestos a concentraciones de plomo en agua o que han consumido pintura a base de plomo, ha determinado su prohibición en las mezclas de pintura para decoración de interiores y su disminución en el uso como juntas para unir tuberías.

A nivel de combustibles fue muy utilizada la gasolina que poseía tetraetilo de plomo, la cual luego de la combustión liberaba Oxido de Plomo II (PbO) el cual entraba por el tracto respiratorio, los efectos tóxicos demostrados condujeron a la prohibición de los procesos de producción de gasolina que contenía plomo.

Mercurio

Elemento químico con número atómico 80 perteneciente a la tercera serie de los metales de transición. Es el único metal que es líquido a temperatura ambiente.

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Se encuentra en forma natural en el mineral conocido como Cinabrio (HgS) que ha sido utilizado por la humanidad desde la época de las culturas romanas y griega como un colorante ya que su color es rojo bermellón. También el mercurio fue investigado por las aleaciones que podía formar con otros metales.

Los derivados del mercurio y el mercurio por si mismo son venenos fuertes. El mercurio se utiliza en lámparas de vapor de mercurio, contactos eléctricos, termómetros, en la celda electrolítica para producir sosa caustica (NaOH) y moléculas de Cloro. Interviene en la composición de plaguicidas, medicamentos y compuestos organomercuricos. Sus derivados importantes son el Calomel Hg2Cl2 que es utilizado como electrodo pero que durante muchos años se utilizo para el tratamiento de la Sifilis, otro compuesto importante es el Fulminato de Mercurio Hg (ONC)2 o Cianuro de Mercurio que es utilizado como explosivo.

Sus usos incluyen su presencia en instrumentos científicos, baterías, lámparas, extracción de oro y plata, la producción electrolítica de cloro, la fumigación de cultivos para combatir insectos, la prevención de formación de moho en las pinturas de las embarcaciones.

Una de las emergencias tecnológicas más importantes en este tema se dio por la ingestión de comida de mar tomada de la bahía de Minamata de Japón, en la que se descubrió que las emisiones provenían de una planta química, 111 personas fueron ingresadas por intoxicación por mercurio, 43 personas murieron, algunas mujeres sobrevivientes que tuvieron hijos, estos nacieron con defectos congénitos, lo cual se supone es atribuible a la ingestión de mercurio.

Debido a los efectos tóxicos del mercurio se ha determinado límites de control de máximos permitidos para el agua potable fijados en 0.002 mg/l, o 2 g/l

El mercurio ha sido estudiado a través de un ciclo biogeoquimicos de las interfaces entre el aire, el medio acuático y el consumo por integrantes de la cadena alimenticia superior-piscívoros- como el hombre y las aves. Las formas inorgánicas son generadas por la manufactura y emitida en forma de gases, las cuales son

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precipitadas con la lluvia al medio acuático, y transmutado en formas orgánicas e inorgánicas, las formas orgánicas de metil mercurio son bioacumulada en los peces y luego en aves y seres humanos. Intoxicaciones graves como la enfermedad de Mihimata fueron causadas por intoxicación con metil mercurio.

Ciclo Biogeoquímico del Mercurio

HgO Hg (II) CH3Hg+

HgP CH3HgCH3

CH3Hg CH3

HgP Hg (II)

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Níquel

Es un elemento de número atómico 28, perteneciente a la serie de los metales de transición fue descubierto en 1751 por el químico Cronstedt. Algunas de sus propiedades más destacadas es que resiste la corrosión porque en su superficie se forma una capa de óxido de niquel NiO, protector.

En la naturaleza se encuentra en betas del mineral Pirrolita (Fe,Ni)S y en la Garnierita (Silicato de Niquel y Magnesio).

Por sus características de ser maleable, dúctil y ferromagnetico, el níquel se emplea en diversas aleaciones: aceros inoxidables, aleaciones de hierro-níquel (permaloy) para blindajes magnéticos, aleaciones resistentes a la corrosión y cuproníquel para la fabricación de monedas. El níquel también se emplea en acumuladores alcalinos (hierro-níquel o cadmio-níquel) como catalizador para la hidrogenación en diversos procesos catalíticos como la fabricación de mantecas esterificadas.

La manufactura de aceros galvanizados constituye la principal fuente de contaminación de las aguas con níquel, ya que los enjuagues a que son sujetos los procesos unitarios constituyen la forma de disolución del níquel en el agua dulce.

En seres humanos la contaminación con níquel no ha podido demostrar sus efectos tóxicos.

Selenio

El Selenio etimológicamente signif ica Luna, es un elemento químico con número atómico 34, descubierto por el químico Berzelius en 1817,

Hg (II) + H2S HgS+H2

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generalmente se encuentra asociado con el Telurio.

El Selenio se encuentra en minerales raros como la Crooksita y la Claustalita. Sus propiedades químicas son similares a las del azufre.

Se obtiene fundamentalmente de procesos de purificación de lodos electrolíticos del cobre.

Sus principales aplicaciones se encuentran en la electronica, al ser parte de las celdas fotoeléctricas en componentes de impresoras, fotocopiadoras, sistemas de encendido automático del alumbrado público.

El Selenio también se utiliza en el enmascaramiento del color verde del vidrio (por eso se le llama jabón de los vidrieros) y en forma de Sulfoseleniuro de Cadmio Cd(S, Se) se utiliza para fabricar vidrio color rubí.

El Selenio forma parte de los elementos traza esenciales para el buen funcionamiento del organismo humano, pero en cantidades insignificativamente mayores puede llegar a ser toxico, hecho que complica la determinación de los umbrales máximos permitidos.

La toxicidad por selenio se ha documentado en animales domésticos que consumen plantas herbáceas fundamentalmente gramíneas que acumulan en sus tejidos selenio. Producto de la acumulación del selenio en el alimento de los herbívoros se producen efectos como la dificultad en el almacenamiento de calcio en los huesos y el vértigo ciego. Se supone que estos efectos podría causar el selenio en los humanos de ser expuestos en grandes cantidades.

Talio

El talio etimológicamente significa tallo verde a causa de la raya verde característica de su espectro de emisión. Es un elemento químico con número 81. De características metálicas con color gris y contextura blanda. Se encuentra naturalmente en minerales como la Crooksita mineral que

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alude a su descubridor Crookes quien en 1861 descubrió este elemento dentro del mineral de su mismo nombre.

La manipulación del talio se realiza a bajas temperaturas ya que el punto de fusión de las sales de mercurio y talio se produce en -60°C.

El oxido de talio se utiliza en vidrios de índices altos de refracción, también se utiliza en la fabricación de semiconductores y para fabricar interruptores que funcionan a temperaturas por debajo de cero. Las sales de talio tienen amplio uso como rodenticidas (biocidas para el combate de los ratones, ratas y otros roedores considerados plagas en cultivos y en las viviendas a nivel domestico).

Las sales de talio son toxicas para todos los mamíferos incluyendo al hombre en donde producen efectos tóxicos y bioacumulativos con impactos en los sistemas digestivo, nervioso, cutáneo y cardiovascular o circulatorio.

3.2 Contaminantes Químicos No Metálicos

Arsénico

Es un elemento químico con número atómico 33. Es un no metal que existe en esta natural en dos formas alotrópicas: Arsénico gris común y Arsénico amarillo meta estable.

Se considera que Magnus aisló este elemento a principio del siglo XIII. El arsénico se encuentra en fuentes naturales sobre todo en los minerales Oroimente (As3S3), el Realgar (As4S4),y Mispickel o Arsenopirita FeAsS. El elemento se obtiene a partir de este último mineral. Al calentar el mineral, el arsénico se sublima y deja un residuo de Pirita (FeS).

El Arsénico ha logrado introducirse en el medio acuático producto de las actividades de minería, el uso de los insecticidas con base en arsénico, y por la utilización de combustibles fósiles, donde parte de la precicipitación ocurre en áreas acuáticas.

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El Arsénico y sus compuestos son tóxicos. Los sulfuros naturales se utilizaban en medicina en la antigüedad y numerosos medicamente que contenían arsénico se empleaban a principios del siglo XX. El Arsénico se utiliza como dopante de algunos semiconductores. El arseniuro de galio GaAs es un material láser.

En los seres humanos existe cierto nivel de tolerancia al Arsénico, los envenenamientos por arsénico son posibles en seres humanos poco expuestos. También se ha demostrado que el consumo de arsénico en pequeñas dosis graduales causa problemas en el sistema inmunológico causando fiebres frecuentes. Algunas intoxicaciones famosas como las de Napoleón (una de las momias incorruptibles) que consumió arsénico durante un gran periodo de tiempo sin siquiera darse cuenta, ya que quienes conspiraban contra él, ingresaron dosis sostenidas en sus alimentos, sin embargo después de morir su cuerpo se logro conservar sin pasar por un proceso de momificación.

Asbesto

Es el nombre común que se da a una mezcla de compuestos (Silicatos hidratados fibrosos). Tiene como origen mineral la Tremolita Ca2Mg5(OH)2 (Si4O11)2, la actinota Ca2(Mg o Fe)5 (Si4O11)2 y la crisolita Mg6(OH)8

(Si4O10).

Sus propiedades de ser entretejidos en telas y su resistencia al calor y la acción química han sido un gran atractivo para su uso en la construcción, en combinación con el cemento como por ejemplo los azulejos y en el aislamiento eléctrico.

Su exposición frecuente, provoca contaminación ambiental por desprendimiento de pequeñas partículas de asbesto o amianto que produce la enfermedad Asbestosis, aumento considerablemente el riesgo de cáncer de pulmón. El riesgo aumenta en el grupo de los fumadores.

El asbesto cuando entra en contacto con el agua produce turbiedad, la que puede impedir el paso de la luz, por lo

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que los residuos de construcción y las explotaciones mineras que extraen amianto son la primera fuente de contaminación del agua, provocando turbiedad nefelometría.

Cianuro

Se trata de un Catión (Ion con carga negativa) con formula básica (CN)-1. Existen muy pocas fuentes naturales de Cianuro con excepción de las minas donde se encuentra en forma de cianuro de hidrogeno, el cual es un gas venenoso.

El Cianuro que se utiliza en forma industrial se fabrica a partir de una reacción química de síntesis:

CH4 + NH3 Pt HCN + 3 H2

2 bar /1200-1300°C

El Cianuro es muy utilizado para la extracción de oro y plata con los que forma iones complejos que luego pueden ser separados mediante electrolisis. También se utiliza en la industria de enchapado y en la elaboración de carbón coque.

El ion Cianuro tiene una vida media bastante corta, ya que las bacterias aeróbicas lo descomponen, siempre y cuando la concentración de cianuro se encuentre por debajo del umbral toxico para ellas. Por lo tanto se puede afirmar que existe un proceso biológico de bioremediación.

3.3 Gases de Efecto de Invernadero. Su transmutación en el Ciclo Biogeoquimicos

Los gases de efecto de invernadero se encuentran muy ligados al análisis del calentamiento climático global, estos son compuestos químicos que están y han estado presentados en la naturaleza por millones de años, pero en el que se ha alterado su concentración a niveles similares a los del periodo geológico Carbonífero. Dentro de los gases de efecto de invernadero se encuentran los siguientes:

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Dióxido de Carbono Monóxido de Carbono Metano Agua Nitratos Nitritos Sulfatos Sulfitos Clorofluorocarbonos

Para explicar el cambio climático existen múltiples causas atribuibles:

- Causas siderales (la posición del sistema solar en el sistema de brazos espirales de la galaxia y su exposición o no a los polvos estelares), en el caso de que el sistema solar pase por una zona de polvo estelar impide la llegada de la radiación solar por lo tanto se produce un enfriamiento.

- Causas geológicas como la actividad volcánica que permiten la emisión de grandes cantidades de gases de efecto invernadero y cenizas que contrarrestan el efecto invernadero.

- Causas antropogenica que liberan intencional y no intencionalmente grandes cantidades de Gases de efecto de invernadero producto de la actividad agrícola, industrial, de transporte y de abastecimiento de agua.

El calentamiento climático se ve reforzado por el tipo de construcciones que existen en las ciudades. Los edificios por su orientación pueden almacenar calor, desviar corrientes de aire, producir sombras.

Se ha estudiado por ejemplo que la altura de los edificios influye sobre las corrientes de aire y la distribución del calor, creando un domo que evita que la ciudad pierda calor y que esta se libere a la atmosfera más bien acumulándolo durante el día y liberándolo por la noche, este efecto se conoce como inversión climática y es directamente proporcional a la altura de los edificios construidos en las ciudades.

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Figura No.Inversión Climática en la Ciudad de Tegucigalpa

Fuente: Elaboración propia (2012) ilustración de Allan Fabrissio López Núñez

3.3.1 Óxidos de Carbono

Dos son los óxidos que forma el carbono: El Monóxido de carbono CO; y, el Dióxido de carbono CO2.

3.3.1.1 Monóxido de Carbono

El caso del monóxido de carbono se trata de un combustible y un agente reductor de gran importancia industrial. Es un gas incoloro e inodoro muy toxico, por que interfiere en el funcionamiento normal de la hemoglobina y en el transporte normal del oxigeno, por lo tanto causa asfixia en los animales.

Su formación natural se da en las erupciones volcánicas y en los incendios forestales y quema de combustibles de forma natural. En forma artificial el Monóxido de carbono es emitido por la combustión de carburantes en sistemas de transporte catalíticos (automotores, barcos, aviones) y por el sistema manufacturero compuesto por las fabricas en las áreas agroindustriales fundamentalmente entre

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ellas las refinadoras de aceite de palma, los torrefactores de café.

El mecanismo por el cual se produce la intoxicación es por su combinación con la hemoglobina formando carboxihemoglobina, que no capta oxigeno y que por tanto no nutre a las células con el oxigeno necesario para su vida.

Se ha estudiado que basta una concentración de 0.2% de monóxido de carbono en el aire para provocar inconsciencia en hora y media y la muerte en tres horas. Este gas se encuentra en los gases de escape de los automóviles, por lo que en las zonas congestionadas, durante las horas de gran tráfico, se dan con frecuencia concentraciones casi toxicas.

3.3.1.2 Dióxido de Carbono

El dióxido de carbono a diferencia del monóxido de carbono no es venenoso, se encuentra disperso en la naturaleza en distintas fuentes que permiten mantener una concentración casi constante en el aire, que es de un 0.04%.

Sus principales fuentes son la respiración de los animales y de las plantas en la fase oscura de la fotosíntesis. También se produce naturalmente por los incendios forestales y la emisión de los volcanes.

El dióxido de carbono es absorbido por los organismos fotosintéticos que incluyen las plantas, que junto con el agua contribuyen a formar carbohidratos y a generar oxigeno según la siguiente ecuación química sintética:

6CO2 + 6H20 C6H12O6 + 6O2

Sus principales funciones incluyen el mantenimiento del pH de la sangre.

Por sus propiedades fisicoquímicas de ser transparente a la luz visible pero opaca a la radiación infrarroja, se le considera como el principal contaminante químico responsable del calentamiento climático global.

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El dióxido de carbono al combinarse con las moléculas de agua en estado de vapor produce acido carbónico que es el principal componente de la lluvia acida en los países no industrializados, lo cual es responsable de la corrosión de los edificios construidos con cemento, extrayendo el calcio presente y formando carbonato de calcio, que es exfoliado de los edificios.

3.3.2 Metano El metano es el primer hidrocarburo de la serie alifática, con una formula de CH 4 generalmente se le encuentra en estado gaseoso debido a su bajo punto de ebull ición. Es un gas incoloro y l igero con una densidad de 0.57, insoluble en agua y difíci lmente l icuable.

Ha sido llamado como gas de los pantanos, ya que se generan en los pantanos naturales y artificiales (cultivo de arrozales por inundaciones y represas hidroeléctricas y de abastecimiento de agua potable) por la descomposición de residuos orgánicos en ausencia de oxigeno (condiciones anoxicos).

En condiciones naturales también es generado por la digestión de los animales ya sea como excreta o por la regurgitación en los rumiantes principalmente bovinos en este caso las vacas.

Al quemarse en presencia de oxigeno libera energía y forma dióxido de carbono y liberando agua en estado de vapor, dos gases de efecto de invernadero, según la siguiente ecuación química abreviada:

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

Actualmente se promueven distintas iniciativas a fin de aprovechar los desechos orgánicos domésticos y de la actividad agrícola mediante los Biodigestores, que en condiciones anoxicas y gracias a las bacterias metano génicas se produce metano que luego puede ser utilizado para producir una llama como fuente de generación de energía.

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Con el cloro el metano forma una serie de compuestos según las siguientes ecuaciones químicas:

CH4 + Cl2 HCl +CH3Cl (Cloruro de metilo)

CH3Cl+ Cl2 HCl + CH2Cl2

CH2Cl2 + Cl2 HCl + CHCl3 (Cloroformo)

CHCl3 + Cl2 HCl + CCl4 (Tetracloruro de carbono)

Los derivados clorados del metano tienen aplicaciones como solventes industriales y como esterilizantes y limpiadores, además por sus bajos puntos de ebullición forman parte de los Compuestos Orgánicos Volátiles (COV´s).

Tanto los óxidos de carbono como el metano que es un hidrocarburo se encuentran enlazados con el ciclo biogeoquimicos del carbono, que es una transmutación del carbono de la atmosfera a los seres vivos y de ahí al medio acuático y las rocas.

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Ciclo Biogeoquímico del Carbono

Fuente: Elaboración propia (2012) ilustración de Allan Fabrissio López Núñez

CH4

CO2 (Respiración celular, quemas, combustión de automotores, quema de metano)

CO (Erupciones volcánicas, quemas, combustión de automotores)

CH4 (Respiración de las vacas, fermentación de arrozales y de pantanos naturales y artificiales

CO2 + H20 H2CO3

Lluvia acida

H2 CO3 +Ca(OH)2 CaCO3 + 2H2OCarbonatación

6CO2 + 6H20 C6H12O6 + 6O2

Fotosíntesis

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H20 Respiración Celular

CO2 CO

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3.3.4 Agua

El agua en su estado gaseoso ha sido considerado recientemente como un gas de efecto de invernadero ya que es permeable al paso de la luz solar y opaca al escape de los rayos infrarrojo que es característico de la acumulación de calor.

El agua es una combinación química del hidrogeno y el oxigeno (H2O), es consumida por los vegetales en el proceso de fotosíntesis para elaborar los carbohidratos, es liberado por las plantas en la fase oscura de la fotosíntesis y por la respiración celular de los animales.

También se forma en los procesos de las ecuaciones de neutralización de un acido y una base para la formación de una sal por ejemplo:

Ca(OH)2 +H2CO3 CaCO3 + 2H20

NaOH+ HCl NaCl + H2O

El agua en estado de vapor es considerado un contaminante de Gas de Efecto de Invernadero (GEI) en un proceso que se retroalimenta a sí mismo, ya que entre más calor se libere mucho mayor es la cantidad de agua evaporada, que a su vez ayuda a aumentar la temperatura y a evaporar mayor cantidad de agua.

Es por eso que en ciudades como Tegucigalpa que antes disfrutaron de un clima templado, ahora se ha transformado en un clima tórrido con lluvias frecuentes pero calor durante el día para formar nubes de tormenta que se precipitan nuevamente al atardecer o anochecer.

3.3.5 Óxidos de Nitrógeno (NOx)Existen dos fuentes de óxidos de nitrógeno que son los Nitratos (NO 3

- 2) y los Nitritos (NO 2- 1), los

cuales se encuentran mezclados con iones Ca + 2 , K+ 1 , Na+ 1 y algunos metales. Con el Hidrogeno forman importantes ácidos como el acido Nítrico (H2NO3) y el acido Nitroso (HNO 2).

El nitrógeno por ser un importante componente de los seres vivos ya sea en forma de proteínas que son los compuestos estructurales de músculos, tejidos, pelo, uñas y tejidos de sostén en las plantas, forman parte de la nutrición mineral de las plantas y de la nutrición animal incluyendo la humana.

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Se han producido naturalmente por la acumulación en el mar y luego por regresión marina y concentración a partir de un proceso de evaporación del agua, que ha dejado únicamente minas de sal.

En procesos industriales metalúrgicos fundamentalmente del cobre y del hierro se producen como un subproducto en estado gaseoso, lo que ha sido identificado como un poderoso agente contaminante del aire. En Europa las fabricas metalúrgicas de hierro y cobre han producido importantes deposiciones en el aire, el cual una vez que ha sido contaminado y se produce la combinación de los nitratos y los nitritos se forman los ácidos nítrico y nitroso que se precipitan durante las lluvias cambiando la composición de la lluvia normal en lluvia acida. Muchos lagos y bosques de Europa central fueron alteradas en sus condiciones de equilibrio ecológico desapareciendo comunidades completas de bosques y de animales acuáticos y terrestres en bastas extensiones.

La contaminación atmosférica por nitratos y nitritos fue una de las primeras evidencias que permitieron reconocer que la contaminación es un problema internacional, ya que los efectos no siempre se producen en los mismos lugares donde se provocan las emisiones. También es a partir del reconocimiento de que la contaminación es un problema internacional que se formula el principio de ¡Quien contamina debe pagar! Que es una máxima de la justicia ambiental internacional.

De tal forma que los nitratos y nitritos de calcio y de potasio se utilizan como importantes agentes fertilizantes en la agricultura, en la que han impulsado un aumento en la productividad de los alimentos. La disolución de los nitratos y los nitritos utilizados en agricultura con propósitos de fertilización se disuelven rápidamente causando procesos de contaminación por salinización de los suelos o por eutrofización de ríos y estanques próximos a los campos de cultivo. La eutrofización se produce por el crecimiento excesivo de algas que consumen el oxigeno disuelto en el agua causando con ello la muerte de los peces.

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A nivel de industria de los alimentos los nitratos y los nitritos son importantes agentes conservantes utilizándose en salmueras animales como vegetales, sin embargo su uso es un debate en la salud pública, ya que variaciones muy pequeñas en las concentraciones de nitratos y nitritos como agentes conservantes, pueden ser importantes impulsores de cáncer en el hígado en seres humanos.

Finalmente es importante establecer que actualmente existen tecnologías medioambientales que permiten extraer los nitratos y nitritos mediante bioremediación, en algunos casos sembrando jacintos acuáticos para extraer la riqueza mineral de los acuíferos. En el caso de suelos salinizados mediante la aplicación de riego por aspersión y en el caso de lluvia acida aun no se conoce como controlar sus efectos e impactos, por lo tanto la mejor medida sigue siendo la mininimización de emisiones por medio de la aplicación de filtros de las calderas siderúrgicas.

El nitrógeno al igual que el carbono se transmute entre formas inorgánicas presentes en la atmosfera y formas orgánicas presentes en las plantas y animales terrestres y acuáticos, esto se representa a través del ciclo biogeoquimicos del nitrógeno.

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N2 + 2O2 2 NO2

Nitrificación

Ciclo Biogeoquimicos del Nitrógeno

Fuente: Elaboración propia (2012) ilustración de Allan Fabrissio López Núñez

Bacterias Nitrificantes presentes en

Leguminosas

NO2-1

(Erupciones volcánicas, emisiones de industria siderúrgica)

NO3-2 (Erupciones volcánicas, emisiones de industria siderúrgica)

N2 (Descomposición orgánica, erupciones volcánicas)

NO2 -1 + H20 HNO2 + OH-1

Lluvia acida

H2NO3 + CaOH CaNO3 + H20

Nitración

Nitratos y Nitritos Proteínas Vegetales

NO3-2 NO2

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3.3.6 Óxidos de Azufre (SOx)Los óxidos de azufre SO 2 y SO3 al igual que los óxidos de nitrógeno tienen su origen natural en yacimientos formados por transgresiones marinos y su posterior regresión que permitió la concentración de sales por medio de la evaporación. También se le encuentra asociada a la formación de carbón natural y minas de hierro.

En los seres vivos se encuentra integrado dentro de la formación de las proteínas animales y vegetales. La descomposición de las proteínas libera Acido Sulfhídrico (H2S) hedor característico de las aguas negras en descomposición.

Su generación artificial se produce en el marco de las explotaciones de centrales térmicas que queman carbón natural y en la extracción de hierro liberándose en forma gaseosa.

Su producción intencional es sobre todo para favorecer la elaboración de fungicidas como el Sulfato de Cobre o caldo bórdales (CuSO4).

La formación de sulfitos y sulfatos puede favorecer la necrosis de las plantas que han sido expuestos a dosis altas de la misma.

La combinación de los sulfatos y sulfitos con el agua produce como resultado la generación de ácidos bastante fuertes como el acido sulfúrico (H2SO4) y al acido sulfuroso (H2SO3) que si se forman en estado gaseoso y luego se precipitan durante la lluvia acida pueden provocar efectos desastrosos en la flora y la fauna sobre la que cae.

Recursos

http://www.ecologiaverde.com/contaminacion-con-gases-de-azufre/http://www.navarra.es/home_es/Temas/Medio+Ambiente/Calidad+del+aire/Informacion/Contaminantes/SOx.htm

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3.4 Compuestos Orgánicos Volátiles y Oxidantes Foto químicos

Los compuestos orgánicos voláti les (COV´s) son un conjunto de compuestos alifáticos y aromáticos que tienen puntos de ebull ición bastante bajos, vaporizándose fácilmente y constituyendo importantes fuentes de contaminación atmosférica.

Se encuentran dentro de los COV´s un conjunto de compuestos que incluyen compuestos naturales como las esencias de las flores, el alcanfor, y otros de naturaleza artificial como el Benceno, el tolueno, el nitrobenceno, el formaldehido, el cloro benceno y disolventes como el tolueno, xileno, la acetona y percloroetileno.

Benceno Tolueno Nitrobenceno Formaldehido

Cloro benceno Xileno Acetona Percloroetileno

Los COV´s por sí mismo y en exposiciones prolongadas a soluciones o mezclas concentradas pueden provocar daños a la salud que van desde la irr i tación de las mucosas, nauseas, cefalea o dolor de cabeza, dolores estomacales e intestinales, fatiga y manchas en la piel hasta causar cáncer pulmonar y esteri l idad masculina.

Los COV´s al interacturar con los óxidos de nitrógeno en estado gaseoso en presencia de radiaciones Ultravioleta (UV) generando troposférico y reaccionan con el ozono estratosférico para formar oxigeno común y óxidos de nitrógeno.

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Las moléculas de Nitritos junto al oxigeno producen una forma meta estable o estado de singulete del Oxigeno, se trata del Ozono (O 3), esta es una reacción exotérmica que l ibera grandes cantidades de calor.

NO2 + O2 NO + O3

El ozono se encuentra en la estratosfera y es en ese nivel de la atmosfera que es beneficioso ya que no permite el paso de los rayos UV que de otra forma al impactar con la vida la afectarían. Se ha demostrado que el adelgazamiento de la capa de ozono medida en unidades Dobson, ha producido un incremento de los casos de cáncer de piel en seres humanos.

El ozono se puede producir intencionalmente dentro de los generadores de ozono para purificar el agua y hacerla potable, son también llamados ozonizadores.

El Ozono también se produce en la troposfera que es la capa de la atmosfera donde vive el ser humano, esto como producto de la combustión de los automotores y de la actividad manufacturera en las fábricas.

El ozono tiene efectos negativos sobre el crecimiento de las plantas, razón que explica el por qué las plantas sembradas en las medianas de los boulevares no prosperan tan fácilmente. En los seres humanos el ozono causa irritación de las mucosas sobre todo en los ojos y en la nariz, igualmente causa complicaciones en el sistema respiratorio a nivel de los alveolos pulmonares. Exposiciones prolongadas pueden estimular la formación de asma por exposición al ozono.

El ozono junto al Nitrato de Peroxiacilo forman parte de la niebla fotoquímica o Smog palabra inglesa compuesta derivada de Smoke (Humo) y Fog (Niebla). En Honduras durante el verano en los meses de marzo a mayo se puede observar la niebla fotoquímica que no es derivada únicamente de las emisiones del parque vehicular hondureño y de la quema por incendios forestales provocados, sino que es parte de la migración del Smog generado por las industrias, los automotores y las quemas de bosque en los Estados Unidos de Norteamérica y en México.

Recursos

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- http://es.wikipedia.org/wiki/Compuestos_org%C3%A1nicos_vol%C3%A1tiles

- OEA (1979) Fotoquímica de gases. Serie de Química. Monografía No. 7. Washington, EUA.

3.5 Compuesto Orgánicos Persistentes

Los compuestos orgánicos persistentes o COP´s pertenecen a una familia de compuestos químicos orgánicos que comparten una serie de características entre las que se encuentran:

- Ser solubles en agua y grasas por lo que generalmente se bioacumulan en los animales, además volatilizarse con mucha facilidad.

- Ser persistentes. Los COPs son contaminantes químicos que resisten la degradación física, química y biologica.

- Como la volatibilidad es más alta en los trópicos y más lenta en los polos, existe una tendencia de los COP´s en acumularse en las regiones templadas a este efecto se le conoce como efecto saltamonte, ya que aunque se apliquen en los trópicos para usos agrícolas e industriales, estos tienden a emigrar a las capas altas de la atmosfera y de allí migrar hacia regiones mas frías donde tienden a concentrarse en especies animales dentro de los ecosistemas marinos y acuáticos.

- Tienen el potencial para causar daños a la salud de los individuos y de los ecosistemas.

Aunque existen COP´s de producidos en pequeñas cantidades, casi todos son producto de la síntesis orgánica a partir del petróleo, algunas de las formulas químicas son:

DDT Clordano Mirex

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Heptacloro Toxafeno

Algunos de los usos de los COP´s antes mencionados son:

Heptaclorobenceno (HCB) fungicida usado para el tratamiento de la semilla del trigo, la cebolla y el sorgo.

Endrín. Insecticida usado en campos de cosecha de algodón y granos. Usado también como raticida para controlar ratones y aves.

Mirex. Insecticida estomacal usado para combatir hormigas de foliadoras (zompopos), termitas, hormigas arrieras, también usado para retardar el fuego en plásticos, caucho y materiales eléctricos.

Toxafeno. Es usado como insecticida principalmente en el control de insectos de algodón y otros cultivos. Además es usado en el control de garrapatas y acaros en el ganado.

Clordano. Es un insecticida de contacto, usado en cultivos agrícolas variados para controlar plagas de lepidópteros, termitas y zompopos.

Heptacloro. Insecticida estomacal y de contacto utilizado para el contacto de insectos plagas de cultivos y termitas así como el combate del Paludismo.

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DDT. Insecticida usado en cultivos agrícolas, particularmente el algodón. Actualmente se usa especialmente para el control de vectores de enfermedades como el Dengue.

Bifenilos Policlorados (PCB´s) utilizados en una variedad de usos industriales, incluyendo los transformadores eléctricos y fluidos de intercambio de calor, aditivos para pintura, en papel para copias sin carbón y en plásticos.

Los COP´s pueden entrar a los ciclos ecológicos y las cadenas tróficas de forma xenobioticas (Un compuesto químico xenobiotico es toda sustancia extraña o ajena que proceden de la composición o metabolismo de los organismos vivos), como resultado de:

- Su uso intencional como plaguicidas o como integrantes de transformadores, condensadores y capacitores eléctricos.

- Accidentes por emergencias químicas al ocurrir una fuga, derrame intencional o no.

- De manera involuntaria, por ejemplo cuando los pobladores incineran residuos sólidos urbanos creando contaminación por dioxinas y furanos.

Algunos de los impactos del contacto de los COP´s con los seres vivos es la inducción de la inmunodeficiencia, esto es la disminución de las células de defensa del organismo entre las que se encuentran los glóbulos blancos T, B y las células asesinas (Natural Killer). Se ha documentado en la fauna artica específicamente en focas, que la ingesta de dietas contaminadas con COP pueden causar en ellas deficiencias vitamínicas y tiroideas y una susceptibilidad elevada a las infecciones y los trastornos reproductivos.

Según Albert (___) En el ser humano los COP´s pueden causar una serie de efectos que incluyen disfunciones inmunitarias, disfunciones neurológicas, disfunciones reproductivas, alteraciones hormonales, alteraciones del desarrollo, trastornos neuroconductuales y cáncer.

COP´s producidos no intencionalmente

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3.5.1 Dioxinas

Es un nombre genérico que se aplica a los compuestos heterocíclicos que contienen dos átomos de oxigeno en su estructura.

Las dioxinas tienen su origen natural en erupciones volcánicas, incendios forestales. Se producen como un residuo dentro de los procesos de fabricación y blanqueo de papel, en la fabricación de algunos pesticidas (herbicidas, rodenticidas, insecticidas) y fertilizantes.

Domésticamente se producen por la quema de residuos sólidos urbanos (plásticos, papel, tintas y colorantes), ya que al no ser una combustión completa se generan grandes cantidades de dioxinas.

Se ha determinado en animales de laboratorio que las dioxinas pueden causar la muerte con el suministro de pequeñas cantidades en el orden de los microgramos. Existen muy pocos estudios del impacto de las dioxinas en el ser humano, pero se les supone causal del aumento en los niveles de cáncer en seres humanos, siendo por tanto consideradas como un factor de riesgo en el cáncer de pulmón, hígado, cerebro y colón.

3.5.2 Furanos

Son considerados heterociclos con presencia de oxigeno integrado, dentro de la estructura orgánica cíclica.

Los furanos se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza, siendo parte de los algunos principios activos de los productos naturales en forma de esencias y aromas de frutas, flores, se le consideran como parte del metabolismo de polihidroxialdehidos y/o polihidroxicetonas –carbohidratos- (pentosas y hexosas).

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Al igual que las dioxinas, los furanos se forman dentro de las actividades domesticas e industriales de combustión de compuestos de carbono, cloro y oxigeno. Se desprenden y se liberan al aire como partículas que son absorbidas por las plantas, los animales y el ser humano.

Al igual que las dioxinas existen evidencias de su involucramiento por exposiciones prolongadas al cáncer en seres humanos.

Los medios para el control de emisión de furanos consisten en la aplicación de tecnologías ambientales de incineración de residuos en condiciones de bajo nivel de oxigeno. La mejor medida consiste en la educación y la implementación de campañas de concientización para cambiar los patrones de conducta negativos que inducen a las personas a realizar incineración y quema domestica de residuos sólidos urbanos.

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Actividad No.1 Representando las Enfermedades Ambientales

Actividad No.2 Introducción a los fenómenos químicos orgánicos

Actividad No.3 Organizando la Semana de la Salud Ambiental

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Bibliografía del Capítulo

- Dickson, T.R. (1980) Química enfoque ecológico. 1 r a (ed). Limusa. México, D.F. pp. 100-101.

- Johnston, R (1973) Medicina del trabajo e higiene industrial. Instituto Cubano del Libro. La Habana, Cuba.

- Simonds, G (1991) La Seguridad industrial. Su administración. Ediciones Alfaomega, México.

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Unidad 4. Impactos de la Contaminación por Productos Químicos

4.1 Sobre el Ambiente Atmosférico

LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA POR METALES: La contaminación antropogenica del aire por metales se produce a partir de gases y partículas derivadas de la combustión de los carburantes fósiles (carbón y petróleo) utilizados en fuentes fijas de la industria o bien de la combustión de los mismos originados por los vehículos. Otras fuentes importantes de contaminación son los procesos de minería y fundición de los metales.

La atmosfera también puede verse contaminada por gases de efecto invernadero, compuestos orgánicos volátiles que al reaccionar con los óxidos de nitrógeno y azufre formar partículas de smog que es un oxidante foto químico.

La atmosfera también puede ser contaminada por Compuestos Orgánicos Persistentes que se mudan a las capas altas de la atmosfera y luego de ahí comienzan a migrar grandes distancias con dirección a las calmas polares, alejándose del ecuador, esto como consecuencia de su baja presión de vapor.

4.2 Sobre el Ambiente Acuático

CONTAMINACIÓN ACUATICA POR METALES PESADOS: Los metales disueltos en el medio acuoso son fácilmente absorbidos por la biota acuática; es decir tienen una alta biodisponibilidad en este medio.

Se conoce como biodisponibilidad a la capacidad de interacción de un contaminante con el sistema biológico.

A la relación de la concentración del contaminante en los tejidos de la biota con la concentración de ese mismo contaminante en el medio, se le llama factor de bioconcentración. Cuando es valor de este factor es mayor a 1 se dice que el contaminante se bioconcentra. Se dice que un contaminante se bioacumula cuando el factor de bioconcentración aumenta con el tiempo de exposición, lo que se mide a través de la edad del organismo.

Los metales se bioconcentran en algas marinas son el aluminio, el cobre, el mercurio, el manganeso, el níquel, el plomo y el zinc. En la biota acuática se acumulan principalmente el cadmio y el mercurio; el manganeso en el esqueleto de los peces.

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De los metales el más toxico para los peces es el aluminio. Entre los metales pesados que tienen más probabilidades de causar problemas figuran el cobre, el cadmio, el mercurio, el estaño, el plomo, el vanadio, el cromo, el molibdeno, el manganeso, el cobalto y el níquel.

Muchos metales pesados son indispensables para la vida, aunque solo se encuentren en cantidades muy pequeñas, en los tejidos del cuerpo. Sin embargo, los metales pesados pueden ser tóxicos.

Un metal puede considerarse tóxico si resulta perjudicial para el crecimiento o el metabolismo de las células al exceder de cierta concentración. El cobre por ejemplo, es un micronutriente, un componente necesario para todos los organismos, pero si se absorbe en cantidades superiores resulta altamente toxico causando Cuprosis.

Los metales siguen muchas vías y ciclos en el ambiente algunos de ellos experimentan transformaciones en el proceso por ejemplo la conversión de mercurio inorgánico en metilato de mercurio que es más toxico y la subsiguiente bioacumulación en los peces que luego pueden ser consumidos por seres humanos provocando una intoxicación por consumo de alimentos contaminados.

CONTAMINACIÖN ACUATICA POR DERIVADOS DE GASES DE EFECTO INVERNADERO: Los ecosistemas acuáticos se pueden contaminar con ácidos débiles y fuertes precipitados de la lluvia, como ser el acido carbónico derivado del dióxido de carbono, el acido carbonoso derivado del monóxido de carbono, el acido nítrico, nitroso, sulfúrico, sulfuroso.

CONTAMINACIÓN ACUATICA POR COMPUESTOS ORGANICOS PERSISTENTES. El agua puede ser contaminada por COP´s, ya que estos compuestos son parcialmente solubles en el agua, además de reaccionar con la misma mediante hidrólisis para formar iones complejos, que originan formas más estables en el medio acuático.

Los COP´s al estar presentes en el medio acuático son un importante factor para su tras locación en toda la cadena alimenticia de forma que son absorbidos de forma diluida por los vegetales, luego, por los herbívoros, para finalizar en carnívoros primarios y secundarios.

4.3 Sobre el Ambiente Terrestre

CONTAMINACIÓN POR METALES PESADOS EN EL SUELO: La concentración de metales varía de región en región. Por otro lado no se conoce cuál es la contribución a esta concentración por parte de los metales presentes en la atmosfera. Solo se conoce el hecho de que al acidificarse los suelos, aumenta la movilización de algunos metales y consecuentemente aumenta la absorción de las plantas.

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Los metales que tienen gran movilidad (dispersión) en los suelos son el aluminio, el cadmio, el manganeso y el hierro, el cobre y el níquel tienen una movilidad media, en tanto que el cobalto y el plomo tienen una movilidad baja.

Los metales son absorbidos por las plantas tanto a través de la superficie de las hojas como a través de las raíces. La toxisicidad vegetal de los metales dependerá de su solubilidad y de su facilidad para ser absorbidos, estas características se ven favorecidas por la acción del agua de interface en las hojas y el suelo.

ACIDIFICACIÓN DE LOS SUELOS POR DERIVADOS DE GEI: Los Gases de efecto invernadero por ser en su mayoría óxidos forman ácidos débiles y fuertes que se precipitan junto con la lluvia, causando acidificación de los suelos, esto tiene impacto en la flora y fauna del suelo ya que altera las condiciones de pH del suelo, creando espacios para especies adaptadas a esas condiciones y extinguiendo algunas que no logran adaptarse.

FORMACIÓN DE COMPLEJOS ORGANICOS CON LOS COMPUESTOS ORGANICOS PERSISTENTES: La química del suelo es compleja ya que está formada por materia inorgánica principalmente silicatos y por compuestos orgánicos complejos en forma de ácidos húmicos que mantienen un equilibrio de absorción y liberación de cationes y aniones. Los Compuestos Orgánicos Persistentes pueden formar sales estables con los compuestos complejos (silicatos y ácidos húmicos) liberándose lentamente en el suelo por largos periodos de tiempo.

4.4 Bioacumulación o Bioconcentración

Las plantas para poder llevar a cabo sus procesos vitales (respiración celular, fotosíntesis), absorben elementos químicos (nutrientes, contaminantes) disueltos en el agua del suelo, absorbiéndolos e incorporándolos dentro de su química interna.

Por muy pequeñas que sean las concentraciones de los contaminantes, estos se integran dentro de los órganos vegetales (raíces, tallo, hojas, flores y frutos).

Los animales debido a que no pueden fabricar su propio alimento, ya que no realizan fotosíntesis, se ven obligados por su propia naturaleza a consumir alimentos vegetales. Estos animales se conocen con el nombre de herbívoros, algunos de los herbívoros de nuestra fauna nacional incluyen al venado cola blanca, algunos insectos, aves, peces.

Debido a que estos animales consumen grandes cantidades de vegetales para asegurar su sobrevivencia y obtener la energía que los sostiene, van acumulando producto de la digestión de los vegetales y la transformación de los mismos en

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estructuras animales como el musculo, la sangre, los huesos, el caparazón, las plumas, el pelo, las uñas.

Algunos animales herbívoros son consumidos por otros animales que son denominados depredadores y que reciben su nombre según el tipo de alimento que consumen, por ejemplo los insectívoros que consumen insectos, los carnívoros que consumen carne de mamíferos, los piscívoros que consumen peces.

Los carnívoros al consumir herbívoros que contienen toxinas dentro de sus cuerpos son los más perjudicados, ya que las concentraciones de los tóxicos alcanzan concentraciones mucho mayores que las del medio ambiente que les circunda. Esta concentración incluso se transmite a sus descendientes a través de la leche materna, por ejemplo en seres humanos se ha encontrado trazas de DDT en la leche materna, pero también se ha encontrada en bovinos, porcinos, osos, delfines, ballenas.

La Bioacumulación o Bioconcentración de productos tóxicos puede producir varios efectos colaterales en los animales que se encuentran en la cúspide de la pirámide alimenticia, entre ellos se han identificado los siguientes:

- Envenenamiento y muerte (Por ejemplo en los Everglades en el estado de la Florida, EEUU se han registrado muertes de cocodrilos que son depredadores piscívoros y carnívoros por la ingestión de peces contaminados por pesticidas), en el caso de las aves que consumen peces que han muerto por intoxicación por pesticidas también mueren rápidamente impidiendo la estabilidad de los ecosistemas.

- Cáncer o degeneración tisular (por ejemplo en Australia la mayor parte de las poblaciones de lobos de Tasmania esta enfermos de cáncer).

- Efectos teratogenos en sus descendientes (por ejemplo en los anfibios que son insectívoros se ha determinado a partir del año 2000 degeneraciones con nacimiento de ranas con cinco patas o con dos cabezas), en el caso de los osos polares que se encuentran en la cúspide alimenticia del ártico, organoclorados como el DDT han causado degeneraciones con el nacimiento de osos hermafroditas y/o estériles.

- Dolencias en sus sistemas orgánicos principalmente nervioso, muscular, digestivo, urinario y excretor y reproductivo (en el caso de aves insectívoros el consumo de insectos que han consumido insecticidas y herbicidas, la postura de huevos presenta el problema de adelgazamiento de la cascara del huevo y su ruptura durante la incubación); en otros casos se ha detectado esterilidad en adultos de mamíferos y aves depredadoras.

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Cadena alimenticia de un Bosque Tropical Hondureño

Fuente:

Elaboración propia; I lustración Al lan Fabrissio López Núñez (2012)

Recursos

Wikis

Bioconcentración En: http://es.wikipedia.org/wiki/Bioacumulaci%C3%B3n

1.5 Sobre la Salud del Ser Humano

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Los productos químicos pueden causar importantes daños a la salud del ser humano, y entrar por distintas vías al cuerpo humano, migrando a tejidos, órganos y sistemas paralizando sus funciones o causando alteraciones en sus funciones importantes.

El desequilibrio causado a nivel de las funciones de los tejidos, órganos y sistemas promueve el desarrollo de enfermedades de carácter ambiental.

Fuente: Elaboración propia (2012) ilustración de Allan Fabrissio López Núñez

La acción de los contaminantes químicos sobre la salud del ser humano puede expresarse en varias clases de efectos:

- Tóxicos: Causa envenenamientos agudos o crónicos, afectando el buen funcionamiento de órganos y sistemas, pudiendo provocar la muerte. Por ejemplo el metilmercurio, el arsénico, el cianuro.

- Carcinogenetico: Induce la producción de tumores malignos, por ejemplo el hollín, el asbesto, los nitratos, nitritos.

- Teratogenico: Produce defectos en el desarrollo de la concepción hasta su nacimiento; por ejemplo el cadmio que aumenta la frecuencia de paladar hendido, el Nemagon que causa nacimiento de niños sin cerebro, las dioxinas.

- Muta génico: Produce alteración en la estructura del material genético. Por ejemplo la exposición al uranio, al radón.

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- Mixto: Tiene varias acciones: Por ejemplo: las dioxinas y furanos que tienen la capacidad de afectar mutagenicamente y teratogenicamente; El cloruro de vinilo que es cancerígeno y mutagenico.

En el caso específico de los COP´s estos ingresan al cuerpo del ser humano de varias formas:

- Vía cutánea al administrarlos en forma de pesticidas e inclusive utilizándolos como ungüentos el caso de los PCB´s.

- Vía sistema respiratorio por inhalación cuando se aplican COP´s principalmente insecticidas sin utilizar las medidas de protección.

- Vía consumo de alimentos contaminados dentro de la cadena trofica principalmente carne de pescado, mantequilla, queso. Cuando las personas consumen alimentos contaminados con COP´s estos contaminantes se almacenan en su tejido graso o tejido adiposo. Los mamíferos incluido el hombre puede transferir COPs a través de la leche materna o de la sangre, pudiendo los COP´s afectar la vida del ser humano aun en el proceso de gestación.

4.6 Sobre la Biota

Los productos químicos al interactuar con la biota (plantas, animales, microorganismos), puede causar importantes alteraciones como:

- Parálisis de funciones vitales- Adaptaciones

La incorporación de un producto químico al medio (acuatico, aéreo o terrestre) causa alteraciones en la biota por inhibición de proliferación de organismos o por favorecer su proliferación, a continuación estudiaremos estos elementos:

4.6.1 Parálisis de Funciones Vitales

Algunos efectos de los metales pesados sobre la biota parecen influir sobre los procesos biológicos (naxias, tropismos y otros bioritmos) Por ejemplo la deficiencia de molibdeno puede inhibir la actividad de las bacterias que fijan nitrógeno asociadas a las raíces de las leguminosas; pequeñas cantidades de cobre pueden lentificar la descomposición de la hojarasca en los bosques. No obstante algunas plantas como el trigo y el arroz, pueden absorben del suelo grandes cantidades de cadmio y selenio que se vuelve peligroso a los consumidores (herbívoros y carnívoros). El cadmio se acumula en los órganos de los animales rumiantes y también se ha demostrado que aumentan los niveles de plomo en los riñones e hígados de las ovejas y bovinos que pastan cerca de carreteras importantes.

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3.6.2 Adaptaciones

La adaptación es una de las características de los seres vivos que permite a los individuos sobrevivir y transferir esas adaptaciones a sus descendientes, conllevando con ello un proceso de evolución orgánica ante los cambios en el medio que les circunda.

En el caso de que los seres vivos no mueran a causa de la contaminación, es posible que esta se convierta en una presión adaptativa. Uno de los casos más estudiados derivados de la presión adaptativa de la contaminación ambiental sobre los seres vivos es el caso de las polillas, los primeros casos fueron desarrollados con el estudio de las polillas de Manchester en Inglaterra, cuna de la revolución industrial.

La mayoría de las mariposas nocturnas o polillas viven en los bosques, son muy pocas los que la hacen en las ciudades, generalmente de hábitos nocturnos durante el día buscan camuflarse entre la vegetación.

Figura NoPresión selectiva de la contaminación sobre las polillas

Fuente: Adaptado de Moore (1979) Ilustraciones de Allan Fabrissio López Núñez (2012)

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Anteriormente las polillas se disimulaban muy bien entre los líquenes que generalmente tienen colores blanco, grises, azulados y morados, de tal suerte que dentro de la población de polillas aquellas que tuvieran esos colores pasarían desapercibidas en cambio las que tiene colores oscuros serian visibles por los depredadores.

Sin embargo la contaminación ambiental ha cambiado la historia evolutiva de las polillas, ya que el hollín producto de la quema de carbón, que cubre casi todos los espacios, a cubierto de negro de humo a los líquenes como a los troncos de los arboles, presionando evolutivamente a las polillas y favoreciendo aquellos individuos dentro de la población que tengan colores más oscuros similares al negro de humo que recubre los arboles, dejando vulnerables a las polillas color liquen.

Otros casos incluyen el crecimiento sobre ambientes considerados como contaminados. Es el caso del Jacinto acuático, que es considerado como una maleza en las aguas estancadas de ríos y lagunas, esta planta es capaz de crecer en sitios altamente contaminados por residuos orgánicos, donde la cantidad de oxigeno disuelto en el agua es mínimo. En algunos países se

utiliza como un elemento bioremediador para sanear estanques contaminados y anoxicos.

En el caso que un organismo crezca en sitios contaminados y además permita extraer el contaminante se le llama organismo bioremediador.

En la gran mayoría de los casos los organismos son afectados tóxicamente por la presencia del contaminante, muriendo individualmente y desapareciendo poblaciones enteras. En el caso que esto suceda también es de provecho para la ciencia, ya que el organismo es un bioindicador de la estabilidad del ecosistema y de la inexistencia de contaminantes.

Por ejemplo algunos bioindicadores de inexistencia de contaminación en ríos es la presencia de ranas y renacuajos saludables, como también de encontrar larvas de insectos principalmente odonatos o caballitos del diablo, llamadas también libélulas.

En los bosques tropicales la presencia de orquídeas es un indicador de la estabilidad del ecosistema, igual que la presencia de Guaras (Ara macao) ya que su sobrevivencia

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es indicativo de que el ecosistema aun no ha sido contaminado, su presencia es indicador de ausencia de impactos.

4.7 Sobre la Infraestructura

La contaminación tiene efectos sobre la infraestructura fundamentalmente la arquitectura y las expresiones de arte. En el caso de las obras de arte construidas con materiales derivados del calcio (tales como el cemento, algunas rocas talladas) al interactuar con la lluvia acida (que contiene acido carbónico H2CO3, acido nítrico H2NO3, nitroso, sulfúrico H2SO4, sulfhídrico H2S), producen un efecto de corrosión formato las respectivas sales de calcio (CaCO3, CaNO3, CaSO4, CaS), desprendiéndose estratos de corrosión.

Estos procesos son los mismos que se dan naturalmente en el proceso de meteorización que transforma las rocas en suelo, esto a través de grandes periodos de tiempo. Se estima que para crear un centímetro de suelo a partir de la meteorización de las rocas madres en zonas tropicales como Honduras deben de pasar más de un millón de años.

En nuestras ciudades que han sido construidas de cal y canto, cemento y mármol, es frecuente ver como las construcciones comienzan a desprender láminas lacustres producto de la corrosión de carbonatos, sulfatos y nitratos de calcio de color negruzco.

Pero es que no solo es un problema estético, las construcciones mismas se ven desmineralizadas y con el tiempo pueden perder fortaleza en su estructura.

Figura No.Catedral de Tegucigalpa

Dibujo representando la restauración Dibujo representado la catedral con corrosión

Fuente: Dibujos Allan Fabrissio López Núñez (2012)

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En otro contexto como lo son las ruinas mayas de Copán ubicadas en el occidente de Honduras, la corrosión de estelas, templos es un problema importante y un reto para antropólogos e historiadores, ya que estas se encuentran construidas con argamasa derivada de los yacimientos de cal y de piedras calizas que se encuentran alrededor del municipio de San José de Copán.

El tema de conservación de monumentos y de protección contra la corrosión química del medio que les circunda es un tema tan profundo como se quiera desarrollar, depende esto del tipo de materiales con que se ha fabricado la obra, del tipo de riesgo químico y sustancias contaminantes presentes en el medio acuático aéreo y terrestre.

También podemos decir que la corrosión por los químicos no solo es propia de espacios abiertos, pinturas, telas, plásticos son atacados por químicos que se encuentran disueltos en el aire que nos circunda aun cuando los objetos se encuentren resguardados de la intemperie.

En el caso de metales oxidables como el hierro, este al entrar en contacto con agentes corrosivos como el oxigeno del aire, se combinan con él y comienzan a desprender herrumbre que puede hacer desaparecer infraestructuras construidas con este material, por ejemplo líneas férreas, puentes metálicos, muelles, piezas de fontanería. La corrosión del hierro puede ser un factor que promueva la contaminación de acuíferos a causa de la disolución del hierro corroído.

- Botto, J & Urrea, N (1991) Determinación de plomo y cobre en peces del lago de Yojoa en Honduras. Tesis presentada a la UNAH previa a investidura como Doctores en Química y Farmacia. Facultad de Ciencias Químicas y Farmacia. Tegucigalpa, Honduras.

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Actividad No. 1 Identificando los componentes de un Ecosistema

Actividad No. 2 Observación de las Adaptaciones Ecológicas de las Plantas en sitios Contaminados por Productos Químicos

Actividad No. 3 Debate sobre la Contaminación de los Alimentos por Productos Químicos

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Unidad 5. Gestión Ambientalmente Racional de Productos Químicos

5.1 Políticas Públicas

5.1.1 Convenios Internacionales

Los COPs comenzaron a ser una preocupación de las regiones boreales de América, Europa a partir de los años 70´s varias ONG´s de salud pública y de conservación unieron esfuerzos para incidir políticamente en los gobiernos nacionales. Los esfuerzos por establecer un tratado internacional de carácter mundial y legalmente vinculante sobre los COP´s encontró la justificación en que los mismos viajan largas distancias en el medio ambiente, causan graves daños a la salud del ser humano y de los ecosistemas.

Pasaron largos años y un conjunto de negociaciones dentro del seno de las naciones unidas dentro de la iniciativa del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) para que en 2001 se estableciera como un propósito la reducción de los COP´s en el llamado Convenio de Estocolmo sobre COP´s celebrado en Suecia en mayo de 2001.

Luego de la firma del Convenio de Estocolmo que estableció la reducción y eliminación del uso de productos químicos orgánicos persistentes utilizados como plaguicidas y como componentes eléctricos y electrónicos, han existido nuevos esfuerzos de la institucionalidad internacional por reducir el impacto del uso de productos químicos.

El convenio de Rotterdam sobre el Consentimiento Fundamentado Previo (CFP) aplicable a ciertos plaguicidas y productos químicos peligrosos objeto del comercio internacional se adopto en una Conferencia celebrada en Rotterdam en septiembre de 1998.

El objeto del Convenio de Rotterdam es promover la responsabilidad compartida entre los países exportadores e importadores de productos químicos en relación a la salud humana y del ecosistema. El Convenio entro en vigor en el año 2004.

El Convenio de Rotterdam se aplica a 40 productos químicos incluidos 29 plaguicidas de los cuales 4 son considerados extremadamente peligrosos, 11 productos químicos industriales.

Todos y cada uno de los productos químicos incluidos dentro del Convenio de Rotterdam son estudiados y se redacta un documento de orientación para la adopción de decisiones (DOAD) que contiene información sobre el producto químico y las decisiones reglamentarias de prohibirlo o restringirlo rigurosamente por razones sanitarias o ambientales.

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Los países importadores tienen un plazo de nueve meses para preparar una respuesta en relación con la futura importación del producto químico de que se trate. Esta respuesta puede consistir en una decisión definitiva de:

- Permitir la importación.

- No permitir la importación.

- Permitir la importación bajo condiciones.

5.1.2 Derecho Ambiental Nacional

Como instrumento de política pública se disponen de instrumentos legales como La Ley General del Ambiente aprobada en 1993 y su Reglamento que establecen principios, órganos, estructuras.

Con la aprobación de la Ley General del Ambiente, se crea la Secretaria del Ambiente (SEDA) ahora convertida en Secretaria de Recursos Naturales y Ambiente (SERNA).

Con la finalidad de evaluar el impacto ambiental de las actividades humanas previo a la aprobación de sus permisos de operación, se redacto un Reglamento del Sistema Nacional de Evaluación del Impacto Ambiental (SINEIA) en 1995.

Dentro de la SERNA se han creado unidades especializados, como el Centro de Estudio y Control de Contaminantes (CESCCO).

El país ha incluido también dentro de su política pública compromisos asumidos con la ratificación de convenios específicos, entre ellos el Convenio de Estocolmo.

El 17 de mayo de 2002, el gobierno de Honduras suscribió el convenio de Estocolmo sobre: Contaminantes Orgánicos Persistentes (COP´s) con el objetivo de proteger la salud humana y el medio ambiente de los efectos nocivos de estos compuestos. El Estado ratifico este convenio en diciembre de 2004, mediante el decreto No. 24-2004.

El convenio de Estocolmo establece y obligado a los Estados ratificantes como Honduras, que se debe eliminar la producción y utilización de 12 Contaminantes Orgánicos Persistentes COP´s, identificados inicialmente.

Para el cumplimiento de las obligaciones establecidas por el convenio, todos los países suscriptores están obligados a elaborar y ejecutar un Plan Nacional de Implementación (PNI).

Para 2009 el Congreso Nacional ha aprobado una nueva Ley, conocida como Ley de Educación y Comunicación Ambiental que como espíritu contiene la iniciativa de

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fortalecer el trabajo coordinador entre las Secretarias de Educación, Recursos Naturales y Ambiente; y Salud.

4.1.3 La Agenda Química Nacional 2011-2015

Actualmente el Proyecto COPs´ II en Honduras ha formulado una agenda química nacional derivada de la implementación del PNI y del documento marco Plan Nacional para la Gestión de Sustancias Químicas en Honduras, así como Planes Locales en las ciudades de Tegucigalpa, Comayagua.

5.2 Educación al Consumidor y Eco etiquetado

Una de las formas principales que se disponen para reducir la peligrosidad de los productos químicos es usarlos correctamente, para ello es necesario fortalecer con educación a los consumidores.

La industria también ha sido obligada mediante leyes, normas, reglamentos y estimulada mediante normas voluntarias de acreditación para acceder a mercados con consumidores conscientes y educados.

El etiquetado suministra información acerca del producto o servicio en cuanto a sus condicione de peligrosidad, instrucciones de uso y dosis. Algunos productos inocuos con el medio ambiente, se han organizado para formar eco etiquetas que permitan a los consumidores identificarlas.

Algunas etiquetas ecológicas significan que el productor muestra en el empaque el contenido del producto y su impacto sobre el medio ambiente, otras etiquetas ecológicos tienen en cuenta todo el proceso de producción y también los aspectos de la salud y seguridad (tanto para los empleados que toman parte del proceso de fabricación, como para los transportistas, bodegas y consumidores finales).

Existen muchas etiquetas de desempño ambiental voluntario y declaraciones operadas por gobiernos, compañías privadas y organizaciones no gubernamentales, pero todas se reducen a tres tipos básicos de etiquetas establecidas por la Organización Internacional de Normalización (ISO) definidos en las normas ISO14020 a la ISO 14025 cuyo tema es el etiquetado ecológico:

- Las etiquetas tipo I comparan productos con otros de la misma categoría, las etiquetas conceden a aquellos productos que son ambientalmente preferibles durante todo su ciclo de vida. Los criterios los establece un oganismo independiente y se hace seguimiento a través de un proceso de certificación.

- Las etiquetas tipo II. Son declaraciones ambientales hechas por los fabricantes importadores o distribuidores acerca de sus productos. No se verifican

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independientemente ni se usan criterios de referencia predeterminados o aceptados, son probablemente las menos informativas de los tres tipos de etiquetas ecológicas. Una etiqueta declara un producto como “biodegradable” sin definir el término de tiempo en que se degrada, es un ejemplo de etiqueta tipo II.

- Las etiquetas tipo III presentan una lista de los impactos ambientales del producto durante su ciclo de vida. Son similares a las etiquetas que se colocan en los productos alimenticios, que incluyen en detalle los valores de contenido nutricional. Las categorías de información las pueden establecer los sectores industriales u organismos independientes. A diferencia de las etiquetas tipo I, estas no califican los productos, le dejan esa tarea a los consumidores. Los críticos cuestionan si el consumidor promedio tiene el tiempo y conocimiento para juzgar, por ejemplo, si las emisiones de azufre son más amenazadoras que las que el cadmio.

Sin lugar a dudas los programas de eco etiquetado son herramientas cada vez más importantes en las políticas ambientales implementadas en el ámbito local, nacional, regional e internacional. Varios acuerdos de la Organización Mundial del Comercio (OMC) contemplan reglas potencialmente aplicables a las etiquetas ecológicas, entre ellas el Acuerdo General sobre los Aranceles Aduaneros y el Comercio (GATT) de 1994, el Acuerdo General sobre el Comercio de Servicios (AGCS), el Acuerdo sobre Obstáculos Técnicos al Comercio

(OTC), el Acuerdo sobre Medidas Sanitarias y Fitosanitarias (MSF) y el Codex Alimentarius.

Otras organizaciones como la Red Mundial de Etiquetado Ecológico (GEN) fundada en 1994 agrupa a las organizaciones de etiquetado de desempeño ambiental por terceras partes, con el fin de mejorar, promover y desarrollar el etiquetado

ecológico de productos y servicios.

La lectura de las etiquetas y los empaques que contienen los productos químicos es parte fundamental de la Gestión de Productos Químicos para evitar daños a la salud del ser humano y del ambiente en general.

Los criterios que debe cumplir toda etiqueta de productos químicos es proveer de información necesaria para que el consumidor haga uso del mismo de forma correcta, esto incluye:

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- Composición química del principio activo.- Instrucciones de uso- Precauciones. En general los productos químicos deben de guardarse lejos de

las fuentes de calor, en sitios no humedecibles. Lejos del alcance de niños, ancianos, personas discapacitadas y que este alejado de los alimentos.

- Primeros auxilios en caso de intoxicación- Fabricación- Sitios de contacto (teléfonos, e-mail)

Algunos productos como los agroquímicos han llegado a consensos en la presentación de los colores de empaque de forma que se puede identificar que:

- Empaques color rojo: Extremadamente toxico, manipular con precaución.- Empaques color amarillo o naranja: Toxico, cuidado al manipularlos.- Empaques color azul: Producto poco peligroso, pero es necesario tener

precaución.- Empaques color verde: Ligeramente tóxicos, biodegradables. Cuidados mínimos

al manipularlos.

También las etiquetas hacen uso de símbolos iconográficos utilizados para identificar la presencia de un producto químico o de su peligrosidad:

Algunas se utilizan dentro de los espacios laborales para prevenir accidentes o para alertar sobre la peligrosidad y los riesgos.

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Materiales o productos inflamables con facil idad, por lo que deben de permanecer alejados del fuego o de fuentes de calor que produzcan su ignición o inflamación.

Materiales explosivos, ya que con el contacto con fuego o con alguna fuente de calor, pueden explosionar en cadena y causar un desastre.

Materiales tóxicos: que pueden causar daño a la salud del ser humano por su exposición, por lo que advierte el peligro

mediante una calavera humana.

Material corrosivo: Advierte que su contacto puede causar lesiones en la piel y órganos con los que entre en contacto o causar alteraciones en los materiales plásticos y metálicos.

Peligro por radiación: la exposición a materiales radiactivos en los espacios clínicos, hospitalarios y laboratorios en general representa un riesgo de la química nuclear para todas las personas que manipulan esos materiales.

Peligro en general: Es una advertencia de no paso y no manipulación de los materiales que se encuentren contenidos en ella.

5.3 Desarrollo de Sistemas de Producción Más Limpia

Los ingenieros que diseñan procesos y productos mediante la investigación, el desarrollo y la innovación (I+D+I) tienen un gran compromiso no solo para eficientes los procesos de fabricación y disminuir los despilfarros que a su vez se reportan como pérdidas económicas (costos de calidad ambiental), sino que también permitan disminuir las emisiones de desechos al ambiente, durante toda las fases del ciclo de vida de un producto:

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- Prefabricación- Fabricación- Transporte- Almacenamiento- Uso- Disposición final

La minimización de residuos o impactos es producto no solo de la exigencia gubernamental a través de las leyes y reglamentos que exigen el desarrollo de evaluaciones de impacto ambiental para la evaluación de programas y proyectos de inversión, sino que también surge como un compromiso y una responsabilidad social empresarial con el ambiente.

De modo que una empresa socialmente responsable con el ambiente, deberá de procurar realizar Diseños para el medio ambiente (DFE) con la finalidad de disminuir la cantidad de emisiones e impactos, esto solo se puede lograr mediante la aplicación de los siguientes pasos:

1. Diagnostico organizacional del impacto ambiental, por ejemplo por la medición de efluentes, emisiones, daños en poblaciones silvestres, huella ecológica, huella de carbono.

2. Reconocimiento de los impactos generados por el proceso de producción o de prestación de servicios.

3. Formulación de un Plan verde de mitigación de impactos ambientales, que incluyen mejoras en los procesos de fabricación, desarrollo de Buenas Prácticas Ambientales (BPAM) que pueden incluir:

a. Reducción del consumo de luz apagando automáticamente los sistemas uno vez que se dejen de usar. b. Cambio de los insumos para evitar despilfarros, por ejemplo cambiar los plásticos por vidriería.c. Disminuir el consumo de agua en el proceso de producción para disminuir la cantidad de agua que se contamina.d. Aplicar criterios de química verde en el laboratorio.

4. Puesta en operación o implementación del Plan Verde para mitigación de impactos ambientales.

5. Monitoreo y control de la planificación.

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6. Retroalimentación del proceso de mejora en cuanto a costos operativos, disminución de impactos y mejora de la imagen empresarial con los consumidores.

4.4 Aplicación de Tecnologías Ambientales

4.4.1 La Gestión Integral de los Residuos

La Gestión Integral de Residuos como técnica particular es de reciente nacimiento pero de importancia singular. Debido a los últimos acontecimientos de la historia humana que incluye crecimiento poblacional positivo, crecimiento de las urbes, presión sobre los recursos naturales, necesidad de sostener un crecimiento económico para el beneficio de la población.

Asimismo podemos decir que la gestión integral de residuos involucra tanto a la administración pública del estado a través de las Unidades Medioambientales presentes en las municipalidades, como dentro de la gerencia de negocios a través de las unidades de Responsabilidad Social Empresarial que deben hacerse de una imagen corporativa respaldada en el resguardo y protección del medio ambiente, el respeto de los derechos humanos de los trabajadores y la búsqueda de la optimización de los procesos.

En el marco de este tipo de posturas debe existir una correspondencia entre gobierno y organizaciones de producción, transformación y servicios con la finalidad de minimizar los impactos del ser humano sobre el medio ambiente, para garantizar la sostenibildiad de los procesos no solo en el presente sino también en las futuras generaciones.

Es así que dentro del mundo contemporáneo han surgido algunas acreditaciones con la intención que el consumidor discrimine entre las empresas que son social y ambientalmente responsables.

ISO 14000 que acredita la existencia de un sistema de administración ambiental dentro de la empresa.

ISO 26,000 que acredita la existencia de un programa de Responsabilidad Social Empresarial.

Otras certificaciones incluyen:

DFE (Diseño para el medio ambiente)SP+L (Sistema de producción mas limpio)Sigma C+C

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De esta forma la administración o gestión ambiental a integrado a la empresa y al estado a realizar una gestión de los residuos que emiten sus ciudadanos o que son subproducto del proceso de producción, transformación o prestación de servicios.

La gestión integral de residuos se ha convertido cada vez en parte fundamental de la estructura organizacional de las dependencias del estado a través de sus secretarias y unidades municipales descentralizadas, como también dentro de las empresas de producción primaria (agrícolas, ganaderas, mineras, forestales, agroindustriales), industriales o de transformación y de la emisión de servicios (hospitales, escuelas, hoteles, bancos, etc).

5.4.2 Operaciones Unitarias de Tratamiento

Considerando que en Ingeniería Química Ambiental existen muchos procesos individuales muy grande, cada uno de ellos puede dividirse en una serie de etapas, denominadas operaciones unitarias, que se repiten a lo largo de los distintos procesos.

Las operaciones unitarias o individuales poseen técnicas comunes y se basan en los mismos fundamentos científicos. Por ejemplo, en la mayor parte de los procesos es preciso mover sólidos o líquidos, transmitir calor o otras formas de energía, desde una sustancia a otra, y realizar operaciones tales como el secado, molienda, destilación, evaporación, filtración, floculación, sedimentación, etc.

El concepto de operación unitaria es el siguiente: mediante el estudio sistemático de estas operaciones en sí- operaciones que evidentemente constituyen la trama de la industria y los procesos- se unifica y resulta más sencillo el tratamiento de todos los procesos.

Las operaciones unitarios se estudian desde dos perspectivas.

1. Operaciones en las que no intervienen cambios de materia, pero si de energía y desplazamiento, conocidas como Operaciones físicas o Operaciones Básicas dentro de las cuales se incluyen el movimiento de caudales, mezclado, homogenización, calentamiento, precipitación, sedimentación etc.

2. Operaciones en las que intervienen cambios químicos estudiadas desde la perspectiva de la cinética de reacción o Ingeniería de las reacciones químicas , como la neutralización, legivacion, precipitaciones químicas, destilaciones.

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Puesto que las operaciones básicas son una rama de la Ingeniería, estas se basan igualmente en la ciencia y la experiencia. Hay que combinar la teoría con la practica para diseñar el equipo, construirlo y montarlo, hacerlo funcionar y conservarlo. Para un estudio equilibrado de cada operación es preciso considerar conjuntamente la teoría y los aparatos a los cuales hay que prestar mantenimiento.

El tratamiento de residuos líquidos como sólidos exige el conocimiento de unas cuantas operaciones unitarias para comprender la lógica de los procesos que se desea impulsar o materializar.

Dentro de las principales operaciones unitarias que es necesario estudiar se encuentran:

1. Transferencia de gases2. Transferencia de iones3. Precipitación química4. Intercambio iónico5. Adsorcion6. Estabilización de solutos7. Cribado8. Sedimentación9. Flotación10.Filtración11.Contacto interfacial12.Fluoración13.Desalinización térmica14.Desinfección por calor

4.4.3 TRATAMIENTO DE AGUAS

5.4.3.1 Procesos de tratamiento de aguas

En la terminología técnica se maneja la existencia de cuatro procesos de tratamiento de aguas:

1. Clase A. Aguas que no es necesario tratar, como las aguas provenientes de pozos, y ocasionalmente agua procedente la cuenca alta.

2. Clase B. Aguas que necesitan solo desinfección, como algunas aguas de pozo, y ocasionalmente agua de la cuenca alta.

3. Clase C. Aguas que necesitan tratamiento estándar, provenientes de los ríos den cuenca baja y embalses.

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4. Clase D. Aguas que necesitan tratamiento especial , provenientes de algunos suministros rurales, que necesitan eliminación de color, eliminación de elementos trazas, agua industrial, necesidades de la industria electrónica, eliminación de algas, eliminación de residuos orgánicos.

Clase de Tratamiento

Agua Clase B

Agua Clase C Agua Clase D

Captación y Almacenamiento en represas.

Captación Captación Captación

Pretratamiento Aireación Rejas Gruesas, rejas finas, bombeo, almacenamiento, ecualización, neutralización, aireación, pretratamiento químico.

Rejas, bombeo, almacenamiento, ecualización, neutralización, aireación, ablandamiento, separación de algas.

Tratamiento Primario

No necesita Coagulación y mezclado, floculación, sedimentación.

Coagulación y mezclado, floculación y sedimentación.

Tratamiento Secundario

No necesita Filtración Filtración

Desinfección Desinfección Desinfección Desinfección Tratamiento Avanzado

No necesita No necesita Adsorcion por carbón activado, procesos de membrana, separaciones de Fe y Mn, separación de compuestos halogenados.

Fluoración Fluoración Fluoración Fluoración Red de distribución

Si Si Industria

La selección del conjunto de procesos de tratamiento viene precedida de un detallado análisis de calidad del agua bruta. Los análisis deberían realizarse a los largo de un periodo mínimo de un año y cuando sea posible, mas largo. En una fuente de agua superficial debiera de muestrarse el agua bruta en periodos de caudales mínimos, medios y altos. Los parámetros a estudiar deberían ser todos los relacionados con la directiva de la Unión Europea. Esto con la finalidad de identificar la clase de agua que necesita el tratamiento.

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Los procesos de tratamiento seleccionados dependen del informe de calidad del agua, pues el proceso de tratamiento debe estar en función de las impurezas que se desee separar del agua con la finalidad de hacerla apta para el consumo humano o para la descarga en sistemas fluviales.

Pretratamiento del agua

El pretratamiento del agua se usa para separar las partículas gruesas del agua con la finalidad de facilitar el proceso de tratamiento que se pueda realizar con posterioridad y consta de varios elementos a estudiar:

a. Desbasteb. Almacenamiento, ecualización, y neutralización.c. Aireaciónd. Pretratamiento químico mediante el ablandamiento, separación de algas

y precloracion.

a. Desbaste

El desbaste consiste en la eliminación de partículas gruesas mediante la eliminación a través de un proceso de filtración, que incluye rejas inclinadas de 25 mm de diámetro y 100 mm de espaciado que evitan que los grandes materiales flotantes entren en la planta de tratamiento.

Normalmente se pasa por varios tamices, primero por el de las mallas gruesas y al final las finas, la industria del tratamiento de aguas dispone de dispositivos que permiten a la reja limpiarse automáticamente.

b. Almacenamiento, ecualización, y neutralización.

En el almacenamiento del agua se pretende que las partículas que pasan el tamiz de desbaste y que se encuentren aun en suspensión, puedan precipitarse mediante sedimentación, para lo cual es necesario que el agua entre en un estado de reposo o almacenamiento. El almacenamiento normalmente se realiza en unos 7 a 10 días, en sitios llamados conos de Inhoff. Este periodo asimismo puede ser el indicado para reducir a la mayoría de los organismos patógenos mediante exposición al la luz del día. El periodo no debe de ser mas largo para evitar el crecimiento y proliferación de algas.

c. Aireación

La aireación es el suministro de oxigeno de la atmósfera al agua, para producir cambios beneficiosos en la calidad de esta. Es un proceso de tratamiento

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habitual para agua subterránea y menos frecuente para aguas superficiales. La aireación se utiliza:

1. Para liberar el exceso de sulfuro de hidrogeno (H2S) que puede causar sabor y olores desagradables.

2. Para liberar el exceso de dióxido de carbono (CO2), que puede tener tendencia corrosiva en los materiales de hormigón.3. Para aumentar el contenido de Oxigeno disuelto (O2), en presencia de sabores indeseables, debido a las algas fotosintéticas (olor a pescado), que liberan aceites volátiles en descomposición.

4. Para aumentar el contenido de O2 del agua que puede tener propiedades negativas de sabor, color y producir manchas debido a la presencia de hierro y manganeso en solución. La adición de oxigeno ayuda a la precipitación de hierro y manganeso.

La aireación es un proceso que se realiza por transbase del agua mediante caída en la cual el agua puede absorber o desorber el oxigeno del aire. Aunque también se puede inducir mediante ozonificación de la misma.

d. Pretratamiento químico mediante el ablandamiento, separación de algas y precloracion

En el pretratamiento químico se incluye agentes quelantes que permiten fijar el exceso de calcio y manganeso que causan la dureza del agua. Así como la separación de algas mediante precloración y carbón activado.

La metodología del carbón activado como adsorbente permite lograr muchos fines, incluyendo:

Eliminación de algas fotosintéticas La mejora del color y el olor La eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COV´S)

La precloración se utiliza en aguas de baja turbidez con un alto recuento de coniformes. El cloro se inyecta en la corriente del agua y durante el periodo en que permanece en los depósitos de sedimentación se oxida y precipita el hierro y el manganeso. El cloro produce también la muerte de patógenos y reduce el color. Se utilizan dosis de hasta 5 mg/l. 3. Tratamiento Primario

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El tratamiento estándar es el conjunto de procesos unitarios que reducen el color, la turbidez, y las impurezas particuladas a niveles aceptables. Al hacerlo de esta forma se producen ventajas adicionales, tales como reducciones de hierro y manganeso,las reducciones en algas, en patógenos, etc. Se pueden considerar que el tratamiento estándar está compuesto de los siguientes procesos unitarios:

Sedimentación Floculación Coagulación Filtración Desinfección

a. Sedimentación

La sedimentación es el proceso de separación de componentes de agua en dos fases, una liquida y una solida, que corresponde a los fangos y que esta formada por particulas solidas en suspensión, mas pesados que el agua, y que por gravedad se depositan en el fondo, y una fase liquida formada por el agua y compuestos en disolución.

La sedimentación se utiliza en muchos puntos de depuración de aguas residuales, siendo una de las operaciones básicas mas utilizadas. Se emplea en el desarenador, en el tanque de decantación primaria, después del proceso biológico, después del tratamiento químico de precipitación con coagulantes y en la concentración de sólidos en los esperadores de fangos.

La principal misión de decantación es la producción de un efluente clarificado, después de haber realizado el tratamiento correspondiente del agua residual.

La sedimentación puede ser muy diferente según el proceso realizado anteriormente y la concentración de partículas en el agua residual. Podemos considerar cuatro tipo diferentes de sedimentación: Discreta, floculante, zonal y por compresión.

La sedimentación discreta, las partículas sedimentan como entes individuales y no hay interacción de unas partículas con otras. En general son sólidos en suspensión con una masa relativamente grande y en suspensiones no muy concentradas.

La sedimentación floculante, los sólidas en suspensión floculan, esta floculación produce la unión de partículas y adquieren la suficiente masa para sedimentar. Corresponden a partículas mucho mas pequeñas que en las sedimentación discreta.

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La sedimentación zonal, las partículas que sedimentan sufren interacciones entre si, de tal forma que la posición de una partícula respecto de otra, permanece prácticamente constante, sedimentando todas las partículas como una zona o unidad.

La sedimentación por compresión, implica la formación de una estructura de partículas sedimentadas y solo puede darse mayor sedimentación por compresión de dicha estructura. La compresión es debida al peso de las partículas que van sedimentándose. Cuanto mayor sea la compresión menor será el volumen de fangos que se obtengan, como es lógico, la compresión se realiza en las capas inferiores de la masa de fango.

b. Floculación

La floculación es la operación en que las partículas en suspensión aumentan su superficie de contacto. Este aumento de la superficie de contacto es debido a la adición de productos químicos en los procesos de precipitación química o químicamente asistida. Debido a la floculación las partículas se agregan en particular mayores (coagulación) y alcanzan la masa suficiente para sedimentar.

La floculación se ve favorecida por una agitación moderada ya que un mayor contacto entre las partículas favorece la formación de floculos. Debe tenerse cuidado de que la agitación no sea excesivamente brusca, puesto que podría destruir los floculos formados; así mismo debe tenerse en cuenta el tiempo de floculación (antes de la sedimentación), tanto se realiza en tanques unitarios, como si se realiza en tanques separados. La agitación puede realizarse por medios mecánicos o por aire, debiendo prestarse una especial atención a que la agitación al final del tanque sea menor que al principio para evitar la rotura de algunos floculos ya formados.

c. Coagulación

Mediante el uso de agentes quelantes es posible lograr la coagulación de algunos sólidos en suspensión, generalmente este proceso no se realiza por los altos costos que implica su aplicación.

Generalmente se utiliza para eliminar algunos elementos tóxicos, altamente peligrosos para la salud humana, la coagulación por quelatos o agentes clarificadores, puede realizarse alternamente mediante el uso de albúminas.

d. Filtración

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La operación de filtración permite la eliminación de sólidos en suspensión procedentes de las aguas después del tratamiento y sedimentación biológica, así como de la precipitación química.

La filtración se realiza generalmente, a través de lechos filtrantes, compuestos de material granular, con o sin adición de productos químicos. También se pueden utilizar micro tamices. La filtración en medios granulares, se realiza a través de varios mecanismos de eliminación tales como el tamizados, interceptación, impacto, sedimentación y adsorcion.

Si un proceso de depuración de aguas residuales, realiza una operación de filtración debe tenerse en cuenta que la perdida de eficacia del proceso de filtro se presenta cuando el agua del efluente contiene una concentración de sólidos por encima del nivel prefijado, o bien se produce una perdida de carga mayor de la estudiada; cuando se llega a este punto, el sistema de filtrado debe ser lavado con agua o contracorriente. Las agua de lavado contendrán todos los sólidos, y en consecuencia debe ser recirculadas a las instalaciones de tratamiento primario o bien el proceso de tratamiento secundario.

e. Desinfección

Tal como se realiza en el tratamiento de aguas, la desinfección, se refiere a las operaciones unitarias dirigidas a destruir o convertir en inofensivos a los microorganismos patógenos.

La esterilización, la destrucción completa de toda materia viva, no es el objeto de la desinfección. Para cumplir los estándares de agua tales como los de la Unión Europea (UE), o la Organización Mundial de la Salud (OMS), y para proporcionar protección contra rebrotes, a menudo se realiza una desinfección adicional. Las características de un buen desinfectante son:

Ser toxico para los microorganismos patógenos a concentraciones muy por debajo de los umbrales tóxicos para los humanos y animales superiores.

Proporcionar una alta tasa de mortalidad en los organismos patógenos. Ser suficientemente persistente para evitar rebrotes de organismos en los

sistemas de distribución.

Dentro de los principales desinfectantes utilizados en tratamiento de aguas se encuentran:

1. Dióxido de Cloro2. Cloraminas3. Ozono

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4. Radiación Ultravioleta UV5. Cloracion

El cloro como se puede apreciar es el desinfectante usado con mas frecuencia. Dada que su aplicación implica una serie de ventajas (no siendo menor la producción de THM), debe de considerarse el uso de otros desinfectantes.

f. Fluoración

El fluor es un elemento traza natural, encontado en cantidades pequeñas pero muy variables en las aguas. Las aguas subterráneas tienden a tener mayor contenido de flúor. Sin embargo la mayoría de las aguas superficiales tienen cantidades despreciables. La presencia de fluoruro en el agua se identifico en Estados Unidos como una forma de mejorar la salud buco dental.

En concentraciones altas el flúor puede causar fluorosis dental o decoloración de los mismos llamado también manchado por flúor. En concentraciones optimas en agua potable, el flúor reduce las caries dentales, entre un 20% y un 40% entre niños que ingieren el agua desde su nacimiento.

La evidencia de la efectividad de la fluoración es mundial ( de 1950 a 1980). Sin embargo, en la década pasada, el relativo impacto beneficioso de la fluoración se ha enmascarado a medida que aparecen otras fuentes de flúor, por ejemplo pasta de dientes fluorada, pastillas de flúor, etc. Se ha añadido flúor al agua en diversas formas químicas.

Fluoruro de sodio Silicofluoruro de Sodio Acido Hidrofluorosililicico

El procedimiento en países que tienen abastecimientos públicos de agua con fluoruro es añadirlo en dosis de 1 mg/l, y esto se hace hoy en día mayoritariamente en forma de acido difrofluorosilicico.

g. Procesos avanzados en tratamiento de aguas

Anteriormente hemos descrito las metodologías asociadas al manejo de potabilizacion de agua, en el caso de algunas aguas residuales provenientes de industrias químicas existen procesos avanzados en el tratamiento de aguas residuales que por ende incluyen operaciones básicas y químicas diferentes, entre las cuales podemos numerar las siguientes:

Separación de hierro y manganeso Intercambio iónico y absorción inorgánica.

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Absorción de productos orgánicos Procesos de membrana incluyendo osmosis inversa Oxidación incluyendo la oxidación química.

Para la comprensión de estos procesos es necesario disponer de amplios conocimiento en biología, química y física del tratamiento de aguas, por lo que generalmente se abordan estos temas en clases de Tratamiento de Aguas e Ingeniería Sanitaria.

4.4.4 Digestión Anaerobia y Tratamiento de Fangos

Microbiología básica en el tratamiento de residuos

Los microorganismos a la vez que organismos que pueden ser causante de enfermedades también pueden ser muy útiles en la remoción de impurezas, es así que después que se ha realizado el tratamiento de aguas y producto de la sedimentación se depositan en el fondo precipitados orgánicos e inorgánicos que deben de ser tratados con la finalidad de volverlos inocuos en cuanto a olor y propiedades biológicas.

Para lograr este objetivo se dispone de la utiizacion de microorganismos, los microorganismos utilizados exhiben variados metabolismos, así por ejemplo algunos realizan:

1. Oxidación, en medio aerobio2. Fermentación en medio anaerobio

Los microorganismos se clasifican en función de su necesidad de oxigeno para completar sus actividades metabólicas, es así como los microorganismos pueden ser de varias clases:

1. Aerobios que necesitan de oxigeno para realizar sus actividades metabólicas y su fundamento se encuentra en la oxidación del carbono mediante la respiración celular de forma que :

CH2O(n) + O2 CO2 + H2O

2. Anaeróbicos que no necesitan de oxigeno para realizar sus actividades metabólicas y su fundamento se encuentra en la fermentación con la formación de compuestos aromáticos principalmente alcoholes, cetonas, ácidos carboxílicos entre otros, aprovechan el oxigeno presente en el agua para formar estos compuestas, también existen algunos que aprovechan rutas que terminan en

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metano, etano, sulfonas y derivados sulfonados, así como nitrilos, nitratos y nitritos.

Biodigestores

Las aplicaciones de la digestión anaerobia, se pueden clasificar en forma amplia en :

Agrícolas Industriales Urbanas

Quizá una de las metodologías mas difundidas en los países orientales e introducidas o tropicalizadas en los países latinoamericanos, sea la producción de gas metano, a partir de residuos de cosechas, desechos orgánicos domésticos, heces animales y humanas.

El tratamiento en biodigestores a utilizado varios procesos como ser:

1. Lechos fijos o fluidizados2. Lechos de fango3. Digestores de contacto

Tratamiento de lodos activados

La mayoría de los biosolidos o lodos dependen de su tratamiento si contienen residuos químicos o biológicos que puedan afectar la salud humana o del ecosistema.

Los lodos en un sistema de tratamiento pasan primero por su clasificación la cual depende de su composición:

1. Lodos primarios compuestos por la sedimentación primaria para separar los sólidos sedimentables que se pueden espesar por decantación gravitatoria, el lodo es de composición generalmente mineral, ocasionalmente puede contener materia orgánica muerta.

2. Lodos secundarios, son esencialmente biológicos, resultado de la conversión de los residuos solubles (no sedimentables), del efluente primario. Se producen como lodos en exceso de los clarificadores secundarios, después de algún proceso de tratamiento secundario, como pueden ser los lodos activados.

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3. Lodos mixtos. Son las combinaciones de los primarios y los secundarios. Esto se usa a veces para que las propiedades de fácil deshidratación de los primarios ayuden en la deshidratación de los lodos secundarios mas difíciles de deshidratar.

El lodo de las aguas residuales se compone de sólidos en grumos , en escamas y coloidales entremezclados con agua.

Los bioosolidos o lodos activados pasan por un conjunto de pasos para su tratamiento que incluyen :

1. Tratamiento Primario2. Tratamiento Secundario

Tratamiento Primario

Consta de una serie de etapas de procesamiento que incluye varias operaciones unitarias:

1) Acondicionamiento. El acondicionamiento de lodos es el tratamiento químico o térmico del lodo para mejorar la eficiencia del espesado y la deshidratación.

2) Espesado. El espesado es el procesado de los lodos antes de la deshidratación. Tradicionalmente el lodo se revolvía suavemente en un recipiente cilíndrico tratando de que el agua subiera a la superficie y se recogiera el sobrenadante.

3) Deshidratación. La deshidratación es un proceso análogo al espesado, sin embargo en esta se busca extraer mayor cantidad de agua sirviéndose del manejo de la temperatura y no de la fuerza centrifuga.

4) Estabilización. Se considera como cualquier proceso que de lugar a lodo o productos finales libres de patógenos. Recientemente se ha puesto mucho énfasis en conseguir una buena estabilizaciones de productos de lodo o compost. Los métodos utilizados para eliminar los organismos dañinos son:

a. Estabilización con calb. Desinfección térmicac. Digestión anaerobiad. Digestión aerobiae. Compostaje

Tratamiento Secundario

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Después del acondicionamiento, espesado, deshidratación, el lodo puede pasar a una segunda etapa que consta de varias operaciones unitarias descritas a continuación:

1) Digestión anaerobia. Este proceso unitario se describe como la utilización de los microorganismos para producir gases sulfonados, carbonados o nitrados. Los productos finales son la obtención de gas metano, reducción de 30 a 50 % del volumen de los lodos, producto final libre de olores, y lodo libre de patógenos.

2) Digestión aerobia. La digestión aerobia incluye el uso de oxidaciones , en las cuales se busca obtener humus y reducir los compuestos orgánicos volátiles COV´s, las principales ventajas de su uso son : Producto final como humus estabilizado, bajo costo de inversión, fácil operación, pocos olores, gas no explosivo, sobrenadante purificado que en digestión aerobia.

3) Compostaje. El compostaje consiste en mezclar los lodos activados con suelo y materia orgánica así como un suministro de nitrógeno como fuente de energía. El compostaje es utilizado por diferentes países en distintos niveles de sofisticación del proceso. El proceso busca la obtención de un producto fertilizante a partir de los residuos inorgánicos domésticos, de aguas residuales entre otros.

4) Secado Térmico. El secado del lodo es una operación unitaria que implica reducir el contenido del agua del lodo por evaporación. El resultado es un producto seco con 90 a 95 % de Sólidos Secos Convertido (SSC) y libre de patógenos. El secado térmico se puede dar por cualquiera de las formas para transferir el calor mediante conducción, conveccion o radiación.

5) Incineración. La incineración es una opción con la intención de reducir los volúmenes de lodo presentes, así como una forma de obtener energía térmica producto de la quema de residuos, la incineración puede incluir varias metodologías:

a. Incineración solo de lodosb. Incineración de lodos mas residuos sólidosc. Incineración de lodos mas residuos de cortezad. Otras combinaciones varias.

6) Pirolisis. Muchas sustancias orgánicas son térmicamente inestables, y al calentarse en una atmósfera libre de oxigeno se rompen en fracciones gaseosas, liquidas y sólidas, mediante la combinancaion de cracking térmico, y reacciones de condensación, esto produce gasificación de los productos

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orgánicos y con la consecuente eliminación de volúmenes de residuos indeseables.

7) Oxidación en aire húmedo. Este proceso no exige una deshidratación previa de los lodos. Es suficiente un pretratamiento que espese los lodos. La oxidación en aire húmedo es un proceso en el que los sólidos orgánicos del lodo se oxidan en un medio aerobio, a alta presión y temperatura. Se trata de una reacción en fase liquida, el material orgánico del agua y oxigeno. Se utiliza temperaturas de 175°C y presiones de 10 MegaPascales. El objetivo de la oxidación en aire húmedo del lodo es oxidar una gran parte de los componentes orgánicos del lodo, dejando un residuo casi inorgánico que se pueda deshidratar fácilmente.

8) Fusión de lodos. Este proceso es comparable a la incineración y es muy popular en Japón que dispone de unas 24 plantas, que tratar alrededor del 15% del lodo. Mediante la incineración los lodos orgánicos se reducen a aproximadamente una treceava parte de su volumen original y mediante la fusión reducen a una treintava parte. La fusión de lodos incluye varias etapas como ser:

Pretratamiento o deshidratación Fusión Recuperación del calor Purificación del gas de escape Producción de escorias.

Una vez que los lodos han sido tratados existe el problema de donde disponer los lodos así tratados, existen varias alternativas:

1) Vertido al mar2) Incineración3) Extensión del terreno e inyección de lodos4) Revegetacion de terrenos5) Recuperación de terrenos dañados6) Recuperación de terrenos desde el mar7) Extensión sobre terrenos en bosques

5.4.5 Tratamiento de Residuos Sólidos

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Introducción a la gestión de RSU

La gestión de residuos sólidos urbanos municipales, incluye la composición y características físicas, químicas y biológicas. Estudia la aplicación del proceso de tratamiento, reducción, el reciclaje, la reutilización, la digestión, la incineración y el vertido.

Una preocupación importante del mundo desarrollado, es el desarrollo de vias ecológicamente sensatas y sanitariamente provechosas de los millones de toneladas de residuos que se producen anualmente.

Definiremos como residuos sólidos aquellos que se producen por las actividades del hombre o por los animales. En el ambiente domestico los residuos sólidos incluyen papel, plásticos, restos de comida, cenizas, etc. También incluyen los residuos líquidos como las pinturas, las medicinas vencidas, los aceites usados.

La gestión inadecuada de los residuos sólidos tiene efectos negativos directos en la salud. La fermentación incontrolada de la basura es una fuente de alimentos y un hábitat para el crecimiento bacteriano. En el mismo ambiente proliferan insectos, roedores, y algunas especies de pájaros, que actúan como portadores pasivos en la transmisión de algunas enfermedades infecciosas.

Origen y Clasificación de los RSU

Los residuos sólidos urbanos (RSU) se componen de residuos de tipo domestico, comercial y alguno de tipo industrial (no peligrosos), recogidos por las autoridades privadas o públicas. Los residuos no se ajustan a un estándar y normalmente, no existen dos residuos iguales. Las basuras domesticas de una sola casa variaran de semana en semana y de estación en estación.

La planificación apropiada , el tratamiento y las practicas de eliminación se basan en datos exactos con respecto a la composición y a las tasas de generación de residuos. Si examinamos los residuos industriales, veremos que la composición depende de la clasificación industrial, así como de las propiedades especificas que disponen dichos residuos. La Organización Mundial de la Salud (OMS), clasifica los residuos industriales en varios grupos:

1) Residuos industriales no peligrosos2) Residuos peligrosos3) Residuos de hospitales

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Además en Estados Unidos se utiliza una clasificación basada en los criterios del Manual de Clasificación Industrial Normalizado (SIC), que identifica los residuos industriales según la industria y el tipo de producto.

Los RSU exhiben tres características útiles para su tratamiento:

1) Características Físicas2) Características Químicas3) Características Biológicas

Operaciones Unitarias en Tratamiento de RSU

Al igual que otros procesos de tratamiento de residuos , el tratamiento de RSU se explica en si mismo a través de procesos industriales que incluyen el desarrollo y explicación de varias operaciones unitarias a saber:

a. Separación

La separación se puede realizar es en tanto en origen en la vivienda (o industria), como en la estación de transferencia o en el destino final donde es posible la separación mecánica/clasificación. Muchas zonas urbanas del mundo practican formas limitadas de separación de origen, es decir, separación de diferentes fracciones en unidades que las empresas transportistas puedan recoger.

Si el RSU se separa en el origen, se elimina la necesidad de una costosa y difícil clasificación manual y/o mecánica.

Los RSU se pueden dividir en varios grupos que deben de ser explicados a los consumidores de los servicios de limpieza comunal, con la finalidad que la clasificación se realice en el origen.

Residuos que preferiblemente se separan en el origen Todas las basuras domesticas.

Los residuos que deberían separarse en el origen son:

Residuos alimenticios: Separación en vivienda de origen Papel y Cartón Plástico Metales ferrosos Metales no ferrosos Vidrio

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Todos los demás residuos domésticos que pueden ser destinados a los centros de recogida son:

Residuos voluminosos (muebles, cubiertas de vehiculo, etc) Residuos de Jardín Residuos domésticos peligrosos.

Para que la separación de origen funciones es necesario poseer la siguiente infraestructura:

1) Centros comunitarios de recogida para el vidrio y los metales no ferrosos2) Centros públicos de recogida, también llamados centros de servicios cívicos,

donde pueden verterse todos los residuos voluminosos de jardín, y domésticos que sean peligrosos

3) Campañas de publicidad ambiental, con el fin de educar al publico en el grado necesario de separación de origen.

b. Almacenamiento

El almacenamiento incluye dos momentos desde la recogida hasta la disposición de los residuos, normalmente se utilizan contenedores de 120 a 390 litros hasta contenedores que pueden almacenar 40,000 litros de volumen de residuos sólidos urbanos.

El tipo de almacenamiento depende del sistema de recogida de que se dispone, el cual puede ser:

Recogida en las puertas Recogida periódica en las aceras Centros cívicos de recogida Empresas de transporte para la recogida periódica de artículos

voluminosos. Contenedores de comunidad para reciclaje Camiones aspiradoras.

Para el transporte de RSU se utilizan varios medios de transporte, incluidos:

Camiones tradicionales abiertos utilizados en los países de bajos ingresos Camiones de basura tradicionales que recogen residuos en bolsas Camiones modernos con un solo compartimiento que recogen

contenedores con ruedas de viviendas unifamiliares.

c. Reciclaje y Reutilización

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El reciclaje y la reutilización son dos metodologías muy utilizadas con la finalidad de proveer de nuevas materias primas a la industria así como la de disminuir el problema de los volúmenes de basura en la comunidad.

Generalmente los elementos de residuos que ya se están reciclando o que podrían reutilizarse son:

1) Latas de aluminio. Las cuales son reducidas en su volumen mediante compactación, y luego es procesado nuevamente por la industria, sin embargo por ser un metal poco costoso, muchas veces el costo marginal de reciclar es mayor que el costo de nuevo aluminio en bruto. Se estima que el 1% de la basura es constituida por aluminio.

2) Papel y Cartón: Con la finalidad de volver a utilizar la fibra de celulosa se compra papel y cartón el cual puede ser reciclado hasta un numero de 8 veces, en dicho proceso el papel va perdiendo calidad y consistencia, así como que los costos por eliminar la tinta y los contaminantes del papel, son una limitación importante para la mayoría de las empresas productoras de papel, de incorporar políticas para el reciclaje del papel y el cartón.

3) Vidrios. Desde hace muchos años que se recicla y reutiliza el vidrio, en parte debido a lo simple del proceso de fabricación del vidrio. El mayor problemas de este tipo de reciclaje es la proliferación de colores. Idealmente se puede reutilizar el vidrio, si no se puede triturar , y utilizarse para producir nuevo vidrio ahorrando así energía.

4) Plásticos. Los plásticos en su mayoría son no biodegradables, y muy poco deseables en los vertederos. Sin embargo gracias a su gran potencia calorífica son muy apreciados en las plantas de incineración. El porcentaje de plásticos en el total de RSU varia de un 5 a un 10 %. Para poder clasificar los plásticos en función de sus propiedades químicas se ha utilizado un proceso de numeración basado en la cadena de Moebius que va desde el numero 1 hasta el 7 y en el cual se puede identificar cada plástico por este numero característica, enseguida se hace una clasificación por sus densidades y se aplican técnicas de reciclaje ampliamente reconocidas basadas en la exposición al calor y el nuevo termo formado.

5) Residuos de Jardín. Los residuos de jardín se pueden triturar y reutilizar como enmienda del suelo, abono u otros usos agrícolas. El compostaje ha tenido una historia muy variable de éxitos, pero hoy en día los problemas con los malos olores, los metales pesados y los agentes patógenos, se pueden resolver con tecnologías, que incluyen:

a. Compostaje

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b. Digestión anaerobiac. Reutilización para alimentar animales de granjad. Incineración.

d. Tratamiento Biológico de RSU

Para el tratamiento biológico de los RSU existen al menos tres medotologias ampliamente reconocidas:

Aerobio o Compostaje Anaerobio o de Biogas Combinación de los sistemas aerobio o anaerobio

Todos estos modelos han sido ampliamente explicados anteriormente por lo que únicamente se explica con la salvedad de disponer de cuidado de mantener un nivel adecuado de humedad y nutrientes principalmente nitrógeno con la finalidad de no inhibir el crecimiento de dichos microorganismos.

e. Tratamiento Térmico

La degradación térmica del material orgánico se puede llevar a cabo con o sin oxigeno, si tiene lugar con un déficit de oxigeno (combustión parcial), parte de la energía almacenada en forma de energía química del material orgánico quedara liberada como gases de combustión. Este proceso se denomina gasificación. Si la gasificación es destilación seca (calentamiento sin entrada de aire, oxigeno o vapor), el proceso se denomina pirolisis.

La gasificación tiene la ventaja de que la purificación de los gases resulta más económica que la de los gases de combustión de pirolisis, debido a la gran cantidad de gases de escape generados directamente en la combustión. Más aún a menudo los gases se pueden utilizar directamente en motores de gas. La gasificación de biomasas aun esta a nivel de investigación. Los problemas operativos vienen causados por un alto contenido de agua o por la baja densidad de la biomasa. Las dificultades encontradas en los procesos de trituración y alimentación han hecho que todavía no se haya desarrollado una tecnología a nivel comercial. El tratamiento por gasificación resulta aun mas difícil porque la composición de los residuos sólidos municipales, es mas heterogénea que la de los combustibles de la biomasas (serrín y madera).

La degradación térmica con exceso de oxigeno se denomina combustión. Cuando el combustible es un residuo, se denomina incineración. La incineración es la oxidación química a temperaturas elevadas, cuando el material orgánico se transforma en energía (calor), gas de combustión y escorias. En principio la incineración es parecida a la combustión de otros combustibles sólidos como el

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carbón o la madera. En algunos casos esto se resuelve transformando el residuo en pastillas de RDF que se pueden usar en hornos que queman combustibles sólidos tradicionales, a menudo mezclados con carbón. También pueden almacenarse como el carbón u otros combustibles sólidos.

Las plantas de incineración de residuos sólidos se basan en tecnologías especialmente desarrolladas para la incineración de residuos. En la mayoría de los casos la incineración resulta mas económica que la transformación de residuos en pastillas de RDF. Algunas compañías se han ocupado de desarrollar tecnologías de incineración de residuos a nivel comercial.

Dentro de los principales criterios para el diseño de los reactores de tratamiento térmico es necesario considerar:

La tasa de descarga y almacenamiento de residuos El tamaño de la grúa La Tolva y el sistema de alimentación Las parrillas El Horno El Suministro de Aire El Sistema de Calderas La Eliminación de escorias y cenizas

La primera planta de incineración de residuos se construyo en el Reino Unido en la década de 1870. Si se compara con la tecnología actual, era un sistema muy sencillo de alimentación manual del fuego, eliminación manual de las escorias, sin control del suministro del aire de combustión, ni limpieza de los gases de combustión. Una de las razones por las que se introdujo la incineración de los residuos fue el interés por los aspectos higiénicos.

Recursos

http://excops.unep.ch/index.php?option=com_content&view=article&id=72:the-rotterdam-convention&catid=42:the-conventions&Itemid=27&lang=es

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